органеллы	строение	функции
Бактоплазматическая мембрана	10нм	Метаболическая, рецепторная, транспортная, осмотическая, синтез кл. стенки
Бактоплазма	Белковый коллоид с БАВ	Метаболическая, регуляторная
Нуклеотид	ДНК – белковый комплекс размазан по цитоплазме	Хранение и передача информации, участие в размножении, регуляция метаболизма
Клеточная стенка	Полисахаридный каркас (0-75нм): — липосахариды; — липопротеиды; — нуклеиновый слой.	Защитная, формообразующая, регуляторная
Рибосомы	2 субъединицы: большая и малая	Биосинтез белков
Лизосомы	Вогнутости	Энергетическая, дыхательная
Капсула	3 слой над поверхностью клет. стенки, мягкий полисахарид	Запасающая, св. клетки в сообщества, защитная
Жгутики: монотрихи, алифотрихи, перетрихи	Выросты из клетки: базальная пластина	Орган движения
Реснички	Полые образования, выросты из клеточной стенки	Участие в процессе пищеварения, участие в размножении
эндоспора	Образуется в результате втягивания вн. мембран	Переживание неблагоприятных условий

47. Химический состав м/о. Биогенные хим. элементы и их роль в клетке.

70-85% массы клетки составляет вода. 15-30% клеточной массы – сухое вещество.

Элементарный состав сухого вещества прокариотической клетки

категория	элемент	Содержание,%
Биогенные элементы	Углерод
Кислород
Азот
Водород
Фосфор
Сера
макроэлементы	Калий
Натрий
Кальций	0,5
Магний	0,5
Хлор	0,5
Железо	0,2
микроэлементы	Марганец, кобальт, цинк, медь, молибден	~0,3

Биогенные элементы – составляют более 95% массы сухого вещества. Они имеют первостепенное значение для развития м/о. С и Н входят в состав всех органических соединений. В состав многих из них входит также кислород, к тому же его молекулярная форма выполняет роль конечного акцептора электронов при аэробном дыхании. Азот – обязательный компонент всех АК, нуклеиновых кислот, многих кофакторов и витаминов. Фосфор в составе остатков фосфорной кислоты – неотъемлемый компонент нуклеиновых кислот, нуклеозидфосфатов, без которых невозможно превращение энергии в клетках, фосфолипидов, из которых формируются биомембраны. Сера участвует в формировании серосодержащих АК, некоторых белков с каталитическими функциями, кофакторов.

Биогенные элементы формируют малые молекулы (АК, моносахариды, ЖК, нуклеотиды), из которых строятся макромолекулы – основные компоненты клеток.

Содержание и функции осн. макромолекул в клетке

Тип веществ	Содержание в сухом в-ве, %	Основные функции
Белки		Каталитическая, транспортная, рецепторная
Полисахариды		Структурная, запасная
Липиды		Структурная, барьерная, запасная
РНК		Посредник в синтезе белка
ДНК		Носитель наследственной информации

Макроэлементы явл. кофакторами и активаторами многих важных ферментных систем, а также принимают участие в транспорте в-в через мембраны, поддержании осмотического давления в клетке на определённом уровне, рецепции сигналов

48.Рост м/о. Параметры роста клеточной популяции.

Когда говорят о росте м/о, то подразумевают увеличение не одной особи, а численности членов популяции, поскольку микробиологи всегда имеют дело с более или менее многочисленными микробными культурами. В то же время онтогенез отдельно взятой микробной клетки обязательно сопряжен с ее ростом, и, таким образом, необходимо разграничить понятие «рост клетки» и «рост популяции».

Рост микробной клетки – скоординированное необратимое увеличение всех химических компонентов, формирующих клеточные структуры. Рост клетки сопровождается увеличением ее массы и размеров. Когда клетка достигает характерного для данного вида размера, она обычно делится или приступает к размножению иным путем.

Рост каждой микробной популяции подчиняется определенным закономерностям и сильно зависит от условий окружающей среды.

