Идентификация бактерий по Д. Берги ( D . Bergey )

1923 - новый определитель бактерий Д. Берги. Дано точное описание бактерий и порядок проведения исследований для их идентификации. К настоящему времени вышло 9 выпусков определителя Д. Берги
В 1948 г. - номенклатурный кодекс бактерий, в основе - бинарная номенклатура Карла Линнея (1707-1778 «Система природы»).

Но и в последнем определителе не содержится ключей для определения филогенетического, т.е. эволюционного родства бактерий!!!

Вопрос 3. Главный современный критерий систематизации прокариот

Главный критерий, определяющий таксономическое положение бактерий - эволюционное родство. Источник информации об эволюционном происхождении бактерий - последовательность нуклеотидов в 16S рРНК – малой субъединице рибосомы бактерий.

Молекулярный маркер предложен Карлом Возом (K. Woese).

Бактериальная рибосома 70 S.
Состоит из малой субъединицы 30S и большой субъединицы 50S.
Включает 55 белков и 3 разновидности рРНК: 5S, 16S, 23S.

Из них К. Воз выбрал участки рРНК наиболее оптимальной длины: 16S рРНК =~1500 нуклеотидов (не очень большой и не очень короткий).  В ней жеcткие консервативные участки перемежаются с вариабельными.
Сравнивая количество несоответствий, высчитывают коэффициент соответствия и строят диаграмму.

Экстремафильные прокариоты.
К. Воз: - создал базы данных для бактерий и экстремафилов:

1. термофильные бактерии – при высоких температурах,
2. психрофильные бактерии –при низких температурах,
3. галофильные бактерии – при высоким содержании NaCl,
4. ацидофильные бактерии – при низких значениях рН.

- отметил, что у микроорганизмов, обитающих в экстремальных условиях, очень незначительное родство с большинством бактерий.
- предложил выделить экстремафильных прокариот в отдельную группу и ввести термин «археи»

Таким образом эволюционное дерево из дихотомического стало трихотомическим.

Вопрос 4. Три домена живой природы

3 основные эволюционные ветви назвали доменами: 1) археи, 2) эубактерии, 3) эукариоты.

Отличие археев от бактерий (архебактерий от эубактерий)

1.По строению клеточной стенки (нет муреина).
2. Особый жгутик.
3. Комплекс транскрипции РНК-pol эукариотического типа.
4. У археев в геноме есть гистоноподобные белки.
5. Никогда не вызывают заболеваний.
6. В настоящее время стали известны археи, приспособленные к существованию в организме человека.

Теория симбиогенеза.

Первичные клетки (проклетка – прогенот) + Пурпурные бактерии ->формирование митохондрий
+ Цианобактерии -> формирование пластид.

Первичные клетки (проклетка – прогенот

Пурпурные бактерии         Формирование эукариотической клетки              Цианобактерии

Эндосимбиоз с ядерными клетками
1) одноклет грибы – многоклет грибы
2) одноклет прост многоклет жив беспозв позв
3) одноклет вод многоклет вод высшие раст

Современная систематика бактерий.

3 домена - Филы (группы микроорганизмов, объединенных общим родством) – Секции – Субсекции – Рода – Кластеры – Виды – Штаммы

Вопрос 5.  Строение бактериальной клетки. Строение цитоплазматической мембраны.

Цитоплазма бактериальной клетки снаружи окружена цитоплазматической мембраной (ЦПМ).
ЦПМ - физиологически активное образование – билипидная универсальная структура,  высокоселективный барьер, обеспечивающий существование клетки.

Жизнеспособность бактериальной клетки обусловлена следующими свойствами мембраны:
- Текучесть – это не жесткая структура (белки способны свободно перемещаться в толще мембраны).
- Способность изгибаться – флексибильность.
- Стабильность за счет ионов Ca2+ и Mg2+.

Строение ЦПМ.
У большинства бактерий снаружи от ЦПМ есть особая структура – клеточная стенка.
ЦПМ – единственное мембранное образование у бактерий, определяющее ее жизнедеятельность. У бактерий нет ядерной мембраны, митохондрий, аппарата Гольджи и ЭПС.
ЦПМ образована двумя слоями фосфолипидов (ФЛ), в которых комплексы белков, как у эукариотов. ФЛ есть как во внешнем, так и во внутреннем листке ЦПМ, холестерины отсутствуют.

Белки ЦПМ.
В состав мембран входят белки и белковые комплексы.
Белки интегральные могут несколько раз пронизывать мембрану.

Белки гидрофобные – внутри мембран,
Белки гидрофильные – снаружи на поверхности мембран.

В мембранах есть также периферические белки (находятся на мембране, но не в цитоплазме) – это в основном ферменты.