Структура микробной клетки

Автор: admin · 17 ноября, 2019

Содержание:

Структура бактериальной клетки

Бактериальная клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с включениями и ядерного аппарата, называемого нуклеоидом. Имеются другие структуры: мезосома, хроматофоры, тилакоиды, вакуоли, включения полисахаридов, жировые капельки, капсула (микрокапсула, слизь), жгутики, пили. Некоторые бактерии способны образовывать споры.
Структуру и морфологию бактерий изучают с помощью различных методов микроскопии: световой, фазово-контрастной, интерференционной, темнопольной, люминесцентной и электронной.

Обозначения:

1-гранулы поли-β-оксимасляной кислоты;
2-жировые капельки;
3-включения серы;
4-трубчатые тилакоиды;
5-пластинчатые тилакоиды;
6-пузырьки;
7-хроматофоры;
8-нуклеоид;
9-рибосомы;
10-цитоплазма;
11-клеточная стенка;
12-цитоплазматическая мембрана;
13-мезосома;
14-вакуоли;
15ламелярные структуры;
16гранулы полисахарида;
17гранулы полифосфата.

Клеточная стенка

В клеточной стенки грамположительных бактерий содержится небольшое количество полисахаридов, липидов, белков. Основным компонентом клеточной стенки этих бактерий является многослойный пептидогликан (муреин, мукопептид), составляющий 40—90% массы клеточной стенки. С пептидогликаном клеточной стенки грамположительных бактерий ковалентно связаны тейхоевые кислоты (от греч. teichos — стенка).
В состав клеточной стенки грамотрицательных бактерий входит наружная мембрана, связанная посредством липопротеина с подлежащим слоем пептидогликана. На ультратонких срезах бактерий наружная мембрана имеет вид волнообразной трехслойной структуры, сходной с внутренней мембраной, которую называют цитоплазматической. Основным компонентом этих мембран является бимолекулярный (двойной) слой липидов. Внутренний слой наружной мембраны представлен фосфолипидами, а в наружном слое расположен липополисахарид (ЛПС). Липополисахарид наружной мембраны состоит из трех фрагментов: липида А — консервативной структуры, практически одинаковой у грамотрицательных бактерий; ядра, или стержневой, коровой части (лат. core — ядро), относительно консервативной олигосахаридной структуры (наиболее постоянной частью ядра ЛПС является кетодезоксиоктоновая кислота); высоковариабельнои О-специфической цепи полисахарида, образованной повторяющимися идентичными олигосахаридными последовательностями (О-антиген). Белки матрикса наружной мембраны пронизывают ее таким образом, что молекулы белка, называемые поринами, окаймляют гидрофильные поры, через которые проходят вода и мелкие гидрофильные молекулы.
При нарушении синтеза клеточной стенки бактерий под влиянием лизоцима,
пенициллина, защитных факторов организма образуются клетки с измененной (часто шаровидной) формой: протопласты — бактерии, полностью лишенные клеточной стенки; сферопласты — бактерии с частично сохранившейся клеточной стенкой. Бактерии сферо- или протопластного типа, утратившие способность к синтезу пептидогликана под влиянием антибиотиков или других факторов и способные размножаться, называются L-формами.
Они представляют собой осмотически чувствительные, шаровидные, колбовидные клетки различной величины, в том числе и проходящие через бактериальные фильтры. Некоторые L-формы (нестабильные) при удалении фактора, приведшего к изменениям бактерий, могут реверсировать, «возвращаясь» в исходную бактериальную клетку.
Между наружной и цитоплазматической мембранами находится периплазматическое пространство, или периплазма, содержащая ферменты (протеазы, липазы, фосфатазы, нуклеазы, бета-лактомазы) и компоненты транспортных систем.

