Мал. 4. Джгутики бактерій

Мал. 5. Схема будови зрілої бактерійної спори:

1 – екзоспоріум; 2 – зовнішня оболонка спори; 3 – внутрішня оболонка спори; 4 – кортекс 5 – клітинна стінка зародка; 6 - цитоплазматична мембрана; 7 – цитоплазма з ядерною речовиною

У сприятливих умовах спора проростає у вегетативну клітку; цей процес звичайно триває декілька годин. Спора, яка проростає починає активно поглинати воду, активуються її ферменти, посилюються біохімічні процеси, що приводять до зростання. Зовнішня оболонка спори розривається, через розриви виходить назовні молода бактерійна клітка.

Псування харчових продуктів викликають лише вегетативні клітини бактерій. Знання чинників, сприяючих утворенню спор у бактерій, і чинників, які викликають їх проростання у вегетативні клітки, має велике значення у виборі способу обробки продуктів для запобігання їх мікробному псуванню.

Викладені відомості в основному відносяться до так званих дійсних бактерій. Є та інші, що більш менш відрізняються від них (нитчасті, стеблові, міксобактерії, актиноміцети, рикетсії, мікоплазми). Коротка характеристика їх приведена нижче (див. «Систематика бактерій).

Віруси. Це особлива група організмів менших розмірів і простішої організації, ніж бактерії. Віруси не мають клітинної структури (відсутні ядро, цитоплазма), величина їх вимірюється нанометрами. Віруси відкриті Д.І.Івановським у 1892 р. при вивченні мозаїчної хвороби листя тютюну, яка заподіювала великий збиток тютюновим плантаціям Криму. Відкриття Д. І. Івановського заклало основу нової науки – вірусології.

Віруси є внутріклітинними паразитами, викликаючи багато хвороб людини (віспу, грип, сказ, кір, поліомієліт і ін.), тварин (ящур, чуму великої рогатої худоби) і рослин («мозаїки» і іншого виду захворювання польових і городніх культур).

Збиток, що наноситься епідеміями грипу здоров'ю людей, дуже великий. Від грипу загинуло людей більше, ніж від інших інфекцій. Для боротьби з вірусними захворюваннями застосовують вакцини, хімічні препарати, антибіотики. Нові можливості в боротьбі з вірусними захворюваннями відкрилися після виявлення антивірусної речовини – інтерферону.

Дані електронної мікроскопії показують, що віруси різноманітні за формою, розмірам і хімічному складу. Більшість вірусів мають паличкоподібну або сферичну форму (мал. 6).

Деякі з вірусів складаються тільки з білка і однієї нуклеїнової кислоти – ДНК або РНК. Інші віруси містять ще ліпіди, полісахариди. Вірусна частинка називається віріоном. Нуклеїнова кислота (у вигляді спіралі) знаходиться усередині віріона, зовні він покритий білковою оболонкою (капсидом), що складається з окремих морфологічних субодиниць – капсомерів (мал. 6, б).

Віруси вирощують на живих клітинах або культурі тканин, оскільки на штучних живильних середовищах вони, як правило, не розвиваються.

Віруси володіють різною стійкістю до зовнішніх дій. Багато і піддаються інактивації при 60 °С протягом 30 хв, інші витримують температуру 90 °С до 10 хв. Віруси досить легко переносять висушування і низькі температури, але малостійкі до багатьох антисептиків, ультрафіолетових променів, радіоактивних випромінювань.

Фаги. Це віруси мікроорганізмів, що викликають загибель – розпад (лізис) їх клітин. Віруси бактерій називають бактеріофагами або фагами, віруси актиноміцетів – актинофагами, віруси грибів – мікофагами, віруси синьо-зелених водоростей (ціанобактерій) – ціанофагами.

Вперше лізис бактерій сибірки спостерігав М.Ф.Гамалея в 1898 р. У 1917 р. Д'еррел встановив явище лізису у бактерій дизентерії, їм вперше був виділений і описаний бактеріофаг («пожирач») бактерій.

Із застосуванням електронного мікроскопа вивчена морфологія фага (мал. 6, в, г). Більшість фагів складаються з головки і відростка. Головка фага може мати різну форму, найчастіше це многогранник, покритий білковою оболонкою (капсидом). Усередині капсиду розташована нуклеїнова кислота, частіше всього одна: ДНК або РНК. Відросток фага має внутрішній порожнистий стрижень, по каналу якого ДНК фага переходить в клітину господаря. Стрижень зовні покритий чохлом, здатним до скорочення. Стрижень і чохол відростка складаються з білкових субодиниць. У деяких фагів відросток закінчується базальною пластинкою, яка має виступи (зубці) і нитки.

Фаги можуть бути і ниткоподібної форми або складатися з однієї головки, можуть бути з аналогом відростка (дуже коротким відростком). Деякі фаги мають довгі відростки, які не зкорочуються або чохлом, що скорочується.

Фаги широко поширені в природі. Багато хто з них володіє специфічністю – можуть впливати на певний вигляд або групу споріднених видів мікроорганізмів.

Взаємодія фага з мікробною клітиною відбувається в декілька фаз. Спочатку фаг прикріпляється до сприйнятливої клітини, потім під дією ферменту фага (схожого з лізоцимом) в стінці мікробної клітини утворюється отвір, через який всередину клітини проникає тільки нуклеїнова кислота; порожня білкова оболонка головки і відростка залишається зовні клітки, потім руйнується.

Під впливом нуклеїнової кислоти фага, що потрапила в клітину, перебудовуються всі обмінні процеси мікробної клітини на синтез нових фагових частинок: синтезуються фагова нуклеїнова кислота і білкові субодиниці оболонок. Спочатку формуються окремо головки і відростки, які потім об'єднуються в зрілі фагові частинки. Через певний час клітина господаря гине, руйнується і фаги виходять назовні..Явище фаголізису (розчинення культур мікроорганізмів) досить часто спостерігається на виробництвах, зв'язаних з використанням мікроорганізмів. Розвиток фагів в культурах промислових мікроорганізмів призводить до того, що клітки культури піддаються лізісу, не встигнувши синтезувати необхідні речовини. Це приводить до великого економічного збитку для підприємства. Так нерідко піддаються лізісу молочнокислі бактерії, що входять до складу заквасок для кисломолочних, продуктів. Такі закваски непридатні для використання.

Фаги застосовують у медицині для лікування і профілактики деяких захворювань, наприклад дизентерія, холера.

Мал. 6. Електронна мікроскопія вірусу і бактеріофага:

а – вірус віспяної вакцини; б – схематичне зображення простого віріона: 1 – нуклеїнова кислота; 2– капсиду; 3–капсомери; у – бактеріофаг; г – схема будови фага: 1 – головка; 2 – ДІК; 3–відросток; 4 – стрижень; 5 – пластинка відростка; 6 – нитки