Σχεδιάστε τη δομή ενός βακτηριακού κυττάρου. Εσωτερική δομή βακτηρίων

Ένα βακτηριακό κύτταρο αποτελείται από ένα κυτταρικό τοίχωμα, μια κυτταροπλασματική μεμβράνη, κυτταρόπλασμα με εγκλείσματα και έναν πυρήνα που ονομάζεται νουκλεοειδές (Εικ. 3.4). Υπάρχουν πρόσθετες δομές: κάψουλα, μικροκάψουλα, βλέννα, μαστίγια, πυλώνα. Κάποια βακτήρια υπό δυσμενείς συνθήκες είναι ικανά να σχηματιστούν διαφωνίες.

Ρύζι. 3.4

Κυτταρικό τοίχωμα. Το κυτταρικό τοίχωμα των θετικών κατά Gram βακτηρίων περιέχει μια μικρή ποσότητα πολυσακχαριτών, λιπιδίων και πρωτεϊνών. Το κύριο συστατικό του παχύ κυτταρικού τοιχώματος αυτών των βακτηρίων είναι η πολυστρωματική πεπτιδογλυκάνη (μουρεΐνη, βλεννοπεπτίδιο), που αντιπροσωπεύει το 40-90% της μάζας του κυτταρικού τοιχώματος (Εικ. 3.5, 3.7). Τειχοϊκά οξέα (από τα ελληνικά. τείχος- τοίχος).

Ρύζι. 3-5-

Ρύζι. 3.6.Μικροσκοπία αντίθεσης φάσηςμεγάλο- έντυπα

Το κυτταρικό τοίχωμα των Gram-αρνητικών βακτηρίων περιλαμβάνει μια εξωτερική μεμβράνη συνδεδεμένη από μια λιποπρωτεΐνη σε ένα υποκείμενο στρώμα πεπτιδογλυκάνης. Σε εξαιρετικά λεπτά τμήματα βακτηρίων, η εξωτερική μεμβράνη έχει την εμφάνιση μιας κυματιστή δομής τριών στρωμάτων, παρόμοια με την εσωτερική μεμβράνη, η οποία ονομάζεται κυτταροπλασματική (Εικ. 3.5, 3.8). Το κύριο συστατικό αυτών των μεμβρανών είναι ένα διμοριακό (διπλό) στρώμα λιπιδίων. Το εσωτερικό στρώμα της εξωτερικής μεμβράνης αποτελείται από φωσφολιπίδια και το εξωτερικό στρώμα περιέχει λιποπολυσακχαρίτη. Ο λιποπολυσακχαρίτης της εξωτερικής μεμβράνης αποτελείται από 3 θραύσματα: το λιπίδιο Α - μια συντηρητική δομή, σχεδόν η ίδια στα gram-αρνητικά βακτήρια. πυρήνα, ή πυρήνα, τμήμα φλοιού (από λατ. πυρήνας- πυρήνας), σχετικά συντηρητική δομή ολιγοσακχαρίτη (το πιο σταθερό μέρος του πυρήνα του LPS είναι το κετοδοξυοκτονικό οξύ). μια πολύ μεταβλητή Ο-ειδική αλυσίδα πολυσακχαρίτη που σχηματίζεται με επανάληψη πανομοιότυπων αλληλουχιών ολιγοσακχαρίτη (0-αντιγόνο). Οι πρωτεΐνες της μήτρας της εξωτερικής μεμβράνης την διαπερνούν έτσι ώστε τα πρωτεϊνικά μόρια που ονομάζονται πορίνες να ευθυγραμμίζουν τους υδρόφιλους πόρους μέσα από τους οποίους διέρχονται νερό και μικρά υδρόφιλα μόρια.

Ρύζι. 3-7Μοτίβο περίθλασης ηλεκτρονίων μιας λεπτής τομής κυττάρου Listeria- Λιστέριαμονοκυτταρογονίδια(κατά τους A. A. Avakyan, L. N. Kats. I. B. Pavlova). Η κυτταροπλασματική μεμβράνη, το μεσόσωμα και το νουκλεοειδές είναι καλά καθορισμένα με τη μορφή φωτεινών ζωνών με ινιδώδεις δομές DNA που μοιάζουν με νήματα. κυτταρικό τοίχωμα - παχύ, χαρακτηριστικό των gram-θετικών βακτηρίων

Ρύζι. 3.8. Μοτίβο περίθλασης ηλεκτρονίων μιας εξαιρετικά λεπτής τομής ενός κυττάρου βρουκέλλας (Brucellaμελιτένσης). Σύμφωνα με τους A. A. Avakyan, L. N. Kats, I. B. Pavlova.

Το νουκλεοειδές έχει την εμφάνιση φωτεινών ζωνών με ινώδεις δομές DNA που μοιάζουν με νήματα. κυτταρικό τοίχωμα - λεπτό, χαρακτηριστικό των αρνητικών κατά Gram βακτηρίων

Μεταξύ της εξωτερικής και της κυτταροπλασματικής μεμβράνης υπάρχει ένας περιπλασματικός χώρος, ή περίπλασμα, που περιέχει ένζυμα (πρωτεάσες, λιπάσες, φωσφατάσες, νουκλεάσες, βήτα-λακταμάσες) και συστατικά των συστημάτων μεταφοράς.
Όταν η σύνθεση του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος διαταράσσεται υπό την επίδραση της λυσοζύμης, της πενικιλίνης και των προστατευτικών παραγόντων του σώματος, σχηματίζονται κύτταρα με τροποποιημένο (συχνά σφαιρικό) σχήμα: πρωτοπλάστες - βακτήρια που στερούνται εντελώς κυτταρικού τοιχώματος. Οι σφαιροπλάστες είναι βακτήρια με μερικώς διατηρημένο κυτταρικό τοίχωμα. Τα βακτήρια του τύπου σφαιρο- ή πρωτοπλάστη, τα οποία έχουν χάσει την ικανότητα να συνθέτουν πεπτιδογλυκάνη υπό την επίδραση αντιβιοτικών ή άλλων παραγόντων και είναι σε θέση να αναπαράγονται, ονομάζονται L-μορφές (Εικ. 3.β). Ορισμένες μορφές L (ασταθής), όταν αφαιρεθεί ο παράγοντας που οδήγησε σε αλλαγές στα βακτήρια, μπορούν να αντιστραφούν, «επιστρέφοντας» στο αρχικό βακτηριακό κύτταρο.

Κυτοπλασματική μεμβράνη στην ηλεκτρονική μικροσκοπία υπερλεπτών τομών, είναι μια μεμβράνη τριών στρωμάτων (2 σκούρες στιβάδες πάχους 2,5 nm που χωρίζονται από ένα ελαφρύ ενδιάμεσο στρώμα). Στη δομή, είναι παρόμοιο με το πλάσμα των ζωικών κυττάρων και αποτελείται από ένα διπλό στρώμα φωσφολιπιδίων με ενσωματωμένη επιφάνεια και ενσωματωμένες πρωτεΐνες που φαίνεται να διεισδύουν μέσω της δομής της μεμβράνης. Με την υπερβολική ανάπτυξη (σε σύγκριση με την ανάπτυξη του κυτταρικού τοιχώματος), η κυτταροπλασματική μεμβράνη σχηματίζει κολπικά - εγκολπώματα με τη μορφή πολύπλοκων στριμμένων μεμβρανικών δομών, που ονομάζονται μεσοσώματα (Εικ. 3.7). Οι λιγότερο πολύπλοκες δομές ονομάζονται ενδοκυτταροπλασματικές μεμβράνες.
Το κυτταρόπλασμα αποτελείται από διαλυτές πρωτεΐνες, ρίβο νουκλεϊκά οξέα, εγκλείσματα και πολυάριθμα μικρά κοκκία - ριβοσώματα, υπεύθυνα για τη σύνθεση (μετάφραση) πρωτεϊνών. Τα βακτηριακά ριβοσώματα έχουν μέγεθος περίπου 20 nm και συντελεστή καθίζησης 70S, σε αντίθεση με τα ριβοσώματα EOB που είναι χαρακτηριστικά των ευκαρυωτικών κυττάρων. Τα ριβοσωμικά RNA (rRNAs) είναι διατηρημένα στοιχεία βακτηρίων (το «μοριακό ρολόι» της εξέλιξης). Το 16S rRNA είναι μέρος της μικρής ριβοσωμικής υπομονάδας και το 23S rRNA είναι μέρος της μεγάλης ριβοσωμικής υπομονάδας. Η μελέτη του 16S rRNA είναι η βάση της γονιδιακής συστηματικής, που επιτρέπει σε κάποιον να αξιολογήσει τον βαθμό συγγένειας των οργανισμών. Το κυτταρόπλασμα περιέχει διάφορα εγκλείσματα με τη μορφή κόκκων γλυκογόνου, πολυσακχαριτών, βήτα-υδροξυβουτυρικού οξέος και πολυφωσφορικών (βολουτίνη). Αποτελούν εφεδρικές ουσίες για τις θρεπτικές και ενεργειακές ανάγκες των βακτηρίων. Το Volutin έχει συγγένεια με βασικές βαφές και ανιχνεύεται εύκολα χρησιμοποιώντας ειδικές μεθόδους χρώσης (για παράδειγμα, σύμφωνα με τον Neisser) με τη μορφή μεταχρωματικών κόκκων. Η χαρακτηριστική διάταξη των κόκκων λουτίνης αποκαλύπτεται στον βάκιλο της διφθερίτιδας με τη μορφή έντονα χρωματισμένων κυτταρικών πόλων (Εικόνα 3.87).

Ρύζι. 3-9 α

Ρύζι. 3-9 β. Καθαρό επίχρισμα καλλιέργειαςΚλεμπσιέλαpneumoniae, Χρώση Burri-Gypsum. Οι κάψουλες είναι ορατές - ελαφριά φωτοστέφανα γύρω από βακτήρια σε σχήμα ράβδου

Ρύζι. 3.10.Μαστίγια και πίλι από Escherichia coli. Σχέδιο περίθλασης ηλεκτρονίων ενός βακτηρίου επικαλυμμένου με ένα κράμα πλατίνας-παλλαδίου. Προετοιμασία V. S. Tyurin

Νουκλεοειδές - ισοδύναμο με τον πυρήνα στα βακτήρια. Βρίσκεται στην κεντρική ζώνη των βακτηρίων με τη μορφή δίκλωνου DNA, κλειστό σε δακτύλιο και σφιχτά συσκευασμένο σαν μπάλα (Εικ. 3.4, 3.7 και 3.8). Ο πυρήνας των βακτηρίων, σε αντίθεση με τους ευκαρυώτες, δεν έχει πυρηνικό περίβλημα, πυρήνα και βασικές πρωτεΐνες (ιστόνες). Συνήθως σε
Ένα βακτηριακό κύτταρο περιέχει ένα χρωμόσωμα, που αντιπροσωπεύεται από ένα μόριο DNA κλειστό σε έναν δακτύλιο. Εκτός από το νουκλεοειδές, που αντιπροσωπεύεται από ένα χρωμόσωμα, το βακτηριακό κύτταρο περιέχει εξωχρωμοσωμικούς παράγοντες κληρονομικότητας με τη μορφή ομοιοπολικά κλειστών δακτυλίων DNA - τα λεγόμενα πλασμίδια (βλ. Εικ. 3.4).

