А. Левенгук микроскопты ойлап тапқаннан кейін және толығымен 19 ғасырға дейін микроскопиялық тіршілік иелерін жануарлар әлемінің организмдеріне жатқызылған болатын.XIX ғасырдың екінші жартысында неміс биологы Эрнст Генрих Геккель микроскопиялық организмдердің морфологиялық ерекшеліктер бар деген қорытындыға келді, олардың флора мен фауна патшалықтарының өкілдерін ажырататын және оларды жеке протисттер (Protista) патшалығына оқшаулауды ұсынды.

Тірі әлемнің жалпы жүйесі туралы қазіргі көзқарас бойынша тек Plantae (өсімдіктер) және Animalia (жануарлар) патшалықтары бар, ал микроорганизмдер төменгі таксондардың өкілдері ретінде олардың құрамына кіреді. Тағы бір көзқарасты Э. Геккель ұсынды, оған сәйкес микроорганизмдер Plantae және Animalia патшалығынан микроскопиялық өлшемдерге және оларды тек белгілі арнайы әдістермен, мысалы, микроскопиямен зерттеу мүмкіндігіне байланысты бөлінеді.

XIX ғасырдың аяғында микроорганизмдердің гетерогенділігі зерттелді, олардың жасушаларының құрылымында айырмашылықтар табылды бұл олардың төменгі және жоғары протистерге бөлінуіне ықпал етті.

Жасуша ұйымының түріне сәйкес микроскопиялық организмдер прокариоттық және эукариоттық жасушаларға бөлінді. Прокариоттық құрылымда төменгі протистер, эукариоттық жоғары протистер бар. Барлық бактериялар мен цианобактериялар (көк-жасыл балдырлар) төменгі протистерге жатқызылды, жануарлар әлемінің бір жасушалы өкілдері, микроскопиялық балдырлар (көк-жасылдан басқа), зең саңырауқұлақтар мен ашытқылар жоғары протисттер деп санала бастады.

Прокариоттық және эукариоттық жасуша құрылымының қандай айырмашылықтары бар.

Прокариоттарға (грек тілінен. karyon-ядро) – ядролық мембранасы және оқшауланған органеллалары жоқ ядроға дейінгі қарапайымдылар, бір жасушалы тіршілік формалары. Прокариот жасушасында бір ішкі қуысты құрайтын цитоплазмалық мембрана бар, онда оны цитоплазмадан бөлетін жасушаның мембранасы жоқ нуклеоид (ДНҚ) орналасқан. Прокариот жасушасының цитоплазмасында арнайы құрылымдар бар, олар мембраналармен бөлінбеген белгілі бір функцияларды орындайды, сонымен қатар олар жабық қуыстар түзбейді. 70S типті рибосомалар.

Прокариоттан айырмашылығы, эукариот жасушасында қайталама қуыстары болады. Тек эукариоттық жасушада ядро, хлоропластар, митохондриялар және басқа жасуша органеллалары болады. Эукариоттық жасушадағы қайталама қуыстар ядроның, митохондриялардың және т.б. сыртқы мембраналарынан түзіледі. 80S типті рибосомалар.

Молекулалық биология, гендік инженерия сияқты заманауи ғылым салаларының жетістіктері ақуызды синтездейтін жүйелердің болуы мен құрамы, жасуша қабырғасының болуы мен құрамы, геномның ұйымдастырылу деңгейі сияқты келесі белгілерге сәйкес биосфераның барлық тіршілік иелерін келесі домендерге бөлуге мүмкіндік берді: эукариоттар, бактериялар, архейлер, вирустар және плазмидалар.

Жоғарыда айтылғандай прокариоттар бактериялар, цианобактериялар немесе көк-жасыл балдырлар мен архейлер болып табылады. Эукариоттарға қарапайымдылар, ашытқылар, жіп тәрізді саңырауқұлақтар жатады. Вирустар және плазмидалар домендері сонымен қатар микроорганизмдер, бірақ жасушалық емес тіршілік формаларының өкілдеріне көбеюі үшін хост- жасушасы қажет. Жанды мен жансыздың басты айырмашылығы – тұқым қуалайтын сабақтастықты қамтамасыз ететін өзінің генетикалық жүйесі және организмнің эволюциялық дамуы, яғни өмір. Генетикалық жүйе – тірі организмнің белгісі.

