Пигменты бактерий и грибов

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

Вступление

1. Пигменты бактерий

2. Пигменты грибов

Выводы

Список литературы

Вступление

Пигменты - это красящие вещества различных классов химических соединений, выделяемые в среду или входящие в состав клеток.

Синтезирующие пигменты бактерии и грибы чаще встречаются среди обитателей воздуха, почвы и воды. Синтез пигментов лучше протекает при полном доступе кислорода, субоптимальной температуре, инсоляции солнечными лучами. Он контролируется геномом, относительно постоянен и потому применяется в качестве диагностического признака.

Задачи:

· рассмотреть особенности пигментации бактерий;

· рассмотреть особенности пигментации грибов;

· сделать выводы.

1. Пигменты бактерий

Для отдельных видов микроорганизмов характерно образование самых разнообразных пигментов, и они зачастую являются стойким признаком определённого микроба (белый, золотистый и лимонно-желтый стафилококки, палочка сине-зеленого гноя).

Пигмент, образуемый микроорганизмами, может скапливаться в виде зернышек между клетками (золотистый стафилококк, чудесная палочка), равномерно диффундировать в окружающую среду (палочка сине-зеленого гноя) или находиться в оболочке бактерии (Bact. violaceum).

Интенсивность образования пигмента колеблется даже у одного и того же вида микробов. Интенсивность пигмента так же может меняться: лучше всего пигмент образуется на плотных средах при свободном доступе кислорода - в анаэробных же условиях пигмент не образуется, а если такое каким-то непонятным образом случилось, то пигмент быстро обесцвечивается. Некоторые пигменты, например пиоциаиин, обладают антибиотическими свойствами.

Пигменты бактерий защищают их от природной ультрафиолетовой радиации, участвуют в процессах дыхания, реакциях синтеза, обладают антибиотическим действием.

По химическому составу и свойствам пигменты неоднородны и подразделяются на:

-- растворимые в воде (пиоцианины синегнойной палочки);

-- растворимые в спирте;

-- нерастворимые в воде;

-- нерастворимые в воде и спирте.

Если пигменты нерастворимы в воде (липохромные пигменты), окрашивается только колония микроба, растущая на питательной среде, а если растворимы -- окрашивается и питательная среда. Пигмент чудесной палочки, желтые пигменты стафилококка растворяются только в спирте. Черные пигменты плесеней, дрожжей не растворяются ни в воде, ни в спирте.

Рассмотрим ряд самых распространённых и известных пигментов бактерий:

Каротиноиды. Интенсивно-красный цвет пурпурных бактерий обусловлен присутствием красных каротиноидов (с 12-13 двойными связями и с метокси- и оксогруппами). Здесь пигменты играют не только защитную роль, но и поглощают свет для фотосинтеза, а также участвуют в рецепции света при фототаксисе. Каротиноиды вместе с бактериохлорофиллами находятся в фотосинтетически активных мембранах (тилакоидах, хроматофорах). У многих пигментированных микроорганизмов образование пигментов (так же как и синтез фотосинтетических пигментов у высших растений) происходит только на свету. Микобактерии, в том числе патогенная туберкулезная палочка (Mycobacterium tuberculosis), образуют каротиноиды только при воздействии света. Это относится и к бактериям, растущим на ветчине или сыре. Во многих случаях пигментация зависит от состава питательной среды и от температуры.

Продигиозин. На средах, содержащих углеводы, часто развивается бактерия Serratia marcescens (старое название - Bacterium prodigiosum). Ярко-красная окраска ее колоний (а также клеточных суспензий) обусловлена присутствием пигмента продигиозина, у которого молекула содержит три пиррольных кольца. Этот пигмент встречается также у актиномицетов.

Индигоидин. К азахинонам (диазадифенохинонам) относится инди-гоидин - нерастворимый в воде синий пигмент, выделяемый в среду различными бактериями, такими как Pseudomonas indigofera, Corynebacterium insidiosum, Arthrobacter atrocyaneus и A. polychromogenes.

Виолацеин. Chromobacterium violaceum легко выделить из почвы, если положить зерна риса в чашку Петри на сильно увлажненную почву; колонии этого микроорганизма легко узнать по сине-фиолетовой окраске, обусловленной нерастворимым в воде пурпурным пигментом виолацеи-ном. Этот пигмент представляет собой производное индола, образующееся при окислении триптофана.

Феиазиновые пигменты. Многие пигменты, выделяемые водными бактериями в окружающую среду, относятся к производным феназина. Самый известный среди них-пиоцианин, образуемый клетками Pseudomonas aeruginosa (прежнее название-Р. руосуапеа). Различные штаммы и виды псевдомонад выделяют феназин-1-карбоновую кислоту, оксихлорорафин или иодинин, а иногда все эти пигменты одновременно.

Вторичные метаболиты. Пигменты у многих микроорганизмов представляют собой вторичные метаболиты; это означает, что они не принадлежат к тем соединениям, которые имеются у всех этих организмов. Уже по их структуре видно, что они являются производными обычных метаболитов или структурных компонентов клетки. Некоторые пигменты обладают антибиотическими свойствами, так что многие пигментированные микроорганизмы являются продуцентами антибиотиков. Между пигментацией и образованием вторичных метаболитов существует такая тесная корреляция, что при наличии пигментов можно с большой долей вероятности ожидать образования антибиотиков и других биологически активных веществ.

Так же существуют фотогенные бактерии, они же способные к свечению бактерии, что вызвано особой формой освобождения энергии при окислительных процессах. Молекула красителя поглощает свет и способна передавать его энергию молекуле 02. При этом находящаяся в обычном триплетном состоянии молекула кислорода переходит в возбужденное состояние (синглетный кислород). Этот синглетный кислород инициирует окислительные реакции, которые обычный кислород осуществить не способен (циклоадди-ции, En-реакции).