Κάψουλα, μικροκάψουλα, βλέννα.Η κάψουλα είναι μια βλεννώδης δομή πάχους άνω των 0,2 microns, σταθερά συνδεδεμένη με το βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα και με σαφώς καθορισμένα εξωτερικά όρια. Η κάψουλα είναι ορατή σε επιχρίσματα αποτύπωσης από παθολογικό υλικό (βλ. Εικ. 3.9α). Σε καθαρές βακτηριακές καλλιέργειες, η κάψουλα σχηματίζεται λιγότερο συχνά. Ανιχνεύεται με ειδικές μεθόδους χρώσης ενός επιχρίσματος (για παράδειγμα, σύμφωνα με την Burri-Gins), οι οποίες δημιουργούν αρνητική αντίθεση των ουσιών της κάψουλας: το μελάνι σχηματίζει ένα σκούρο φόντο γύρω από την κάψουλα (βλ. Εικ. 3.9β).
Η κάψουλα αποτελείται από πολυσακχαρίτες (εξωπολυσακχαρίτες), μερικές φορές πολυπεπτίδια. για παράδειγμα, στον βάκιλο του άνθρακα αποτελείται από πολυμερή D-γλουταμινικού οξέος. Η κάψουλα είναι υδρόφιλη και αποτρέπει τη φαγοκυττάρωση των βακτηρίων. Η κάψουλα είναι αντιγονική: τα αντισώματα κατά της κάψουλας προκαλούν τη μεγέθυνσή της (αντίδραση διόγκωσης κάψουλας).

Σχηματίζονται πολλά βακτήρια μικροκάψουλα - βλεννογόνος σχηματισμός πάχους μικρότερου από 0,2 microns, ανιχνεύσιμος μόνο με ηλεκτρονική μικροσκοπία. Η βλέννα πρέπει να διακρίνεται από την κάψουλα - βλεννοειδείς εξωπολυσακχαρίτες που δεν έχουν σαφή όρια. Η βλέννα είναι διαλυτή στο νερό. Οι βακτηριδιακοί εξωπολυσακχαρίτες εμπλέκονται στην προσκόλληση (κόλληση στα υποστρώματα), ονομάζονται επίσης γλυκοκάλυκες. Εκτός από τη σύνθεση εξωπολυσακχαριτών από βακτήρια, υπάρχει ένας άλλος μηχανισμός σχηματισμού τους: μέσω της δράσης εξωκυτταρικών βακτηριακών ενζύμων στους δισακχαρίτες. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται δεξτράνες και λεβάνες.

Μαστίγια τα βακτήρια καθορίζουν την κινητικότητα του βακτηριακού κυττάρου. Τα μαστίγια είναι λεπτά νημάτια που προέρχονται από την κυτταροπλασματική μεμβράνη και είναι μακρύτερα από το ίδιο το κύτταρο (Εικ. 3.10). Το πάχος των μαστιγίων είναι 12-20 nm, μήκος 3-15 μm. Αποτελούνται από 3 μέρη: ένα σπειροειδές νήμα, ένα άγκιστρο και ένα βασικό σώμα που περιέχει μια ράβδο με ειδικούς δίσκους (1 ζεύγος δίσκων σε gram-θετικά βακτήρια και 2 ζεύγη δίσκων σε gram-αρνητικά βακτήρια). Τα μαστίγια συνδέονται με την κυτταροπλασματική μεμβράνη και το κυτταρικό τοίχωμα με δίσκους. Αυτό δημιουργεί την επίδραση ενός ηλεκτροκινητήρα με μια ράβδο κινητήρα που περιστρέφει το μαστίγιο. Τα μαστίγια αποτελούνται από μια πρωτεΐνη - flagellin (από μαστίγιο- μαστίγιο), που είναι το Η-αντιγόνο. Οι υπομονάδες flagellin είναι στριμμένες σε μια σπείρα. Ο αριθμός των μαστιγίων σε βακτήρια διαφόρων ειδών ποικίλλει από ένα (μονότριχο) στο Vibrio cholerae έως δεκάδες και εκατοντάδες μαστίγια που εκτείνονται κατά μήκος της περιμέτρου του βακτηρίου (peritrich) σε Escherichia coli, Proteus κ.λπ.

Ρύζι. 3.11.Μοτίβο περίθλασης ηλεκτρονίων ενός εξαιρετικά λεπτού τμήματος βακίλλου τετάνου(Clostridiumτετάνι) στο βλαστικό κύτταρο του βακτηρίου, σχηματίζεται ένα τερματικό σπόριο με πολυστρωματική μεμβράνη. (Σύμφωνα με τους A. A. Avakyan, L. N. Kats, I. B. Pavlova)

Τα Lophotrichs έχουν μια δέσμη από μαστίγια στο ένα άκρο του κελιού. Το Amphitrichus έχει ένα μαστίγιο ή μια δέσμη μαστιγίων στα αντίθετα άκρα του κυττάρου.

Pili (κροσσοί, λάχνες) - νηματοειδείς σχηματισμοί, λεπτότεροι και κοντύτεροι (3-10 nm x 0,3-10 μm) από τα μαστίγια. Το Pili εκτείνεται από την κυτταρική επιφάνεια και αποτελείται από την πρωτεΐνη pilin, η οποία έχει αντιγονική δράση. Υπάρχουν πυλώνες που είναι υπεύθυνες για την προσκόλληση, δηλαδή για την προσκόλληση βακτηρίων στο προσβεβλημένο κύτταρο, καθώς και πίλες που είναι υπεύθυνες για τη διατροφή, τον μεταβολισμό του νερού-αλατιού και τη σεξουαλική (F-pili) ή σύζευξη, pili. Τα Pili είναι πολυάριθμα - αρκετές εκατοντάδες ανά κελί.

Ωστόσο, υπάρχουν συνήθως 1-3 φυλετικές φυλές ανά κύτταρο: σχηματίζονται από τα λεγόμενα «αρσενικά» κύτταρα δότες που περιέχουν μεταδοτικά πλασμίδια (F-, R-, Col-πλασμίδια). Διακριτικό χαρακτηριστικόγεννητικός παύλος είναι η αλληλεπίδραση με ειδικούς «αρσενικούς» σφαιρικούς βακτηριοφάγους, οι οποίοι απορροφώνται εντατικά στους γεννητικούς πόρους (Εικ. 3.10).

Αμφισβήτηση - μια ιδιόμορφη μορφή σταθεροποιημένων βακτηρίων ηρεμίας, π.χ. βακτήρια με θετικό κατά Gram τύπο δομής κυτταρικού τοιχώματος. Αμφισβήτησησχηματίζονται κάτω από δυσμενείς συνθήκες για την ύπαρξη βακτηρίων (ξήρανση, ανεπάρκεια θρεπτικών συστατικών κ.λπ.). Ένα μόνο σπόριο (ενδόσπορο) σχηματίζεται μέσα σε ένα βακτηριακό κύτταρο. Ο σχηματισμός σπορίων συμβάλλει στη διατήρηση του είδους και δεν είναι μέθοδος αναπαραγωγής, όπως τα μανιτάρια. Βακτήρια που σχηματίζουν σπόρουςτου γένους Bacillus έχουν σπόρια όχι μεγαλύτερα από τη διάμετρο του κυττάρου. Τα βακτήρια στα οποία το μέγεθος του σπορίου υπερβαίνει τη διάμετρο του κυττάρου ονομάζονται κλωστρίδια, για παράδειγμα, βακτήρια του γένους Clostridium (lat. Clostridium- άτρακτος). Τα σπόρια είναι ανθεκτικά στα οξέα, επομένως βάφονται κόκκινα χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Aujeszky ή τη μέθοδο Ziehl-Neelsen και το βλαστικό κύτταρο χρωματίζεται μπλε (βλ. Εικ. 3.2, βάκιλοι, κλωστρίδια).
Το σχήμα των σπορίων μπορεί να είναι ωοειδές, σφαιρικό. Η θέση στο κύτταρο είναι τερματική, δηλαδή στο άκρο του ραβδιού (στον αιτιολογικό παράγοντα του τετάνου), υποτελική - πιο κοντά στο άκρο του ραβδιού (στους αιτιολογικούς παράγοντες αλλαντίασης, αέριας γάγγραινας) και κεντρική (στον βάκιλο του άνθρακα ). Ο σπόρος παραμένει για μεγάλο χρονικό διάστημα λόγω της παρουσίας πολυστρωματικού κελύφους (Εικ. 3.11), διπικολινικού ασβεστίου, χαμηλής περιεκτικότητας σε νερό και αργών μεταβολικών διεργασιών. Κάτω από ευνοϊκές συνθήκες, τα σπόρια βλασταίνουν περνώντας από 3 διαδοχικά στάδια: ενεργοποίηση, έναρξη, βλάστηση.

Οι προκαρυώτες περιλαμβάνουν αρχαιοβακτήρια, βακτήρια και γαλαζοπράσινα φύκια. Προκαρυώτες- μονοκύτταροι οργανισμοί που δεν διαθέτουν δομικά σχηματισμένο πυρήνα, μεμβρανικά οργανίδια και μίτωση.

Διαστάσεις - από 1 έως 15 μικρά. Βασικές μορφές: 1) κόκκοι (σφαιρικοί), 2) βάκιλοι (σε ​​σχήμα ράβδου), 3) vibrios (σχήμα κόμματος), 4) σπιρίλες και σπειροχαίτες (στριμμένα σε σπείρα).

1 - κόκκοι; 2 - βάκιλλοι; 3 - δονήσεις? 4-7 - σπιρίλια και σπειροχαίτες.

1 - πληγή κυτταροπλασματικής μεμβράνης. 2 — κυτταρικό τοίχωμα. 3 — βλεννώδης κάψουλα. 4 - κυτταρόπλασμα; 5 - χρωμοσωμικό DNA; 6 - ριβοσώματα. 7 - μεσο-σώμα; 8 — φωτοσυνθετικά τραύματα μεμβράνης. 9 — ενεργοποίηση. 10 - burn-tiki? 11 - ήπιε.

Το βακτηριακό κύτταρο δεσμεύεται από μια μεμβράνη. Το εσωτερικό στρώμα της μεμβράνης αντιπροσωπεύεται από την κυτταροπλασματική μεμβράνη (1), πάνω από την οποία υπάρχει ένα κυτταρικό τοίχωμα (2). Πάνω από το κυτταρικό τοίχωμα σε πολλά βακτήρια υπάρχει μια βλεννώδης κάψουλα (3). Η δομή και οι λειτουργίες της κυτταροπλασματικής μεμβράνης των ευκαρυωτικών και προκαρυωτικών κυττάρων δεν διαφέρουν. Η μεμβράνη μπορεί να σχηματίσει πτυχές που ονομάζονται μεσοσώματα(7). Μπορούν να έχουν διαφορετικά σχήματα (σακουλόμορφα, σωληνωτά, ελασματοειδή κ.λπ.).

Τα ένζυμα βρίσκονται στην επιφάνεια των μεσοσωμάτων. Το κυτταρικό τοίχωμα είναι παχύ, πυκνό, άκαμπτο, αποτελείται από μουρέινα(κύριο συστατικό) και άλλα οργανική ύλη. Η μουρεΐνη είναι ένα κανονικό δίκτυο παράλληλων πολυσακχαριδικών αλυσίδων που συνδέονται μεταξύ τους με μικρές αλυσίδες πρωτεΐνης. Ανάλογα με τα δομικά χαρακτηριστικά του κυτταρικού τοιχώματος, τα βακτήρια χωρίζονται σε gram-θετικό(Βαμμένο σε γραμμάρια) και gram-αρνητικό(όχι βαμμένο). Στα gram-αρνητικά βακτήρια, το τοίχωμα είναι λεπτότερο, πιο περίπλοκο και πάνω από το στρώμα μουρεΐνης υπάρχει ένα στρώμα λιπιδίων στο εξωτερικό. Εσωτερικός χώροςγεμάτο με κυτταρόπλασμα (4).

