2.6.1. Микоплазмы

Микоплазмы (группа 30 по “Определителю бактерий Берджи”) выделены в отдел (категорию) Tenericutes и составляют класс Mollicutes (от лат. mollis – мягкий). Это мелкие бактерии, не имеющие клеточной стенки (не способны синтезировать ее компоненты). Протопласт микоплазм окружен цитоплазматической мембраной, клетки осмотически лабильны. При росте на искусственных питательных средах большинство микоплазм нуждается в холестерине и других липидах для построения цитоплазматической мембраны. Это грамотрицательные бактерии (лучше окрашиваются по Романовскому-Гимзы), плеоморфные, спор и капсул не образуют, как правило, неподвижные. Форма клеток у микоплазм может быть сферическая или грушевидная (диаметр 0,3-0,5 мкм), иногда встречаются нитевидные структуры. Размножение микоплазм происходит путем деления, почкования или фрагментации нитевидных элементов на отдельные клетки. Так как у микоплазм нет жесткой (ригидной) клеточной стенки, они могут менять форму и проходить через бактериальные фильтры. Большинство видов факультативные анаэробы. При росте на питательных средах образуют мелкие колонии (менее 1 мм), которые имеют вид яичницы-глазуньи.


Среди микоплазм встречаются сапрофиты. Например, непатогенные микоплазмы (Mycoplasma.orale и некоторые другие) входят в состав нормальной микробиоты ротовой полости и кишечника человека. Часть видов патогенна для животных; некоторые способны вызывать заболевания у человека. При этом микоплазмы прикрепляются к эпителиальным клеткам слизистых оболочек и, выделяя определенные метаболиты, поражают клеточные мембраны. Представители рода Spiroplasma вызывают заболевания растений (цитрусовых и других), например Sp. citri.

К патогенным для человека микоплазмам относятся представители родов Mycoplasma и Ureaplasma.

 род Mycoplasma

M. pneumoniae является возбудителем пневмонии, фарингитов, трахеобронхитов (источник инфекции – больной человек, передается воздушно-капельным путем).

M. hominis и M. fermentans – условно-патогенные микроорганизмы, вызывают различные поражения мочеполовой системы (уретриты, простатиты, воспалительные поражения тазовых органов у женщин и другие). Особенно опасен урогенитальный микоплазмоз у беременных. Инфекция передается половым путем.


M.arthritidis принимает участие в развитии ревматического артрита (поражения суставов).

 род Ureaplasma

Представители рода встречаются в ротовой полости, дыхательных путях и мочеполовых путях человека и животных, способны гидролизовать мочевину с образованием аммония.

U. urealyticum поражает мочеполовую систему, вызывая уретриты, простатиты, вагиниты, циститы и другие заболевания.

2.6.2. L-формы бактерий

L-формы – это бактерии, полностью или частично лишенные клеточной стенки. Эти организмы были впервые выделены в институте Листера, в Англии, где и получили свое название.

L-формы могут образовываться в организме человека под действием антибиотиков пенициллинового ряда при длительном их применении. При этом часть клеток может стать устойчивой к антибиотику и не погибает, а размножается в виде протопластов или сферопластов, что приводит к хроничской форме инфекционных заболеваний. В определенных условиях L-формы способны регенерировать клеточную стенку. Образование L-форм характерно, в частности, для Staphylococcus aureus, Mycobacterium tuberculosis, Treponema pallidum, Neisseria gonorrhoeae и рядя других бактерий.


Протопласты ( клетки полностью лишенные клеточной стенки) и сферопласты ( клетки частично лишенные клеточной стенки) можно получить в экспериментальных условиях in vitro при обработке клеток бактерий ферментом лизоцимом или культивировании их в питательной среде с пенициллином.

В связи с утратой клеточной стенки сферопласты, протопласты и L-формы утрачивают и форму, характерную для исходных клеток.

Источник: StudFiles.net

Состав клеточной стенки растений

У растений стенка дочерних клеток образуется уже во время деления родительской. Впоследствии она называется первичной. У многих клеток позже образуется вторичная оболочка.

Первичная клеточная оболочка состоит из микрофибрилл целлюлозы, погруженных в матрикс из других полисахаридов. Отличительной особенностью волокон целлюлозы является их прочность. Молекула целлюлозы представляет собой длинную полисахаридную цепь. Отдельные молекулы соединяются друг с другом водородными связями в пучок, который называется микрофибриллой. Такие фибриллы образуют каркас клеточной стенки.

