Микобактерии относятся к семейству Mycobacteriaceae , входящему в порядок Actinomycetales .

Три вида микобактерий , служащих возбудителями туберкулеза , - Mycobacterium tuberculosis , Mycobacterium bovis (возбудитель туберкулеза крупного рогатого скота , раньше играл важную роль в распространении инфекции через сырое молоко, сегодня обусловливает небольшой процент заболеваний в развивающихся странах) и Mycobacterium africanum (вызывает отдельные случаи заболевания в Западной и Экваториальной Африке) - объединяют в так называемый комплекс Mycobacterium tuberculosis.

Mycobacterium tuberculosis - аэробный микроорганизм. Это тонкая неспорообразующая палочка размерами 3x0,5 мкм. Наряду с другими микобактериями она плохо окрашивается и часто не видна при окраске по Граму. Зато окрасившись, микобактерий не обесцвечиваются подкисленным этанолом, в связи с чем их называют кислотоустойчивыми. Это свойство прежде всего связано с наличием в их клеточной стенке миколовых кислот (длинноцепочечных жирных кислот с перекрестными сшивками) и других липидов.

Помимо микобактерий , кислотоустойчивостью обладают некоторые другие бактерии ( Nocardia spp. , Rhodococcus spp. , Legionella micdadei ) и простейшие ( Isospora spp. , Cryptosporidium spp. ).

В клеточной стенке микобактерий миколовые кислоты связаны с лежащими глубже арабиногалактаном и пептидогликаном. Такая структура обеспечивает чрезвычайно низкую проницаемость клеточной стенки и, как следствие, неэффективность большинства антимикробных средств. Другие липиды, например ацилированные трегалозы (известные как корд-фактор ), выступают в роли факторов вирулентности , индуцируя выработку цитокинов . Липоарабиноманнан , еще один компонент клеточной стенки, обеспечивает выживание микобактерий внутри макрофагов.

Некоторые белки Mycobacterium tuberculosis входят в состав очищенного туберкулина - препарата, получаемого из фильтрата бактериальной культуры.