Dessinez la structure d'une cellule bactérienne. La structure interne des bactéries

Une cellule bactérienne est constituée d'une paroi cellulaire, d'une membrane cytoplasmique, d'un cytoplasme avec des inclusions et d'un noyau appelé nucléoïde (Fig. 3.4). Il existe des structures supplémentaires: capsule, microcapsule, mucus, flagelles, pili. Certaines bactéries dans des conditions défavorables sont capables de se former des disputes.

Riz. 3.4

paroi cellulaire. La paroi cellulaire des bactéries gram-positives contient une petite quantité de polysaccharides, de lipides et de protéines. Le composant principal de la paroi cellulaire épaisse de ces bactéries est un peptidoglycane multicouche (muréine, mucopeptide), qui représente 40 à 90 % de la masse de la paroi cellulaire (Fig. 3.5, 3.7). Acides teichoïques (du grec. teichos- mur).

Riz. 3-5-

Riz. 3.6.Microscopie à contraste de phaseL-formes

La paroi cellulaire des bactéries gram-négatives comprend une membrane externe liée par une lipoprotéine à la couche sous-jacente de peptidoglycane. Sur les coupes ultrafines de bactéries, la membrane externe a la forme d'une structure ondulée à trois couches similaire à la membrane interne, appelée cytoplasmique (Fig. 3.5, 3.8). Le composant principal de ces membranes est une couche bimoléculaire (double) de lipides. La couche interne de la membrane externe est représentée par des phospholipides et la couche externe contient des lipopolysaccharides. Le lipopolysaccharide de la membrane externe est constitué de 3 fragments: le lipide A - une structure conservatrice, presque la même chez les bactéries gram-négatives; noyau, ou tige, partie d'écorce (de lat. cœur- noyau), structure oligosaccharidique relativement conservatrice (la partie la plus constante du noyau LPS est l'acide cétodésoxyoctonique); chaîne polysaccharidique O-spécifique hautement variable formée en répétant des séquences oligosaccharidiques identiques (0-antigène). Les protéines de la matrice de la membrane externe l'imprègnent de telle manière que des molécules de protéines appelées porines bordent les pores hydrophiles à travers lesquels passent l'eau et les petites molécules hydrophiles.

Riz. 3-7Diagramme de diffraction électronique d'une section mince d'une cellule de listeria- Listeriamonocytogènes(selon A. A. Avakyan, L. N. Kats. I. B. Pavlova). La membrane cytoplasmique, le mésosome et le nucléoïde sont bien exprimés sous la forme de zones claires avec des structures d'ADN fibrillaires et filamenteuses ; paroi cellulaire - épaisse, typique des bactéries Gram-positives

Riz. 3.8. Diagramme de diffraction électronique d'une section ultrafine d'une cellule de Brucella (Brucellemélitensis). Selon A. A. Avakyan, L. N. Kats, I. B. Pavlova.

Le nucléoïde a l'apparence de zones claires avec des structures d'ADN fibrillaires et filamenteuses ; paroi cellulaire - mince, typique des bactéries Gram-négatives

Entre les membranes externe et cytoplasmique se trouve un espace périplasmique, ou périplasme, contenant des enzymes (protéases, lipases, phosphatases, nucléases, bêta-lactamases) et des composants des systèmes de transport.
En cas de violation de la synthèse de la paroi cellulaire bactérienne sous l'influence du lysozyme, de la pénicilline, des facteurs de protection du corps, des cellules de forme altérée (souvent sphérique) se forment: protoplastes - bactéries complètement dépourvues de paroi cellulaire; les sphéroplastes sont des bactéries dont la paroi cellulaire est partiellement préservée. Les bactéries de type sphéro ou protoplaste qui ont perdu la capacité de synthétiser le peptidoglycane sous l'influence d'antibiotiques ou d'autres facteurs et qui sont capables de se multiplier sont appelées formes L (Fig. 3.b). Certaines formes L (instables) lorsque le facteur qui a entraîné des changements dans la bactérie est éliminé, peuvent s'inverser, "retournant" à la cellule bactérienne d'origine.

membrane cytoplasmique en microscopie électronique de coupes ultrafines, il s'agit d'une membrane à trois couches (2 couches sombres de 2,5 nm d'épaisseur sont séparées par une claire - intermédiaire). Dans sa structure, il est similaire au plasmalemme des cellules animales et se compose d'une double couche de phospholipides avec une surface intégrée et des protéines intégrales, comme si elle pénétrait à travers la structure membranaire. Avec une croissance excessive (par rapport à la croissance de la paroi cellulaire), la membrane cytoplasmique forme des invaginations - des invaginations sous la forme de structures membranaires complexes torsadées, appelées mésosomes (Fig. 3.7). Les structures torsadées moins complexes sont appelées membranes intracytoplasmiques.
Le cytoplasme est composé de protéines solubles, ribo acides nucléiques, inclusions et nombreux petits granules - ribosomes responsables de la synthèse (traduction) des protéines. Les ribosomes bactériens mesurent environ 20 nm et ont un coefficient de sédimentation de 70S, contrairement aux ribosomes EOB caractéristiques des cellules eucaryotes. Les ARN ribosomiques (ARNr) sont des éléments conservateurs des bactéries ("horloge moléculaire" de l'évolution). L'ARNr 16S fait partie de la petite sous-unité des ribosomes et l'ARNr 23S fait partie de la grande sous-unité des ribosomes. L'étude de l'ARNr 16S est la base de la systématique des gènes, permettant d'évaluer le degré de parenté des organismes. Dans le cytoplasme, il existe diverses inclusions sous forme de granules de glycogène, de polysaccharides, d'acide bêta-hydroxybutyrique et de polyphosphates (volutine). Ce sont des substances de réserve pour les besoins nutritionnels et énergétiques des bactéries. La volyutine a une affinité pour les colorants basiques et est facilement détectée à l'aide de méthodes de coloration spéciales (par exemple, selon Neisser) sous la forme de granules métachromatiques. La disposition caractéristique des granules dans la lutine se révèle dans le bacille diphtérique sous la forme de pôles intensément colorés de la cellule (Figure 3.87).

Riz. 3-9h

Riz. 3-9 b. Écouvillon de culture pureKlebsiellapneumoniae, Coloration Burri-Gypse. Capsules visibles - halos légers autour des bactéries en forme de bâtonnet

Riz. 3.10.Flagella et bu Escherichia coli. Diagramme de diffraction électronique d'une bactérie déposée avec un alliage platine-palladium. Préparation de V. S. Tyurin

Nucléoïde est l'équivalent du noyau des bactéries. Il est situé dans la zone centrale des bactéries sous forme d'ADN double brin, fermé en anneau et serré comme une boule (Fig. 3.4, 3.7 et 3.8). Le noyau des bactéries, contrairement aux eucaryotes, n'a pas de membrane nucléaire, de nucléole et de protéines basiques (histones). Habituellement dans
Une cellule bactérienne contient un chromosome, représenté par une molécule d'ADN fermée dans un anneau. En plus du nucléoïde, représenté par un chromosome, la cellule bactérienne contient des facteurs extrachromosomiques d'hérédité sous la forme d'anneaux d'ADN fermés de manière covalente - les soi-disant plasmides (voir Fig. 3.4).

