MORFOLOGIE MORFOLOGIE BACTERIANABACTERIANA

OBIECTIVEOBIECTIVE

1.1. Forma si dimensiuni ale celulelor Forma si dimensiuni ale celulelor bacterienebacteriene

2.2. DispunereDispunere

3.3. Componente ale celulelor bacterieneComponente ale celulelor bacteriene- constante- constante

- facultative- facultative

Dimensiuni ale bacteriilorDimensiuni ale bacteriilor Diametrul mediu - 0.5 - 2.0 μmDiametrul mediu - 0.5 - 2.0 μm

(Hematia are 7.5 μm in diam.)(Hematia are 7.5 μm in diam.)

• • Suprafata medie ~12 μmSuprafata medie ~12 μm22

• • Volumul mediu ~4 μmVolumul mediu ~4 μm33

• • Raportul S / V: 3:1Raportul S / V: 3:1

•

Dimensiuni / forma / grupareDimensiuni / forma / grupare

CociCoci – – 0,8 – 1 0,8 – 1 mm- rotunzi (sferici)- rotunzi (sferici) - izolati - micrococii- izolati - micrococii

- gramezi neregulate – - gramezi neregulate – StaphylococcusStaphylococcus

- tetrade - tetrade - cate 8 – Sarcina- cate 8 – Sarcina- in lanturi – streptococii- in lanturi – streptococii

- ovalari - ovalari - izolati, diplo, lanturi scurte - enterococi- izolati, diplo, lanturi scurte - enterococi- lanceolati- lanceolati - in diplo - - in diplo - Streptococcus pneumoniaeStreptococcus pneumoniae- reniformi- reniformi - in diplo – - in diplo – NeisseriaNeisseria

Dimensiuni / forma / grupareDimensiuni / forma / grupare

Bacili – bastonaseBacili – bastonase – – 1,5 – 101,5 – 10 mm lungime / lungime / 0,2-0,30,2-0,3 m grosimem grosime

extremitati :extremitati : - rotunjite – enterobacterii- rotunjite – enterobacterii- taiate drept – - taiate drept – Bacillus anthracisBacillus anthracis- maciucate – bacilul difteric- maciucate – bacilul difteric- ascutite – - ascutite – FusobacteriumFusobacterium

grupare:grupare: - in diplo – - in diplo – Klebsiella pneumoniaeKlebsiella pneumoniae- in lanturi – - in lanturi – Bacillus anthracisBacillus anthracis

- sub forma de litere - sub forma de litere chinezesti – chinezesti – Bacilul diftericBacilul difteric

- in palisada - Bacilul - in palisada - Bacilul diftericdifteric

Dimensiuni / forma / grupareDimensiuni / forma / grupare

Cocobacili Cocobacili – – 1 – 1,5 1 – 1,5 m lungime / 0,4-0,8 m lungime / 0,4-0,8 m m grosimegrosimeEx. Ex. Bordetella pertussis, Haemophilus influenzaeBordetella pertussis, Haemophilus influenzae

Vibrioni Vibrioni – incurbati – – incurbati – Vibrio choleraeVibrio cholerae

Spirili si spirocheteSpirili si spirochete

-- corp lung, spire stranse sau laxe corp lung, spire stranse sau laxe

- - Borrelia, Treponema, LeptospiraBorrelia, Treponema, Leptospira

Forme LForme L – forma variabila, nu au perete celular (sferoplasti, – forma variabila, nu au perete celular (sferoplasti, protoplasti) protoplasti)

Structura bacterieiStructura bacteriei

1. Componente constante ale1. Componente constante alecelulelor bacterienecelulelor bacteriene

- citoplasma- citoplasma

- material nuclear (cromozom)- material nuclear (cromozom)

- ribozomi- ribozomi

- perete celular- perete celular

- membrana citoplasmatica- membrana citoplasmatica

- mezozomi- mezozomi

CITOPLASMACITOPLASMA

• • Bazofila – la MOBazofila – la MO

• • 80% apa80% apa

• • Sistem coloidal in stare de Sistem coloidal in stare de gelgel::

cu proteine,zaharuri, lipide, saruri anorganicecu proteine,zaharuri, lipide, saruri anorganice

• • Nu are curenti interni ca cel. eucariota Nu are curenti interni ca cel. eucariota mentine pozitia structurilor internementine pozitia structurilor interne

• • Contine: membrana citoplasmatica, ribozomi, Contine: membrana citoplasmatica, ribozomi, mezozomi, incluzii citoplasmatice,mezozomi, incluzii citoplasmatice,

