Tvary bakteriálních buněk Morfologie kolonií Barvení buněk Interpretace Gramova barvení PG PG Tvary bakteriálních buněk optimální hydrodynamické vlastnosti využití přístupných živin Borrelia poměr povrch/ objem tnejmenší – kulaté buňky tdlouhé tenké buňky nejvyšší • •Chlamydia 0,3 x 0,3 μm •Bdellovibrio 0,8 x 0,3 •Rickettsia 1 x 0,3 •S. aureus 0,8-1 x 0,8-1 •E. coli 2-3 x 0,4-0,6 •B. subtilis 1,8-4,8 x 0,9-1,1 •Streptomyces vlákno x 0,7-1,6 •Chromatium 25 x 10 •Spirochety 500 Velikost bakterií a) nejmenší •Mycoplasma: • • •0,2-0,8 μm -bez buněčné stěny •(= amorfní a nebarvitelné na b.s.) •Rickettsie • •0,3-0,8 μm G- koky až tyčinky •Barví se červeně dle Giemsy, podlouhlé b. polárně. •- b.s. podobná bakteriální Nejmenší rody: rickettsie a mykoplasmata, Nanobacterium Schopny samostatného růstu! = nejmenší volně žijící bakterie Nerostou mimo hostitelskou buňku! Rickettsia rickettsii v buňkách endotelu cév Rickettsia rickettsii Mycoplasma pneumoniae Nebezpečí: prochází protibakteriálními filtry! Velikost bakterií b) největší Epulopiscium spp. – symbionti mořských ryb Acanthuridae •Bakterie monomorfní • •existence jedné morfologické formy nezávisle na podmínkách růstu • • •Bakterie pleomorfní (mnohotvaré, pleiomorfní) • • existence odlišných morfologických forem u téhož druhu či kmene ( vlivem různých podmínek pro růst, často starší kultury) • •příklady:Corynebacterium diphteriae, Mycoplasma pneumoniae, Rickettsia prowazeki, Rickettsia rickettsia • •1. mykobakterie •2. corynebacterium –plectridium (ztluštění terminálně) či clostridium (ztluštění centrálně), corynebacterium mikroskopie: jednotlivě, dvojice nebo shluk. •3. aktinomycety – mikroskopie: jednotlivě, dvojice nebo shluky. U streptomycet např. čím delší kutivace tím větší pleomorfismus. • Koky Geneticky kódováno dělení v rovinách a odloučení samostatné buňky. Spojení buněčnou stěnou –Van Der Waalsovy síly •oploštělé zašpičatělé • Neisseria meningitidis - Gram-negative meningitis, Waterhouse-Friderichson syndrome Streptococcus pneumoniae - Gram-positive Encapsulated. Causes (lower respiratory infection) pneumonia (upper respiratory infections) bronchitis, laryngitis, sinusitis, and otitis media. v závislosti na rovině dělení : •diplokoky - jedno dělení v jedné rovině • i shluky (dle náboje buňky a živin), G+ i G- • •streptokoky - dělení v jedné rovině (každá b.) • Jednotlivě, dvojice nebo řetízky • (Streptococcus, Lactococcus) •tetrády dělení ve dvou rovinách, • málo časté, většinou přerůstají v balíčky • (Micrococcus luteus) •pakety, sarciny •dělení ve 3 na sebe kolmých rovinách •po dělení zůstávají ve skupinách po 8 •stafylokoky •nepravidelné dělení •shluky, hrozníčky •Shluk druhově charakteristický •v prostředí bohatém živinami - více shluků Neisseria gonorrhoeae, Gram-negative Micrococcus luteus Staphylococcus aureus Streptococcus Sarcina Charakter shluků závisí na způsobu dělení bakteriálních buněk •příčiny tvorby jednotlivých typů shluků u jednotlivých skupin bakterií nejsou jasné •myxobakterie – produkce extracelulárních enzymů a lyze nerozpustných makromolekul •studium vztahů mezi strukturou a funkcí •jiná distribuce živin dovnitř shluku buněk Tyčinky, tyčky • rovné (většina bakterií,E.Coli, r.Salmonella…) • krátké (kokobacily) • dlouhé - vlákna (Erysipelothrix,Actinomyces) • štíhlé ( Mycobacterium tuberculosisi, Clostridium tetani) • robustní (r. Lactobacillus, Clostridium perfringens) • rozštěpené (r. Bifidobacterium) • větvící se (rr. Nocardia, Actinomyces) • zakřivené (vibria-Vibrio, Campylobacter) Vibria – různě prohnuté na jednu stranu, divoké kmeny více než sbírkové.Mikroskopie: vždy jednotlivě, dvojice jen na konci buněčného cyklu. • s rovnými až konkávními konci (Bacillus anthracis) • vřetenovité (r. Fusobacterium) • kyjovité (r.Corynebacterium) • pleomorfní Vibrio Bifidobacterium Mycobacterium paratuberculosis E. coli Salmonella typhi Actinomyces virosus Kokobacily kokobacily a kokotyčky dvojice nebo shluky, nikdy řetízky •Bordetella pertusis, Kingella, Acinetobacter Bordetella holmesii Acinetobacter spp. Tyčinky •Dělí se typicky jen podél své krátké osy a zůstávají většinou odděleně; •Diplobacily: • tyčky ve dvojicích s kratšími konci u sebe (např. rod Moraxella) •Streptobacily: • Tyčky, které zůstávají v řetízku po dělení (např. Streptobacillus moniliformis, Erysipelothrix rhusiopatiae, • Bacillus, Lactobacillus, ) Moraxella Další tvary tyčinek Prostéky tvořící prostéka - buněčný výběžek Cytoplazma +CM + BS (Filomicrobium,Hyphomicrobium) Spirálovité nepravidelné ( rody Spirilum, Helicobacter) hrubé ( r.Borrelia) jemné (r.Treponema) jemné se zahnutými konci(r.Leptospira) Mycelium tvořící – aktinomycety, streptomycety Helicobacter Treponema Leptospira Pupeny,pučení Pupeny na krátké straně. Pučí většinou tyčky. Pupen vždy opouští mateřskou buňku. (Ancalomicrobium,Blastobacter, Hyphomonas) Asticacaulis streptomycesgriseus+ Streptomyces G+ vlákna DSCN0810 Prosthecomicrobium Simonsiella Cylindrospermum Rhodomicrobium Thiopedia rosea DSCN0771 Streptomyces • Spirilly – určitý a konstantní počet závitů • (– max 5-7.) a vždy stejné stoupání • • Pohyb a udržování počtu závitů vždy dle osového vlákna, závity jen v 1 rovině, relativně tenké buňky. • • Spirochety – více závitů ve 2 či 3 rovinách, • tlustší buňky. • Bičíky v horním periplazmatickém • prostoru, axiální bičíky vidíme až na řezu • (jeden až několik desítek). • Undulující membrána – bílkovina + sacharid v 1 rovině, výlučně u vodních. • • U spiril i spirochet bičíky vždy na koncích, jednotlivě či ve svazku.Pokud spojení buněk, tak háčkem, ne plochou. Pro pozorování se využívá mikroskopie v zástinu. Mikroskopie: buňky vždy jednotlivě. • • 2 www.medmicro.info Micrococcus •Micrococcus luteus je sírově žlutý (ne zlatý jako Staphylococcus aureus) G+ sférické buňky, v preparátu jednotlivě, po dvou nebo ve čtveřicích či nepravidelných shlucích • Kocuria G+ koky, po dvou, 4 nebo shluky Bacillus cereus Rovné G+ tyčky různé délky, ve dvojicích i řetízcích či jednotlivě • Escherichia coli Gramnegativní rovné tyčky Jednotlivé nebo ve dvojicích Pseudomonas Gramnegativní rovné nebo mírně zakřivené tyčky S3 Bakterie rodu Staphylococcus 17a staph zvětšení 50 000krát emu.arsusda.gov/typesof/pages/staph.htm Z 10 000x S2 Krevní agar s 10% NaCl Bílé nazlátlé velké kolonie Mikroskop: typické hrozníčky, shluky hemolýza Rod Bacillus – různá morfologie různých druhů Bacillus cereus Centrální oválná spora Mikroskopie ve vzorku •mikroskopický preparát sputa, Gramovo b. •Grampozitivní koky, ve shlucích. • Leukocyty (hl. polymorfonukleáry), svědčí pro bakteriální zánět sputumgpkoUPR Foto: O. Z. •Výjimky při pozorování morfologie buňky barvené Gramovým barvením -!!Bakterie bez buněčné stěny (nebarvitelné Gramem) -!!Bakterie gramlabilní -!!Pozor na acidorezistentní buňky - •Pozn: pro přesný tvar či měření buňky lépe užít negativní barvení pozadí Bakterie bez buněčné stěny •Sekundární ztráta b.s. •Mutací tzv. „L-formy“ bakterií (G+ i G-) •Primárně sférický tvar, ale i jiný •Žijí v osmoticky stabilním prostředí (př. parazit Mycoplasma) •Větš. specifická stavba membrány •Malý genom – nepotřebují enzymy biosyntéz • •Borrelia burgdorferi (fig 1, 2) •Borrelia recurrentis (fig 1) •Bartonella henselae (fig 1, 2) •Chlamydia trachomatis (fig 1, images of elementary bodies, images of reticulate bodies) •Chlamydophila pneumoniae (images of elementary bodies, images of reticulate bodies) •Chlamydophila psittaci (images of elementary bodies, images of reticulate bodies) •Coxiella burnetii (fig 1, 2) •Ehrlichia chaffeensis (fig 1, 2) •Anaplasma phagocytophilum (formerly; Ehrlichia phagocytophilum or E. equi; Fig. 1) •Legionella sp. (fig 2) •Leptospira sp.