Цитоплазматическая мембрана

Цитоплазматическая мембрана при электронной микроскопии ультратонких срезов представляет собой трехслойную мембрану (2 темных слоя толщиной по 2,5 нм разделены светлым — промежуточным). По структуре она похожа на плазмалемму клеток животных и состоит из двойного слоя фосфолипидов с внедренными поверхностными, а также интегральными белками, как бы пронизывающими насквозь структуру мембраны. При избыточном росте (по сравнению с ростом клеточной стенки) цитоплазматическая мембрана образует инвагинаты — впячивания в виде сложно закрученных мембранных структур, называемые мезосомами. Менее сложно закрученные структуры называются внутрицитоплазматическими мембранами.

Цитоплазма

Цитоплазма состоит из растворимых белков, рибонуклеиновых кислот, включений и многочисленных мелких гранул — рибосом, ответственных за синтез (трансляцию) белков. Рибосомы бактерий имеют размер около 20 нм и коэффициент седиментации 70S, в отличие от 80S-рибосом, характерных для эукариотических клеток. Рибосомные РНК (рРНК) — консервативные элементы бактерий («молекулярные часы» эволюции). 16S рРНК входит в состав малой субъединицы рибосом, а 23S рРНК — в состав большой субъединицы рибосом. Изучение 16S рРНК является основой геносистематики, позволяя оценить степень родства организмов.
В цитоплазме имеются различные включения в виде гранул гликогена, полисахаридов, бета-оксимасляной кислоты и полифосфатов (волютин). Они являются запасными веществами для питания и энергетических потребностей бактерий. Волютин обладает сродством к основным красителям и легко выявляется с помощью специальных методов окраски (например, по Нейссеру) в виде метахроматических гранул. Характерное расположение гранул волютина выявляется у дифтерийной палочки в виде интенсивно прокрашивающихся полюсов клетки.

Нуклеоид

Нуклеоид — эквивалент ядра у бактерий. Он расположен в центральной зоне бактерий в виде двунитевой ДНК, замкнутой в кольцо и плотно уложенной наподобие клубка. Ядро бактерий, в отличие от эукариот, не имеет ядерной оболочки, ядрышка и основных белков (гистонов). Обычно в бактериальной клетке содержится одна хромосома, представленная замкнутой в кольцо молекулой ДНК.
Кроме нуклеоида, представленного одной хромосомой, в бактериальной клетке имеются внехромосомные факторы наследственности — плазмиды, представляющие собой ковалентно замкнутые кольца ДНК.

Капсула, микрокапсула, слизь

Капсула — слизистая структура толщиной более 0,2мкм, прочно связанная с клеточной стенкой бактерий и имеющая четко очерченные внешние границы. Капсула различима в мазках-отпечатках из патологического материала. В чистых культурах бактерий капсула образуется реже. Она выявляется при специальных методах окраски мазка (например, по Бурри-Гинсу), создающих негативное контрастирование веществ капсулы: тушь создает темный фон вокруг капсулы. Капсула состоит из полисахаридов (экзополисахаридов), иногда из полипептидов, например, у сибиреязвенной бациллы она состоит из полимеров D-глутаминовой кислоты. Капсула гидрофильна, препятствует фагоцитозу бактерий. Капсула антигенна: антитела против капсулы вызывают ее увеличение (реакция набухания капсулы).
Многие бактерии образуют микрокапсулу — слизистое образование толщиной менее 0,2мкм, выявляемое лишь при электронной микроскопии. От капсулы следует отличать слиэь — мукоидные экзополисахариды, не имеющие четких границ. Слизь растворима в воде.
Бактериальные экзополисахариды участвуют в адгезии (прилипании к субстратам), их еще называют гликокаликсом. Кроме синтеза
экзополисахаридов бактериями, существует и другой механизм их образования: путем действия внеклеточных ферментов бактерий на дисахариды. В результате этого образуются декстраны и леваны.