NUCLEOPLASMANUCLEOPLASMA

• • ADN – bazofila mascata de bazofilia citoplasmei bogata in ADN – bazofila mascata de bazofilia citoplasmei bogata in ARNARN

• • Formata din cromozom unic, molecula ADN dublu catenar Formata din cromozom unic, molecula ADN dublu catenar 1 – 2 mm suprahelicat in jurul unui miez de ARN 1 – 2 mm suprahelicat in jurul unui miez de ARN

• • 6000 gene6000 gene• • 2500 nucleotide / gena2500 nucleotide / gena• • La MO – vizibila dupa hidroliza ARN – corpuscul ovalLa MO – vizibila dupa hidroliza ARN – corpuscul oval• • La ME - ghem de fibre 2-6 nmLa ME - ghem de fibre 2-6 nm• • Controleaza structura, cresterea si multiplicarea Controleaza structura, cresterea si multiplicarea

bacterianabacteriana• • NU EXISTA NUCLEOL si MEMBRANA NUCLEARANU EXISTA NUCLEOL si MEMBRANA NUCLEARA

RIBOZOMIRIBOZOMI

• “• “Corpusculii lui Palade”Corpusculii lui Palade”• • Sinteza proteicaSinteza proteica• • 10-20 nm10-20 nm• • 70S: subunitati 30 S si 50 S reunite in 70S: subunitati 30 S si 50 S reunite in

complexcomplexstabilizat de Mg++ si poliaminestabilizat de Mg++ si poliamine• • Foarte numerosi 20000 / celulaFoarte numerosi 20000 / celula• • In ME – poliribozomi pe lant ARNmIn ME – poliribozomi pe lant ARNm

INCLUZIUNI CITOPLASMATICEINCLUZIUNI CITOPLASMATICE

• • Se observa la MOSe observa la MO

• • Caractere taxonomiceCaractere taxonomice

• • Rezerve de nutrientiRezerve de nutrienti

• • Polimetafosfat – Corynebacterium – corpusculi Polimetafosfat – Corynebacterium – corpusculi Babes Ernst – incluzii de volutinaBabes Ernst – incluzii de volutina

• • Polizaharide: amidon (Clostridium, Neisseria) sau Polizaharide: amidon (Clostridium, Neisseria) sau glicogen (Bacillus)glicogen (Bacillus)

• • Lipide – polimeri de beta-hidroxiacizi grasi cu lant Lipide – polimeri de beta-hidroxiacizi grasi cu lant scurt – Bacillus, Pseudomonasscurt – Bacillus, Pseudomonas

MEMBRANA CITOPLASMATICAMEMBRANA CITOPLASMATICA

• • Rolul unei membrane biologiceRolul unei membrane biologice• • Lipsita de steroliLipsita de steroli• • Sediul citocromilor, enzimelor, componente lant respiratorSediul citocromilor, enzimelor, componente lant respirator• • Excreta enzime hidroliticeExcreta enzime hidrolitice• • Transport transmembranar: fosfotransferaza aportTransport transmembranar: fosfotransferaza aportmonozaharide din exteriormonozaharide din exterior• • ReceptoriReceptori• • Sinteza fosfolipideSinteza fosfolipide• • Rol autoreplicare genom – situs membranar de contactRol autoreplicare genom – situs membranar de contact• • Sinteza perete bacterian prin enzime transpeptidaze siSinteza perete bacterian prin enzime transpeptidaze sitransglicozilaze (PBP)transglicozilaze (PBP)

MEZOZOMIIMEZOZOMII

Invaginari ale membranei citoplasmatice, Invaginari ale membranei citoplasmatice, in contact cu materialul nuclearin contact cu materialul nuclear

Replicarea cromozomului si ulterior a Replicarea cromozomului si ulterior a bacterieibacteriei

Initiere sept transversInitiere sept transvers Sediul unor enzime hidroliticeSediul unor enzime hidrolitice