Выделяют 4 фазы роста: — лаг-фаза (она начинается сразу после инокуляции среды и продолжается до достижения бактериями максимальной скорости роста. В этой фазе происходит адаптация клеток к новым условиям культивирования: начинается синтез новых ферментов, что связано с увеличением содержания РНК и рибосом);

— логарифмическая (log) фаза (экспоненциальная) – деление клеток здесь происходит с постоянной максимальной скоростью (2⁰-2¹-2²-2³-…-2ⁿ, где n-число клеточных делений.); сбалансированный рост: величина клеток и их химический состав в течении всей фазы остаются постоянными.

— стационарная фаза. Переход в стац. фазу роста вызван нехваткой одного или нескольких питательных веществ, обычно из числа биогенных элементов.

— фаза отмирания – фаза роста культуры называется одинаково с 3-ей, и основным ее признаком явл. быстрая гибель клеток.

Рост клеточной популяции сопровождается как увеличением числа клеток, так и накоплением биомассы.

Параметры роста:

1. Концентрация клеток.
ределяется либо путем прямо подсчета числа клеток в определенном объеме суспензии под микроскопом, либо путем высева суспензий на плотные питательные среды с последующим учетом количества сформировавшихся колоний. В первом случаи подсчитывают концентрацию всех клеток, во 2 – только жизнеспособных. Существуют косвенные методы определения конц. клеток: турбидиметрия (определение степени мутности суспензий), нефелометрия (определения светорассеяния), микрокалориметрия (определение тепловыделения клеток).

2. Константа скорости деления – этот параметр определяется через показатель n, который обозначает число совершившихся клеточных делений и выражается формулой:

где N_t — конц. клеток в логарифмической культуре в определенный момент времени; N₀ – исх. конц. клеток; lg 2 = 0,3010.

В таком случае констанат скорости деления клеток в лог-ой фазе роста ν может быть выражена отношением числа клеток к промежутку времени t:

3.Время генерации – это время, необходимое для одного цикла деления g, или показатель, обратный константе скорости деления.

4.Плотность клеточных суспензий (определение массы клеток в единице объема суспензии). Прямое измерение подразумевает извлечение клеток из известного объема культуральной жидкости и измерение их масс. Среди косвенных методов определения плотности суспензий могут использоваться турбидиметрия, нефелометрия и калориметрия, а также определение общего белка, общего азота и углерода.

5.Констаната скорости роста (удельная скорость роста) μ – определяется в лог-ой фазе роста:

, где lgе=0,43429; х_t – плотность клеточной суспензии в оредел. момент времени; х₀ – исходная плотность суспензии.

6.Время удвоения – время, в течении которого происходит удвоение клеточной массы t_d определяется по формуле t_d= ln2/μ.

7.Урожай – это еще один параметр роста клеточной популяции, применяемый во внимание при оценке продуктивности м/о. Под урожаем Х понимают разность между максимальной и исходной массой клеток: Х=Х_макс-Х₀. Обычно эту величину выражают в гр.сухого в-ва.

8.Экономический коэффициент У – отношение урожая к количеству потребленного субстрата S, к-ое может быть выражено в гр.: Y=X/S.

Источник: studopedia.org

Внешнее строение бактерий

Клеточная стенка

• Клеточная стенка бактериальной клетки является для нее защитой и опорой. Она придает микроорганизму свою, специфическую форму.
• Клеточная стенка проницаема. Через нее проходят питательные вещества внутрь и продукты обмена (метаболизма) наружу.