К таким бактериям относится большая группа физиологически сходных, но морфологически различимых бактерий (кокки, палочки, вибрионы). Они являются не образующими спор вибрионами. Большая часть видов светящихся бактерий выделена из морской воды; они не вызывают гниения, культивируются в обычных средах. Из некоторых бактерий были получены экстракты, испускающие свет в темном помещении, из некоторых экстрактов был выделен люциферин и фермент люцифераза.

Типичный представитель фотогенных микробов Photobacterium phosphoreum -- неподвижная кокковидная бактерия, развивающаяся при температуре 28 °С. Патогенных для человека видов в группе фотогенных бактерий не установлено.

Фотосенсибилизацию используют в зверосовхозах и зоопарках для устранения потенциально патогенных бактерий; с этой целью добавляют в питьевую воду метиленовый синий или другие красители. Фотосенсибилизированные бактерии гибнут уже на обычном дневном свете. Так же такие бактерии придают свечение чешуе рыб в море, грибам и гнилушкам в лесу.

2. Пигменты грибов

Колониям многих грибов свойственна яркая окраска, обусловленная выделением окрашенного продукта в окружающую среду или же пигментацией самой клетки. Способность к образованию пигментов детерминирована генетически и поэтому может использоваться в качестве характерного признака: окрашенные формы легче выявлять и идентифицировать. Среди пигментов, как и у бактерий, могут встречаться представители различных классов веществ: каротиноиды, феназиновые красители, пирролы, азахиноны, антоцианы, а так же пульхеррмимин.

Пульхерримин - это цвет красных дрожжей (Rhodotorula, Sporobolomyces salmonicolor) определяется в основном каротиноидами. К другому классу веществ относится пульхерримин-пигмент Candida pulcherrima. Наряду с С. reukaufii эти дрожжи можно выделить из нектароносных цветков и из плодов, а также из кишечника пчел. На средах, содержащих железо, они образуют темно-красные колонии. Их красный пиразиновый пигмент, нерастворимый в воде и других растворителях, содержит комплексно связанное железо.

Так же пигменты могут защищать от ультрафиолетового облучения. Это доказывает простой эксперимент: в чашках Петри со сложной агаризованной средой, оставленных на некоторое время открытыми в пыльном воздухе, часто появляются окрашенные колонии микроорганизмов, и в их окраске преобладают желтые, оранжевые и красные тона, обусловленные присутствием каротиноидов. Это вызывают дрожжи - Rhodotorula. Обилие пигментированных форм среди «воздушной микрофлоры» объясняется тем, что пигменты играют защитную роль, предохраняя клетки от действия видимого и ближнего ультрафиолетового света. Поэтому в местообитаниях, находящихся на свету (пыль, солома), бесцветные микроорганизмы погибают быстрее, чем пигментированные. Защитное действие пигментов в отношении лучевого повреждения можно показать также на примере тех же дрожжей, содержащей каротиноиды, и их бесцветных мутантов: в то время как при слабом освещении и дикий тип, и мутанты растут одинаково хорошо, на ярком солнечном свету рост бесцветных мутантов сильно тормозится. Бактерицидное действие видимого света проявляется только в присутствии молекулярного кислорода и обусловлено фотоокислением; некоторые клеточные пигменты (флавины и цито-хромы) играют при этом роль катализаторов (фотосенсибилизаторов). Каротиноиды находятся в плазматической мембране и защищают чувствительные области клетки от эффектов фотоокисления.

Так же существует такое понятие как фотосенсибилизация, что заключается в усилении чувствительности клеток к свету. Микроорганизмы, окрашенные витальными красителями, например метиленовым синим, эозином или акридиновым оранжевым, а затем подвергнутые действию света, отмирают на поряжок быстрее, чем неокрашенные клетки.

Выводы

1. Пигменты каротиноидного класса, имеющие желтые, красные, оранжевые тона, синтезируют стафилококки, микрококки, сарцины, микобактерии, корине-бактерии, нокардии, красные дрожжи, пурпурные бактерии.

2. Пирогалолловый пигмент красного цвета продигиозин продуцирует S. marcescens.

3. He растворимый в воде синий пигмент индигоидин выделяют некоторые виды псевдомонад, коринебактерий, артробактерий.

4. Растворимый в воде синий пигмент пиоцианин, производное феназина, синтезирует Р. Aeruginosa.

5. Chromobacterium violaceae продуцирует пигмент виолацеин сине-фиолетового цвета.

6. Большое количество пигментов с широкой цветовой гаммой продуцируют грибы, в том числе и патогенные для человека.

7. Пигменты, растворимые в воде, окрашивают колонии и среду.

8. Не растворимые в воде пигменты окрашивают только колонии.

9. Пигменты фотосинтезирующих бактерий наряду с бактериохлорофиллом принимают участие в дыхании.

пигмент бактерия синтез фотосинтезирующий

Список литературы

1. Пигменты [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/dic_microbiology/2445/Пигменты. Пигменты. Дата обращения: 25.02.14.

2. Пигменты бактерий и грибов [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://microbiologu.ru/obschaya-mikrobiologiya/kletka-i-ee-struktura/pigmentyi-bakteriy-i-gribov.html. Пигменты бактерий и грибов. Дата обращения: 25.02.14.

3. Пигменты бактерий и ароматические вещества [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://microbiology.ucoz.org/index/pigmenty_bakterij_i_aromaticheskie_veshhestva/0-30. Пигменты бактерий и ароматические вещества. Дата обращения: 25.02.14.

Размещено на Allbest.ru