PERETE BACTERIANPERETE BACTERIAN

• • PEPTIDGLICAN – lipseste la archebacterii si laPEPTIDGLICAN – lipseste la archebacterii si laMollicutes (eubacterii)Mollicutes (eubacterii)• • Macropolimer din dizaharide aminateMacropolimer din dizaharide aminate– – NAG – N acetilglucozaminaNAG – N acetilglucozamina– – NAM – acid N-acetil muramicNAM – acid N-acetil muramic– – Structuri liniare (lanturi de glican) solidarizate intre eleStructuri liniare (lanturi de glican) solidarizate intre eleprin punti peptidice (esential prin punti peptidice (esential D-ala-D-alaD-ala-D-ala))- Sinteza sub actiunea enzime de pe fata ext a membranei - Sinteza sub actiunea enzime de pe fata ext a membranei

citoplasmatice cu rol de transpeptidaze si transglicozilaze (generic citoplasmatice cu rol de transpeptidaze si transglicozilaze (generic numite PBP proteine de legare a penicilinelor) (Penicilina este numite PBP proteine de legare a penicilinelor) (Penicilina este analog structural al D-ala-D-ala: se fixeaza pe aceste proteine si analog structural al D-ala-D-ala: se fixeaza pe aceste proteine si inhiba sinteza peptidoglicanului)inhiba sinteza peptidoglicanului)

ROLROL••

PERETE BACTERIANPERETE BACTERIAN

RIGID (exceptie Spirochete)RIGID (exceptie Spirochete)

• • DA FORMA bacteriilorDA FORMA bacteriilor

• • Rezistenta la pres osmotica interna f mare Rezistenta la pres osmotica interna f mare (20 atm)(20 atm)

• • SFEROPLASTI (au resturi de perete) sau SFEROPLASTI (au resturi de perete) sau protoplasti (nuzi) – forme Lprotoplasti (nuzi) – forme L

Structura schematica a Structura schematica a peptidoglicanuluipeptidoglicanului

PERETE BACTERIANPERETE BACTERIANla bacteriile Gram pozitivela bacteriile Gram pozitive

Gros, omogen, retea tridimensionalaGros, omogen, retea tridimensionala• • Se asociaza cu :Se asociaza cu :

- acizi teichoici (a.t.) 50% din greutatea uscata- acizi teichoici (a.t.) 50% din greutatea uscata- a.t. de perete- a.t. de perete- a.t. de membrana- a.t. de membrana

• • Polimeri de ribitol sau glicerol fosfatiPolimeri de ribitol sau glicerol fosfati• • Stabilizeaza pereteleStabilizeaza peretele• • Leaga ionii de Mg si permite functionare enzimelor membranei celulareLeaga ionii de Mg si permite functionare enzimelor membranei celulare• • Antigene majore de SuprafataAntigene majore de Suprafata

- acizi teichuronici (contin acid uric si polizaharide neutre) - acizi teichuronici (contin acid uric si polizaharide neutre) – antigenici– antigenici- lipoglicani (glicolipide)- lipoglicani (glicolipide)

Gram pozitivGram pozitiv

PERETE BACTERIANPERETE BACTERIANla bacteriile Gram negativela bacteriile Gram negative

SubtireSubtireStructura neomogena retea bidimensionala Structura neomogena retea bidimensionala

laxalaxa15-20% din greutatea uscata15-20% din greutatea uscataAsociate:Asociate:1 - Membrana externa1 - Membrana externa2 - Lipoproteine2 - Lipoproteine3 - Lipopolizaharide3 - Lipopolizaharide

1. 1. Membrana externaMembrana externa• • Intern fosfolipideIntern fosfolipide• • Extern LPZExtern LPZ• • Proteine flotante – porine (Omp A,C,D,F)Proteine flotante – porine (Omp A,C,D,F)proteine de transport si enzimeproteine de transport si enzime

2. 2. Lipoproteine (LP)Lipoproteine (LP)• • Leaga membrana externa de peptidoglicanLeaga membrana externa de peptidoglican

3. LPZ3. LPZ Heteropolimer liniar pe suprafata membranei externeHeteropolimer liniar pe suprafata membranei externe

• • Structura:Structura:– – Lipid ALipid A - unitati dizaharidice fosoforilate glucozamina - unitati dizaharidice fosoforilate glucozamina

legate prin punti pirofosfat de beta acizi grasi legate prin punti pirofosfat de beta acizi grasi – – Miez POLIZAHARIDICMiez POLIZAHARIDIC – Ag R si activator al – Ag R si activator alComplementuluiComplementului– – Unitati zaharidice repetitiveUnitati zaharidice repetitive – Ag O (la exterior) – Ag O (la exterior)