Capsule, microcapsule, mucus. Capsule - une structure muqueuse de plus de 0,2 micron d'épaisseur, fermement associée à la paroi cellulaire bactérienne et ayant des limites extérieures clairement définies. La capsule se distingue dans les frottis-empreintes du matériel pathologique (voir Fig. 3.9a). Dans les cultures pures de bactéries, la capsule se forme moins fréquemment. Il est détecté avec des méthodes spéciales de coloration des frottis (par exemple, selon Burri-Gins), qui créent un contraste négatif des substances de la capsule : l'encre forme un fond sombre autour de la capsule (voir Fig. 3.9b).
La capsule est constituée de polysaccharides (exopolysaccharides), parfois de polypeptides ; par exemple, dans le bacille du charbon, il est constitué de polymères d'acide D-glutamique. La capsule est hydrophile et empêche la phagocytose des bactéries. La capsule est antigénique : les anticorps dirigés contre la capsule provoquent son grossissement (réaction de gonflement de la capsule).

De nombreuses bactéries se forment microcapsule - formation de mucus d'une épaisseur inférieure à 0,2 micron, détectée uniquement par microscopie électronique. Le mucus doit être distingué de la capsule - les exopolysaccharides mucoïdes qui n'ont pas de limites claires. La bave est soluble dans l'eau. Les exopolysaccharides bactériens sont impliqués dans l'adhésion (collage aux substrats), ils sont aussi appelés glycocalyx. Outre la synthèse d'exopolysaccharides par les bactéries, il existe un autre mécanisme pour leur formation : par l'action d'enzymes bactériennes extracellulaires sur les disaccharides. En conséquence, des dextranes et des lévanes se forment.

Flagelles les bactéries déterminent la mobilité de la cellule bactérienne. Les flagelles sont de fins filaments issus de la membrane cytoplasmique et sont plus longs que la cellule elle-même (Fig. 3.10). Les flagelles ont une épaisseur de 12 à 20 nm et une longueur de 3 à 15 µm. Ils se composent de 3 parties : un fil en spirale, un crochet et un corps basal contenant une tige avec des disques spéciaux (1 paire de disques pour les bactéries gram-positives et 2 paires de disques pour les bactéries gram-négatives). Les disques des flagelles sont attachés à la membrane cytoplasmique et à la paroi cellulaire. Cela crée l'effet d'un moteur électrique avec une tige motrice qui fait tourner le flagelle. Les flagelles sont constituées d'une protéine appelée flagelline. flagelle- flagelle), qui est un antigène H. Les sous-unités flagellines sont enroulées. Le nombre de flagelles chez les bactéries de diverses espèces varie d'un (monotrich) chez Vibrio cholerae à dix ou centaines de flagelles s'étendant le long du périmètre de la bactérie (peritrich) chez Escherichia coli, Proteus, etc.

Riz. 3.11.Electronogramme d'une coupe ultrafine de bacille tétanique(Clostridiumtétani) dans la cellule végétative de la bactérie, une spore terminale avec une membrane multicouche est formée. (Selon A. A. Avakyan, L. N. Kats, I. B. Pavlova)

Les lophotriches ont un faisceau de flagelles à une extrémité de la cellule. Les amphitriches ont un flagelle ou un faisceau de flagelles aux extrémités opposées de la cellule.

Pili (fimbriae, villosités) - formations filamenteuses, plus fines et plus courtes (3-10 nm x 0,3-10 microns) que les flagelles. Les pili s'étendent de la surface cellulaire et sont constitués de la protéine piline, qui a une activité antigénique. Il existe des pili responsables de l'adhérence, c'est-à-dire de la fixation des bactéries à la cellule affectée, ainsi que des pili responsables de la nutrition, du métabolisme eau-sel et des pili sexuels (F-pili) ou de conjugaison. Les boissons sont abondantes - plusieurs centaines par cage.

Cependant, il y a généralement 1 à 3 pili sexuels par cellule : ils sont formés par les cellules donneuses dites "mâles" contenant des plasmides transmissibles (F-, R-, Col-plasmids). Particularité les pili sexuels sont l'interaction avec des bactériophages sphériques "mâles" spéciaux, qui sont intensément adsorbés sur les pili sexuels (Fig. 3.10).

controverse - une forme particulière de bactérie dormante firmicute, c'est-à-dire bactéries à structure de paroi cellulaire gram-positive. controverse se forment dans des conditions défavorables à l'existence des bactéries (assèchement, carence en nutriments, etc.). À l'intérieur de la cellule bactérienne, une spore (endospore) est formée. La formation de spores contribue à la préservation de l'espèce et n'est pas un mode de reproduction, comme chez les champignons. bactéries sporulées genre Bacillus ont des spores qui ne dépassent pas le diamètre de la cellule. Les bactéries dont la taille des spores dépasse le diamètre de la cellule sont appelées clostridium, par exemple, les bactéries du genre Clostridium (lat. Clostridium- broche). Les spores sont résistantes aux acides, elles sont donc colorées en rouge selon la méthode d'Aujeszky ou selon la méthode de Ziehl-Nielsen, et la cellule végétative est bleue (voir Fig. 3.2, bacilles, clostridies).
La forme du différend peut être ovale, sphérique; l'emplacement dans la cellule est terminal, c'est-à-dire à l'extrémité du bâton (dans l'agent causal du tétanos), subterminal - plus près de l'extrémité du bâton (dans les agents responsables du botulisme, la gangrène gazeuse) et central (dans le bacille du charbon). La spore persiste longtemps en raison de la présence d'une coquille multicouche (Fig. 3.11), de dipicolinate de calcium, d'une faible teneur en eau et de processus métaboliques lents. Dans des conditions favorables, les spores germent en 3 étapes successives : activation, initiation, germination.

Les procaryotes comprennent les archaebactéries, les bactéries et les algues bleu-vert. procaryotes- organismes unicellulaires dépourvus de noyau structurellement formé, d'organites membranaires et de mitose.

Dimensions - de 1 à 15 microns. Formulaires de base : 1) coques (sphériques), 2) bacilles (en forme de bâtonnet), 3) vibrions (courbés en forme de virgule), 4) spirilles et spirochètes (spirale torsadée).

1 - cocci; 2 - bacilles; 3 - vibrions; 4-7 - spirilles et spirochètes.

1 - plaie de la membrane cytoplasmique; 2 - paroi cellulaire; 3 - capsule visqueuse; 4 - cytoplasme; 5 - ADN chromosomique ; 6 - ribosomes; 7 - méso-soma; 8 - plaies membranaires photo-synthétiques; 9 - inclusion; 10 - brûlure-tiki; 11 - boire.

La cellule bactérienne est entourée d'une membrane. La couche interne de la membrane est représentée par une membrane cytoplasmique (1), sur laquelle se trouve une paroi cellulaire (2) ; au-dessus de la paroi cellulaire de nombreuses bactéries se trouve une capsule muqueuse (3). La structure et les fonctions de la membrane cytoplasmique des cellules eucaryotes et procaryotes ne diffèrent pas. La membrane peut former des plis appelés mésosomes(7). Ils peuvent avoir une forme différente (en forme de sac, tubulaire, lamellaire, etc.).

Les enzymes sont situées à la surface des mésosomes. La paroi cellulaire est épaisse, dense, rigide, composée de mureina(composant principal) et autres matière organique. La mureine est un réseau régulier de chaînes polysaccharidiques parallèles reliées entre elles par de courtes chaînes protéiques. Les bactéries sont classées selon la structure de leur paroi cellulaire. Gram positif(coloré par Gram) et Gram négatif(non teint). Chez les bactéries gram-négatives, la paroi est plus mince, plus complexe et il y a une couche de lipides au-dessus de la couche de muréine à l'extérieur. L'espace intérieur est rempli de cytoplasme (4).