• Некоторые виды бактерий вырабатывают специальную слизь, которая напоминает капсулу, предохраняющую их от высыхания.
• У некоторых клеток имеются жгутики (один или несколько) или ворсинки, которые помогают им передвигаться.
• У бактериальных клеток, которые при окрашивании по Граму приобретают розовую окраску (грамотрицательные), клеточная стенка более тонкая, многослойная. Ферменты, благодаря которым происходит расщепление питательных веществ, выделяются наружу.
• У бактерий, которые при окрашивании по Граму приобретают фиолетовую окраску (грамположительные), клеточная стенка толстая. Питательные вещества, которые поступают в клетку, расщепляются в периплазматическом пространстве (пространство между клеточной стенкой и мембраной цитоплазмы) гидролитическими ферментами.
• На поверхности клеточной стенки имеются многочисленные рецепторы. К ним прикрепляются убийцы клеток — фаги, колицины и химические соединения.
• Липопротеиды стенки у некоторых видов бактерий являются антигенами, которые называются токсинами.
• При длительном лечении антибиотиками и по ряду других причин некоторые клетки теряют оболочку, но сохраняют способность к размножению. Они приобретают округлую форму — L-форму и могут длительно сохраняться в организме человека (кокки или палочки туберкулеза). Нестабильные L-формы обладают способностью принимать первоначальный вид (реверсия).

Капсула

При неблагоприятных условиях внешней среды бактерии образуют капсулу. Микрокапсула плотно прилегает к стенке. Ее можно увидеть только в электронном микроскопе. Макрокапсулу часто образуют патогенные микробы (пневмококки). У клебсиеллы пневмонии макрокапсула обнаруживаются всегда.

Капсулоподобная оболочка

Капсулоподобная оболочка представляет собой образование, непрочно связанное с клеточной стенкой. Благодаря бактериальным ферментам капсулоподобная оболочка покрывается углеводами (экзополисахаридами) внешней среды, благодаря чему обеспечивается слипание бактерий с разными поверхностями, даже совершенно гладкими.

Например, стрептококки, попадая в организм человека, способны слипаться с зубами и сердечными клапанами.

Функции капсулы многообразны:

• защита от агрессивных условий внешней среды,
• обеспечение адгезии (слипанию) с клетками человека,
• обладая антигенными свойствами, капсула оказывает токсический эффект при внедрении в живой организм.

Жгутики

• У некоторых бактериальных клеток имеются жгутики (один или несколько) или ворсинки, которые помогают передвигаться. В составе жгутиков находится сократительный белок флагелин.
• Количество жгутиков может быть разным — один, пучок жгутиков, жгутики на разных концах клетки или по всей поверхности.
• Движение (беспорядочное или вращательное) осуществляется в результате вращательного движения жгутиков.
• Антигенные свойства жгутиков оказывают токсический эффект при заболевании.
• Бактерии, не имеющие жгутиков, покрываясь слизью, способны скользить. У водных бактерий содержатся вакуоли в количестве 40 — 60, наполненные азотом.

Они обеспечивают погружение и всплытие. В почве бактериальная клетка передвигается по почвенным каналам.

Пили

• Пили (ворсинки, фимбрии) покрывают поверхность бактериальных клеток. Ворсинка представляет собой винтообразно скрученную тонкую полую нить белковой природы.
• Пили общего типа обеспечивают адгезию (слипание) с клетками хозяина. Их количество огромно и составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч. С момента прикрепления начинается любой инфекционный процесс.
• Половые пили способствуют переносу генетического материала от донора реципиенту. Их количество от 1 до 4-х на одну клетку.

Цитоплазматическая мембрана

• Цитоплазматическая мембрана располагается под клеточной стенкой и представляет собой липопротеин (до 30% липидов и до 70% протеинов).
• У разных бактериальных клеток разный липидный состав мембран.
• Мембранные белки выполняют множество функций. Функциональные белки представляют собой ферменты, благодаря которым на цитоплазматической мембране происходит синтез разных ее компонентов и др.
• Цитоплазматическая мембрана состоит из 3-х слоев. Двойной фосфолипидный слой пронизан глобулинами, которые обеспечивают транспорт веществ в бактериальную клетку. При нарушении ее работы клетка погибает.
• Цитоплазматическая мембрана принимает участие в спорообразовании.

Внутреннее строение бактерий

Цитоплазма

Цитоплазма на 75% состоит из воды, остальные 25% приходится на минеральные соединения, белки, РНК и ДНК. Цитоплазма всегда густая и неподвижная. В ней содержатся ферменты, некоторые пигменты, сахара, аминокислоты, запас питательных веществ, рибосомы, мезосомы, гранулы и всевозможные другие включения. В центре клетки концентрируется вещество, которое несет наследственную информацию — нуклеоид.