Матрикс клеточной стенки составляют полисахариды пектины и гемицеллюлозы, а также ряд других веществ (например, белков). Пектиновые вещества представляют собой группу кислых полисахаридов, их молекулы могут быть не только линейными, но и разветвленными. Гемицеллюлозы также смешанная группа полисахаридов. Длина их линейных молекул короче, чем у целлюлозы.

Оболочки соседних клеток растений соединены между собой срединной пластинкой, состоящих из пектатов магния и кальция, для которых характерна клейкость.

iv>
Строение растительной клеточной стенки

В состав стенок растений входит вода (составляет более половины массы), обуславливая ряд физических и химических свойств полисахаридов.

Жесткий каркас растения во многих местах пронизан каналами (плазмодесмами), по которым цитоплазма одной клетки соединяется с цитоплазмой соседних.

Клетки мезофилла листа (а также некоторые другие) на протяжении всей своей жизни имеют только первичную стенку. У большинства же клеток на первичную оболочку с внутренней стороны отлагается вторичная стенка, составленная из дополнительных слоев целлюлозы. Обычно в это время клетка уже дифференцирована и не растет (исключение составляют, например, клетки колленхимы).

В каждом отдельном слое вторичного утолщения микрофибриллы целлюлозы располагаются под одним углом (параллельно друг другу). Однако разные слои имеют разный угол, что обеспечивает большую прочность.

Часть клеток растений одревесневают (трахеальные элементы ксилемы, склеренхима и др.). В основе этого процесса лежит интенсивная лигнификация стенок (в небольших количествах лигнин есть во всех оболочках). Лигнин не является полисахаридом, а представляет собой сложное полимерное вещество. Отложения лигнина могут иметь различную форму (сплошную, кольцевую, спиральную, сетчатую). Он скрепляет целлюлозу, не дает ей смещаться. Лигнин не только обеспечивает прочность, но и дает дополнительную защиту от неблагоприятных физических и химических факторов.

Функции клеточной стенки


Оболочки разных клеток совместно обеспечивают всему растению и его отдельным частям механическую прочность и опору. Это функция клеточной стенки аналогична одной из функций скелета животных. Однако она не единственная.

Жесткость стенок препятствует растяжению клеток и их разрыву. В результате по физическим законам в клетки может путем осмоса поступать вода. Для травянистых растений тургоцентричность клеток является единственной их опорой.

Микрофибриллы целлюлозы ограничивают рост клеток и определяют их форму. Если микрофибриллы окольцовывают клетку, то она будет расти в длину (поперек направления волокон).

Связанные клеточные стенки образуют апопласт, по которому передвигается вода и минеральные вещества. Плазмодесмы связывают содержимое разных клеток в единую систему — симпласт.

Стенки сосудов ксилемы, трахеид, ситовидных трубок выполняют транспортную функцию.

Наружные клеточные стенки эпидермальных клеток покрыты воском (кутикулой). С одной стороны, он препятствует испарению воды, с другой – проникновению вредных микроорганизмов.

У некоторых растений в определенных клетках оболочки видоизменяются и служат местом запаса питательных веществ.

Источник: biology.su

Основное отличие ─ отсутствие оформленного ядра

>

Основное отличие клеток бактерий от клеток эукариотов (растения, животные и грибы) состоит в том, что они не имеют четко оформленного ядра. Вся генетическая информация у бактерий находится в особом белковом комплексе, называемом нуклеоидом. Несмотря на примитивное строение, нуклеоид способен точно и четко передавать генетические данные от одного поколения к другому. ДНК микроорганизмов является высокополимерным соединением, которое состоит из определенного числа нуклеоидов, находящихся между собой в точной последовательности. При нарушениях этой последовательности происходит мутация вида, что приводит либо к образованию новой формы, либо к приобретению или утрате каких-либо свойств.

сходство и отличия клеток бактерии и растения

Особенности в передаче наследственной информации


У животных и растений для каждого вида есть четко оформленное ядро и определенное количество хромосом, которые отвечают за передачу наследственной информации. Бактерии же, не имея четко оформленного ядра и имея только одну хромосому, лишены признаков такого явления, как доминантность. Хромосома имеет вид свернутой в кольцо спирали и прикреплена к мембране цитоплазмы в одной точке. Встречаются виды с наличием 2 или 4 хромосом, но они одинаковы. Помимо хромосом, генотип микроорганизмов включает в себя и такие функциональные единицы:

  • плазмиды (содержат малое количество генов, их состав непостоянен);
  • IS-последовательности не несут в себе генов, ответственных за информацию, способны передвигаться по хромосоме и вклиниваться в любой ее участок;
  • транспозоны (содержат структурный ген, который отвечает за тот или иной наследственный признак).