Осылайша, микроорганизмдер бұл қарапайым көзбен көру мүмкін емес тірі заттар, олар өмірдің барлық патшалықтарына жатады, негізінен бір жасушалы организмдер – қарапайымдылар, бактериялар, микроскопиялық саңырауқұлақтар мен балдырлар, сондай-ақ жасушалық емес ұйымы бар организмдер вирустар. Микроорганизмдер эукариоттар мен прокариоттар (бактериялар, архейлер, вирустар және плазмидалар) өздерінің генетикалық жүйесіне ие, табиғаттағы заттар мен энергия айналымында әртүрлі функцияларды орындайды. Олар адамның, жануарлардың және өсімдіктердің жұқпалы ауруларының қоздырғыштары.

Эукариоттар (қарапайымдылар, ашытқылар және жіп тәрізді саңырауқұлақтар) олардың негізгі құрылымдары цитоплазмалық мембрана, цитоплазма және ядрошығы бар сараланған ядро болып табылады. Қарапайымдылар, ашытқылар және жіп тәрізді саңырауқұлақтар олардың құрылымында көптеген құрылымдарға органеллалар олар жасушада белгілі бір функцияларды орындайды. Эукариоттық жасуша ядросының ДНҚ-сы 1:1 қатынасы бар ядролық ақуыздармен (гистондармен) кешен құрайды, эукариоттардың хромосомалары ақуыз глобуласынан және 200 жұп нуклеотидтерден тұратын ДНҚ-ның өрілген фрагментінен тұратын нуклеосомалармен ұсынылған. Ал бактериялардың хромосомаларында гистондар мен нуклеосомалар болмайды. Бірақ гист тәрізді ақуыздар быр және олар оңай диссоциацияланады. 80S эукариоттық рибосомалар, хлоропластар және митохондриялар егер эукариоттық жасушаларда болса, 70S рибосомалары болады. Қарапайымдылардың, ашытқы жасушаларының және жіп тәрізді саңырауқұлақтардың жасуша қабырғасында бактериялардың жасуша қабырғасының маңызды құрамдас бөлігі болып табылатын пептидогликан немесе муреин жоқ. Барлық эукариоттар аэробтар. Қарапайымдылар деп аталатын ғылыми пәннің зерттеу объектісі болып протозоология табылады, саңырауқұлақтарды микология зерттейді.

Прокариоттар (бактериялар мен архейлер) – безендірілген ядросы жоқ микроскопиялық организмдерге жатады, бірақ ядроның тегі болып табылатын нуклеоид бар. Прокариоттардың ДНҚ-сы цитоплазмада еркін орналасады ешқандай мембранамен оқшауланбаған. Прокариоттарға митоз аппараты тән емес, ядрошығы, митохондриялар және хлоропластар жоқ. Прокариоттарда 70S рибосомалары бар, жасуша қабырғасында эукариоттарға тән емес пептидогликан бар. Прокариоттар аэробты және анаэробты болады.

ХХ ғасырдың 70-ші жылдарында прокариоттық типтегі микроскопиялық организмдер сипатталды, бірақ олар прокариоттардан ерекше биохимиялық процестерді жүзеге асыра алатын маңызды макромолекулалардың химиялық құрылымымен ерекшеленетін жасушалар. Оларды архебактериялар деп атады және қазіргі уақытта архейлер деп атайды. Бактериялар типтік прокариоттарға жатады. Архейлер мен бактерияларды зерттейтін ғылым бактериология деп аталады.

Архей бактериялармен салыстырғанда аз сипатталған, басты айырмашылығы олардың жасуша қабырғасында муреин немесе пептидогликан болмауы. Сондай-ақ олар липидтердің ерекше құрылымымен ерекшеленеді, РНҚ-полимеразалардың өзіндік компоненттік құрамына ие; хромосомалық ДНҚ-да қайталанатын тізбектер бар; т-РНҚ және р-РНҚ гендерінде көптеген интрондар бар; архей рибосомаларының химиялық құрамы мен құрылымы әртүрлі және 70S және 80S рибосомаларына ұқсастықтары бар.

Эукариоттар мен прокариоттарда қозғалмалы формалары кездеседі, қозғалыс химиялық құрылымы бойынша ерекшеленетін талшықтар көмегімен жүзеге асырылады. Прокариоттарда флагеллин ақуызынан тұратын талшықтары бар және микротүтікшелер жүйесі болмайды. Эукариот жасушаларының талшықтары тубулин ақуызынан тұрады және базальды денеде орналасқан 9+2 типті микротүтікшелер жүйесі болып табылады.