Gram negativGram negativ

2. Componente variabile ale2. Componente variabile alecelulelor bacterienecelulelor bacteriene

FlageliFlageli PiliPili EndosporiEndospori CapsulaCapsula PlasmidePlasmide

FLAGELIFLAGELI

• • Rol in mobilitateRol in mobilitate• • FLAGELINA (Proteina) – antigenica (Ag H) – FLAGELINA (Proteina) – antigenica (Ag H) –

specificitate de tip specificitate de tip • • Clasificare bacterii dupa numarul si dispunerea Clasificare bacterii dupa numarul si dispunerea

flagelilorflagelilor– – Atriche – fara flageliAtriche – fara flageli– – Monotriche - 1 flagelMonotriche - 1 flagel– – Lophotriche – grupati la un capatLophotriche – grupati la un capat– – Amphitriche - la ambele capeteAmphitriche - la ambele capete– – Peritriche - in jurul bacterieiPeritriche - in jurul bacteriei

FLAGELIFLAGELI

6 -20 μm6 -20 μm• • Se obs miscarea pe mediu (vezi proteus, si MIU)Se obs miscarea pe mediu (vezi proteus, si MIU)• • Se obs la ME structura:Se obs la ME structura:– – FilamentFilament– – CarligCarlig– – complex bazal (inele)complex bazal (inele)• • La Gram (+) – inel M in membr citoplasmica si inel SLa Gram (+) – inel M in membr citoplasmica si inel Ssupramembranarsupramembranar• • La Gram (-) – 4 inele M, S, P in str peptidoglican) si L (in membranaLa Gram (-) – 4 inele M, S, P in str peptidoglican) si L (in membranaexterna)externa)• • Flux protoni intre inelele M si S rotatia carliguluiFlux protoni intre inelele M si S rotatia carligului• • Exista variante (fibre axiale) la spirochete – in spatiulExista variante (fibre axiale) la spirochete – in spatiulperiplasmic, in jurul protoplastului sau axistilperiplasmic, in jurul protoplastului sau axistil

FlageliiFlagelii

Imagini flageliImagini flageli

Pilii bacterieniPilii bacterieni

• • Comuni (fimbrii): peritrichi – rol adezine /Comuni (fimbrii): peritrichi – rol adezine /receptori pt bacteriofagireceptori pt bacteriofagi• • Sexuali: nr. mic, la bact Gram –Sexuali: nr. mic, la bact Gram –rol in conjugarea bacteriana (transferrol in conjugarea bacteriana (transfermaterial genetic)material genetic)• • Organite mai scurte si mai groase decat flagelii, Organite mai scurte si mai groase decat flagelii,

rigide, 75-100 Angstromi.rigide, 75-100 Angstromi.• • Vizibile la MEVizibile la ME• • Codificate plasmidicCodificate plasmidic• • Contin Pilina (proteina)Contin Pilina (proteina)

ENDOSPORII BACTERIENIENDOSPORII BACTERIENI• • Forme de rezistenta – Bacillus, ClostridiumForme de rezistenta – Bacillus, Clostridium• • Structuri codificate de gene represate in conditii vegetativeStructuri codificate de gene represate in conditii vegetative• • Caracter taxonomic importantCaracter taxonomic important• • Structura:Structura:

– – protoplast deshidratat cu dipicolinat de calciu - termorezistentaprotoplast deshidratat cu dipicolinat de calciu - termorezistenta– – Invelisuri:Invelisuri:

• • Perete sporal – peptidoglicanPerete sporal – peptidoglican• • Cortex – peptidoglican sensibil la enzime autoliticeCortex – peptidoglican sensibil la enzime autolitice• • Tunica externa – proteicaTunica externa – proteica• • Tunica interna – proteica – cisteina si legaturi S- S – rezistenta la s. Tunica interna – proteica – cisteina si legaturi S- S – rezistenta la s.

chimice sichimice siradiatiiradiatii

– – Dispunere: central (B. anthracis), subterminal (B. cereus), terminal (bacilul Dispunere: central (B. anthracis), subterminal (B. cereus), terminal (bacilul tetanic)tetanic)

– – Dimensiuni: mai mari sau mai mici corpul bacterianDimensiuni: mai mari sau mai mici corpul bacterian– – Apa si nutrientii activeaza o enzima autolitica ce ataca cortexulApa si nutrientii activeaza o enzima autolitica ce ataca cortexul

EndosporEndospor

CapsulaCapsula

Se evidentiaza prin coloratii speciale (tus Se evidentiaza prin coloratii speciale (tus de China), dar si albastru de metilen si de China), dar si albastru de metilen si GramGram

De obicei polizaharidica, rar polipeptidica De obicei polizaharidica, rar polipeptidica (Bacillus)(Bacillus)

Factor de virulentaFactor de virulenta Rezistenta la fagocitozaRezistenta la fagocitoza AntigenicaAntigenica AderentaAderenta