Το γενετικό υλικό αντιπροσωπεύεται από κυκλικά μόρια DNA. Αυτά τα DNA μπορούν χονδρικά να χωριστούν σε «χρωμοσωμικά» και πλασμίδια. Το «χρωμοσωμικό» DNA (5) είναι ένα, προσαρτημένο σε μια μεμβράνη, περιέχει αρκετές χιλιάδες γονίδια, σε αντίθεση με το χρωμοσωμικό DNA των ευκαρυωτών, δεν είναι γραμμικό και δεν σχετίζεται με πρωτεΐνες. Η περιοχή στην οποία βρίσκεται αυτό το DNA ονομάζεται νουκλεοειδές. Πλασμίδια- εξωχρωμοσωμική γενετικά στοιχεία. Είναι μικρό κυκλικό DNA, δεν συνδέονται με πρωτεΐνες, δεν συνδέονται με τη μεμβράνη και περιέχουν μικρό αριθμό γονιδίων. Ο αριθμός των πλασμιδίων μπορεί να ποικίλλει. Τα πιο μελετημένα πλασμίδια είναι αυτά που φέρουν πληροφορίες σχετικά με την αντίσταση στα φάρμακα (παράγοντας R) και αυτά που συμμετέχουν στη σεξουαλική διαδικασία (παράγοντας F). Ένα πλασμίδιο που μπορεί να συνδυαστεί με ένα χρωμόσωμα ονομάζεται επίσωμο.

Το βακτηριακό κύτταρο στερείται όλων των μεμβρανικών οργανιδίων που είναι χαρακτηριστικά ενός ευκαρυωτικού κυττάρου (μιτοχόνδρια, πλαστίδια, EPS, συσκευή Golgi, λυσοσώματα).

Το κυτταρόπλασμα των βακτηρίων περιέχει ριβοσώματα τύπου 70S (6) και εγκλείσματα (9). Κατά κανόνα, τα ριβοσώματα συναρμολογούνται σε πολυσώματα. Κάθε ριβόσωμα αποτελείται από μια μικρή (30S) και μια μεγάλη υπομονάδα (50S). Λειτουργία ριβοσώματος: συναρμολόγηση μιας πολυπεπτιδικής αλυσίδας. Τα εγκλείσματα μπορούν να αντιπροσωπεύονται από σβώλους αμύλου, γλυκογόνου, βολουτίνης και σταγονιδίων λιπιδίων.

Πολλά βακτήρια έχουν μαστίγια(10) και έπινε (κροσσοί)(11). Τα μαστίγια δεν περιορίζονται από τη μεμβράνη, έχουν κυματιστό σχήμα και αποτελούνται από σφαιρικές υπομονάδες της πρωτεΐνης μαστιγίνης. Αυτές οι υπομονάδες είναι διατεταγμένες σε μια σπείρα και σχηματίζουν έναν κοίλο κύλινδρο με διάμετρο 10-20 nm. Η δομή του προκαρυωτικού μαστιγίου μοιάζει με έναν από τους μικροσωληνίσκους του ευκαρυωτικού μαστιγίου. Ο αριθμός και η θέση των μαστιγίων μπορεί να διαφέρει. Το Pili είναι δομές που μοιάζουν με ίσια νήματα στην επιφάνεια των βακτηρίων. Είναι πιο λεπτά και πιο κοντά από τα μαστίγια. Είναι κοντοί, κοίλοι κύλινδροι κατασκευασμένοι από την πρωτεΐνη πιλίνη. Τα Pili χρησιμεύουν για τη σύνδεση βακτηρίων στο υπόστρωμα και μεταξύ τους. Κατά τη σύζευξη, σχηματίζονται ειδικά F-pili, μέσω των οποίων μεταφέρεται γενετικό υλικό από το ένα βακτηριακό κύτταρο στο άλλο.

Σπορίωσηστα βακτήρια είναι ένας τρόπος επιβίωσης σε δυσμενείς συνθήκες. Τα σπόρια σχηματίζονται συνήθως ένα κάθε φορά μέσα στο «μητρικό κύτταρο» και ονομάζονται ενδοσπόρια. Τα σπόρια είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στην ακτινοβολία, τις ακραίες θερμοκρασίες, την ξήρανση και άλλους παράγοντες που προκαλούν το θάνατο των βλαστικών κυττάρων.

Αναπαραγωγή.Τα βακτήρια αναπαράγονται ασεξουαλικά - διαιρώντας το «μητρικό κύτταρο» στα δύο. Η αντιγραφή του DNA συμβαίνει πριν από τη διαίρεση.

Σπάνια τα βακτήρια υφίστανται σεξουαλική διαδικασία κατά την οποία λαμβάνει χώρα ανασυνδυασμός γενετικού υλικού. Πρέπει να τονιστεί ότι στα βακτήρια δεν σχηματίζονται ποτέ γαμέτες, τα περιεχόμενα των κυττάρων δεν συγχωνεύονται, αλλά το DNA μεταφέρεται από το κύτταρο δότη στο κύτταρο δέκτη. Υπάρχουν τρεις μέθοδοι μεταφοράς DNA: σύζευξη, μετασχηματισμός, μεταγωγή.

- μονοκατευθυντική μεταφορά του πλασμιδίου F από ένα κύτταρο δότη σε ένα κύτταρο δέκτη σε επαφή μεταξύ τους. Σε αυτή την περίπτωση, τα βακτήρια συνδέονται μεταξύ τους με ειδικά F-pili (F-fimbriae), μέσω των διαύλων των οποίων μεταφέρονται θραύσματα DNA. Η σύζευξη μπορεί να χωριστεί στα ακόλουθα στάδια: 1) ξετύλιγμα του πλασμιδίου F, 2) διείσδυση μιας από τις αλυσίδες του πλασμιδίου F στο κύτταρο δέκτη μέσω του F-pilus, 3) σύνθεση μιας συμπληρωματικής αλυσίδας σε μονόκλωνο πρότυπο DNA (εμφανίζεται όπως στο κύτταρο δότη (F +) και στο κύτταρο δέκτη (F -)).

Μετασχηματισμός- μονοκατευθυντική μεταφορά θραυσμάτων DNA από κύτταρο δότη σε κύτταρο δέκτη που δεν έρχονται σε επαφή μεταξύ τους. Σε αυτή την περίπτωση, το κύτταρο δότη είτε «απελευθερώνει» ένα μικρό θραύσμα DNA από τον εαυτό του, είτε το DNA εισέρχεται στο περιβάλλον μετά τον θάνατο αυτού του κυττάρου. Σε κάθε περίπτωση, το DNA απορροφάται ενεργά από το κύτταρο δέκτη και ενσωματώνεται στο δικό του «χρωμόσωμα».

μεταγωγή- μεταφορά ενός θραύσματος DNA από ένα κύτταρο δότη σε ένα κύτταρο δέκτη χρησιμοποιώντας βακτηριοφάγους.

Ιούς

Οι ιοί αποτελούνται από νουκλεϊκό οξύ (DNA ή RNA) και πρωτεΐνες που σχηματίζουν ένα περίβλημα γύρω από αυτό το νουκλεϊκό οξύ, δηλ. αντιπροσωπεύουν ένα σύμπλεγμα νουκλεοπρωτεϊνών. Ορισμένοι ιοί περιέχουν λιπίδια και υδατάνθρακες. Οι ιοί περιέχουν πάντα έναν τύπο νουκλεϊκού οξέος - είτε DNA είτε RNA. Επιπλέον, καθένα από τα νουκλεϊκά οξέα μπορεί να είναι είτε μονόκλωνο είτε δίκλωνο, τόσο γραμμικό όσο και κυκλικό.

Το μέγεθος των ιών είναι 10-300 nm. Μορφή ιού:σφαιρικό, ραβδοειδές, νηματόμορφο, κυλινδρικό κ.λπ.

Καψίδιο— το κέλυφος του ιού, που σχηματίζεται από πρωτεϊνικές υπομονάδες διατεταγμένες με συγκεκριμένο τρόπο. Το καψίδιο προστατεύει το νουκλεϊκό οξύ του ιού από διάφορες επιδράσεις και εξασφαλίζει την εναπόθεση του ιού στην επιφάνεια του κυττάρου ξενιστή. Υπερκαψίδιοχαρακτηριστικό σύνθετων ιών (HIV, ιοί γρίπης, έρπης). Εμφανίζεται κατά την έξοδο του ιού από το κύτταρο ξενιστή και είναι μια τροποποιημένη περιοχή της πυρηνικής ή της εξωτερικής κυτταροπλασματικής μεμβράνης του κυττάρου ξενιστή.

Εάν ο ιός βρίσκεται μέσα σε ένα κύτταρο ξενιστή, υπάρχει με τη μορφή νουκλεϊκού οξέος. Εάν ο ιός βρίσκεται έξω από το κύτταρο ξενιστή, τότε είναι ένα σύμπλεγμα νουκλεοπρωτεϊνών και αυτή η ελεύθερη μορφή ύπαρξης ονομάζεται βιριόν. Οι ιοί είναι πολύ συγκεκριμένοι, π.χ. μπορούν να χρησιμοποιήσουν έναν αυστηρά καθορισμένο κύκλο οικοδεσποτών για τα προς το ζην.

Τα ακόλουθα στάδια μπορούν να διακριθούν στον κύκλο αναπαραγωγής του ιού.

1. Εναπόθεση στην επιφάνεια του κυττάρου ξενιστή.
2. Διείσδυση του ιού στο κύτταρο ξενιστή (μπορεί να εισέλθει στο κύτταρο ξενιστή με: α) «ένεση», β) διάλυση της κυτταρικής μεμβράνης από ιικά ένζυμα, γ) ενδοκυττάρωση. Μόλις εισέλθει στο κύτταρο, ο ιός θέτει τη συσκευή πρωτεϊνοσύνθεσης υπό τον δικό του έλεγχο).
3. Ενσωμάτωση ιικού DNA στο DNA του κυττάρου ξενιστή (σε ιούς RNA, η αντίστροφη μεταγραφή λαμβάνει χώρα πριν από αυτό - σύνθεση DNA σε ένα πρότυπο RNA).
4. Μεταγραφή ιικού RNA.
5. Σύνθεση ιικών πρωτεϊνών.
6. Σύνθεση ιικών νουκλεϊκών οξέων.
7. Αυτοσυναρμολόγηση και έξοδος θυγατρικών ιών από το κύτταρο. Τότε το κύτταρο είτε πεθαίνει είτε συνεχίζει να υπάρχει και παράγει νέες γενιές ιικών σωματιδίων.

Ο ιός της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας επηρεάζει κυρίως τα CD 4 λεμφοκύτταρα (βοηθητικά), στην επιφάνεια των οποίων υπάρχουν υποδοχείς που μπορούν να συνδεθούν με την επιφανειακή πρωτεΐνη του HIV. Επιπλέον, ο HIV διεισδύει στα κύτταρα του κεντρικού νευρικού συστήματος, της νευρογλοίας και των εντέρων. Το ανοσοποιητικό σύστημα του ανθρώπινου σώματος χάνει τις προστατευτικές του ιδιότητες και δεν είναι σε θέση να αντισταθεί στα παθογόνα διαφόρων λοιμώξεων. Το μέσο προσδόκιμο ζωής ενός μολυσμένου ατόμου είναι 7-10 χρόνια.

Η πηγή μόλυνσης είναι μόνο ένα άτομο που είναι φορέας του ιού της ανοσοανεπάρκειας. Το AIDS μεταδίδεται σεξουαλικά, μέσω του αίματος και των ιστών που περιέχουν τον ιό της ανοσοανεπάρκειας, από τη μητέρα στο έμβρυο.