Вирустар мен плазмидалар. Вирустар (лат. virus – у) ең ұсақ қарапайым тіршілік формалары. Микроорганизмдер әлемінде олар тірі және өлі табиғат арасында ерекше орын алады. Олардың ерекше қасиеті – тірі жасушадан тыс өмір сүре алмау және көбею. Вирустар өте қарапайым. ДНҚ немесе РНҚ молекуласымен ұсынылған ген және ақуыздардан тұратын қабық (капсид) бар. Өзінің метаболизмі болмауына байланысты вирустарға хост-ие жасушасы қажет. Сондықтан олар жасушадан тыс көбейе алмайды. Жасушаға енгеннен кейін вирус өзінің нуклеин қышқылын оның тұқым қуалайтын аппаратына енгізеді. Вирустардың құрамында кейбір ақуыздар мен ферменттер де кездеседі.

Приондар деп аталатындар одан да қарапайым - белгілі бір конфигурациясы бар, генетикалық материалы жоқ арнайы ақуыз қосылыстары, яғни нуклеин қышқылы. Олар тірі жасушалардың функцияларын тарта отырып, өзңінің санын көбейте алады. Бұл қабілет оларды вирустарға ұқсас етеді. Патогендіге айналу макроорганизмдегі нейродегенеративті процестерді тудырады. Вирустар мен приондар абсолютті (облигатты) жасушаішілік паразиттер.

Прокариоттардың барлығы дерлік өсімдіктер мен жануарлар жасушасынан тыс көбейеді, бірақ ерекше жағдайларда факультативті жасушаішілік паразиттер болуы мүмкін. Облигатты паразитизм хламидиоз және риккетсия сияқты кейбір бактерияларға тән.

Табиғаттағы және адам өміріндегі микроорганизмдердің рөлі маңызды.

Олар биосферадағы заттар мен энергия айналымының маңызды буыны. Топырақ түзілу процесінде үлкен маңызға ие, сонымен қатар оның құнарлылығын жақсартады. Биосфераның тірі заты ретінде ол атмосфераның газ құрамын сақтауда көрінетін газ функциясын орындайды. Олардың тау жыныстары мен шөгінді жыныстардың және басқа да табиғи процестердің пайда болуындағы маңызы зор.

Микроскопиялық организмдер әлемінде адам ағзасына басым көпшілігі зиянсыздар. Мысалы, адамның терісі мен шырышты қабығын, оның асқазан-ішек және урогенитальды жолдарын және басқа мүшелерін мекендейтін микрофлора адам ағзасымен экологиялық бірлікті құрайды және кейбір өмірлік процестердің тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Бұл процестерді эндоэкология зерттейді барлық органдар мен тіндердің қалыпты жұмысын қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін әдістер мен құралдарды зерттейтін және дамытатын ғылым.

Денеге жағымсыз әсер етпейтін және ауру тудырмайтын микроорганизмдер сапрофитті микрофлора немесе патогенсіз деп аталады. Патологиялық процесті тудыратын микроорганизмдер тобының аурулары патогенді (грек тілінен pathos – ауру) микробтар болып табылады. Патологиялық микрофлора жануарлар мен өсімдіктер денесінің органикалық субстраттарының арқасында өмір сүреді және қоректенеді. Сондай-ақ, сапрофиттердің арнайы тобы, дененің төзімділігі төмендеген кезде патологиялық процесті тудырады. Олар шартты-патогенді микрофлораға жатады.  Бүгінгі таңда ғылым табиғаттағы барлық микроорганизмдердің бір пайызынан азы зерттелді деген пікір бар.

 

Өзіндік жұмыс істеуге арналған тапсырмалар

 

1. Жасуша ұйымының түріне сәйкес микроскопиялық организмдер қандай топтарға бөлінді?
2. Прокариоттық және эукариоттық типтегі жасуша құрылымының айырмашылықтары.
3. Қандай организмдер микроскопиялық болып табылады. Микроорганизмдердің анықтамасын тұжырымдаңыз.
4. Қарапайымдылардың, ашытқылардың және жіп тәрізді саңырауқұлақтардың құрылымына тән құрылымдар.
5. Прокариот жасушасының құрылымдық элементтері.
6. Прокариоттық типтегі микроскопиялық организмдер прокариоттардан макромолекулалардың химиялық құрылымымен және биохимиялық процестерімен ерекшеленеді.
7. Вирустар мен плазмидалардың сипаттамасы.
8. Приондарға анықтама беріңіз.
9. Табиғатта және адам өміріндегі микроорганизмдердің рөлі.