Гранулы

Гранулы состоят из соединений, которые являются источником энергии и углерода.

Мезосомы

Мезосомы — производные клетки. Имеют разную форму — концентрические мембраны, пузырьки, трубочки, петли и др. Мезосомы имеют связь с нуклеоидом. Участие в делении клетки и спорообразовании — их основное предназначение.

Нуклеоид

Нуклеоид является аналогом ядра. Он расположен в центре клетки. В нем локализована ДНК — носитель наследственной информации в свернутом виде. Раскрученная ДНК достигает в длину 1 мм. Ядерное вещество бактериальной клетки не имеет мембраны, ядрышка и набора хромосом, не делится митозом. Перед делением нуклеотид удваивается. Во время деления число нуклеотидов увеличивается до 4-х.

Плазмиды

Плазмиды представляют собой автономные молекулы, свернутые в кольцо, двунитевой ДНК. Их масса значительно меньше массы нуклеотида. Несмотря на то, что в ДНК плазмид закодирована наследственная информация, они не являются жизненно важными и необходимыми для бактериальной клетки.

Рибосомы

Рибосомы бактериальной клетки участвуют в синтезе белка из аминокислот. Рибосомы бактериальных клеток не объединены в эндоплазматическую сеть, как у клеток, имеющих ядро. Именно рибосомы часто становятся «мишенью» для многих антибактериальных препаратов.

Включения

Включения — продукты метаболизма ядерных и безъядерных клеток. Представляют собой запас питательных веществ: гликоген, крахмал, сера, полифосфат (валютин) и др. Включения часто при окраске приобретают иной вид, чем цвет красителя. По валютину можно диагностировать дифтерийную палочку.

Формы бактерий

Форма бактериальной клетки и ее размер имеет большое значение при их идентификации (распознании). Самые распространенные формы — шаровидная, палочковидная и извитая.

Шаровидные бактерии

Шаровидные бактерии называют кокками (от греческого coccus — зерно). Располагаются по одному, по двое (диплококки), пакетами, цепочками и как гроздья винограда. Данное расположение зависит от способа деления клетки. Самые вредные микробы — стафилококки и стрептококки.

Располагаются цепочками. Являются возбудителями целого ряда заболеваний.

Палочковидные бактерии

Палочковидные бактерии, образующие споры, называются бациллами. Они имеют цилиндрическую форму. Самым ярким представителем этой группы является бацилла сибирской язвы. К бациллам относятся чумные и гемофильные палочки. Концы палочковидных бактерий могут быть заострены, закруглены, обрублены, расширены или расщеплены. Форма самих палочек может быть правильной и неправильной. Они могут располагаться по одной, по две или образовывать цепочки. Некоторые бациллы называют коккобациллами, так как они имеют округлую форму. Но, все же, их длина превышает ширину.

Диплобациллы — сдвоенные палочки. Сибиреязвенные палочки образовывают длинные нити (цепочки).

Образование спор изменяет форму бацилл. В центре бацилл споры образуются у маслянокислых бактериях, придавая им вид веретена. У столбнячных палочек — на концах бацилл, придавая им вид барабанных палочек.

Извитые бактерии

Не более одного оборота имеют изгиб клетки холерных вибрионов. Несколько (два, три и более) — кампилобактерии. Спирохеты имеют своеобразный вид, который отображен в их названии — «спира» — изгиб и «хатэ» — грива. Лептоспиры («лептос» — узкий и «спера» — извилина) представляют собой длинные нити с тесно расположенными завитками. Бактерии напоминают извитую спираль.

Источник: microbak.ru

Обязательными органоидами являются: нуклеоид, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, лизосома, рибосомы.

Необязательными (второстепенными) структурными элементами являются: плазмида (R), включения, капсула (или микрокапсула), жгутики, пили, фимбрии.