Μεταβείτε στο διαλέξεις Νο 8"Πυρήνας. χρωμοσώματα"

Μεταβείτε στο διαλέξεις Νο 10«Η έννοια του μεταβολισμού. Βιοσύνθεση πρωτεϊνών"

Η δομή των βακτηρίων έχει μελετηθεί καλά με τη χρήση ηλεκτρονικής μικροσκοπίας ολόκληρων κυττάρων και των υπερλεπτών τμημάτων τους. Ένα βακτηριακό κύτταρο αποτελείται από ένα κυτταρικό τοίχωμα, μια κυτταροπλασματική μεμβράνη, κυτταρόπλασμα με εγκλείσματα και έναν πυρήνα που ονομάζεται νουκλεοειδές. Υπάρχουν πρόσθετες δομές: κάψουλα, μικροκάψουλα, βλέννα, μαστίγια, πυλώνα (Εικ. 1). Ορισμένα βακτήρια είναι ικανά να σχηματίσουν σπόρια κάτω από δυσμενείς συνθήκες.

Κυτταρικό τοίχωμα -μια ισχυρή, ελαστική δομή που δίνει στο βακτήριο ένα ορισμένο σχήμα και, μαζί με την υποκείμενη κυτταροπλασματική μεμβράνη, «περιορίζει» την υψηλή οσμωτική πίεση στο βακτηριακό κύτταρο. Συμμετέχει στη διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης και μεταφοράς μεταβολιτών. Το παχύτερο κυτταρικό τοίχωμα βρίσκεται στα θετικά κατά Gram βακτήρια (Εικ. 1). Έτσι, εάν το πάχος του κυτταρικού τοιχώματος των gram-αρνητικών βακτηρίων είναι περίπου 15-20 nm, τότε στα gram-θετικά βακτήρια μπορεί να φτάσει τα 50 nm ή περισσότερο. Το κυτταρικό τοίχωμα των θετικών κατά Gram βακτηρίων περιέχει μια μικρή ποσότητα πολυσακχαριτών, λιπιδίων και πρωτεϊνών.

Το κύριο συστατικό του κυτταρικού τοιχώματος αυτών των βακτηρίων είναι ένα πολυστρωματικό πεπτιδογλυκάνη(μουρεΐνη, μουκοπεπτίδιο), που αποτελεί το 40-90% της μάζας του κυτταρικού τοιχώματος.

Volutin Mesosoma Nucleoid

Ρύζι. 1. Η δομή ενός βακτηριακού κυττάρου.

Τειχοϊκά οξέα (από τα ελληνικά. Teichos -τοίχου), τα μόρια του οποίου είναι αλυσίδες 8-50 υπολειμμάτων γλυκερίνης και ριβιτόλης που συνδέονται με φωσφορικές γέφυρες. Το σχήμα και η ισχύς των βακτηρίων δίνεται από την άκαμπτη ινώδη δομή της πεπτιδογλυκάνης, η οποία είναι πολυστρωματική και διασταυρούμενη με πεπτίδια. Η πεπτιδογλυκάνη αντιπροσωπεύεται από παράλληλα μόρια γλυκάνης που αποτελούνται από επαναλαμβανόμενα υπολείμματα Ν-ακετυλογλυκοζαμίνη και Ν-ακετυλομουραμικό οξύ συνδεδεμένο με γλυκοσιδικό δεσμό τύπου Ρ (1 -> 4).

Η λυσοζύμη, ως ακετυλομουραμιδάση, σπάει αυτούς τους δεσμούς. Τα μόρια γλυκάνης συνδέονται με πεπτιδική διασταυρούμενη σύνδεση. Εξ ου και το όνομα αυτού του πολυμερούς - πεπτιδογλυκάνη. Η βάση του πεπτιδικού δεσμού της πεπτιδογλυκάνης στα Gram-αρνητικά βακτήρια είναι τα τετραπεπτίδια που αποτελούνται από εναλλασσόμενες ΜΕΓΑΛΟ-Και ρε- αμινοξέα.

U Ε. coliΟι πεπτιδικές αλυσίδες συνδέονται μεταξύ τους μέσω ΡΕ-αλανίνη της μιας αλυσίδας και μεσοδιαμινοπιμελικό οξύ της άλλης.

Η σύνθεση και η δομή του πεπτιδικού τμήματος της πεπτιδογλυκάνης στα gram-αρνητικά βακτήρια είναι σταθερή, σε αντίθεση με την πεπτιδογλυκάνη των θετικών κατά Gram βακτηρίων, τα αμινοξέα των οποίων μπορεί να διαφέρουν ως προς τη σύνθεση και την αλληλουχία. Τα τετραπεπτίδια εδώ συνδέονται μεταξύ τους με πολυπεπτιδικές αλυσίδες 5 υπολειμμάτων γλυκίνης. Τα θετικά κατά Gram βακτήρια συχνά περιέχουν λυσίνη αντί για μεσοδιαμινοπιμελικό οξύ. Φωσφολιπίδιο

Ρύζι. 2. Η δομή των επιφανειακών δομών των gram-θετικών (gram+) και gram-αρνητικών (gram") βακτηρίων.

Τα στοιχεία γλυκάνης (ακετυλογλυκοζαμίνη και ακετυλομουραμικό οξύ) και τα τετραπεπτιδικά αμινοξέα (μεσοδιαμινοπιμελικό και L-γλουταμινικό οξύ, D-αλανίνη) είναι ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα των βακτηρίων, καθώς αυτά και τα D-ισομερή των αμινοξέων απουσιάζουν σε ζώα και ανθρώπους.

Η ικανότητα των θετικών κατά Gram βακτηρίων να συγκρατούν το ιώδες της γεντιανής σε συνδυασμό με ιώδιο όταν χρωματίζονται με Gram (μπλε-ιώδες χρώμα των βακτηρίων) σχετίζεται με την ιδιότητα της πολυστρωματικής πεπτιδογλυκάνης να αλληλεπιδρά με τη χρωστική. Επιπλέον, η επακόλουθη επεξεργασία ενός βακτηριακού επιχρίσματος με οινόπνευμα προκαλεί στένωση των πόρων στην πεπτιδογλυκάνη και ως εκ τούτου κατακράτηση της χρωστικής στο κυτταρικό τοίχωμα. Μετά την έκθεση στο αλκοόλ, τα gram-αρνητικά βακτήρια χάνουν τη χρωστική τους, αποχρωματίζονται και όταν υποβάλλονται σε επεξεργασία με ματζέντα, γίνονται κόκκινα. Αυτό οφείλεται σε μικρότερη ποσότητα πεπτιδογλυκάνης (5-10% της μάζας του κυτταρικού τοιχώματος).

Το κυτταρικό τοίχωμα των gram-αρνητικών βακτηρίων περιέχει εξωτερική μεμβράνη,συνδέεται μέσω λιποπρωτεΐνης στο υποκείμενο στρώμα πεπτιδογλυκάνης (Εικ. 2). Η εξωτερική μεμβράνη είναι μια κυματιστή δομή τριών στρωμάτων, παρόμοια με την εσωτερική μεμβράνη, η οποία ονομάζεται κυτταροπλασματική. Το κύριο συστατικό αυτών των μεμβρανών είναι ένα διμοριακό (διπλό) στρώμα λιπιδίων.

Η εξωτερική μεμβράνη είναι μια ασύμμετρη μωσαϊκό δομή που αντιπροσωπεύεται από λιποπολυσακχαρίτες, φωσφολιπίδια και πρωτεΐνες . Στην εξωτερική του πλευρά υπάρχει λιποπολυσακχαρίτης(LPS),που αποτελείται από τρία συστατικά: λιπίδιο ΕΝΑ,βασικό μέρος ή πυρήνας (λατ. πυρήνας -πυρήνα), και μια 0-ειδική αλυσίδα πολυσακχαρίτη που σχηματίζεται με επανάληψη αλληλουχιών ολιγοσακχαριτών.

Ο λιποπολυσακχαρίτης «αγκυρώνεται» στην εξωτερική μεμβράνη από το λιπίδιο ΕΝΑ,προκαλώντας την τοξικότητα του LPS, η οποία επομένως προσδιορίζεται με ενδοτοξίνη. Η καταστροφή των βακτηρίων από τα αντιβιοτικά οδηγεί στην απελευθέρωση μεγάλων ποσοτήτων ενδοτοξίνης, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε ενδοτοξικό σοκ στον ασθενή.

Από λιπίδιο ΕΝΑο πυρήνας, ή το κεντρικό τμήμα του LPS, αποκολλάται. Το πιο σταθερό μέρος του πυρήνα του LPS είναι το κετοδοξυοκτονικό οξύ (3-δεοξυ-g)-μαννο-2-οκτουλοζονικό οξύ). 0 -καθορίζει μια συγκεκριμένη αλυσίδα που εκτείνεται από το κεντρικό τμήμα του μορίου LPS οροομάδα, οροπαραγωγός (ένας τύπος βακτηρίων που ανιχνεύεται με τη χρήση ανοσοποιητικού ορού) ένα συγκεκριμένο στέλεχος βακτηρίων. Έτσι, η έννοια του LPS συνδέεται με την έννοια του 0-αντιγόνου, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διαφοροποίηση των βακτηρίων. Οι γενετικές αλλαγές μπορούν να οδηγήσουν σε αλλαγές στη βιοσύνθεση των συστατικών LPSβακτήρια και τα προκύπτοντα μεγάλο- έντυπα

Πρωτεΐνες μήτραςη εξωτερική μεμβράνη διεισδύει σε αυτήν με τέτοιο τρόπο που τα μόρια πρωτεΐνης που καλούνται porinami,οριακά υδρόφιλοι πόροι από τους οποίους διέρχονται νερό και μικρά μόρια σχετική μάζαέως 700. Μεταξύ της εξωτερικής και της κυτταροπλασματικής μεμβράνης υπάρχει ένας περιπλασματικός χώρος, ή περίπλασμα, που περιέχει ένζυμα. Όταν η σύνθεση του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος διαταράσσεται υπό την επίδραση της λυσοζύμης, της πενικιλίνης, των προστατευτικών παραγόντων του σώματος και άλλων ενώσεων, σχηματίζονται κύτταρα με αλλοιωμένο (συχνά σφαιρικό) σχήμα: πρωτοπλάστες -βακτήρια που στερούνται εντελώς κυτταρικού τοιχώματος. σφαιροπλάστες -βακτήρια με μερικώς διατηρημένο κυτταρικό τοίχωμα. Μετά την αφαίρεση του αναστολέα κυτταρικού τοιχώματος, τέτοια αλλοιωμένα βακτήρια μπορούν να αντιστραφούν, δηλ. αποκτήσει ένα πλήρες κυτταρικό τοίχωμα και επαναφέρει το αρχικό του σχήμα.

Τα βακτήρια του τύπου σφαιρο- ή πρωτοπλάστη, τα οποία έχουν χάσει την ικανότητα να συνθέτουν πεπτιδογλυκάνη υπό την επίδραση αντιβιοτικών ή άλλων παραγόντων και είναι ικανά να αναπαραχθούν, ονομάζονται Σχήματα L(από το όνομα του Ινστιτούτου Λίστερ). μεγάλο- οι μορφές μπορούν επίσης να προκύψουν ως αποτέλεσμα μεταλλάξεων. Είναι οσμωτικά ευαίσθητα, σφαιρικά, σε σχήμα φιάλης κύτταρα διαφόρων μεγεθών, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που διέρχονται από βακτηριακά φίλτρα. Μερικοί μεγάλο- οι μορφές (ασταθής), όταν αφαιρεθεί ο παράγοντας που οδήγησε σε αλλαγές στα βακτήρια, μπορεί να αντιστραφεί, «επιστρέφοντας» στο αρχικό βακτηριακό κύτταρο. μεγάλο- μορφές μπορούν να σχηματιστούν από πολλά παθογόνα μολυσματικών ασθενειών.