Жгутики

Жгутики бактерий определяют подвижность бактериальной клетки. Жгутики представляют собой тонкие нити, берущие начало от цитоплазматической мембраны, имеют большую длину, чем сама клетка. Толщина жгутиков 12-20 нм, длина 3-15 мкм. Они состоят из 3 частей: спиралевидной нити, крюка и базального тельца, содержащего стержень со специальными дисками (1 пара дисков — у грамположительных и 2 пары дисков — у грамотрицательных бактерий). Дисками жгутики прикреплены к цитоплазматической мембране и клеточной стенке. При этом создается эффект электромотора со стержнем-мотором, вращающим жгутик. Жгутики состоят из белка — флагеллина (от flagellum — жгутик); является Н-антигеном. Субъединицы флагеллина закручены в виде спирали.
Число жгутиков у бактерий различных видов варьирует от одного (монотрих) у холерного вибриона до десятка и сотен жгутиков, отходящих по периметру бактерии (перитрих) у кишечной палочки, протея и др. Лофотрихи имеют пучок жгутиков на одном из концов клетки. Амфитрихи имеют по одному жгутику или пучку жгутиков на противоположных концах клетки.

Пили (фимбрии, ворсинки) — нитевидные образования, более тонкие и короткие (3-10нм х 0, 3-10мкм) , чем жгутики. Пили отходят от поверхности клетки и состоят из белка пилина, обладающего антигенной активностью. Различают пили, ответственные за адгезию, то есть за прикрепление бактерий к поражаемой клетке, а также пили, ответственные за питание, водносолевой обмен и половые (F-пили), или конъюгационные пили. Пили многочисленны — несколько сотен на клетку. Однако, половых пилей обычно бывает 1-3 на клетку: они образуются так называемыми "мужскими" клетками-донорами, содержащими трансмиссивные плазмиды (F-, R-, Col-плазмиды). Отличительной особенностью половых пилей является взаимодействие с особыми "мужскими" сферическими бактериофагами, которые интенсивно адсорбируются на половых пилях.

Споры

Споры — своебразная форма покоящихся фирмикутных бактерий, т.е. бактерий
с грамположительным типом строения клеточной стенки. Споры образуются при неблагоприятных условиях существования бактерий (высушивание, дефицит питательных веществ и др.. Внутри бактериальной клетки образуется одна спора (эндоспора). Образование спор способствует сохранению вида и не является способом размножения, как у грибов. Спорообразующие бактерии рода Bacillus имеют споры, не превышающие диаметр клетки. Бактерии, у которых размер споры превышает диаметр клетки, называются клостридиями, например, бактерии рода Clostridium (лат. Clostridium — веретено). Споры кислотоустойчивы, поэтому окрашиваются по методу Ауески или по методу Циля-Нильсена в красный, а вегетативная клетка в синий цвет.

Форма спор может быть овальной, шаровидной; расположение в клетке -терминальное, т.е. на конце палочки (у возбудителя столбняка), субтерминальное — ближе к концу палочки (у возбудителей ботулиэма, газовой гангрены) и центральное (у сибиреязвенной бациллы). Спора долго сохраняется из-за наличия многослойной оболочки, дипиколината кальция, низкого содержания воды и вялых процессов метаболизмов. В благоприятных условиях споры прорастают, проходя три последовательные стадии: активация, инициация, прорастание.

Бактериальная клетка имеет клеточную стенку (оболочку), часто покрытую слизью. Нередко слизь образует капсулу. Содержимое клетки (цитоплазму) отделяет от оболочки клеточная мембрана. Цитоплазма представляет собой прозрачную белковую массу, находящуюся в коллоидном состоянии. В цитоплазме находятся рибосомы, ядерный аппарат с молекулами ДНК, различные включения запасных питательных веществ (гликогена, жира и др.).

Обязательными органоидами являются: ядерный аппарат, цитоплазма, цитоплазматическая мембрана.

Необязательными (второстепенными) структурными элементами являются: клеточная стенка, капсула, споры, пили, жгутики.

1. В центре бактериальной клетки находится нуклеоид — ядерное образование, представленное чаще всего одной хромосомой кольцевидной формы. Состоит из двухцепочечной нити ДНК. Нуклеоид не отделен от цитоплазмы ядерной мембраной.

2. Цитоплазма — сложная коллоидная система, содержащая различные включения метаболического происхождения (зерна 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.

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+”) бактерии

— 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).

L- формы бактерий.