1.) В центре бактериальной клетки находится нуклеоид — ядерное образование, представленное чаще всего одной хромосомой кольцевидной формы. Состоит из двухцепочечной нити ДНК. Нуклеоид не отделён от цитоплазмы ядерной мембраной.Функции: контролирует признаки и свойства клетки, участвует в передаче генетической информации, внехромосомные участки ДНК называются плазмидами.

2.) Цитоплазма— сложная коллоидная система, содержащая различные включения метаболического происхождения (зёрна волютина, гликогена, гранулезы и др.), рибосомы и другие элементы белоксинтезирующей системы, плазмиды (вненуклеоидное ДНК), мезосомы (образуются в результате инвагинации цитоплазматической мембраны в цитоплазму, участвуют в энергетическом обмене, спорообразовании, формировании межклеточной перегородки при делении).

3.) Цитоплазматическая мембрана ограничивает с наружной стороны цитоплазму, имеет трехслойное строение и выполняет ряд важнейших функций — барьерную (создает и поддерживает осмотическое давление), энергетическую (содержит многие ферментные системы — дыхательные, окислительно-восстановительные, осуществляет перенос электронов), транспортную (перенос различных веществ в клетку и из клетки).

4.) Клеточная стенка— присуща большинству бактерий (кроме микоплазм, ахолеплазм и некоторых других, не имеющих истинной клеточной стенки микроорганизмов). Она обладает рядом функций, прежде всего, обеспечивает механическую защиту и постоянную форму клеток, с ее наличием в значительной степени связаны антигенные свойства бактерий. В составе — два основных слоя, из которых наружный — более пластичный, внутренний — ригидный.

Значение клеточной стенки:

— сохраняет и придаёт форму; — регулирует осмотическое давление внутри клетки; — обеспечивает взаимосвязь с внешней средой; — участвует в регуляции обмена веществ; — антигенная функция; — рецепторная функция; — косвенно участвует в регуляции роста и деления.

5.) Рибосомы – состоят из двух субъединиц. Отвечают за синтез белка.

6.) Мезосомы – являются производными цитоплазматической мембраны. Они участвуют в делении клетки и спорообразовании.

7.) Капсула – дополнительная поверхностная оболочка. Образуется при попадании бактерий в макроорганизм. Она защищает микробную клетку от фагоцитоза, от антител.Выделяют микрокапсулу, выявляемую при электронной микроскопии в виде слоя микрофибрилл, и макрокапсулу, обнаруживаемую при световой микроскопии. Капсула является защитной структурой (прежде всего от высыхания), у ряда микробов — фактором патогенности, препятствует фагоцитозу, ингибирует первые этапы защитных реакций — распознавание и поглощение. У сапрофитов капсулы образуются во внешней среде, у патогенов — чаще в организме хозяина. Существут ряд методов окраски капсул в зависимости от их химического состава. Капсула чаще состоит из полисахаридов (наиболее распространенная окраска — по Гинсу), реже — из полипептидов.

8.) Фимбрии или реснички — короткие нити, в большом количестве окружающую бактериальную клетку, с помощью которых бактерии прокрепляются к субстратам (например, к поверхности слизистых оболочек). Таким образом, фимбрии являются факторами адгезии и колонизации.

9.) F-пили (фактор фертильности) — аппарат конъюгации бактерий, встречаются в небольшом количестве в виде тонких белковых ворсинок.

11. Основные отличия Грам «+» и Грам «-» бактерий. Механизм окраски по Граму.

Основное химическое соединение клеточной стенки, которое специфично только для бактерий — пептидогликан (муреиновые кислоты). От структуры и химического состава клеточной стенки бактерий зависит важный для систематики признак бактерий — отношение к окраске по Граму. В соответствии с ним выделяют две большие группы — грамположительные (“грам+”) и грамотрицательные (“грам-“) бактерии. Стенка грамположительных бактерий после окраски по Граму сохраняет комплекс йода с генциановым фиолетовым (окрашены в сине-фиолетовый цвет), грамотрицательные бактерии теряют этот комплекс и соответствующий цвет после обработки и окрашены в розовый цвет за счет докрашивания фуксином.