Le matériel génétique est représenté par des molécules d'ADN circulaires. Ces ADN peuvent être conditionnellement divisés en "chromosomiques" et en plasmides. L'ADN « chromosomique » (5) en est un, fixé à la membrane, contient plusieurs milliers de gènes, contrairement à l'ADN chromosomique eucaryote, il n'est pas linéaire, non associé à des protéines. La zone dans laquelle se trouve cet ADN est appelée nucléoïde. Plasmideséléments génétiques extrachromosomiques. Ce sont de petits ADN circulaires, non associés à des protéines, non attachés à la membrane, contenant un petit nombre de gènes. Le nombre de plasmides peut être différent. Les plasmides les plus étudiés sont ceux qui portent des informations sur la résistance aux médicaments (facteur R) et sont impliqués dans le processus sexuel (facteur F). Un plasmide qui peut se combiner avec un chromosome s'appelle épisome.

Dans une cellule bactérienne, tous les organites membranaires caractéristiques d'une cellule eucaryote (mitochondries, plastes, RE, appareil de Golgi, lysosomes) sont absents.

Dans le cytoplasme des bactéries, il existe des ribosomes de type 70S (6) et des inclusions (9). Typiquement, les ribosomes sont assemblés en polysomes. Chaque ribosome est constitué d'une petite (30S) et d'une grande sous-unité (50S). La fonction des ribosomes est d'assembler une chaîne polypeptidique. Les inclusions peuvent être représentées par des grumeaux d'amidon, de glycogène, de volutine, de gouttes lipidiques.

De nombreuses bactéries ont flagelles(10) et pili (fimbriae)(onze). Les flagelles ne sont pas limitées par une membrane, ont une forme ondulée et sont constituées de sous-unités sphériques de la protéine flagelline. Ces sous-unités sont disposées en spirale et forment un cylindre creux d'un diamètre de 10 à 20 nm. Le flagelle procaryote dans sa structure ressemble à l'un des microtubules du flagelle eucaryote. Le nombre et la disposition des flagelles peuvent varier. Les pili sont des structures filamenteuses droites à la surface des bactéries. Ils sont plus fins et plus courts que les flagelles. Ce sont de courts cylindres creux de protéine piline. Les pili servent à attacher les bactéries au substrat et entre elles. Au cours de la conjugaison, des pili F spéciaux sont formés, à travers lesquels le matériel génétique est transféré d'une cellule bactérienne à une autre.

sporulation les bactéries ont une façon de vivre des conditions défavorables. Les spores sont généralement formées une à la fois à l'intérieur de la "cellule mère" et sont appelées endospores. Les spores sont très résistantes aux radiations, aux températures extrêmes, à la dessiccation et à d'autres facteurs qui provoquent la mort cellulaire végétative.

La reproduction. Les bactéries se reproduisent de manière asexuée en divisant la "cellule mère" en deux. Avant la division, la réplication de l'ADN se produit.

Rarement, les bactéries ont un processus sexuel dans lequel se produit la recombinaison du matériel génétique. Il convient de souligner que les bactéries ne forment jamais de gamètes, ne fusionnent pas le contenu des cellules, mais qu'un transfert d'ADN de la cellule donneuse à la cellule receveuse a lieu. Il existe trois voies de transfert d'ADN : conjugaison, transformation, transduction.

- transfert unidirectionnel du plasmide F de la cellule donneuse à la cellule receveuse en contact l'une avec l'autre. Dans ce cas, les bactéries sont reliées les unes aux autres par des F-pilae spéciaux (F-fimbria), à travers les canaux desquels des fragments d'ADN sont transférés. La conjugaison peut être divisée en les étapes suivantes : 1) déroulement du plasmide F, 2) pénétration de l'un des brins du plasmide F dans la cellule receveuse à travers la pilule F, 3) synthèse d'un brin complémentaire sur un ADN simple brin modèle (se produit comme dans une cellule donneuse (F +) et dans la cellule receveuse (F -)).

Transformation- transfert unidirectionnel de fragments d'ADN de la cellule donneuse vers la cellule receveuse, non en contact les uns avec les autres. Dans ce cas, soit la cellule donneuse "ensemence" un petit fragment d'ADN à partir d'elle-même, soit l'ADN pénètre dans l'environnement après la mort de cette cellule. Dans tous les cas, l'ADN est activement absorbé par la cellule receveuse et intégré dans son propre "chromosome".

transduction- transfert d'un fragment d'ADN d'une cellule donneuse vers une cellule receveuse à l'aide de bactériophages.

Virus

Les virus sont constitués d'un acide nucléique (ADN ou ARN) et de protéines qui forment une enveloppe autour de cet acide nucléique, c'est-à-dire sont un complexe nucléoprotéique. Certains virus contiennent des lipides et des glucides. Les virus contiennent toujours un type d'acide nucléique, soit de l'ADN, soit de l'ARN. De plus, chacun des acides nucléiques peut être à la fois simple brin et double brin, à la fois linéaire et circulaire.

La taille des virus est de 10 à 300 nm. Forme du virus : sphérique, en forme de tige, filiforme, cylindrique, etc.

capside- la coquille du virus, formée de sous-unités protéiques, empilées d'une certaine manière. La capside protège l'acide nucléique du virus de diverses influences, assure le dépôt du virus à la surface de la cellule hôte. Supercapside caractéristique des virus complexes (VIH, virus de la grippe, herpès). Se produit lors de la sortie du virus de la cellule hôte et est une section modifiée de la membrane nucléaire ou cytoplasmique externe de la cellule hôte.

Si le virus se trouve à l'intérieur de la cellule hôte, il existe sous la forme d'un acide nucléique. Si le virus se trouve à l'extérieur de la cellule hôte, il s'agit d'un complexe nucléoprotéique et cette forme d'existence libre s'appelle virion. Les virus sont très spécifiques ; ils peuvent utiliser un cercle d'hôtes strictement défini pour leur activité de vie.

Les étapes suivantes peuvent être distinguées dans le cycle de reproduction du virus.

Dépôt à la surface de la cellule hôte.
Pénétration du virus dans la cellule hôte (ils peuvent pénétrer dans la cellule hôte par : a) « injection », b) dissolution de la membrane cellulaire par des enzymes virales, c) endocytose ; Une fois à l'intérieur de la cellule, le virus transfère son appareil de synthèse des protéines sous son propre contrôle).
Intégration de l'ADN viral dans l'ADN de la cellule hôte (dans les virus contenant de l'ARN, la transcription inverse se produit avant cela - synthèse d'ADN sur une matrice d'ARN).
Transcription de l'ARN viral.
Synthèse de protéines virales.
Synthèse d'acides nucléiques viraux.
Auto-assemblage et sortie de la cellule des virus filles. Ensuite, la cellule meurt ou continue d'exister et produit de nouvelles générations de particules virales.

Le virus de l'immunodéficience humaine infecte principalement les lymphocytes CD 4 (auxiliaires), à la surface desquels se trouvent des récepteurs pouvant se lier à la protéine de surface du VIH. De plus, le VIH pénètre dans les cellules du système nerveux central, de la névroglie et des intestins. Le système immunitaire du corps humain perd ses propriétés protectrices et est incapable de résister aux agents pathogènes de diverses infections. L'espérance de vie moyenne d'une personne infectée est de 7 à 10 ans.

La source d'infection n'est qu'une personne - un porteur du virus de l'immunodéficience. Le SIDA se transmet sexuellement, par le sang et les tissus contenant le virus de l'immunodéficience, de la mère au fœtus.