молекула ДНК


Высокая скорость размножения (за сутки происходит смена десятков поколений) позволяет изучать и выявлять мутационные процессы и изменения в видах.

Бактерии не имеют производной хромосом ─ ядрышек, которые есть у животных, растений, простейших и грибов. В них образуются рибосомы и РНК. Число ядрышек зависит от баланса генов.

Каких органоидов нет у микроорганизмов

В отличие от клеток животных, растений и грибов клетки бактерий (прокариотов) не имеют следующих органелл:

  • лизосомы;
  • пластиды;
  • митохондрии;
  • комплекс Гольджи;
  • эндоплазматическая сеть.

Строение бактерильной клетки

Лизосомы

Клеточный органоид, который содержит ферменты, способствующие расщеплению белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот. Основная их функция заключается в том, что они участвуют во внутриклеточном расщеплении.


Пластиды

Этих органоидов нет у животных, а их наличие у растений обуславливает их окраску. Основное их предназначение – участие в процессах фотосинтеза.

Митохондрии

Наличие этих органоидов в клетках растений и животных позволяет обеспечивать необходимой энергией за счет окислительно-восстановительных процессов. Также они способны передавать генетическую информацию.

Митохондрии

Комплекс Гольджи

Функция этих органоидов заключается в накоплении, изменении и последующем выведении веществ из клеток растений и животных.

Эндоплазматическая сеть

Является клеточным органоидом, состоящим из системы канальцев и пузырьков. Находится в цитоплазме и ограничена мембраной. Она участвует в метаболических процессах, обеспечивая транспортировку веществ извне в цитоплазму.

У микроорганизмов многие функции этих органоидов выполняет мезосома. Эта структура образуется в результате втягивания внутрь клеточной мембраны. Она участвует в репликации ДНК, в создании клеточных перегородок и в ряде других процессов жизнедеятельности.

Отличия в жизнедеятельности клеток прокариотов и эукариотов


Клетки микроорганизмов отличаются от клеток животных, растений и грибов не только по своему строению, они имеют свои особенности в жизнедеятельности.

Движение цитоплазмы

цитоплазма

Этот процесс называется циклозом. Он присущ всем эукариотам. Движение цитоплазмы необходимо для таких процессов, как:

  • получение питательных веществ;
  • метаболизм;
  • передача генетических данных;
  • равномерное распределение питательных веществ.

Циклоз может быть постоянным, спонтанным либо спровоцированным внешними факторами (температурой, уровнем освещения, механическим или химическим воздействием). У бактерий такое понятие, как движение цитоплазмы, полностью отсутствует.

Дыхание

Бактерии – уникальные микроорганизмы, способные существовать как при наличии кислорода, так и без него. Многим из них, так же как растениям и животным, для метаболических процессов необходим кислород. Разница в том, что у эукариотов дыхание происходит в митохондриях, а у бактерий задействованы мезосомы. У цианобактерий дыхание происходит в цитоплазматических мембранах.

дыхание бактерий

Процесс фотосинтеза

Сине-зеленые микроорганизмы способны, так же как и растения, аккумулировать солнечную энергию и вырабатывать кислород, необходимый для жизни других организмов. Разница в том, что у бактерий процесс фотосинтеза происходит на мембранах, а у растений в хлоропластах.

Фагоцитоз и пиноцитоз

У бактерий нет плотной клеточной стенки, поэтому такие физиологические процессы, как фагоцитоз и пиноцитоз, у них полностью отсутствуют. Фагоцитоз – это способность захватывать твердые частицы путем втягивания их внутрь. Пиноцитоз является схожим процессом, только внутрь клетки попадают жидкие вещества.

Спорообразование

споры бактерий

Растения и грибы способны образовывать споры как один из способов размножения. Бактерии же образуют споры, когда возникают неблагоприятные условия для их жизни и развития. Эта особенность свойственна не всем видам. В состоянии спор микроорганизмы способны находиться долгое время, выдерживая кипячение, заморозку и другие негативные воздействия.

Источник: probakterii.ru

Клеточные стенки высших растений

Растительные клеточные стенки выполняют целый ряд функций: они обеспечивают жесткость клетки для структурной и механической поддержки, придают форму клетке, направление ее роста и в конечном счете морфологию всему растению. Клеточная стенка также противодействует тургора, то есть осмотическому давлению, когда дополнительное количество воды поступает в растения. Клеточные стенки защищают против патогенов, проникающих из окружающей среды, и запасают углеводы для растения. Растительные клеточные стенки строятся прежде всего с углеводного полимера целлюлозы.