Особенности клеточной стенки грамположительных бактерий: мощная, толстая, несложно организованная клеточная стенка, в составе которой преобладают пептидогликан и тейхоевые кислоты, нет липополисахаридов (ЛПС), часто нет диаминопимелиновой кислоты.

Особенности клеточной стенки грамотрицательных бактерий: клеточная стенка значительно тоньше, чем у грамположительных бактерий, содержит ЛПС, липопротеины, фосфолипиды, диаминопимелиновую кислоту. Устроена более сложно, имеется внешняя мембрана, поэтому клеточная стенка трехслойная.

При обработке грамположительных бактерий ферментами, разрушающими пептидогликан, возникают полностью лишенные клеточной стенки структуры — протопласты. Обработка грамотрицательных бактерий лизоцимом разрушает только слой пептидогликана, не разрушая полностью внешней мембраны; такие структуры называют сферопластами. Протопласты и сферопласты имеют сферическую форму (это свойство связано с осмотическим давлением и характерно для всех безклеточных форм бактерий).

Грам+ бактерии:

— муреиновый слой составляет 80% от массы клеточной стенки; — по Граму они окрашиваются в синий цвет; — клеточная стенка выглядит аморфно.

Грам- бактерии:

— муреиновый слой составляет 20% от массы клеточной стенки; — по Граму они окрашиваются в красный цвет; — клеточная стенка чётко выражена.

Окраска по Граму:

а) на фиксированный мазок накладывают фильтровальную бумагу, пропитаннуюгенциан-фиолетовым, смачивают водой, окрашивают 2 минуты;б) снимают бумагу и наносят на мазок раствор Люголя на 1 минуту, затем красительсливают;в) обесцвечивают мазок 96° спиртом 10-15 секунд (до исчезновения сине-фиолетовых струек);г) промывают мазок водой;д) докрашивают фуксином Пфейффера 30 секунд;е) промывают мазок водой, высушивают фильтровальной бумагой и микроскопируют.

Сущность механизма окраски по Граму заключается в следующем: вначале препарат окрашивают генциан-фиолетовым, а затем раствором Люголя, в результате чего образуется комплекс генциан-фиолетовый + йод, и все клетки окрашиваются в фиолетовый цвет. Последующая обработка спиртом дифференцирует два типа бактерий. У грамположительных бактерий образовавшийся комплекс не вымывается спиртом, что обусловлено прочной связью с тейхоевыми кислотами, плотностью и многослойностью пептидогликана и при докрашивании фуксином Пфейффера они сохраняют фиолетовую окраску. У грамотрицательных бактерий, комплекс генциан-фиолетовый + йод вымывается спиртом, т.к. нет тейхоевых кислот и тонкий слой пептидогликана, поэтому обесцвеченные микробные клетки при окраске фуксином Пфейффера приобретают красный цвет.

Источник: cyberpedia.su

Бактериальная клетка содержит набор органелл, которые условно можно разделить на две группы – обязательные и необязательные.

А. Наличие обязательных органелл является непременным условиям успешного функционирования бактериальной клетки.

1. Нуклеоид представляет собой циркулярно-замкнутую двухцепочечную суперспирализованную молекулу ДНК. Для его обозначения используется еще термин «бактериальная хромосома».

2. Цитоплазма бактериальной клетки по своей структуре аналогична цитоплазме эукариотической клетки.

3. Рибосомы у бактерий также аналогичны рибосомам эукариот, но имеют меньшую молекулярную массу.

4. Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) бактерий представляет собой такую же биологическую мембрану, которая окружает цитоплазму эукариотической клетки, но не содержит стеринов. Стерины входят в состав ЦПМ лишь у микоплазм.

5. ЦПМ бактериальной клетки формирует впячивания – мезосомы, – которые являются центром энергетического метаболизма клетки, а также принимают участие в процессе клеточного деления.