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La structure des bactéries est bien étudiée à l'aide de la microscopie électronique de cellules entières et de leurs coupes ultrafines. Une cellule bactérienne se compose d'une paroi cellulaire, d'une membrane cytoplasmique, d'un cytoplasme avec des inclusions et d'un noyau appelé nucléoïde. Il existe des structures supplémentaires : capsule, microcapsule, mucus, flagelles, pili (Fig. 1) ; certaines bactéries dans des conditions défavorables sont capables de former des spores.

paroi cellulaire - une structure solide et élastique qui donne aux bactéries une certaine forme et, avec la membrane cytoplasmique sous-jacente, « retient » la pression osmotique élevée dans la cellule bactérienne. Il est impliqué dans le processus de division cellulaire et le transport des métabolites. La paroi cellulaire la plus épaisse des bactéries gram-positives (Fig. 1). Ainsi, si l'épaisseur de la paroi cellulaire des bactéries gram-négatives est d'environ 15 à 20 nm, elle peut atteindre 50 nm ou plus chez les bactéries gram-positives. La paroi cellulaire des bactéries gram-positives contient une petite quantité de polysaccharides, de lipides et de protéines.

Le composant principal de la paroi cellulaire de ces bactéries est une multicouche peptidoglycane(muréine, mucopeptide), constituant 40 à 90 % de la masse de la paroi cellulaire.

Nucléoïde du mésosome de la volyutine

Riz. 1. La structure d'une cellule bactérienne.

Acides teichoïques (du grec. teichos- paroi), dont les molécules sont des chaînes de 8 à 50 résidus de glycérol et de ribitol reliés par des ponts phosphate. La forme et la résistance des bactéries sont données par la structure fibreuse rigide du peptidoglycane multicouche avec des peptides réticulés. Le peptidoglycane est représenté par des molécules parallèles de glycane, constituées de résidus répétitifs N-acétylglucosamine et N-acide acétylmuramique relié par une liaison glycosidique de type P (1 -> 4).

Le lysozyme, étant une acétylmuramidase, rompt ces liaisons. Les molécules de glycane sont liées par des liaisons peptidiques croisées. D'où le nom de ce polymère - peptidoglycane. La base de la liaison peptidique du peptidoglycane des bactéries gram-négatives est constituée de tétrapeptides, consistant en une alternance L- Et D-acides aminés.

À E. coli les chaînes peptidiques sont reliées les unes aux autres par D- l'alanine d'une chaîne et l'acide mésodiaminopimélique de l'autre.

La composition et la structure de la partie peptidique du peptidoglycane chez les bactéries gram-négatives sont stables, contrairement au peptidoglycane des bactéries gram-positives, dont les acides aminés peuvent différer en composition et en séquence. Les tétrapeptides sont ici reliés entre eux par des chaînes polypeptidiques de 5 résidus glycine. Les bactéries Gram-positives contiennent souvent de la lysine au lieu de l'acide mésodiaminopimélique. Phospholipide

Riz. 2. La structure des structures de surface des bactéries gram-positives (gram +) et gram-négatives (gram ").

Les éléments glycanes (acétylglucosamine et acide acétylmuramique) et les acides aminés tétrapeptidiques (acides mésodiaminopimélique et L-glutamique, D-alanine) sont une caractéristique distinctive des bactéries, car eux et les isomères D des acides aminés sont absents chez les animaux et les humains.

La capacité des bactéries gram-positives à retenir le violet de gentiane en combinaison avec l'iode (couleur bleu-violet des bactéries) pendant la coloration de Gram est associée à la propriété du peptidoglycane multicouche d'interagir avec le colorant. De plus, le traitement ultérieur d'un frottis de bactéries avec de l'alcool provoque un rétrécissement des pores du peptidoglycane et donc la rétention du colorant dans la paroi cellulaire. Les bactéries Gram-négatives, après exposition à l'alcool, perdent le colorant, se décolorent et deviennent rouges lorsqu'elles sont traitées avec de la fuchsine. Cela est dû à une plus petite quantité de peptidoglycane (5-10% de la masse de la paroi cellulaire).

La paroi cellulaire des bactéries Gram-négatives contient membrane extérieure, associée au moyen d'une lipoprotéine à la couche sous-jacente de peptidoglycane (Fig. 2). La membrane externe est une structure ondulée à trois couches similaire à la membrane interne, appelée cytoplasmique. Le composant principal de ces membranes est une couche bimoléculaire (double) de lipides.

La membrane externe est une structure en mosaïque asymétrique représentée par lipopolysaccharides, phospholipides et protéines . Sur sa face extérieure se trouve lipopolysaccharide(LPS), composé de trois composants : lipide UN, partie centrale, ou noyau (lat. cœur- noyau), et une chaîne polysaccharidique spécifique de 0 formée en répétant des séquences d'oligosaccharides.

Le lipopolysaccharide est ancré dans la membrane externe par des lipides UN, détermination de la toxicité du LPS, identifié donc avec endotoxine. La destruction des bactéries par les antibiotiques entraîne la libération de grandes quantités d'endotoxines, ce qui peut entraîner un choc endotoxique chez le patient.

Du lipide UN le noyau, ou la partie centrale du LPS, part. La partie la plus constante du noyau du LPS est l'acide cétodeoxyoctonique (3-désoxy-g)-manno-2-octulosonique). 0 -chaîne spécifique s'étendant de la partie centrale de la molécule de LPS, détermine sérogroupe, sérotype (un type de bactérie détecté à l'aide d'un sérum immun) certaine souche de bactéries. Ainsi, le concept de LPS est associé à des idées sur l'antigène 0, qui peut être utilisé pour différencier les bactéries. Les changements génétiques peuvent entraîner des changements dans la biosynthèse des composants SLP bactéries et le résultat L-formes.

Protéines matricielles la membrane externe le pénètre de telle manière que les molécules de protéines appelées porines, bordent les pores hydrophiles à travers lesquels l'eau et les petites molécules avec masse relative jusqu'à 700. Entre les membranes externe et cytoplasmique se trouve l'espace périplasmique, ou périplasme, contenant des enzymes. En cas de violation de la synthèse de la paroi cellulaire bactérienne sous l'influence du lysozyme, de la pénicilline, des facteurs de protection du corps et d'autres composés, des cellules de forme altérée (souvent sphérique) se forment: protoplastes - bactéries complètement dépourvues de paroi cellulaire; sphéroplastes - bactérie à paroi cellulaire partiellement préservée. Après élimination de l'inhibiteur de la paroi cellulaire, ces bactéries altérées peuvent s'inverser, c.-à-d. acquérir une paroi cellulaire à part entière et restaurer sa forme d'origine.