Под действием ряда факторов, неблагоприятно действующих на бактериальную клетку (антибиотики, ферменты, антитела и др. ), происходит L — трансформация бактерий, приводящая к постоянной или временной утрате клеточной стенки. L- трансформация является не только формой изменчивости, но и приспособления бактерий к неблагоприятным условиям существования. В результате изменения антигенных свойств (утрата О- и К- антигенов), снижения вирулентности и других факторов L- формы приобретают способность длительно находиться (персистировать ) в организме хозяина, поддерживая вяло текущий инфекционный процесс. Утрата клеточной стенки делает L- формы нечувствительными к антибиотикам, антителам и различным химиопрепаратам, точкой приложения которых является бактериальная клеточная стенка. Нестабильные L- формы способны реверсировать в классические (исходные) формы бактерий, имеющие клеточную стенку. Имеются также стабильные L- формы бактерий, отсутствие клеточной стенки и неспособность реверстровать которых в классические формы бактерий закреплены генетически. Они по ряду признаков очень напоминают микоплазмы и другие молликуты — бактерии, у которых клеточная стенка отсутствует как таксономический признак. Микроорганизмы, относящиеся к микоплазмам- самые мелкие прокариоты, не имеют клеточной стенки и как все бактериальные бесстеночные структуры имеют сферическую форму.

К поверхностным структурам бактерий (необязательным, как и клеточная стенка), относятся капсула, жгутики, микроворсинки.

Капсула или слизистый слой окружает оболочку ряда бактерий. 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.

Жгутики. Подвижные бактерии могут быть скользящие (передвигаются по твердой поверхности в результате волнообразных сокращений) или плавающие, передвигающиеся за счет нитевидных спирально изогнутых белковых (флагеллиновых по химическому составу) образований- жгутиков.

По расположению и количеству жгутиков выделяют ряд форм бактерий.

1. Монотрихи- имеют один полярный жгутик.

2. Лофотрихи- имеют полярно расположенный пучок жгутиков.

3. Амфитрихи- имеют жгутики по диаметрально противоположным полюсам.

4. Перитрихи- имеют жгутики по всему периметру бактериальной клетки.

Способность к целенаправленному движению (хемотаксис, аэротаксис, фототаксис) у бактерий генетически детерминирована.

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 .

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

Эндоспоры и спорообразование.

Спорообразование — способ сохранения определенных видов бактерий в неблагоприятных условиях среды. Эндоспоры образуются в цитоплазме, представляют собой клетки с низкой метаболической активностью и высокой устойчивостью (резистентностью) к высушиванию, действию химических факторов, высокой температуры и других неблагоплиятных факторов окружающей среды. При световой микроскопии часто используют метод выявления спор по Ожешко. Высокая резистентность связана с большим содержанием кальциевой соли дипиколиновой кислоты в оболочке спор. Расположение и размеры спор у различных микроорганизмов отличается, что имеет дифференциально- диагностическое (таксономическое) значение. Основные фазы “жизненного цикла” спорспоруляция (включает подготовительную стадию, стадию предспоры, образования оболочки, созревания и покоя) и прорастание , заканчивающееся образованием вегетативной формы. Процесс спорообразования генетически обусловлен.

Некультивируемые формы бактерий.

У многих видов грамотрицательных бактерий, не образующих спор, существует особое приспособительное состояние — некультивируемые формы. Они обладают низкой метаболической активностью и активно не размножаются, т. е. не образуют колоний на плотных питательных средах, при посевах не выявляются. Обладают высокой устойчивостью и могут сохранять жизнеспособность в течение нескольких лет. Не выявляются классическими бактериологическими методами, обнаруживаются только при помощи генетических методов (полимеразной цепной реакции — ПЦР ).