6. Клеточная стенка отсутствует только у микоплазм и у, так называемых дефектных форм бактерий, о которых будет сказано ниже. Играет формообразующую роль и предохраняет бактериальную клетку от осмотического лизиса. Клеточная стенка у бактерий имеет два типа строения. Так эта органелла – одна из важнейших у прокариот, её строение будет рассмотрено далее в особом разделе.

Б. Отсутствие необязательных органелл серьёзно не сказывается на функциональных потенциях клетки, могут присутствовать не у всех особей данного вида. Различные морфовары отличаются друг от друга преимущественно набором именно этих органелл.

1. Плазмиды представляют собой такую же по строению молекулу ДНК, как и нуклеоид, но в отличие от последнего обладают значительно меньше молекулярной массой и могут быть представлены в покоящейся клетке несколькими копиями. Насчитывается несколько десятков видов бактериальных плазмид. Многие из них могут сосуществовать в одной бактериальной клетке.

2. Бактериальная клетка может содержать цитоплазматические включения, которые чаще всего содержат запасы питательных веществ. Некоторые из них настолько характерны для бактерий определённого вида, что используются для идентификации (например, количество и характер расположения зёрен волютина у возбудителя дифтерии).

3. Прокариотическая клетка может иметь защитные приспособления (эндоспора, капсула), с помощью которых она выживает в неблагоприятных условиях. Эти органеллы более подробно будут рассматриваться ниже.

4. Подвижные бактерии имеют жгутики (а спирохеты – аксиальные фибриллы), служащие им органами движения.

5. Бактериальные клетки очень многих бактерий имеют реснички (пили, фимбрии) – полые белковые трубочки на поверхности клетки (Рис. 4-5). Белок, из которого состоят пили, называется пилин.

Рис. 4-5. Пили (более короткие) и жгутики бактериальной клетки

а. Пили общего типа используются бактериальной клеткой для адгезии на питательном субстрате.

б. Половые (конъюгативные, секс-пили) служат для передачи генетического материала от одной прокариотической клетки к другой.

Источник: StudFiles.net

2. Строение клеточной стенки
и цитоплазматической мембраны

Клеточная стенка — упругое ригидное образование толщи-ной 150—200 ангстрем. Выполняет следующие функции:
1) защитную, осуществление фагоцитоза;
2) регуляцию осмотического давления;
3) рецепторную;
4) принимает участие в процессах питания деления клетки;

5) антигенную (определяется продукцией эндотоксина — основного соматического антигена бактерий);
6) стабилизирует форму и размер бактерий;
7) обеспечивает систему коммуникаций с внешней средой;
8) косвенно участвует в регуляции роста и деления клетки.
Клеточная стенка при обычных способах окраски не видна, но
если клетку поместить в гипертонический раствор (при опыте
плазмолиза), то она становится видимой.
Клеточная стенка вплотную примыкает к цитоплазматической
мембране у грамположительных бактерий, у грамотрицательных
бактерий клеточная стенка отделена от цитоплазматической мембраны периплазматическим пространством.
Клеточная стенка имеет два слоя:
1) наружный — пластичный;
2) внутренний — ригидный, состоящий из муреина.
В зависимости от содержания муреина в клеточной стенке различают грамположительные и грамотрицательные бактерии (по отношению к окраске по Грамму).
У грамположительных бактерий муреиновый слой составляет 80% от массы клеточной стенки. По Грамму, они окрашиваются в синий цвет. У грамположительных бактерий муреиновый
слой составляет 20% от массы клеточной стенки, по Грамму, они
окрашиваются в красный цвет.
У грамположительных бактерий наружный слой клеточной
стенки содержит липопротеиды, гликопротеиды, тейхоевые кис-
лоты, у них отсутствует липополисахаридный слой. Клеточная
стенка выглядит аморфной, она не структурирована. Поэтому при
разрушении муреинового каркаса бактерии полностью теряют
клеточную стенку (становятся протопластами), не способны
к размножению.
У грамотрицательных бактерий наружный пластический
слой четко выражен, содержит липопротеиды, липополисахаридный слой, состоящий из липида А (эндотоксина) и полисахарида
(О-антигена). При разрушении грамотрицательных бактерий образуются сферопласты — бактерии с частично сохраненной клеточной стенкой, не способные к размножению.
К клеточной стенке прилегает цитоплазматическая мембрана.
Она обладает избирательной проницаемостью, принимает участие
в транспорте питательных веществ, выведении экзотоксинов,
энергетическом обмене клетки, является осмотическим барьером,участвует в регуляции роста и деления, репликации ДНК, является стабилизатором рибосом.
Имеет обычное строение: два слоя фосфолипидов (25—40%) и белки.
По функции мембранные белки разделяют на:
1) структурные;
2) пермиазы — белки транспортных систем;
3) энзимы — ферменты.
Липидный состав мембран непостоянен. Он может меняться
в зависимости от условий культивирования и возраста культуры.
Разные виды бактерий отличаются друг от друга по липидному
составу своих мембран.