Les bactéries de type sphéro ou protoplaste qui ont perdu la capacité de synthétiser le peptidoglycane sous l'influence d'antibiotiques ou d'autres facteurs et qui sont capables de se multiplier sont appelées en forme de L(du nom de l'Institut Lister). L-les formes peuvent également survenir à la suite de mutations. Ce sont des cellules osmotiquement sensibles, sphériques, en forme de flacon de différentes tailles, y compris celles passant à travers des filtres bactériens. Quelques L-formes (instables) lors de l'élimination du facteur qui a conduit à des changements dans les bactéries, peut s'inverser, "retourner" à la cellule bactérienne d'origine. L-formes peuvent former de nombreux agents pathogènes de maladies infectieuses.

membrane cytoplasmique en microscopie électronique de coupes ultrafines, il s'agit d'une membrane à trois couches entourant la partie externe du cytoplasme bactérien. Dans sa structure, il est similaire au plasmalemme des cellules animales et consiste en une double couche de lipides, principalement des phospholipides avec une surface intégrée et des protéines intégrales, comme si elle pénétrait à travers la structure membranaire. Certaines d'entre elles sont des perméases impliquées dans le transport de substances. La membrane cytoplasmique est une structure dynamique avec des composants mobiles, elle est donc présentée comme une structure fluide mobile. Il est impliqué dans la régulation de la pression osmotique, le transport de substances et le métabolisme énergétique de la cellule (grâce aux enzymes de la chaîne de transport d'électrons, adénosine triphosphatase, etc.). Avec une croissance excessive (par rapport à la croissance de la paroi cellulaire), la membrane cytoplasmique forme des invaginations - des invaginations sous la forme de structures membranaires complexes torsadées, appelées mésosomes. Les structures torsadées moins complexes sont appelées membranes intracytoplasmiques. Le rôle des mésosomes et des membranes intracytoplasmiques n'a pas été entièrement élucidé. Il est même suggéré qu'il s'agit d'un artefact qui se produit après la préparation (fixation) de la préparation pour la microscopie électronique. Néanmoins, on pense que les dérivés de la membrane cytoplasmique participent à la division cellulaire, fournissant de l'énergie pour la synthèse de la paroi cellulaire, participent à la sécrétion de substances, à la formation de spores, c'est-à-dire dans les processus à forte consommation d'énergie.

Cytoplasme occupe la majeure partie de la cellule bactérienne et se compose de protéines solubles, d'acides ribonucléiques, d'inclusions et de nombreux petits granules - ribosome, responsable de la synthèse (traduction) des protéines. Les ribosomes bactériens ont une taille d'environ 20 nm et un coefficient de sédimentation années 70, 3 différence de 80^-ribosomes caractéristique des cellules eucaryotes. Par conséquent, certains antibiotiques se lient aux ribosomes bactériens et inhibent la synthèse des protéines bactériennes sans affecter la synthèse des protéines dans les cellules eucaryotes. Les ribosomes des bactéries peuvent se dissocier en deux sous-unités - 50S Et 30S . Dans le cytoplasme, il existe diverses inclusions sous forme de granules de glycogène, de polysaccharides, d'acide poly-p-butyrique et de polyphosphates (volutine). Ils s'accumulent avec un excès de nutriments dans environnement et agissent comme des substances de réserve pour les besoins nutritionnels et énergétiques. La volyutine a une affinité pour les colorants basiques, a une métachromasie et est facilement détectée à l'aide de méthodes de coloration spéciales. La disposition caractéristique des grains de volutine se révèle dans le bacille diphtérique sous la forme de pôles intensément colorés de la cellule.

Nucléoïde - équivalent bactérien du noyau. Il est situé dans la zone centrale des bactéries sous forme d'ADN double brin, fermé en anneau et serré comme une boule. Contrairement aux eucaryotes, le noyau des bactéries n'a pas d'enveloppe nucléaire, de nucléole et de protéines basiques (histones). Habituellement, une cellule bactérienne contient un chromosome, représenté par une molécule d'ADN fermée dans un anneau. Si la division est perturbée, il peut contenir 4 chromosomes ou plus. Le nucléoïde est détecté au microscope optique après coloration avec des méthodes spécifiques à l'ADN : selon Feulgen ou Romanovsky-Giemsa. Sur les schémas de diffraction électronique de coupes ultrafines de bactéries, le nucléoïde a la forme de zones claires avec des structures fibrillaires filiformes d'ADN associées à certaines zones de la membrane cytoplasmique ou du mésosome impliqué dans la réplication des chromosomes.

En plus du nucléoïde, représenté par un chromosome, il existe dans la cellule bactérienne des facteurs extrachromosomiques d'hérédité - plasmides, qui sont des anneaux d'ADN fermés par covalence.

Capsule - une structure muqueuse de plus de 0,2 micron d'épaisseur, fermement associée à la paroi cellulaire bactérienne et ayant des limites externes clairement définies. La capsule se distingue dans les empreintes de frottis du matériel pathologique. Dans les cultures pures de bactéries, la capsule se forme moins fréquemment. Il est détecté avec des méthodes de coloration spéciales Burri-Gins qui créent un contraste négatif des substances de la capsule.

Habituellement, la capsule est constituée de polysaccharides (exopolysaccharides), parfois de polypeptides, par exemple dans les bacilles du charbon. La capsule est hydrophile, elle empêche la phagocytose des bactéries.

De nombreuses bactéries se forment microcapsule - formation muqueuse d'une épaisseur inférieure à 0,2 micron, détectée uniquement par microscopie électronique. A distinguer d'une capsule vase - exopolysaccharides mucoïdes qui n'ont pas de frontières externes claires. Les exopolysaccharides mucoïdes sont caractéristiques des souches mucoïdes de Pseudomonas aeruginosa, souvent retrouvées dans les crachats des patients atteints de mucoviscidose. Les exopolysaccharides bactériens sont impliqués dans l'adhésion (collage aux substrats), ils sont aussi appelés glycocalyx. Outre la synthèse d'exopolysaccharides par les bactéries, il existe un autre mécanisme pour leur formation : par l'action d'enzymes bactériennes extracellulaires sur les disaccharides. En conséquence, des dextranes et des lévanes se forment. La capsule et le mucus protègent les bactéries des dommages et du dessèchement, car, étant hydrophiles, ils lient bien l'eau et empêchent l'action des facteurs protecteurs du macro-organisme et des bactériophages.

Flagelles les bactéries déterminent la mobilité de la cellule bactérienne. Les flagelles sont de fins filaments issus de la membrane cytoplasmique, ils sont plus longs que la cellule elle-même (Fig. 3). Les flagelles ont une épaisseur de 12 à 20 nm et une longueur de 3 à 12 µm. Le nombre de flagelles chez les bactéries de diverses espèces varie d'un (monoriche) dans vibrio cholerae jusqu'à dix et centaines de flagelles s'étendant le long du périmètre de la bactérie (péri-trih) chez Escherichia coli, Proteus, etc. lophotriche ont un faisceau de flagelles à une extrémité de la cellule. amphitriches avoir un flagelle ou un faisceau de flagelles aux extrémités opposées de la cellule. Les flagelles sont attachés à la membrane cytoplasmique et à la paroi cellulaire par des disques spéciaux. Les flagelles sont constituées d'une protéine appelée flagelline. naT.flagellum- flagelle) avec une spécificité antigénique. Les sous-unités flagellines sont enroulées. Les flagelles sont détectés à l'aide de la microscopie électronique de préparations pulvérisées avec des métaux lourds ou au microscope optique après traitement par des méthodes spéciales basées sur la gravure et l'adsorption de diverses substances, entraînant une augmentation de l'épaisseur des flagelles (par exemple, après argenture).

Riz. 3. E. coli. Diagramme de diffraction électronique (préparation par V.S. Tyurin). 1 - flagelles, 2 - villosités, 3 - F-bu.