В течение цитокинеза сначала с клеточной пластинки формируется промежуточная ламела, и первичная клеточная стенка расширяется внутри промежуточной ламели. Фактическая структура клеточной стенки не всегда четко определена, существуют несколько моделей ее структуры: модель перекрестных ковелентних связей, модель привязи, модель диффузного слоя и модель стратифицированного слоя. Однако, первичная клеточная стенка может быть определена как сеть волокон целлюлозы направленных в случайных направлениях. Волокна воздержатся вместе водородными связями, обеспечивает достаточно высокую прочность. Клетки держатся вместе и разделяют желатиновую мембрану, называет его промежуточная ламела, которая содержит пектаты (соли пектиновой кислоты) магния и кальция. Клетки взаимодействуют через плазмодесмы, то есть цитоплазмени канальцы, соединяющие цитоплазмы клеток через клеточные стенки.

В некоторых типах клеток некоторых растений, после того как достигается максимальный размер или определенная точка развития, между растительным клеткой и первичной стенкой формируется вторичная стенка. В отличие от первичной стенки, волокна выравниваются в основном в одном направлении, и с каждым дополнительным слоем их ориентация слегка меняется. Клетки с вторичными клеточными стенками очень жесткие. Межклеточное взаимодействие все еще возможна через отверстия во вторичной клеточной стенке, позволяющие плазмодкрми проникать через обе клеточные стенки.

Основные углеводы, составляющих первичную клеточную стенку, это целлюлоза, гемицеллюлоза и пектин. Целлюлозные микроволокна связываются через хемицелюлозни мостики, формируя целлюлозно-хемицелюлозну сеть, которая окружена матрицей пектина. Самый общий тип хемицелюлозы в первичной клеточной стенке — ксилоглюкан.

Растительные клеточные стенки также содержат ряд белков, распространенные включают богатые гидропролин гликопротеины (HRGP), также известные как екстенсины, арабиногалактан протеины (AGP), богатые глицин протеины (GRP) и богатые пролин протеины (PRP). За исключением богатых глицин протеинов, все эти белки гликозилированные и содержат гидроксипролин (Hyp). Каждый класс гликопротеинов определяется характерной, часто повторяющейся последовательности аминокислот. Причудливые протеины содержат два или более областей, каждая из последовательностью от другого класса гликопротеинов. Большинство белков клеточной стенки перекрестных связаны с углеводами клеточной стенки и, возможно, имеют структурные функции.

Вторичные клеточные стенки могут содержать лигнин и суберин, делая стенки твердыми. Относительный состав углеводов, дополнительных компонентов и белков зависит от вида растения, типа и возраста клеток.

Клеточные стенки водорослей

Подобно высших растений, большинство водорослей, независимо от происхождения, имеют клеточные стенки. Клеточные стенки водорослей содержат целлюлозу и многие другие гликопротеинов. Дополнительные полисахариды в клеточных стенках водорослей раньше часто использовали как один из признаков для установления их таксономии, но некоторые несвязанные группы имеют те же полисахариды.

  • Манозилови микроволокна зучтричаються в клеточных стенках многих зеленых водорослей (примитивних растений), в том числе родов Codium, Dasycladus и Acetabularia, и некоторых красных водорослей например, родов Porphyra и Bangia.
  • Ксилан
  • Альгиновая кислота — обычный полисахарид в клеточных стенках бурых водорослей
  • Сульфоновани ролисахариды встречаются клеточных стенках большинства водорослей, например, в красных водорослях находим агарозу, каррагинан, порфиран, фурселеран и фуноран.

Другие вещества, которые могут быть найдены в водорослевых клеточных стенках, включают спорополенин и кальций.

Группа диатомовых водорослей (диатомей) синтезируют клеточные стенки (также известно как фрустулы или клапаны) с Кремнев кислоты (особенно ортокремневои кислоты, H 4 SiO 4). Кислота полимеризуется внутриклеточно, затем стенка вытесняется наружу для защиты клетки. Такие стенки требуют меньше энергии на свой синтез, позволяя сохранить много энергии, что, возможно, частично отвечает за быстрый рост этих организмов.