3. Дополнительные органеллы бактерий

Ворсинки (пили, фимбрии) — это тонкие белковые выросты на
поверхности клеточной стенки. Функционально они различны. Различают комон-пили и секс-пили. Комон-пили отвечают за адгезию
бактерий на поверхности клеток макроорганизма. Они характерны
для грамположительных бактерий. Секс-пили обеспечивают контакт между мужскими и женскими бактериальными клетками
в процессе конъюгации. Через них идет обмен генетической ин-
формацией от донора к реципиенту. Донор — мужская клетка —
обладает секс-пили. Женская клетка — реципиент — не имеет
секc-пили. Белок секс-пили колируется генами F-плазмиды.
Жгутики — органеллы движения. Есть у подвижных бактерий. Это особые белковые выросты на поверхности бактериальной клетки, содержащие белок — флагелин. Количество и расположение жгутиков может быть различным.
Различают:
1) монотрихи (имеют один жгутик);
2) лофотрихи (имеют пучок жгутиков на одном конце клетки);
3) амфитрихи (имеют по одному жгутику на каждом конце);
4) перитрихи (имеют несколько жгутиков, расположенных по
периметру).
О подвижности бактерий судят, рассматривая живые микро-
организмы, либо косвенно — по характеру роста в среде Пешко-
ва (полужидком агаре). Неподвижные бактерии растут строго по
уколу, а подвижные дают диффузный рост.

Капсулы представляют собой дополнительную поверхностную оболочку. Они образуются при попадании микроорганизма
в макроорганизм. Функция капсулы — защита от фагоцитоза и антител.
Различают макро- и микрокапсулы. Макрокапсулу можно выявить, используя специальные методы окраски, сочетая позитивные и негативные методы окраски. Микрокапсула — утолщение
верхних слоев клеточной стенки. Обнаружить ее можно только
при электронной микроскопии. Микрокапсулы характерны для вирулентных бактерий.

Среди бактерий различают:

1) истиннокапсульные бактерии (род Klebsiella) — сохраняют
капсулообразование и при росте на питательных средах, а не
только в макроорганизме;

2) ложнокапсульные — образуют капсулу только при попадании в макроорганизм.
Капсулы могут быть полисахаридными и белковыми. Они играют роль антигена, могут быть фактором вирулентности.
Споры — это особые формы существования некоторых бактерий при неблагоприятных условиях внешней среды. Спорообразование присуще грамположительным бактериям. В отличие от
вегетативных форм споры более устойчивы к действию химических, термических факторов.
Чаще всего споры образуют бактерии рода Bacillus и Clostridium.
Процесс спорообразования заключается в утолщении всех
оболочек клетки. Они пропитываются солями дипикалината кальция, становятся плотными, клетка теряет воду, замедляются все
ее пластические процессы. При попадании споры в благоприятные условия она прорастает в вегетативную форму.
У грамотрицательных бактерий также обнаружена способность сохраняться в неблагоприятных условиях в виде некультивируемых форм. При этом нет типичного спорообразования, но в таких клетках замедлены метаболические процессы, невозможно сразу получить рост на питательной среде. Но при попадании в макроорганизм они превращаются в исходные формы.

Источник: pediatrino.ru