Дата добавления: 2014-12-17 ; просмотров: 8360 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Читайте также:

Агропромышленный комплекс, машиностроение, транспорт
Балочные клетки
Введение ДНК в клетки растений с помощью Ti- и Ri-плазмид
Взаимодействие грудной клетки и легких
Внутреннее строение
Внутреннее строение Земли
Внутреннее строение матерпалов
Возрастные особенности, строение и изменчивость мочевого пузыря
Возрастные особенности, строение и изменчивость почки
Геологическое строение, рельеф, полезные ископаемые.
Графическое построение кривой AD.
ГРУДНОЙ КЛЕТКИ

1. Микробная клетка окружена оболочкой. В ней различают: капсулу, клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану. Роль оболочки огромна: она придает клетке определенную форму, защищает ее от неблагоприятных воздействий, через нее осуществляется обмен веществ между клеткой и окружающей средой.

Капсула. У некоторых микроорганизмов вокруг клеточной стенки образуется слизистый слой, который называется капсулой. У большинства микробов капсула состоит из полисахаридов, у отдельных (сибиреязвенная бацилла) содержит полипептиды и до 98% воды. Капсула предохраняет клетку от высыхания, защищает ее от неблагоприятных воздействий макроорганизма — фагоцитов, антител, обусловливает вирулентность. У возбудителя сибирской язвы капсула образуется в организме хозяина. Капсула является временным компонентом стенки и может образовываться не у всех видов бактерий. Потеря ее не приводит к гибели бактерии.

Клеточная стенка — основная структурная единица оболочки микробной клетки. Основным компонентом клеточной стенки бактерий является пептидогликан, или муреин (лат. murus — стенка), — опорный полимер, имеющий сетчатую структуру и образующий жесткий наружный каркас бактериальной клетки. Есть два типа строения клеточной стенки.

1 тип. Клеточная стенка грамположительных бактерий массивна плотно прилегает к цитоплазматической мембране, ее толщина находится в пределах 50—100 нм. Для нее характерно наличие тейхоевых кислот, магниевой соли РНК. Содержание пептидогликана составляет 50 – 90 %.

2 тип. Клеточная стенка грамотрицательных бактерий тоньше, толщина ее 14—20 нм. тейхоевые кислоты, магниевая соль РНК не обнаружены. Пептидокликана до 10 %. Между клеточной стенкой и цитоплазматический мембраной имеется небольшой промежуток, называемым периплазмой или периплазмати-ческим пространством.

Разный химический состав и строение стенок клеток лежит в основе деления микробов на грамположительные и грамотрицательные организмы. При окрашивании по Граму основные красители (генциановый фиолетовый, кристаллический фиолетовый) в присутствии йода (раствор Люголя) с компонентами клетки образуют комплекс, который при действии на него этиловым спиртом удерживает краситель у грамположительных и обесцвечивает у грамотрицательных микробов. В результате грамположительные микробы окрашиваются в цвет основных красителей (фиолетовый, синий), а грамотрицательные — в красный (цвет дополнительного красителя — фуксина).

Цитоплазматическая мембрана располагается между клеточной стенкой и цитоплазмой, представляет относительно плотное образование, и его можно обнаружить при помощи электронного микроскопа. Мембрана состоит из трех слоев: фосфолипидного и двух белковых. Фосфолипидный слой образует структурную основу мембраны, его толщина равна 4,5 нм. По обе стороны бинарного фосфолипидного слоя расположены белковые слои, они представлены глобулами (шариками) диаметром около 6 нм. Белки могут находиться на поверхности или погружены в слой фосфо-липида. Одни из них пронизывают его насквозь, другие — на ‘/з своей величины (рис. 3, Л). Белковые глобулы формируют каналы, которые выполняют функцию насосов — осуществляют движение веществ и ионов (натрия, калия, кальция и др.). Каналы могут быть постоянно открытые (невозбудимые) и открывающиеся только в ответ на раздражения (химические, механические, электромагнитные). Мембрана обеспечивает постоянство внутриклеточного осмотического давления, избирательную проницаемость разных веществ; в ней находятся ферменты, регулирующие процессы метаболизма клетки с окружающей средой. Масса мембраны достигает 10% сухого вещества клетки. У некоторых микроорганизмов цитоплазматическая мембрана выполняет роль наружной оболочки (микоплазмы).

2. Цитоплазма — содержимое клетки за исключением ядрного содержимого. Представляет коллоидную систему неодинаковой консистенции: чем ближе к поверхности, тем она плотнее. В цитоплазме содержатся: рибосомы, мезосомы, включения (липиды, углеводы, волютин, сера, железо и другие соединения).