Клеточные стенки грибов

Не все виды грибов имеют клеточные стенки, но если стенка присутствует, она состоит из глюкозамина и хитина, того же углерода, что придает прочность экзоскелета насекомых. Они служат подобной цели, что и клеточные стенки растений, предоставляя грибным клеткам твердость и поддерживать свою форму и предотвращения осмотическому лизису. Они также ограничивают вход молекул, потенциально ядовитых для гриба, например некоторым фунгициды растительного и искусственного происхождения. Состав, свойства и форма грибной клеточной стенки меняются на протяжении жизненного цикла и зависят от условий произрастания.

Другие эукариоты

Оомицеты, патогены растений похожи на грибы, также имеют целлюлозные клеточные стенки. До недавнего времени за этот признак их относили к грибам, структурные и молекулярные свидетельства заставили отнести их к гетероконтив, как и бурые водоросли.

Клеточные стенки бактерий

Как в других организмах, бактериальные клеточные стенки обеспечивают структурную целостность клеткам. У прокариот, первичная функция клеточной стенки — защитить ячейку от внутреннего тургора, вызванным высокой концентрацией белков и инших молекулы внутри клетки по сравнению с окружающей средой. Бактериальная клеточная стенка отличается от других тем, что ее основным компонентом является пептидогликан, слой которого размещается немедленно вне цитоплазматической мембраны. Пептидогликан отвечает за твердость стенки и придания формы клетке. Он относительно пористый и не мешает потока растворимых молекул сквозь него. Существует два основных типа бактериальных клеточных стенок, по этому признаку бактерии делятся на грам-отрицательные и грам-положительные.

Грам-положительные бактерии

Грам-положительные бактерии характеризуется присутствием очень толстого слоя пептидогликана, который отвечает за содержание красителя кристал-виолет течение процедуры окрашивания по Граму. Такая стенка находится исключительно в организмах, принадлежащих к типам Actinobacteria (или грамм-положительные организмы с высоким содержанием G + C) и Firmicutes (или грамм-положительные организмы с низким содержанием G + C). Бактерии в пределах типа Deinococcus-Thermus также могут положительно краситься по Граму, но содержат некоторые структуры клеточной стенки, типичные от грамотрицательных организмов. В клеточную стенку грамположительных бактерий встроенные полимерного спирты, тейхоевая кислота, некоторые из которых связываются с липидами, формируя липотейхоеву кислоту. Ци вещества отвечают за соединение пептидогликана с цитоплазматической мембраной. Тейхоевая кислота придает клетке отрицательный электрический заряд благодаря наличию фосфодиестерних связей между мономерами тейхоевая кислоты.

Грамотрицательные бактерии

В отличие от грамположительных бактерий, грамотрицательные бактерии содержат очень тонкий слой пептидогликана, отвечающий за неспособность клеточных стенок содержать краситель кристал-виолет течение процедуры окрашивания по Граму. В дополнение к слою пептидогликанов, грамотрицательные бактерии имеют вторую, так называемую внешнюю мембрану, находится кнаружи от клеточной стенки и компонует фосфолипиды и липополисахариды на своей внешней стороне. Отрицательно заряженные липополисахариды также предоставляют клетке отрицательный электрический заряд. Химическая структура липополисахаридив внешней мембраны часто уникальная для отдельных штаммов бактерий и часто отвечает за реакцию антигенов с представителями этих штаммов.

Как любой двойной слой фосфолипидов, внешняя мембрана достаточно непроницаема для всех заряженных молекул. Однако, белковые каналы (погрузится) присутствуют во внешней мембране, позволяют пассивный транспорт многих ионов, сахара и аминокислот через внешнюю мембрану. Таким образом, эти молекулы присутствуют в периплазматическое, слое между внешней и цитоплазматической мембранами. Периплазматическое содержит слой пептидогликана и много белков, шо отвечают за гидролиз и прием внеклеточных сигналов. Читается, что перивлазма гелеобразная, а не жидкая, из-за высокого содержания белка и пептидогликана. Сигналы и живильни вещества с периплазматическое попадают в цитоплазму клетки используя транспортные белки в цитоплизматичний мембране.

Клеточные стенки архей

Хотя они и не уникальны, клеточные стенки архей несколько отличаются от бактериальных. Например, клеточные стенки большинства архей образованные внешними слоями белков или S-слоем. S-слоя распространенные в бактериях, где они служат единственным компонентом клеточной стенки в некоторых организмах (например в Planctomyces) или внешним слоем во многих организмах с пептидогликана. За исключением одной группы метаногенов, археи не имеют пептидогликаннои стенки. Даже в данном случае, пептидогликаны очень отличается от типа, найденного в бактериях.

Источник: info-farm.ru