Κυτοπλασματική μεμβράνηστην ηλεκτρονική μικροσκοπία υπερλεπτών τομών, είναι μια μεμβράνη τριών στρωμάτων που περιβάλλει το εξωτερικό τμήμα του βακτηριακού κυτταροπλάσματος. Στη δομή, είναι παρόμοιο με το πλάσμα των ζωικών κυττάρων και αποτελείται από ένα διπλό στρώμα λιπιδίων, κυρίως φωσφολιπιδίων με ενσωματωμένη επιφάνεια και ενσωματωμένες πρωτεΐνες που φαίνεται να διεισδύουν μέσω της δομής της μεμβράνης. Μερικά από αυτά είναι περμέασες που εμπλέκονται στη μεταφορά ουσιών. Η κυτταροπλασματική μεμβράνη είναι μια δυναμική δομή με κινητά συστατικά, επομένως θεωρείται ως μια κινητή υγρή δομή. Συμμετέχει στη ρύθμιση της ωσμωτικής πίεσης, στη μεταφορά ουσιών και στον ενεργειακό μεταβολισμό του κυττάρου (λόγω ενζύμων της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, τριφωσφατάσης αδενοσίνης κ.λπ.). Με την υπερβολική ανάπτυξη (σε σύγκριση με την ανάπτυξη του κυτταρικού τοιχώματος), η κυτταροπλασματική μεμβράνη μορφοποιείται invaginates - invaginations με τη μορφή πολύπλοκων στριμμένων δομών μεμβράνης, που ονομάζονται μεσοσώματα.Ονομάζονται λιγότερο περίπλοκες στριμμένες δομές ενδοκυτταροπλασματικές μεμβράνες.Ο ρόλος των μεσοσωμάτων και των ενδοκυτταροπλασματικών μεμβρανών δεν είναι πλήρως κατανοητός. Προτείνεται μάλιστα ότι είναι ένα τεχνούργημα που εμφανίζεται μετά την προετοιμασία (σταθεροποίηση) ενός δείγματος για ηλεκτρονική μικροσκοπία. Ωστόσο, πιστεύεται ότι τα παράγωγα της κυτταροπλασματικής μεμβράνης συμμετέχουν στην κυτταρική διαίρεση, παρέχοντας ενέργεια για τη σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος και συμμετέχουν στην έκκριση ουσιών, σπορίωση, δηλ. σε διαδικασίες με υψηλή κατανάλωση ενέργειας.

Κυτόπλασμακαταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος του βακτηριακού κυττάρου και αποτελείται από διαλυτές πρωτεΐνες, ριβονουκλεϊκά οξέα, εγκλείσματα και πολυάριθμους μικρούς κόκκους - ριβοσώματαυπεύθυνος για τη σύνθεση (μετάφραση) των πρωτεϊνών. Τα βακτηριακά ριβοσώματα έχουν μέγεθος περίπου 20 nm και συντελεστή καθίζησης δεκαετία 70, 3 διαφορά από τα 80^-ριβοσώματα χαρακτηριστικά των ευκαρυωτικών κυττάρων. Επομένως, ορισμένα αντιβιοτικά, δεσμεύοντας σε βακτηριακά ριβοσώματα, καταστέλλουν τη βακτηριακή πρωτεϊνοσύνθεση χωρίς να επηρεάζουν την πρωτεϊνική σύνθεση στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Τα βακτηριακά ριβοσώματα μπορούν να διαχωριστούν σε δύο υπομονάδες - Δεκαετία 50Και Δεκαετία 30 . Το κυτταρόπλασμα περιέχει διάφορα εγκλείσματα με τη μορφή κόκκων γλυκογόνου, πολυσακχαριτών, πολυ-ρ-βουτυρικού οξέος και πολυφωσφορικών (βολουτίνη). Συσσωρεύονται όταν υπάρχει περίσσεια θρεπτικών συστατικών περιβάλλοκαι λειτουργούν ως εφεδρικές ουσίες για τις ανάγκες διατροφής και ενέργειας. Το Volutin έχει συγγένεια με βασικές βαφές, έχει μεταχρωμασία και εντοπίζεται εύκολα με ειδικές μεθόδους χρώσης. Η χαρακτηριστική διάταξη των κόκκων βολουτίνης αποκαλύπτεται στον βάκιλο της διφθερίτιδας με τη μορφή έντονα χρωματισμένων κυτταρικών πόλων.

Νουκλεοειδές - ισοδύναμο με τον πυρήνα στα βακτήρια. Βρίσκεται στην κεντρική ζώνη των βακτηρίων με τη μορφή δίκλωνου DNA, κλειστό σε δακτύλιο και σφιχτά συσκευασμένο σαν μπάλα. Σε αντίθεση με τους ευκαρυώτες, ο βακτηριακός πυρήνας δεν έχει πυρηνικό περίβλημα, πυρήνα ή βασικές πρωτεΐνες (ιστόνες). Τυπικά, ένα βακτηριακό κύτταρο περιέχει ένα χρωμόσωμα, που αντιπροσωπεύεται από ένα μόριο DNA κλειστό σε έναν δακτύλιο. Εάν διαταραχθεί η διαίρεση, μπορεί να περιέχει 4 ή περισσότερα χρωμοσώματα. Το νουκλεοειδές ανιχνεύεται σε μικροσκόπιο φωτός μετά από χρώση χρησιμοποιώντας μεθόδους ειδικές για το DNA: Feulgen ή Romanovsky-Giemsa. Σε μοτίβα περίθλασης ηλεκτρονίων υπερλεπτών τμημάτων βακτηρίων, το νουκλεοειδές εμφανίζεται ως φωτεινές ζώνες με ινώδεις, νηματώδεις δομές DNA συνδεδεμένες σε ορισμένες περιοχές στην κυτταροπλασματική μεμβράνη ή το μεσόσωμα που εμπλέκεται στην αντιγραφή των χρωμοσωμάτων.

Εκτός από το νουκλεοειδές που αντιπροσωπεύεται από ένα χρωμόσωμα, το βακτηριακό κύτταρο περιέχει εξωχρωμοσωμικούς παράγοντες κληρονομικότητας - πλασμίδια, που είναι ομοιοπολικά κλειστοί δακτύλιοι DNA.

Κάψουλα - μια βλεννώδη δομή πάχους άνω των 0,2 microns, σταθερά συνδεδεμένη με το βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα και με σαφώς καθορισμένα εξωτερικά όρια. Η κάψουλα είναι ορατή σε επιχρίσματα αποτυπωμάτων από παθολογικό υλικό. Σε καθαρές βακτηριακές καλλιέργειες, η κάψουλα σχηματίζεται λιγότερο συχνά. Ανιχνεύεται χρησιμοποιώντας ειδικές μεθόδους χρώσης Burri-Gins, οι οποίες δημιουργούν αρνητική αντίθεση των ουσιών της κάψουλας.

Συνήθως η κάψουλα αποτελείται από πολυσακχαρίτες (εξωπολυσακχαρίτες), μερικές φορές από πολυπεπτίδια, για παράδειγμα, στον βάκιλο του άνθρακα. Η κάψουλα είναι υδρόφιλη, αποτρέπει τη φαγοκυττάρωση των βακτηρίων.

Σχηματίζονται πολλά βακτήρια μικροκάψουλα -βλεννογόνος σχηματισμός πάχους μικρότερου των 0,2 μικρών, ανιχνεύσιμος μόνο με ηλεκτρονική μικροσκοπία. Θα πρέπει να διακρίνεται από μια κάψουλα βλέννα -βλεννοειδείς εξωπολυσακχαρίτες που δεν έχουν σαφή εξωτερικά όρια. Οι βλεννοειδείς εξωπολυσακχαρίτες είναι χαρακτηριστικοί των βλεννοειδών στελεχών Pseudomonas aeruginosa, που βρίσκονται συχνά στα πτύελα ασθενών με κυστική ίνωση. Οι βακτηριακές εξωπολυσακχαρίτες εμπλέκονται στην προσκόλληση (κόλληση σε υποστρώματα ονομάζονται επίσης). γλυκοκάλυκα.Εκτός από τη σύνθεση εξωπολυσακχαριτών από βακτήρια, υπάρχει ένας άλλος μηχανισμός σχηματισμού τους: μέσω της δράσης εξωκυτταρικών βακτηριακών ενζύμων στους δισακχαρίτες. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται δεξτράνες και λεβάνες. Η κάψουλα και η βλέννα προστατεύουν τα βακτήρια από τη φθορά και την ξήρανση, καθώς, όντας υδρόφιλα, δεσμεύουν καλά το νερό και εμποδίζουν τη δράση των προστατευτικών παραγόντων του μακροοργανισμού και των βακτηριοφάγων.

Μαστίγιατα βακτήρια καθορίζουν την κινητικότητα του βακτηριακού κυττάρου. Τα μαστίγια είναι λεπτά νημάτια που προέρχονται από την κυτταροπλασματική μεμβράνη και είναι μακρύτερα από το ίδιο το κύτταρο (Εικ. 3). Το πάχος των μαστιγίων είναι 12-20 nm, μήκος 3-12 μm. Ο αριθμός των μαστιγίων σε διαφορετικά είδη βακτηρίων ποικίλλει από ένα (μονότριχο)Το vibrio της χολέρας έχει έως και δεκάδες και εκατοντάδες μαστίγια που εκτείνονται κατά μήκος της περιμέτρου του βακτηρίου (περίτριχ)σε Escherichia coli, Proteus κ.λπ. Lophotrichsέχουν μια δέσμη από μαστίγια στο ένα άκρο του κυττάρου. Αμφιτριχίαέχουν ένα μαστίγιο ή μια δέσμη μαστιγίων στα αντίθετα άκρα του κυττάρου. Τα μαστίγια συνδέονται με την κυτταροπλασματική μεμβράνη και το κυτταρικό τοίχωμα με ειδικούς δίσκους. Τα μαστίγια αποτελούνται από μια πρωτεΐνη - flagellin (από naT.flagellum - flagellum), το οποίο έχει ειδικότητα αντιγόνου. Οι υπομονάδες φλαγκελίνης είναι στριμμένες με τη μορφή σπείρας. Τα μαστίγια ανιχνεύονται με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο παρασκευασμάτων επικαλυμμένων με βαρέα μέταλλα ή σε ελαφρύ μικροσκόπιο μετά από επεξεργασία με ειδικές μεθόδους που βασίζονται στην χάραξη και την προσρόφηση διαφόρων ουσιών που οδηγούν σε αύξηση του πάχους των μαστιγίων (για παράδειγμα, μετά την ασημοποίηση).

Ρύζι. 3. Escherichia coli. Σχέδιο περίθλασης ηλεκτρονίων (παρασκευή από τον V.S. Tyurin). 1 - μαστίγια, 2 - λάχνες, 3 - F-pili.