Рибосомы — рибонуклеопротеидные частицы цитоплазмы, количество которых в одной клетке достигает нескольких тысяч. Форма округлая или овальная, размер 20—25 нм. Располагаются одиночно или группами по 10—20 рибосом (полирибосома). Представлены двумя субъединицами: большой и малой. Имеют разный состав у прокариот и эвкариот. У прокариот состоят (по массе) на 2 /₃ из РНК и на Уз из белков. У эвкариот — содержат примерно одинаковое количество РНК и белков. Коэффициент седиментации (осаждение) рибосом у прокариот 70S, у эвкариот — 80S. Рибосомы — место биосинтеза белка.

Мезосомы, или митохондрии, образуются в результате инвагинации и последующего ущемления цито-илазматической мембраны. Являются энергетическими центрами клетки. С помощью ферментов в них происходит окисление жирных кислот, окислительное фосфорили-рование, то есть то, что называют процессами дыхания. Гранулеза и гликоген —полисахариды, резервные вещества микробной клетки. Много гранулезы содержат маслянокислые бациллы. При действии на них раствором Люголя, в котором содержится йод, окрашиваются в синий цвет. Сера содержится в виде капель в клетках серобактерий. В такой же форме в клетках железобактерий находится железо.

3. Нуклеоид— ядерное вещество прокариотической клетки, в отличие от ядер эвкариотов не имеет ядерной мембраны. Состоит из нуклеопротеидов, главным образом ДНК. Это бактериальная хромосома. Принимает участие в передаче наследственных признаков и жизни клетки. Закреплена на цитоплазматической мембране, у грамположительных бактерий на мезосоме.Без нуклеоида клетка нежизнеспособна.

Споры. эндоспоры образуются, когда истощается питательная среда и накапливаются продукты жизнедеятельности. В это время внутри большинства вегетативных клеток появляются округлые образования, сильно преломляющие свет, которые отличаются от материнской клетки по структуре, химическому составу и физиологическим свойствам. Эндоспоры образуют грамположительные аэробные бациллы, грамположительные облигатно анаэробные кло-стридии и грамположительные кокки рода Sporosarcina. Споры выполняют защитную функцию. Форма спор округлая и овальная. Округлые споры чаще располагаются терминально (на конце клетки), такие формы напоминают барабанные палочки (возбудитель столбняка) . Овальные обычно располагаются в центре или ближе к одному из концов клетки и придают ей форму веретена— это клостридии (возбудитель эмфизематозного карбункула). Эндоспора — уплотненная часть цитоплазмы, которая вместе с нуклеоидом располагается обычно на одном из концов клетки, в так называемой спорогенной .зоне. Вначале образуется проспора, она окружена собственной мембраной материнской клетки. Пространство между внутренней (споровой) и наружной (материнской) мембранами заполнено пептидогликаном, из которого формируется стенка эндоспоры (кортекс), дающая затем начало стенке прорастающей вегетативной клетки. У некоторых видов бацилл вокруг спор образуется еще тонкая липопротеиновая оболочка — экзоспориум.

Попадая в благоприятные условия, спора набухает, увеличивается в объеме, активизируются ферментативные процессы, в результате чего разрушается наружная оболочка, во внешнюю среду выходит проросток, который дает начало вегетативной клетке. Процесс прорастания длится 4—5 ч, а иногда и меньше (2,5 ч). Он начинается с активизации спор, в результате чего нарушается целостность оболочки. Способствующими факторами могут быть: повышенная температура (65—70°С), механические повреждения, кислая среда и т. д. После активации спора начинает прорастать, поглощать воду, освобождать во внешнюю среду дипикалинат кальция и другие продукты, образуемые гидролитическими ферментами. Затем формируется клеточная стенка и новая вегетативная клетка.