Villi, ou pili (fimbria), - formations filiformes (Fig. 3), plus fines et plus courtes (3-10 nm x 0,3-10 µm) que les flagelles. Les pili s'étendent de la surface cellulaire et sont composés de la protéine piline. Ils ont une activité antigénique. Parmi les pili, on distingue : les pili responsables de l'adhésion, c'est-à-dire pour attacher des bactéries à la cellule affectée (buvait le type 1, ou le type général - pili commun) bu, responsable de la nutrition, du métabolisme eau-sel; génital (F-bu), ou conjugaison pili (boit type 2). Les pili du type général sont nombreux - plusieurs centaines par cage. Les pili sexuels sont formés par les cellules donneuses dites "mâles" contenant des plasmides transmissibles. (F, R, Col). Il y en a généralement 1 à 3 par cellule. Une caractéristique distinctive des pili sexuels est l'interaction avec des bactériophages sphériques «mâles» spéciaux, qui sont intensément adsorbés sur les pili sexuels.

controverse - une forme particulière de bactéries firmicutes dormantes, c'est-à-dire bactéries à structure de paroi cellulaire gram-positive.

Les spores se forment dans des conditions défavorables à l'existence des bactéries (assèchement, carence en nutriments, etc.). Dans ce cas, une spore est formée à l'intérieur d'une bactérie. La formation de spores contribue à la préservation de l'espèce et n'est pas un mode de reproduction, comme chez les champignons.

Les bactéries aérobies sporulées dont la taille des spores ne dépasse pas le diamètre de la cellule sont parfois appelées bacilles. Les bactéries anaérobies sporulées, dans lesquelles la taille des spores dépasse le diamètre de la cellule, et donc elles prennent la forme d'un fuseau, sont appelées clostridies(lat. clostridium- broche).

Processus sporulation(sporulation) passe par une série d'étapes au cours desquelles une partie du cytoplasme et le chromosome sont séparés, entourés d'une membrane cytoplasmique ; une prospore se forme, puis une coquille multicouche peu perméable se forme. La sporulation s'accompagne d'une consommation intensive par la prospore, puis par l'émergence de la coquille des spores d'acide dipicolinique et d'ions calcium. Après la formation de toutes les structures, la spore acquiert une stabilité thermique, qui est associée à la présence de dipicolinate de calcium. La sporulation, la forme et l'emplacement des spores dans une cellule (végétative) sont une propriété spécifique des bactéries, ce qui permet de les distinguer les unes des autres. La forme des spores peut être ovale, sphérique, l'emplacement dans la cellule est terminal, c'est-à-dire à l'extrémité du bâton (l'agent causal du tétanos), subterminal - plus près de l'extrémité du bâton (agents responsables du botulisme, gangrène gazeuse) et central (bacille du charbon).

Composants structurels obligatoires et facultatifs d'une cellule bactérienne, leurs fonctions. La différence dans la structure de la paroi cellulaire des bactéries gram-positives et gram-négatives. Formes L et formes de bactéries non cultivables

Les bactéries sont des procaryotes et diffèrent considérablement des cellules végétales et animales (eucaryotes). Ils appartiennent à des organismes unicellulaires et consistent en une paroi cellulaire, une membrane cytoplasmique, un cytoplasme, un nucléoïde (composants obligatoires d'une cellule bactérienne). Certaines bactéries peuvent avoir des flagelles, des capsules, des spores (composants facultatifs d'une cellule bactérienne).

Dans une cellule procaryote, les structures situées à l'extérieur de la membrane cytoplasmique sont dites superficielles (paroi cellulaire, capsule, flagelles, villosités).

La paroi cellulaire est un élément structurel important d'une cellule bactérienne, située entre la membrane cytoplasmique et la capsule ; chez les bactéries non capsulaires, il s'agit de l'enveloppe externe de la cellule. Remplit un certain nombre de fonctions: protège les bactéries du choc osmotique et d'autres facteurs nocifs, détermine leur forme, participe au métabolisme; dans de nombreuses espèces de bactéries pathogènes, il est toxique, contient des antigènes de surface et porte également des récepteurs spécifiques pour les phages à la surface. La paroi cellulaire bactérienne a des pores qui sont impliqués dans le transport des exotoxines et d'autres exoprotéines bactériennes.

Le composant principal de la paroi cellulaire bactérienne est le peptidoglycane, ou muréine (lat. murus - paroi), un polymère de support qui a une structure en réseau et forme un cadre externe rigide (dur) de la cellule bactérienne. Le peptidoglycane a une chaîne principale (squelette) constituée d'une alternance de résidus de N-acétyl-M-glucosamine et d'acide N-acétylmuramique reliés par des liaisons 1,4-glycosidiques, de chaînes latérales tétrapeptidiques identiques attachées à des molécules d'acide N-acétylmuramique et de courtes chaînes peptidiques transversales ponts reliant les chaînes polysaccharidiques.

Selon les propriétés tinctoriales, toutes les bactéries sont divisées en deux groupes : gram-positif et gram-négatif. Les bactéries à Gram positif fixent fermement le complexe de violet de gentiane et d'iode, ne subissent pas de décoloration à l'éthanol et ne perçoivent donc pas le colorant supplémentaire fuchsine, restant coloré en violet. Chez les bactéries gram-négatives, ce complexe est facilement lavé de la cellule avec de l'éthanol et devient rouge lors d'une application supplémentaire de fuchsine. Chez certaines bactéries, une coloration de Gram positive n'est observée qu'au stade de croissance active. La capacité des procaryotes à se colorer selon la méthode de Gram ou à se décolorer avec de l'éthanol est déterminée par les spécificités de la composition chimique et de l'ultrastructure de leur paroi cellulaire. trachome bactérien à chlamydia

Les formes L de bactéries sont des modifications phénotypiques, ou des mutants, de bactéries qui ont partiellement ou complètement perdu la capacité de synthétiser le peptidoglycane de la paroi cellulaire. Ainsi, les formes L sont des bactéries dont la paroi cellulaire est défectueuse. Ils se forment sous l'influence d'agents L-transformateurs - antibiotiques (pénicilline, polymyxine, bacitracine, vencomycine, streptomycine), acides aminés (glycine, méthionine, leucine, etc.), enzyme lysozyme, ultraviolets et rayons X. Contrairement aux protoplastes et aux sphéroplastes, les formes L ont une viabilité relativement élevée et une capacité de reproduction prononcée. Dans les propriétés morphologiques et culturelles, elles diffèrent fortement des bactéries d'origine, ce qui est dû à la perte de la paroi cellulaire et aux modifications de l'activité métabolique. Les cellules de forme L ont un système bien développé de membranes intracytoplasmiques et de structures de type myéline. En raison d'un défaut de la paroi cellulaire, ils sont osmotiquement instables et ne peuvent être cultivés que sur des milieux spéciaux à haute pression osmotique ; ils passent à travers des filtres bactériens. Il existe des formes L stables et instables de bactéries. Les premiers sont complètement dépourvus de paroi cellulaire rigide; ils retournent très rarement à leurs formes bactériennes d'origine. Ces derniers peuvent avoir des éléments de la paroi cellulaire, dans lesquels ils sont similaires aux sphéroplastes ; en l'absence du facteur qui a provoqué leur formation, ils reviennent aux cellules d'origine.

Le processus de formation des formes L est appelé L-transformation ou L-induction. Presque tous les types de bactéries, y compris les agents pathogènes (agents responsables de la brucellose, de la tuberculose, de la listeria, etc.), ont la capacité de L-transformation.

Formes en L attachées grande importance dans le développement d'infections chroniques récurrentes, le portage d'agents pathogènes, leur persistance à long terme dans l'organisme. Le processus infectieux causé par les formes L de bactéries est caractérisé par l'atypicité, la durée de l'évolution, la gravité de la maladie et il est difficile de répondre à la chimiothérapie.