Λάχνες, ή λάχνες (κροσσοί), - νηματοειδείς σχηματισμοί (Εικ. 3), λεπτότεροι και κοντύτεροι (3-10 nm x 0,3-10 μm) από τα μαστίγια. Οι πυλώνες εκτείνονται από την κυτταρική επιφάνεια και αποτελούνται από την πρωτεΐνη πιλίνη. Έχουν αντιγονική δράση. Μεταξύ των πιλίων υπάρχουν: πύλες υπεύθυνες για την πρόσφυση, δηλ. για την προσκόλληση βακτηρίων στο προσβεβλημένο κύτταρο (τύπου 1 pili, ή γενικού τύπου - κοινός πυλώνας),έπινε, υπεύθυνος για τη διατροφή, το μεταβολισμό του νερού-αλατιού. σεξουαλικός (Φ-ήπιε), ήσύζευξη pili (τύπος 2 pili). Τα pili του γενικού τύπου είναι πολυάριθμα - αρκετές εκατοντάδες ανά κελί. Οι σεξουαλικές φυλές σχηματίζονται από τα λεγόμενα «αρσενικά» κύτταρα δότη που περιέχουν μεταδοτικά πλασμίδια (F, R, Col).Συνήθως υπάρχουν 1-3 ανά κελί. Χαρακτηριστικό γνώρισμα των φυλών είναι η αλληλεπίδραση με ειδικούς «αρσενικούς» σφαιρικούς βακτηριοφάγους, οι οποίοι προσροφούνται εντατικά στο φύλο.

Αμφισβήτηση - μια ιδιόμορφη μορφή σταθεροποιημένων βακτηρίων ηρεμίας, δηλ. βακτήρια με θετικό κατά Gram τύπο δομής κυτταρικού τοιχώματος.

Τα σπόρια σχηματίζονται κάτω από δυσμενείς συνθήκες για την ύπαρξη βακτηρίων (ξήρανση, ανεπάρκεια θρεπτικών στοιχείων κ.λπ.). Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται ένα σπόριο μέσα σε ένα βακτήριο. Ο σχηματισμός σπορίων συμβάλλει στη διατήρηση του είδους και δεν είναι μέθοδος αναπαραγωγής, όπως στους μύκητες.

Μερικές φορές ονομάζονται αερόβια βακτήρια που σχηματίζουν σπόρους στα οποία το μέγεθος των σπορίων δεν υπερβαίνει τη διάμετρο του κυττάρου βάκιλλοι.Τα αναερόβια βακτήρια που σχηματίζουν σπόρους στα οποία το μέγεθος των σπορίων υπερβαίνει τη διάμετρο του κυττάρου και επομένως παίρνουν σχήμα ατράκτου ονομάζονται κλωστρίδια(λατ. κλωστρίδιο-άτρακτος).

Διαδικασία σπορίωση(σπορίωση) διέρχεται μια σειρά από στάδια κατά τα οποία τμήμα του κυτταροπλάσματος και το χρωμόσωμα διαχωρίζονται, που περιβάλλονται από μια κυτταροπλασματική μεμβράνη. Σχηματίζεται ένα πρόσπορο και στη συνέχεια σχηματίζεται ένα πολυστρωματικό, κακώς διαπερατό κέλυφος. Η σπορίωση συνοδεύεται από εντατική κατανάλωση προσπορίου και στη συνέχεια σχηματισμό του κελύφους των σπορίων διπικολινικού οξέος και ιόντων ασβεστίου. Μετά το σχηματισμό όλων των δομών, το σπόρο αποκτά αντίσταση στη θερμότητα, η οποία σχετίζεται με την παρουσία διπικολινικού ασβεστίου. Η δημιουργία σπορίων, το σχήμα και η θέση των σπορίων σε ένα κύτταρο (βλαστικό) είναι μια ιδιότητα του είδους των βακτηρίων, η οποία τους επιτρέπει να διακρίνονται μεταξύ τους. Το σχήμα των σπορίων μπορεί να είναι οβάλ, σφαιρικό, η θέση στο κελί είναι τερματική, δηλ. στο τέλος του ραβδιού (αιτιογόνος παράγοντας του τετάνου), υποτελικό - πιο κοντά στο άκρο του ραβδιού (παθογόνα αλλαντίασης, αέρια γάγγραινα) και κεντρικό (βάκιλος του άνθρακα).

Υποχρεωτικά και προαιρετικά δομικά συστατικά ενός βακτηριακού κυττάρου, οι λειτουργίες τους. Διαφορές στη δομή του κυτταρικού τοιχώματος των gram-θετικών και gram-αρνητικών βακτηρίων. Μορφές L και μη καλλιεργήσιμες μορφές βακτηρίων

Τα βακτήρια είναι προκαρυωτικά και διαφέρουν σημαντικά από τα φυτικά και ζωικά κύτταρα (ευκαρυώτες). Ανήκουν σε μονοκύτταρους οργανισμούς και αποτελούνται από κυτταρικό τοίχωμα, κυτταροπλασματική μεμβράνη, κυτταρόπλασμα, νουκλεοειδές (υποχρεωτικά συστατικά ενός βακτηριακού κυττάρου). Ορισμένα βακτήρια μπορεί να έχουν μαστίγια, κάψουλες και σπόρια (προαιρετικά συστατικά του βακτηριακού κυττάρου).

Σε ένα προκαρυωτικό κύτταρο, οι δομές που βρίσκονται έξω από την κυτταροπλασματική μεμβράνη ονομάζονται επιφανειακές (κυτταρικό τοίχωμα, κάψουλα, μαστίγια, λάχνες).

Το κυτταρικό τοίχωμα είναι ένα σημαντικό δομικό στοιχείο του βακτηριακού κυττάρου, που βρίσκεται μεταξύ της κυτταροπλασματικής μεμβράνης και της κάψουλας. στα μη καψικά βακτήρια, αυτή είναι η εξωτερική κυτταρική μεμβράνη. Εκτελεί μια σειρά από λειτουργίες: προστατεύει τα βακτήρια από οσμωτικό σοκ και άλλους επιβλαβείς παράγοντες, καθορίζει το σχήμα τους, συμμετέχει στο μεταβολισμό. σε πολλούς τύπους παθογόνων βακτηρίων είναι τοξικό, περιέχει επιφανειακά αντιγόνα και επίσης φέρει ειδικούς υποδοχείς για φάγους στην επιφάνεια. Το βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα περιέχει πόρους που εμπλέκονται στη μεταφορά εξωτοξινών και άλλων βακτηριακών εξωπρωτεϊνών.

Το κύριο συστατικό του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος είναι η πεπτιδογλυκάνη ή μουρεΐνη (λατινικό murus - τοίχωμα), ένα υποστηρικτικό πολυμερές που έχει δομή δικτύου και σχηματίζει ένα άκαμπτο (σκληρό) εξωτερικό πλαίσιο του βακτηριακού κυττάρου. Η πεπτιδογλυκάνη έχει μια κύρια αλυσίδα (ραχοκοκαλιά) που αποτελείται από εναλλασσόμενα υπολείμματα Ν-ακετυλο-Μ-γλυκοζαμίνης και Ν-ακετυλομουραμικού οξέος που συνδέονται με δεσμούς 1,4-γλυκοσιδών, πανομοιότυπες πλευρικές αλυσίδες τετραπεπτιδίου συνδεδεμένες με μόρια Ν-ακετυλομουραμικού οξέος και βραχύ διασταυρούμενο πεπτίδιο αλυσίδες γέφυρες που συνδέουν αλυσίδες πολυσακχαριτών.

Με βάση τις ιδιότητές τους, όλα τα βακτήρια χωρίζονται σε δύο ομάδες: τα gram-θετικά και τα gram-αρνητικά. Τα θετικά κατά Gram βακτήρια στερεώνουν σταθερά το σύμπλεγμα βιολέτας γεντιανής και ιωδίου, δεν υπόκεινται σε λεύκανση με αιθανόλη και ως εκ τούτου δεν αντιλαμβάνονται την πρόσθετη χρωστική φούξινη, παραμένοντας μωβ. Στα gram-αρνητικά βακτήρια, αυτό το σύμπλεγμα ξεπλένεται εύκολα από το κύτταρο με αιθανόλη και με επιπλέον εφαρμογή φούξινης γίνονται κόκκινα. Σε ορισμένα βακτήρια, η θετική χρώση κατά Gram παρατηρείται μόνο στο στάδιο της ενεργού ανάπτυξης. Η ικανότητα των προκαρυωτικών να χρωματίζονται κατά Gram ή να αποχρωματίζονται με αιθανόλη καθορίζεται από τη συγκεκριμένη χημική σύνθεση και υπερδομή του κυτταρικού τους τοιχώματος. βακτηριακό χλαμύδιο τράχωμα

Οι L-μορφές βακτηρίων είναι φαινοτυπικές τροποποιήσεις ή μεταλλάξεις βακτηρίων που έχουν χάσει μερικώς ή πλήρως την ικανότητα να συνθέτουν πεπτιδογλυκάνη του κυτταρικού τοιχώματος. Έτσι, οι μορφές L είναι βακτήρια ελαττωματικά στο κυτταρικό τοίχωμα. Σχηματίζονται υπό την επίδραση παραγόντων μετασχηματισμού L - αντιβιοτικών (πενικιλλίνη, πολυμυξίνη, βακιτρακίνη, βενκομυκίνη, στρεπτομυκίνη), αμινοξέα (γλυκίνη, μεθειονίνη, λευκίνη κ.λπ.), το ένζυμο λυσοζύμη, υπεριώδεις και ακτίνες Χ. Σε αντίθεση με τους πρωτοπλάστες και τους σφαιροπλάστες, οι μορφές L έχουν σχετικά υψηλή βιωσιμότητα και έντονη ικανότητα αναπαραγωγής. Όσον αφορά τις μορφολογικές και πολιτισμικές ιδιότητες, διαφέρουν έντονα από τα αρχικά βακτήρια, γεγονός που οφείλεται στην απώλεια του κυτταρικού τοιχώματος και στις αλλαγές στη μεταβολική δραστηριότητα. Τα κύτταρα L-μορφής έχουν ένα καλά ανεπτυγμένο σύστημα ενδοκυτταροπλασματικών μεμβρανών και δομές που μοιάζουν με μυελίνη. Λόγω ελαττώματος στο κυτταρικό τοίχωμα, είναι οσμωτικά ασταθείς και μπορούν να καλλιεργηθούν μόνο σε ειδικά μέσα με υψηλή οσμωτική πίεση. περνούν από βακτηριακά φίλτρα. Υπάρχουν σταθερές και ασταθείς L-μορφές βακτηρίων. Τα πρώτα στερούνται εντελώς άκαμπτου κυτταρικού τοιχώματος. εξαιρετικά σπάνια επανέρχονται στην αρχική τους βακτηριακή μορφή. Το τελευταίο μπορεί να έχει στοιχεία κυτταρικού τοιχώματος, στο οποίο είναι παρόμοια με τους σφαιροπλάστες. ελλείψει του παράγοντα που προκάλεσε το σχηματισμό τους, επιστρέφουν στα αρχικά κύτταρα.

Η διαδικασία σχηματισμού των μορφών L ονομάζεται L-μετασχηματισμός ή L-επαγωγή. Σχεδόν όλοι οι τύποι βακτηρίων, συμπεριλαμβανομένων των παθογόνων (αιτιογόνοι παράγοντες της βρουκέλλωσης, της φυματίωσης, της λιστέριας κ.λπ.), έχουν την ικανότητα να υποστούν μετασχηματισμό L.

Δίνονται σχήματα L μεγάλη αξίαστην ανάπτυξη χρόνιων επαναλαμβανόμενων λοιμώξεων, μεταφορά παθογόνων μικροοργανισμών, μακροχρόνια εμμονή τους στον οργανισμό. Η μολυσματική διαδικασία που προκαλείται από τις μορφές L των βακτηρίων χαρακτηρίζεται από ατυπικότητα, διάρκεια φυσικά, σοβαρότητα της νόσου και είναι δύσκολο να αντιμετωπιστεί με χημειοθεραπεία.

Η κάψουλα είναι ένα βλεννώδες στρώμα που βρίσκεται πάνω από το κυτταρικό τοίχωμα του βακτηρίου. Η ουσία της κάψουλας οριοθετείται σαφώς από το περιβάλλον. Η κάψουλα δεν είναι βασική δομή του βακτηριακού κυττάρου: η απώλεια της δεν οδηγεί στο θάνατο του βακτηρίου.

