Морфология и расположение бактерий

Морфология и расположение бактерий описывают формы отдельных бактериальных клеток, чаще всего сферические (кокки), палочковидные (бациллы) и спиральные (спириллы и спирохеты), а также характерные группировки (пары, цепочки, скопления), которые возникают из-за особенностей деления клеток и их способности оставаться вместе. Эти признаки являются одними из старейших дескрипторов бактерий и остаются основной частью микроскопического описания.

Definition

Морфология и расположение бактерий — это описание размера и геометрической формы бактериальных клеток (таких как кокки, бациллы и спиральные формы) и пространственных паттернов, в которых клетки объединяются после деления.

Scope

Эта тема охватывает основные формы клеток и их названные расположения, роль клеточной стенки и цитоскелета в формировании и поддержании формы, а также использование морфологии в качестве описательного и частично диагностического признака. Она не рассматривает процедуры окрашивания (родственная тема) или высшую классификацию, выходящую за рамки морфологии.

Core questions

• Каковы основные формы и расположения бактериальных клеток?
• Как клеточная стенка и цитоскелет формируют и поддерживают форму клетки?
• Насколько информативна морфология для описания и группировки бактерий?

Key concepts

• Кокки, бациллы и спиральные формы
• Расположения: дипло-, стрепто-, стафило-, тетрады, сарцины
• Плоскости деления и адгезия клеток
• Цитоскелетный контроль формы (MreB, FtsZ)
• Плеоморфизм
• Морфология как описательный признак

Mechanisms

Форма клетки в значительной степени определяется геометрией синтеза пептидогликана, который, в свою очередь, направляется цитоскелетными белками: актиноподобный MreB организует синтез боковой стенки, связанный с палочковидной формой, в то время как тубулиноподобный FtsZ образует кольцо деления. Характерные расположения возникают из ориентации последовательных плоскостей деления и из того, разделяются ли дочерние клетки или остаются прикрепленными, образуя пары, цепочки, тетрады, пакеты или гроздевидные скопления. Некоторые бактерии являются плеоморфными, изменяя форму в зависимости от условий роста. Хотя форма является наследственной и широко консервативной, это относительно грубый признак, который сам по себе не определяет идентичность.

Clinical relevance

Форма и расположение клеток, наряду с реакцией по Граму, дают первый описательный словарь, применяемый к организмам, наблюдаемым при микроскопии клинического образца, и помогают сгруппировать изоляты в широкие морфологические категории. Эта запись является описательным справочным материалом и не является основой для индивидуальных диагностических или лечебных решений.

Evidence & guidelines

Описательная морфология бактерий изложена в стандартных учебниках, а молекулярная основа того, как формируется и поддерживается форма клетки, получена из обзоров и первичных исследований бактериального цитоскелета и синтеза клеточной стенки.

History

Форма и расположение были одними из самых ранних признаков, используемых для описания бактерий, как только микроскопия сделала видимыми отдельные клетки, и они организовали большую часть описательной бактериологии девятнадцатого века. Более поздние работы связали эти формы с лежащими в их основе клеточной стенкой и цитоскелетным аппаратом, объясняя, как форма производится, а не просто каталогизируется.

Key figures

• Kevin D. Young
• Christine Jacobs-Wagner
• Petra Anne Levin

Seminal works

• young-2006
• cabeen-2005

Frequently asked questions

Каковы основные формы бактерий?

Основными формами являются сферы (кокки), палочки (бациллы) и изогнутые или спиральные формы (вибрионы, спириллы и спирохеты), при этом некоторые бактерии являются плеоморфными.

Почему некоторые бактерии образуют цепочки или скопления?

Расположения зависят от плоскостей, в которых делятся клетки, и от того, разделяются ли дочерние клетки; например, деление в одной плоскости с остающимися прикрепленными клетками дает цепочки, тогда как деление в нескольких плоскостях дает скопления.