(fig 1, 2) •Mycobacterium bovis (fig 1) •Mycobacterium tuberculosis (fig 1, 2 thanks to Anders Olav Lande, 3) •Mycobacterium avium, Mycobacterium intracellulare (fig 1 thanks to Anders Olav Lande) •Mycobacterium kansasii (fig 1) •Mycobacterium leprae (fig 1, for a close up thanks to Anders Olav Lande) •Mycobacterium marinum (fig 1) •Rickettsia rickettsii (Fig. 1,: scroll down to bottom of the page. 2) •Orientia tsutsugamushi (formerly; Rickettsia tsutsugamushi; Fig. 1) •Treponema pallidum(fig 1, 2, 3) Bakterie nebarvitelné Gramem Přehled diagnostiky G+ koků http://www.ratsteachmicro.com/Staphylococci_Notes/HCOE_CAI_Review_Notes_Staphylococci.htm 29 Gram_Positive_Flow_Chart zmenšeno a inverze sarcina-nativni_5 halo efekt bacillus sphaericus Fázový kontrast • •možnost pozorování živých objektů v nativním stavu bez barvení •Různé části preparátu - různý index lomu – ohyb paprsků • • • • • n1 n2 n3 n1 < n2 < n3 Bacillus cereus tzv. „haló“ efekt okolo buněk Sporosarcina ureae Bacillus megaterium ccm 2007 (3-nativni24-hallo) C:\Users\Mili\Desktop\cytologie-cvika\Vase_konvertovane_preparaty\Milada\protokol4spory\spora.cereu s.fazovy.jpg Morfolologie kolonií Charakteristická pro daný bakteriální druh •Kolonie – tvorba a stavba, uspořádání (organizace) a dorozumívání ( komunikace). •Mezikoloniální vztahy a vlivy – komunikace mezi jednotlivými koloniemi. •Závislost na době kultivace, teplotě a výživě. •Kolonie bakteriální = společenství buněk vzniklé obvykle na povrchu pevné kultivační půdy z třeba i jediné životaschopné buňky. • • Velikost (průměr; mm) Tvar – kolonie pravidelná kulatá, oválná, nepravidelně laločnatá, vláknitá, rhizoidní, plazící se Profil – kolonie vyvýšená, plochá, pupkovitá,miskovitá … Okraje – pravidelné, filiformní, laločnaté, okrouhlé … Povrch – hladký, lesklý (S – fáze), matný, drsný (R- fáze) Transparence Vůně, zápach Tvorba mycelia Změny media Barva Konzistence DSCN0817 Pseudomonas Mutace- PS Nocardia farcinica Bacillus Streptomyces coelicolor A3(2) Streptomyces a reaction in medium a reaction in medium a reaction in medium Serratia - knoflíkovitý profil Klebsiella ozanae Kulaté kolonie Chromobacterium violaceum Kulaté, vypouklý profil, pravidelné okraje a reaction in medium Enterococcus faecalis Kulaté, vypouklý profil, pravidelné okraje Drobné – neúčinný metabolismus Kultivace 3-4 dny a reaction in medium Lactobacillus plantarum a reaction in medium Bacillus cereus Kolonie velké, nepravidelné, plochý profil, okraj vlnitý Salmonella Jeden druh tvoří rozdílnou morfologii kolonií B_megaterium_CCM_2007(2) Bacillus megaterium DSCN0744 Průhledné Azotobacter vinelandii Definice bakteriálního druhu • bakteriální druh je souborem bakteriálních kmenů sdílející stálé shodné vlastnosti (fenotypové i gentoypové – sekvence genů pro 16S rRNA, DNA‑DNA hybridizace) a lišící se jimi od kmenů jiných validně popsaných druhů • Druh se od fylogeneticky nejblíže příbuzného (stanoveno genotypizačními metodami) musí lišit i fenotypově (fyziologické znaky – biochem.testy, chemotaxonomie) • Typové kultury druhu musí být kultivovatelné a jsou uloženy alespoň ve 2 světových sbírkách • Nekultivovatelné mikroorganismy popisovány jako tzv. candidatus • Approved List of Bacterial Names (IJSB ) • Bacterial Nomenclature Up-to-Date: http://www.dsmz.de/bactnom/bactname.htm Zajímavé zdroje a odkazy •http://www.microbelibrary.org/asmonly/details.asp?id=2566&Lang=English •http://www.whoi.edu/oceanus/viewArticle.do?id=2539 •http://www.geocities.com/CapeCanaveral/3504/gallery.htm • •