Η ουσία των καψουλών αποτελείται από εξαιρετικά υδρόφιλα μικκύλια και η χημική τους σύνθεση είναι πολύ διαφορετική. Τα κύρια συστατικά των περισσότερων προκαρυωτικών καψουλών είναι ομο- ή ετροπολυσακχαρίτες (ενστροβακτήρια κ.λπ.). Σε ορισμένους τύπους βακίλλων, οι κάψουλες κατασκευάζονται από ένα πολυπεπτίδιο.

Οι κάψουλες εξασφαλίζουν την επιβίωση των βακτηρίων, προστατεύοντάς τα από μηχανικές βλάβες, ξήρανση, μόλυνση από φάγους, τοξικές ουσίες και σε παθογόνες μορφές - από τη δράση των προστατευτικών δυνάμεων του μακροοργανισμού: τα ενθυλακωμένα κύτταρα φαγοκυτταρώνονται ελάχιστα. Σε ορισμένους τύπους βακτηρίων, συμπεριλαμβανομένων των παθογόνων, προάγει την προσκόλληση των κυττάρων στο υπόστρωμα.

Τα μαστίγια είναι οργανίδια βακτηριακής κίνησης, που αντιπροσωπεύονται από λεπτές, μακριές, νηματοειδείς δομές πρωτεϊνικής φύσης.

Το μαστίγιο αποτελείται από τρία μέρη: ένα σπειροειδές νήμα, ένα άγκιστρο και ένα βασικό σώμα. Το άγκιστρο είναι ένας καμπύλος κύλινδρος πρωτεΐνης που λειτουργεί ως εύκαμπτος σύνδεσμος μεταξύ του βασικού σώματος και του άκαμπτου νήματος του μαστιγίου. Το βασικό σώμα είναι μια πολύπλοκη δομή που αποτελείται από μια κεντρική ράβδο (άξονα) και δακτυλίους.

Τα μαστίγια δεν είναι ζωτικές δομές ενός βακτηριακού κυττάρου: υπάρχουν παραλλαγές φάσης στα βακτήρια, όταν υπάρχουν σε μια φάση κυτταρικής ανάπτυξης και απουσιάζουν σε μια άλλη.

Αριθμός μαστιγίων και τόποι εντοπισμού τους σε βακτήρια διαφορετικούς τύπουςόχι το ίδιο, αλλά σταθερό για ένα είδος. Ανάλογα με αυτό, διακρίνονται οι ακόλουθες ομάδες μαστιγωτών βακτηρίων: moiotrichs - βακτήρια με ένα πολικά τοποθετημένο μαστίγιο. αμφίτριχα - βακτήρια με δύο πολικά διατεταγμένα μαστίγια ή με δέσμη μαστιγίων και στα δύο άκρα. lophotrichs - βακτήρια με μια δέσμη μαστιγίων στο ένα άκρο του κυττάρου. peritrichous - βακτήρια με πολλά μαστίγια που βρίσκονται στα πλάγια του κυττάρου ή σε ολόκληρη την επιφάνειά του. Τα βακτήρια που δεν έχουν μαστίγια ονομάζονται ατριχία.

Όντας όργανα κίνησης, τα μαστίγια είναι τυπικά επιπλεόντων ραβδοσχηματικών και σύνθετων μορφών βακτηρίων και απαντώνται μόνο σε μεμονωμένες περιπτώσεις στους κόκκους. Παρέχουν αποτελεσματική κίνηση σε υγρά μέσα και πιο αργή κίνηση στην επιφάνεια στερεών υποστρωμάτων.

Τα Pili (fimbriae, villi) είναι ίσιοι, λεπτοί, κοίλοι κύλινδροι πρωτεΐνης που εκτείνονται από την επιφάνεια του βακτηριακού κυττάρου. Σχηματίζονται από μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη - πιλίνη, προέρχονται από την κυτταροπλασματική μεμβράνη, βρίσκονται σε κινητές και ακίνητες μορφές βακτηρίων και είναι ορατά μόνο σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Στην επιφάνεια του κελιού μπορεί να υπάρχουν από 1-2, 50-400 ή περισσότερα pili έως αρκετές χιλιάδες.

Υπάρχουν δύο κατηγορίες pili: τα σεξουαλικά pili (sexpili) και τα γενικά pili, τα οποία ονομάζονται συχνότερα κροσσοί. Το ίδιο βακτήριο μπορεί να έχει πήλες διαφορετικής φύσης. Το Sex pili εμφανίζεται στην επιφάνεια των βακτηρίων κατά τη διαδικασία της σύζευξης και εκτελεί τη λειτουργία οργανιδίων μέσω των οποίων το γενετικό υλικό (DNA) μεταφέρεται από τον δότη στον δέκτη.

Το Pili συμμετέχει στη συσσώρευση βακτηρίων σε συσσωματώματα, στην προσκόλληση μικροβίων σε διάφορα υποστρώματα, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων (προσκολλητική λειτουργία), στη μεταφορά μεταβολιτών και επίσης συμβάλλει στο σχηματισμό φιλμ στην επιφάνεια υγρών μέσων. προκαλούν συγκόλληση των ερυθρών αιμοσφαιρίων.

Η κυτταροπλασματική μεμβράνη (πλασμόλεμμα) είναι μια ημιπερατή λιποπρωτεϊνική δομή βακτηριακών κυττάρων που διαχωρίζει το κυτταρόπλασμα από το κυτταρικό τοίχωμα. Είναι ένα υποχρεωτικό πολυλειτουργικό συστατικό του κυττάρου. Η καταστροφή της κυτταροπλασματικής μεμβράνης οδηγεί στο θάνατο του βακτηριακού κυττάρου.

Από χημική άποψη, η κυτταροπλασματική μεμβράνη είναι ένα σύμπλεγμα πρωτεΐνης-λιπιδίου που αποτελείται από πρωτεΐνες και λιπίδια. Το κύριο μέρος των λιπιδίων της μεμβράνης αντιπροσωπεύεται από φωσφολιπίδια. Είναι χτισμένο από δύο μονομοριακά στρώματα πρωτεΐνης, μεταξύ των οποίων βρίσκεται λιπιδικό στρώμα, που αποτελείται από δύο σειρές λιπιδικών μορίων με κανονικό προσανατολισμό.

Η κυτταροπλασματική μεμβράνη χρησιμεύει ως ωσμωτικός φραγμός στο κύτταρο, ελέγχει τη ροή των θρεπτικών ουσιών στο κύτταρο και την απελευθέρωση μεταβολικών προϊόντων προς τα έξω.

Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής ανάπτυξης, η κυτταροπλασματική μεμβράνη σχηματίζει πολυάριθμους κόλπους που σχηματίζουν ενδοκυτταροπλασματικές δομές της μεμβράνης. Τα τοπικά μεμβρανικά κολπικά ονομάζονται μεσοσώματα. Αυτές οι δομές εκφράζονται καλά στα gram-θετικά βακτήρια, χειρότερα στα gram-αρνητικά βακτήρια και εκφράζονται ελάχιστα σε ρικέτσια και μυκοπλάσματα.

Τα μεσοσωμάτια, όπως και η κυτταροπλασματική μεμβράνη, είναι κέντρα βακτηριακής αναπνευστικής δραστηριότητας, επομένως μερικές φορές ονομάζονται ανάλογα μιτοχονδρίων. Ωστόσο, η σημασία των μεσοσωμάτων δεν έχει ακόμη αποσαφηνιστεί πλήρως. Αυξάνουν την επιφάνεια εργασίας των μεμβρανών, ίσως εκτελούν μόνο μια δομική λειτουργία, διαιρώντας το βακτηριακό κύτταρο σε σχετικά ξεχωριστά διαμερίσματα, γεγονός που δημιουργεί πιο ευνοϊκές συνθήκες για την εμφάνιση ενζυματικών διεργασιών. Στα παθογόνα βακτήρια εξασφαλίζουν τη μεταφορά πρωτεϊνικών μορίων εξωτοξινών.

Το κυτταρόπλασμα είναι το περιεχόμενο ενός βακτηριακού κυττάρου, που οριοθετείται από μια κυτταροπλασματική μεμβράνη. Αποτελείται από κυτοσόλιο - ένα ομοιογενές κλάσμα, που περιλαμβάνει διαλυτά συστατικά RNA, ουσίες υποστρώματος, ένζυμα, μεταβολικά προϊόντα και δομικά στοιχεία- ριβοσώματα, ενδοκυτταροπλασματικές μεμβράνες, εγκλείσματα και νουκλεοειδή.

Τα ριβοσώματα είναι οργανίδια που πραγματοποιούν τη βιοσύνθεση πρωτεϊνών. Αποτελούνται από πρωτεΐνη και RNA, συνδεδεμένα σε σύμπλεγμα με υδρογόνο και υδρόφοβους δεσμούς.

Στο κυτταρόπλασμα των βακτηρίων ανιχνεύονται διάφοροι τύποι εγκλεισμάτων. Μπορούν να είναι στερεά, υγρά ή αέρια, με ή χωρίς μεμβράνη πρωτεΐνης και δεν υπάρχουν μόνιμα. Ένα σημαντικό μέρος αυτών είναι αποθεματικά θρεπτικά συστατικά και προϊόντα του κυτταρικού μεταβολισμού. Τα αποθεματικά θρεπτικά συστατικά περιλαμβάνουν: πολυσακχαρίτες, λιπίδια, πολυφωσφορικά άλατα, εναποθέσεις θείου, κ.λπ. Μεταξύ των εγκλεισμάτων πολυσακχαριδικής φύσης, το γλυκογόνο και η ουσία που μοιάζει με άμυλο συναντάμε συχνότερα την ουσία granulosa, τα οποία χρησιμεύουν ως πηγή άνθρακα και ενεργειακού υλικού. Τα λιπίδια συσσωρεύονται στα κύτταρα με τη μορφή κόκκων και σταγονιδίων λίπους. Τα μυκοβακτήρια συσσωρεύουν κεριά ως εφεδρικές ουσίες. Τα κύτταρα ορισμένων σπιριλών και άλλων περιέχουν κόκκους βολουτίνης που σχηματίζονται από πολυφωσφορικά. Χαρακτηρίζονται από μεταχρωμασία: το μπλε της τολουιδίνης και το μπλε του μεθυλενίου τα χρωματίζουν ιώδες-κόκκινο. Οι κόκκοι Volutin παίζουν το ρόλο των αποθηκών φωσφορικών αλάτων. Τα εγκλείσματα που περιβάλλονται από μια μεμβράνη περιλαμβάνουν επίσης κενοτόπια αερίων, ή αεροσώματα, μειώνουν το ειδικό βάρος των κυττάρων και βρίσκονται σε υδρόβιους προκαρυώτες.

Το νουκλεοειδές είναι ο πυρήνας των προκαρυωτών. Αποτελείται από έναν δίκλωνο κλώνο DNA κλειστό σε έναν δακτύλιο, ο οποίος θεωρείται ως ένα μόνο βακτηριακό χρωμόσωμα ή γονιδοφόρο.

Το νουκλεοειδές στα προκαρυωτικά δεν οριοθετείται από το υπόλοιπο κύτταρο από μια μεμβράνη - δεν έχει πυρηνικό περίβλημα.

Οι νουκλεοειδείς δομές περιλαμβάνουν RNA πολυμεράση, βασικές πρωτεΐνες και έλλειψη ιστόνων. το χρωμόσωμα είναι αγκυρωμένο στην κυτταροπλασματική μεμβράνη και στα θετικά κατά Gram βακτήρια - στο μεσόσωμα. Το νουκλεοειδές δεν έχει μιτωτική συσκευή και ο διαχωρισμός των θυγατρικών πυρήνων εξασφαλίζεται από την ανάπτυξη της κυτταροπλασματικής μεμβράνης.