Une capsule est une couche muqueuse située au-dessus de la paroi cellulaire d'une bactérie. La substance de la capsule est clairement délimitée de l'environnement. La capsule n'est pas une structure obligatoire d'une cellule bactérienne : sa perte n'entraîne pas la mort de la bactérie.

La substance des capsules est constituée de micelles hautement hydrophiles, tandis que leur composition chimique est très diverse. Les composants principaux de la plupart des gélules procaryotes sont des homo- ou hétéropolysaccharides (Entsrobactéries, etc.). Chez certaines espèces de bacilles, les capsules sont construites à partir d'un polypeptide.

Les capsules assurent la survie des bactéries en les protégeant des dommages mécaniques, du dessèchement, de l'infection par les phages, des substances toxiques et sous des formes pathogènes - de l'action des forces protectrices du macro-organisme: les cellules encapsulées sont mal phagocytées. Chez certains types de bactéries, y compris les bactéries pathogènes, il favorise l'attachement des cellules au substrat.

Les flagelles sont des organites de mouvement bactérien, représentés par de fines structures filamenteuses longues de nature protéique.

Le flagelle se compose de trois parties : un filament en spirale, un crochet et un corps basal. Crochet - un cylindre protéique incurvé qui agit comme un lien flexible entre le corps basal et le filament rigide du flagelle. Le corps basal est une structure complexe constituée d'une tige centrale (axe) et d'anneaux.

Les flagelles ne sont pas des structures vitales d'une cellule bactérienne : il existe des variations de phase des bactéries, lorsqu'elles sont présentes dans une phase du développement cellulaire et absentes dans une autre.

Le nombre de flagelles et leur emplacement dans les bactéries différents types ne sont pas les mêmes, mais sont stables pour une espèce. En fonction de cela, on distingue les groupes suivants de bactéries flagellées: moiotrichous - bactéries avec un flagelle polaire; amphitriches - bactéries avec deux flagelles polaires ou ayant un faisceau de flagelles aux deux extrémités; lophotrichous - bactéries qui ont un faisceau de flagelles à une extrémité de la cellule ; péritriche - bactéries avec de nombreux flagelles situés sur les côtés de la cellule ou sur toute sa surface. Les bactéries qui n'ont pas de flagelles sont appelées atrichies.

En tant qu'organes de locomotion, les flagelles sont typiques des formes de bactéries flottantes en forme de bâtonnets et tortueuses et ne se trouvent que dans des cas isolés chez les cocci. Ils permettent un mouvement efficace dans un milieu liquide et un mouvement plus lent à la surface des substrats solides.

Pili (fimbria, villosités) - cylindres protéiques droits, minces et creux s'étendant à partir de la surface de la cellule bactérienne. Ils sont formés par une protéine spécifique - la piline, proviennent de la membrane cytoplasmique, se trouvent dans les formes mobiles et immobiles des bactéries et ne sont visibles qu'au microscope électronique. Sur la surface cellulaire, il peut y avoir de 1 à 2, 50 à 400 pili ou plus à plusieurs milliers.

Il existe deux classes de pili : les pili sexuels (sekspili) et les pili de type général, plus souvent appelés fimbriae. Une même bactérie peut avoir des pili de nature différente. Les pili sexuels apparaissent à la surface des bactéries dans le processus de conjugaison et agissent comme des organites à travers lesquels se produit le transfert de matériel génétique (ADN) d'un donneur à un receveur.

Les pili participent à l'adhésion des bactéries en agglomérats, à la fixation des microbes sur divers substrats, dont les cellules (fonction adhésive), au transport des métabolites, et contribuent également à la formation de films à la surface des milieux liquides ; provoquer l'agglutination des érythrocytes.

La membrane cytoplasmique (plasmolemme) est une structure lipoprotéique semi-perméable des cellules bactériennes qui sépare le cytoplasme de la paroi cellulaire. C'est un composant polyfonctionnel essentiel de la cellule. La destruction de la membrane cytoplasmique entraîne la mort de la cellule bactérienne.

La membrane cytoplasmique est chimiquement un complexe protéine-lipide constitué de protéines et de lipides. La majeure partie des lipides membranaires est représentée par les phospholipides. Il est construit à partir de deux couches protéiques monomoléculaires, entre lesquelles se trouve une couche lipidique, constituée de deux rangées de molécules lipidiques correctement orientées.

La membrane cytoplasmique sert de barrière osmotique de la cellule, contrôle le flux de nutriments dans la cellule et la libération de produits métaboliques vers l'extérieur, elle contient des enzymes perméases spécifiques au substrat qui transfèrent activement de manière sélective les molécules organiques et inorganiques.

Au cours du processus de croissance cellulaire, la membrane cytoplasmique forme de nombreux invaginats qui forment les structures intracytoplasmiques de la membrane. Les invaginats locaux de la membrane sont appelés mésosomes. Ces structures sont bien exprimées dans les bactéries gram-positives, pires - dans les bactéries gram-négatives et mal - dans les rickettsies et les mycoplasmes.

Les mésosomes, comme la membrane cytoplasmique, sont les centres de l'activité respiratoire bactérienne; par conséquent, ils sont parfois appelés analogues des mitochondries. Cependant, la signification des mésosomes n'a pas encore été définitivement élucidée. Ils augmentent la surface de travail des membranes, peut-être n'exercent-ils qu'une fonction structurelle, divisant la cellule bactérienne en compartiments relativement séparés, ce qui crée des conditions plus favorables pour que les processus enzymatiques se produisent. Chez les bactéries pathogènes, elles assurent le transport des molécules protéiques des exotoxines.

Cytoplasme - le contenu d'une cellule bactérienne, délimité par la membrane cytoplasmique. Se compose de cytosol - une fraction homogène, comprenant des composants d'ARN solubles, des substances de substrat, des enzymes, des produits métaboliques et éléments structurels- ribosomes, membranes intracytoplasmiques, inclusions et nucléoïde.

Les ribosomes sont des organites qui réalisent la synthèse des protéines. Ils sont constitués de protéines et d'ARN reliés dans un complexe par des liaisons hydrogène et hydrophobes.

Dans le cytoplasme des bactéries, différents types d'inclusions sont détectés. Ils peuvent être solides, liquides ou gazeux, avec ou sans membrane protéique, et sont présents par intermittence. Une partie importante d'entre eux est constituée de nutriments de réserve et de produits du métabolisme cellulaire. Les nutriments de réserve comprennent: les polysaccharides, les lipides, les polyphosphates, les dépôts de soufre, etc. Parmi les inclusions de nature polysaccharidique, on trouve plus souvent du glycogène et une substance semblable à l'amidon granulosa, qui servent de source de carbone et de matière énergétique. Les lipides s'accumulent dans les cellules sous forme de granules et de gouttelettes de graisse. Les mycobactéries accumulent des cires comme substances de réserve. Les cellules de certaines spirilles et d'autres contiennent des granules de volutine formés par des polyphosphates. Ils se caractérisent par une métachromasie : le bleu de toluidine et le bleu de méthylène les colorent en rouge violacé. Les granulés de volutine jouent le rôle de dépôts de phosphate. Les inclusions entourées d'une membrane comprennent également les vacuoles gazeuses, ou aérosomes, elles réduisent la masse spécifique des cellules et se retrouvent chez les procaryotes aquatiques.

Le nucléoïde est le noyau des procaryotes. Il se compose d'un brin d'ADN double brin fermé dans un anneau, qui est considéré comme un chromosome bactérien unique, ou génophore.

Le nucléoïde chez les procaryotes n'est pas délimité du reste de la cellule par une membrane - il lui manque une enveloppe nucléaire.

