МОРФОЛОГИЯ, СИСТЕМАТИКА, ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ

Микробиология (греч. micros – малый, bios– жизнь, logos– учение) – наука о мельчайших живых организмах (микроорганизмах), невидимых простым глазом, которые можно увидеть только в увеличительные приборы (микроскопы). К микроорганизмам относятся бактерии, вирусы, микроскопические грибы.

Микробиология изучает биологические свойства микроорганизмов, их роль в различных процессах, происходящих в природе и хозяйственной деятельности человека, взаимодействие с внешней средой и более сложными организмами, а также устранение вредного влияния микроорганизмов.

Микроорганизмы составляют значительную часть живого вещества планеты. Они распространены повсеместно – в почве, воде, воздухе, организме человека, животных, на различных органических и неорганических субстратах. Микроорганизмы обуславливают круговорот веществ в природе, осуществляют минерализацию и синтез органических веществ, формируют почву и водные сообщества, обеспечивают газовый состав атмосферы. Они играют важную роль в повышении плодородия почвы, образовании полезных ископаемых, в самоочищении почвы, водоемов, воздуха. С помощью микроорганизмов происходят важнейшие производственные процессы получения пищевых и кормовых продуктов, ферментных препаратов, витаминов, гормонов, антибиотиков.

Наряду с этим микроорганизмы могут вызывать порчу пищевых продуктов, коррозию металлов и другие разрушения, различные заболевания человека, животных, растений.

В связи с огромной ролью, которую микроорганизмы играют в природе и в жизни человека, велики и разнообразны задачи микробиологии, которые не могут быть решены в пределах одной научной дисциплины, специалистами одного профиля. Поэтому, в соответствии с запросами и нуждами практики, произошла дифференциация микробиологии на самостоятельные научные дисциплины. Такими дисциплинами являются общая, техническая (промышленная), медицинская, ветеринарная, санитарная, водная, сельскохозяйственная, геологическая, радиационная, космическая микробиология. В самостоятельные научные дисциплины выделены также вирусология, генетика микроорганизмов, молекулярная биология.

Общая микробиология изучает морфологию, физиологию, биохимию, систематику микроорганизмов, распространение микроорганизмов в природе и их роль в круговороте веществ, влияние на микроорганизмы различных факторов внешней среды.

Водная микробиология изучает экологию микробного населения воды, роль микроорганизмов в круговороте веществ в водоемах, разрабатывает микробиологические способы очистки промышленных и хозяйственных сточных вод.

Санитарная микробиология рассматривает вопросы выживания патогенных микроорганизмов в окружающей среде, разрабатывает методы санитарно-микробиологических исследований объектов внешней среды (воды, воздуха, почвы) и пищевых продуктов.

Вирусологияизучает строение и химический состав вирусов, их взаимоотношение с клеткой хозяина, механизм внутриклеточного паразитизма. Видное место вирусология занимает в биологии и медицине. Это связано с тем, что вирусы вызывают многие заболевания человека, животных, растений, а также поражают микроорганизмы. Вирусы также являются одной из основных моделей для изучения проблем генетики и молекулярной биологии.

Генетика микроорганизмов – прогрессивное направление современной микробиологии. Предметом этой науки является молекулярная структура генов прокариот, закономерности функционирования и репликации генов, процессы мутагенеза, конструирование методом генной инженерии новых штаммов с заданными способностями биосинтеза веществ.

Историческая справка. В истории развития микробиологии как науки можно выделить три этапа.

Морфологический этапначался с открытия микроорганизмов в XVII в. голландским естествоиспытателем А.Левенгуком. В этот период сделаны первые попытки систематизировать открытые микроорганизмы, однако роль их в биологии оставалась неизвестной.

Физиологический этапнеразрывно связан с открытиями во второй половины XIX в. выдающегося французского ученого химика Л. Пастера, который установил роль микроорганизмов в химических превращениях органических соединений, исследовал процессы брожения, открыл анаэробные микроорганизмы. Пастером были разработаны научные основы получения живых вакцин против ряда болезней путем искусственного изменения вирулентности микроорганизмов.

Иммунологический этап начался на рубеже XIX и ХХ веков, он связан с именами русского ученого И.И.Мечникова, который создал фагоцитарную теорию невосприимчивости к инфекционным болезням, и немецкого ученого П.Эрлиха, создавшего гуморальную теорию иммунитета. В настоящее время новый этап в развитии микробиологии связан с генетикой микроорганизмов и успехами молекулярной биологии в создании микроорганизмов с необходимыми свойствами.

Все организмы, исходя из их строения, делятся на две большие группы – имеющие клеточное строение и не имеющие клеточного строения. Не имеющие клеточного строения организмы – это вирусы. Все остальные имеют клеточное строение. Они в свою очередь делятся на прокариотные и эукариотные организмы. Прокариоты не имеют дифференцированного ядра. К ним относятся бактерии, включая актиномицеты, риккетсии, микоплазмы, цианобактерии. Эукариоты имеют истинное ядро. Это грибы, водоросли, высшие растения и животные. Вся эволюция живых организмов на Земле делится на два промежутка времени – это, когда существовали только прокариоты и когда появились эукариоты.

Бактерии