Ο βακτηριακός πυρήνας είναι μια διαφοροποιημένη δομή. Ανάλογα με το στάδιο ανάπτυξης των κυττάρων, το νουκλεοειδές μπορεί να είναι διακριτό (ασυνεχές) και να αποτελείται από μεμονωμένα θραύσματα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η διαίρεση ενός βακτηριακού κυττάρου στο χρόνο συμβαίνει μετά την ολοκλήρωση του κύκλου αντιγραφής του μορίου του DNA και το σχηματισμό θυγατρικών χρωμοσωμάτων.

Το νουκλεοειδές περιέχει το μεγαλύτερο μέρος της γενετικής πληροφορίας του βακτηριακού κυττάρου.

Εκτός από το νουκλεοειδές, εξωχρωμοσωμικά γενετικά στοιχεία έχουν βρεθεί στα κύτταρα πολλών βακτηρίων - πλασμιδίων, τα οποία είναι μικρά κυκλικά μόρια DNA ικανά για αυτόνομη αντιγραφή

Ορισμένα βακτήρια είναι ικανά να σχηματίσουν σπόρια στο τέλος της περιόδου ενεργού ανάπτυξης. Προηγείται η εξάντληση του περιβάλλοντος σε θρεπτικά συστατικά, η αλλαγή του pH του και η συσσώρευση τοξικών μεταβολικών προϊόντων.

Με χημική σύνθεσηη διαφορά μεταξύ σπορίων και βλαστικών κυττάρων έγκειται μόνο στην ποσοτική περιεκτικότητα σε χημικές ενώσεις. Τα σπόρια περιέχουν λιγότερο νερό και περισσότερα λιπίδια.

Στην κατάσταση των σπορίων, οι μικροοργανισμοί είναι μεταβολικά ανενεργοί, αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες (140-150 ° C), έκθεση σε χημικά απολυμαντικά και παραμένουν για μεγάλο χρονικό διάστημα στο περιβάλλον. Ανθεκτικό σε υψηλή θερμοκρασίασχετίζεται με πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε νερό και υψηλή περιεκτικότητα σε διπικολινικό οξύ. Μόλις μπουν στο σώμα των ανθρώπων και των ζώων, τα σπόρια βλασταίνουν σε βλαστικά κύτταρα. Τα σπόρια βάφονται με ειδική μέθοδο, η οποία περιλαμβάνει προθέρμανση των σπορίων, καθώς και έκθεση σε συμπυκνωμένα διαλύματα βαφής σε υψηλές θερμοκρασίες.

Πολλοί τύποι gram-αρνητικών βακτηρίων, συμπεριλαμβανομένων των παθογόνων (Shigella, Salmonella, Vibrio cholerae, κ.λπ.) έχουν μια ειδική προσαρμοστική, γενετικά ρυθμισμένη κατάσταση, φυσιολογικά ισοδύναμη με τις κύστεις, στην οποία μπορούν να περάσουν υπό την επίδραση δυσμενών συνθηκών και να παραμείνουν βιώσιμα για αρκετά χρόνια. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτής της κατάστασης είναι ότι τέτοια βακτήρια δεν αναπαράγονται και επομένως δεν σχηματίζουν αποικίες σε ένα στερεό θρεπτικό μέσο. Τέτοια μη αναπαραγόμενα αλλά βιώσιμα κύτταρα ονομάζονται μη καλλιεργήσιμες μορφές βακτηρίων (NFB). Τα κύτταρα NFB σε μη καλλιεργημένη κατάσταση έχουν ενεργά μεταβολικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένων συστημάτων μεταφοράς ηλεκτρονίων, βιοσύνθεσης πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων και διατηρούν τη λοιμογόνο δράση. Τους κυτταρική μεμβράνηπιο παχύρρευστα, τα κύτταρα συνήθως παίρνουν τη μορφή κόκκων και έχουν σημαντικά μειωμένα μεγέθη. Τα NSE έχουν υψηλότερη σταθερότητα σε εξωτερικό περιβάλλονκαι επομένως μπορεί να επιβιώσει σε αυτό για μεγάλο χρονικό διάστημα (για παράδειγμα, Vibrio cholerae σε μια βρώμικη δεξαμενή), διατηρώντας την ενδημική κατάσταση της δεδομένης περιοχής (δεξαμενή).

Για την ανίχνευση του NFB χρησιμοποιούνται μοριακές γενετικές μέθοδοι (υβριδισμός DNA-DNA, CPR), καθώς και απλούστερη μέθοδος άμεσης μέτρησης βιώσιμων κυττάρων.

Για τους σκοπούς αυτούς, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε κυτταροχημικές μεθόδους (σχηματισμός φορμαζάνης) ή μικροαυτοακτινογραφία. Γενετικοί μηχανισμοίπαράγοντες που καθορίζουν τη μετάβαση των βακτηρίων στο NS και την αναστροφή τους από αυτό δεν είναι ξεκάθαροι.

Τα βακτήρια είναι μικροσκοπικοί μονοκύτταροι οργανισμοί. Η δομή του βακτηριακού κυττάρου έχει χαρακτηριστικά που είναι ο λόγος για τον διαχωρισμό των βακτηρίων σε ένα ξεχωριστό βασίλειο του ζωντανού κόσμου.

Κυτταρικές μεμβράνες

Τα περισσότερα βακτήρια έχουν τρία κελύφη:

• κυτταρική μεμβράνη;
• κυτταρικό τοίχωμα;
• βλεννώδη κάψουλα.

Η κυτταρική μεμβράνη βρίσκεται σε άμεση επαφή με το περιεχόμενο του κυττάρου - το κυτταρόπλασμα. Είναι λεπτό και απαλό.

Το κυτταρικό τοίχωμα είναι μια πυκνή, παχύτερη μεμβράνη. Η λειτουργία του είναι να προστατεύει και να υποστηρίζει το κύτταρο. Το κυτταρικό τοίχωμα και η μεμβράνη έχουν πόρους μέσω των οποίων οι ουσίες που χρειάζεται εισέρχονται στο κύτταρο.

Πολλά βακτήρια έχουν μια βλεννώδη κάψουλα που εκτελεί προστατευτική λειτουργία και εξασφαλίζει πρόσφυση σε διαφορετικές επιφάνειες.

TOP 4 άρθραπου διαβάζουν μαζί με αυτό

Είναι χάρη στη βλεννογόνο μεμβράνη που οι στρεπτόκοκκοι (ένας τύπος βακτηρίων) κολλάνε στα δόντια και προκαλούν τερηδόνα.

Κυτόπλασμα

Το κυτταρόπλασμα είναι το εσωτερικό περιεχόμενο ενός κυττάρου. Το 75% αποτελείται από νερό. Στο κυτταρόπλασμα υπάρχουν εγκλείσματα - σταγόνες λίπους και γλυκογόνου. Είναι τα αποθεματικά θρεπτικά συστατικά του κυττάρου.

Ρύζι. 1. Διάγραμμα της δομής ενός βακτηριακού κυττάρου.

Νουκλεοειδές

Νουκλεοειδές σημαίνει «σαν πυρήνας». Τα βακτήρια δεν έχουν πραγματικό, ή, όπως λένε επίσης, σχηματισμένο πυρήνα. Αυτό σημαίνει ότι δεν έχουν πυρηνικό περίβλημα και πυρηνικό χώρο, όπως τα κύτταρα μυκήτων, φυτών και ζώων. Το DNA βρίσκεται απευθείας στο κυτταρόπλασμα.

Λειτουργίες του DNA:

• αποθηκεύει κληρονομικές πληροφορίες.
• υλοποιεί αυτές τις πληροφορίες ελέγχοντας τη σύνθεση πρωτεϊνικών μορίων χαρακτηριστικών ενός δεδομένου τύπου βακτηρίων.

Η απουσία πραγματικού πυρήνα είναι το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός βακτηριακού κυττάρου.

Οργανοειδή

Σε αντίθεση με τα φυτικά και ζωικά κύτταρα, τα βακτήρια δεν έχουν οργανίδια κατασκευασμένα από μεμβράνες.

Αλλά η βακτηριακή κυτταρική μεμβράνη σε ορισμένα σημεία διεισδύει στο κυτταρόπλασμα, σχηματίζοντας πτυχές που ονομάζονται μεσοσώματα. Το μεσόσωμα εμπλέκεται στην κυτταρική αναπαραγωγή και την ανταλλαγή ενέργειας και, όπως ήταν, αντικαθιστά τα οργανίδια της μεμβράνης.

Τα μόνα οργανίδια που υπάρχουν στα βακτήρια είναι τα ριβοσώματα. Πρόκειται για μικρά σώματα που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα και συνθέτουν πρωτεΐνες.

Πολλά βακτήρια έχουν μαστίγιο, με το οποίο κινούνται σε υγρό περιβάλλον.

Σχήματα βακτηριακών κυττάρων

Το σχήμα των βακτηριακών κυττάρων είναι διαφορετικό. Τα βακτήρια σε σχήμα μπάλας ονομάζονται κόκκοι. Με τη μορφή κόμματος - vibrios. Τα βακτήρια σε σχήμα ράβδου είναι βάκιλοι. Οι σπιρίλιες έχουν την εμφάνιση κυματιστή γραμμής.

Ρύζι. 2. Σχήματα βακτηριακών κυττάρων.

Τα βακτήρια φαίνονται μόνο με μικροσκόπιο. Το μέσο μέγεθος κυψέλης είναι 1-10 μικρά. Βρίσκονται βακτήρια μήκους έως 100 microns. (1 μm = 0,001 mm).

Σπορίωση

Όταν συμβαίνουν δυσμενείς συνθήκες, το βακτηριακό κύτταρο εισέρχεται σε μια αδρανή κατάσταση που ονομάζεται σπόρος. Οι αιτίες της σπορίωσης μπορεί να είναι:

• χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες?
• ξηρασία;
• έλλειψη διατροφής?
• απειλητικές για τη ζωή ουσίες.

Η μετάβαση γίνεται γρήγορα, μέσα σε 18-20 ώρες, και το κύτταρο μπορεί να παραμείνει σε κατάσταση σπορίων για εκατοντάδες χρόνια. Όταν αποκατασταθούν οι φυσιολογικές συνθήκες, το βακτήριο βλασταίνει από το σπόριο μέσα σε 4-5 ώρες και επιστρέφει στον κανονικό τρόπο ζωής του.

Ρύζι. 3. Σχέδιο σχηματισμού σπορίων.

Αναπαραγωγή

Τα βακτήρια αναπαράγονται με διαίρεση. Η περίοδος από τη γέννηση ενός κυττάρου μέχρι τη διαίρεση του είναι 20-30 λεπτά. Επομένως, τα βακτήρια είναι ευρέως διαδεδομένα στη Γη.

Τι μάθαμε;

Το μάθαμε μέσα γενικό περίγραμμα, τα βακτηριακά κύτταρα είναι παρόμοια με τα φυτικά και ζωικά κύτταρα, έχουν μεμβράνη, κυτταρόπλασμα και DNA. Η κύρια διαφορά μεταξύ των βακτηριακών κυττάρων είναι η απουσία σχηματισμένου πυρήνα. Επομένως, τα βακτήρια ονομάζονται προπυρηνικοί οργανισμοί (προκαρυώτες).

Δοκιμή για το θέμα

Αξιολόγηση της έκθεσης

Μέση βαθμολογία: 4.1. Συνολικές βαθμολογίες που ελήφθησαν: 528.