Les structures nucléoïdes comprennent l'ARN polymérase, les protéines basiques et pas d'histones ; le chromosome est fixé sur la membrane cytoplasmique et, chez les bactéries à Gram positif, sur le mésosome. Le nucléoïde ne possède pas d'appareil mitotique et la divergence des noyaux filles est assurée par la croissance de la membrane cytoplasmique.

Le noyau bactérien est une structure différenciée. Selon le stade de développement cellulaire, le nucléoïde peut être discret (discontinu) et constitué de fragments séparés. Cela est dû au fait que la division d'une cellule bactérienne dans le temps s'effectue après l'achèvement du cycle de réplication de la molécule d'ADN et la formation de chromosomes filles.

Le nucléoïde contient l'essentiel de l'information génétique d'une cellule bactérienne.

En plus du nucléoïde, des éléments génétiques extrachromosomiques ont été trouvés dans les cellules de nombreuses bactéries - des plasmides, représentés par de petites molécules d'ADN circulaires capables de se répliquer de manière autonome.

Certaines bactéries à la fin de la période de croissance active sont capables de former des spores. Ceci est précédé d'un appauvrissement de l'environnement en nutriments, d'un changement de son pH et de l'accumulation de produits métaboliques toxiques.

Par composition chimique la différence entre les spores et les cellules végétatives ne réside que dans la teneur quantitative en composés chimiques. Les spores contiennent moins d'eau et plus de lipides.

À l'état de spores, les micro-organismes sont métaboliquement inactifs, résistent à des températures élevées (140-150 °C), à l'exposition à des désinfectants chimiques et persistent longtemps dans l'environnement. Résistance à haute température associée à une très faible teneur en eau et une forte teneur en acide dipicolinique. Une fois dans le corps des humains et des animaux, les spores germent en cellules végétatives. Les spores sont colorées par une méthode spéciale, qui comprend le préchauffage des spores, ainsi que l'exposition à des solutions de colorants concentrés à des températures élevées.

De nombreux types de bactéries Gram-négatives, y compris des bactéries pathogènes (Shigella, Salmonella, Vibrio cholerae, etc.), ont un état adaptatif spécial, génétiquement régulé, physiologiquement équivalent aux kystes, dans lequel elles peuvent passer sous l'influence de conditions défavorables et rester viable jusqu'à plusieurs années. La principale caractéristique de cette condition est que ces bactéries ne se multiplient pas et ne forment donc pas de colonies sur un milieu nutritif dense. Ces cellules non reproductibles mais viables sont appelées formes de bactéries non cultivables (NFB). Les cellules NFB à l'état non cultivé ont des systèmes métaboliques actifs, y compris des systèmes de transfert d'électrons, de biosynthèse de protéines et d'acides nucléiques, et conservent leur virulence. Leur membrane cellulaire plus visqueuses, les cellules prennent généralement la forme de cocci, ont une taille considérablement réduite. Les ONF sont plus résistants aux environnement externe et donc ils peuvent y survivre longtemps (par exemple, vibrio cholerae dans un réservoir sale), en maintenant l'état endémique de cette région (réservoir).

Pour détecter le NFB, des méthodes de génétique moléculaire (hybridation ADN-ADN, CPR) sont utilisées, ainsi qu'une méthode plus simple de comptage direct des cellules viables.

A ces fins, des méthodes cytochimiques (formation de formazan) ou de microautoradiographie peuvent également être utilisées. Les mécanismes génétiques responsables de la transition des bactéries en NS et de leur réversion ne sont pas clairs.

Les bactéries sont des organismes unicellulaires microscopiques. La structure d'une cellule bactérienne a des caractéristiques qui sont la raison de la séparation des bactéries dans un royaume séparé du monde vivant.

membranes cellulaires

La plupart des bactéries ont trois coquilles :

membrane cellulaire;
paroi cellulaire;
capsule muqueuse.

La membrane cellulaire est en contact direct avec le contenu de la cellule - le cytoplasme. Elle est fine et douce.

La paroi cellulaire est une coquille dense et plus épaisse. Sa fonction est de protéger et de soutenir la cellule. La paroi cellulaire et la membrane ont des pores à travers lesquels les substances nécessaires pénètrent dans la cellule.

De nombreuses bactéries ont une capsule muqueuse qui remplit une fonction protectrice et assure l'adhésion à différentes surfaces.

Cytoplasme

Le cytoplasme est l'intérieur de la cellule. 75% se compose d'eau. Dans le cytoplasme se trouvent des inclusions - des gouttes de graisse et de glycogène. Ce sont les nutriments de réserve de la cellule.

Riz. 1. Schéma de la structure d'une cellule bactérienne.

Nucléoïde

Nucléoïde signifie "comme un noyau". Les bactéries n'ont pas de noyau réel ou, comme on dit, en forme. Cela signifie qu'ils n'ont pas d'enveloppe nucléaire et d'espace nucléaire, comme les cellules des champignons, des plantes et des animaux. L'ADN est situé directement dans le cytoplasme.

Fonctions ADN :

conserve les informations héréditaires ;
met en œuvre cette information en contrôlant la synthèse de molécules protéiques caractéristiques de ce type de bactéries.

L'absence d'un vrai noyau est la caractéristique la plus importante d'une cellule bactérienne.

Organites

Contrairement aux cellules végétales et animales, les bactéries n'ont pas d'organites construits à partir de membranes.

Mais la membrane cellulaire des bactéries pénètre à certains endroits dans le cytoplasme, formant des plis appelés mésosomes. Le mésosome est impliqué dans la reproduction cellulaire et l'échange d'énergie et, pour ainsi dire, remplace les organites membranaires.

Le seul organite trouvé dans les bactéries est le ribosome. Ce sont de petits corps situés dans le cytoplasme et qui synthétisent les protéines.

De nombreuses bactéries ont un flagelle avec lequel elles se déplacent dans un milieu liquide.

Formes des cellules bactériennes

La forme des cellules bactériennes est différente. Les bactéries en forme de boule sont appelées cocci. Sous la forme d'une virgule - vibrions. Les bactéries en forme de bâtonnet sont des bacilles. Spirilla ressemble à une ligne ondulée.

Riz. 2. Formes de cellules bactériennes.

Les bactéries ne sont visibles qu'au microscope. La taille moyenne des cellules est de 1 à 10 microns. Il y a des bactéries jusqu'à 100 microns de long. (1 µm = 0,001 mm).

sporulation

Lorsque des conditions défavorables se produisent, la cellule bactérienne entre dans un état dormant, appelé spore. Les raisons du litige peuvent être :

basses et hautes températures;
sécheresse;
manque de nutrition;
substances potentiellement mortelles.

La transition se produit rapidement, en 18 à 20 heures, et la cellule peut être à l'état de spores pendant des centaines d'années. Lorsque les conditions normales sont rétablies, la bactérie germe à partir de la spore en 4 à 5 heures et passe au mode de vie normal.

Riz. 3. Le schéma de formation des spores.

la reproduction

Les bactéries se reproduisent par division. La période entre la naissance d'une cellule et sa division est de 20 à 30 minutes. Par conséquent, les bactéries sont répandues sur Terre.

Qu'avons-nous appris ?

Nous avons appris que, de manière générale, les cellules bactériennes sont comme les cellules végétales et animales, elles ont une membrane, un cytoplasme, un ADN. La principale différence entre les cellules bactériennes est l'absence de noyau formé. Par conséquent, les bactéries sont appelées organismes prénucléaires (procaryotes).

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