В период роста клетки необходимы питательные вещества, оптимальная температура, повышенная влажность, а для аэробов — и кислород воздуха. Так, сибиреязвенные споры, полученные на плотной питательной среде, где аэрация выше, чем в жидкой, более устойчивы при хранении, у них на 30—40% увеличено содержание дипикалината кальция и почти вдвое р-оксимасляной кислоты.

Споры сильно преломляют свет, хорошо видны в препаратах, плохо воспринимают красители. Для их окрашивания требуется соответствующая обработка: воздействие кислотами или нагревание. Так же трудно споры и обесцвечиваются.

Спорообразование у бацилл — видовой признак, но он непостоянен и при определенных условиях исчезает. Так, при температуре 42,5°С возбудитель сибирской язвы теряет способность образовывать споры. Споры содержат минимальное количество свободной воды, много липи-дов, имеют плотную оболочку, благодаря чему могут десятками лет сохраняться в почве и служить источником заражения животных и человека.

Жгутики — органоиды движения бактерий, представленные тонкими, длинными, нитевидными структурами белковой природы. Их длина превышает бактериальную клетку в несколько раз и составляет 10—20 мкм, а у некоторых спирилл достигает 80— 90 мкм. Нить жгутика (фибрилла) — полный спиральный цилиндр диаметром 12—20 нм. У вибрионов и протея нить окружена футляром толщиной 35 нм.

Жгутик состоит из трех частей: спиральной нити, крюка и базального тельца. Крюк — изогнутый белковый цилиндр, выполняющий функцию гибкого связывающего звена между базальным тельцем и жесткой нитью жгутика. Жгутик соединяется с клеткой базальным телом, которое имеет сложное строение. У основания жгутика имеются кольца. С помощью колец осуществляются вращательные движения. Установлено, что микробная клетка передвигается не волнообразными колебаниями жгутика, а его вращением.

Жгутики не являются жизненно важными структурами бактериальной клетки: существуют фазовые вариации бактерий, когда в одной фазе развития клетки они имеются, у другой — отсутствуют. Так, у возбудителя столбняка в старых культурах преобладают клетки без жгутиков.

Количество жгутиков (от 1 до 50 и более) и места их локализации у бактерий разных видов неодинаковы, но стабильны для одного вида.

Микробы с одним жгутиком на конце получили название монотрихов, с пучком жгутиков — лофотрихов, при наличии одного или пучка жгутиков на противоположных концах—амфитрихов, если жгутики расположены по всей поверхности клетки— перитрихов.

для определения подвижности используют молодые культуры. Движение микробов наблюдают в придавленной или висячей капле. При расположении жгутиков на одном конце (монотрихи, лофотрих) клетки передвигаются поступательно и прямолинейно, их скорость достигает 20—100 нм в секунду. Если жгутики расположены по всей поверхности клетки (перитрихи), их движение бывает беспорядочное.

Двигательные реакции (таксисы) микробов могут происходить под влиянием одностороннего раздражения химическими веществами (хемотаксис), молекулярным кислородом (аэротаксис), светом (фототаксис), электрическим током (электротаксис), водой (гидротаксис)

Ворсинки (фимбрии, пили) более мелкие, нитевидные образования на поверхности микробных клеток. По форме напоминают цилиндр с внутренним диаметром 2 нм, толщиной стенки 3 нм и длиной 0,3 мкм иболее. Они состоят из специального белка пилина, имеют адгезивные свойства, могут сокращаться, притягивать к поверхности донорской клетки фаги или реципиентные клетки. Через некоторые из них (половые пили, численность которых достигает трех) передается генетический материал от клетки донора к клетке реципиента.

Таким образом, микроорганизмы распространены повсеместно и видимы только в микроскоп. По форме выделяют шаровидные коки, вытянутые палочки и извитые микробы. Основная особенность заключается в отсутствии ядра. Микробная клетка состоит из оболочки, цитоплазмы и нуклеоида, представленного кольцевой нитью ДНК. Бывают неподвижны и подвижны. Передвигаются с помощью жгутиков.

\|	следующая лекция ==>
Морфология микроорганизмов	\|	Минеральные вещества

Дата добавления: 2014-01-06 ; Просмотров: 4157 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет