Основните органели са: ядрен апарат, цитоплазма, цитоплазмена мембрана.

Не е задължително(незначителен) структурни елементи саКлючови думи: клетъчна стена, капсула, спори, пили, камшичета.

1. В центъра на бактериалната клетка е нуклеоид- ядрена формация, най-често представена от една пръстеновидна хромозома. Състои се от двуверижна ДНК верига. Нуклеоидът не е отделен от цитоплазмата с ядрена мембрана.

2.Цитоплазма- сложна колоидна система, съдържаща различни включвания от метаболитен произход (гранули от волютин, гликоген, гранулоза и др.), Рибозоми и други елементи на протеин-синтезиращата система, плазмиди (екстрануклеоидна ДНК), мезозоми(образуват се в резултат на инвагинация на цитоплазмената мембрана в цитоплазмата, участват в енергийния метаболизъм, спорулацията, образуването на междуклетъчната преграда по време на деленето).

3.цитоплазмена мембранаограничава цитоплазмата отвън, има трислойна структура и изпълнява редица важни функции - бариерна (създава и поддържа осмотично налягане), енергийна (съдържа много ензимни системи - дихателна, редокс, осъществява пренос на електрони), транспортна (пренася на различни вещества в клетката и от клетката).

4.клетъчна стена- присъщи на повечето бактерии (с изключение на микоплазми, ахолеплазми и някои други микроорганизми, които нямат истинска клетъчна стена). Той има редица функции, на първо място, осигурява механична защита и постоянна форма на клетките, антигенните свойства на бактериите са до голяма степен свързани с неговото присъствие. Състои се от два основни слоя, от които външният е по-пластмасов, вътрешният е твърд.

Основното химично съединение на клетъчната стена, което е специфично само за бактериите - пептидогликан(муреинови киселини). Важна характеристика на бактериите за таксономията зависи от структурата и химичния състав на бактериалната клетъчна стена. връзка с оцветяването по Грам. В съответствие с него се разграничават две големи групи - грам-положителни ("грам +") и грам-отрицателни ("грам -") бактерии. Стената на Грам-положителните бактерии запазва йодния комплекс след оцветяване по Грам. тинтява виолетово(оцветени в синьо-виолетово), грам-отрицателните бактерии губят този комплекс и съответния цвят след третиране и се оцветяват в розово чрез оцветяване с фуксин.

Характеристики на клетъчната стена на грам-положителните бактерии.

Мощна, дебела, неусложнено организирана клетъчна стена, която е доминирана от пептидогликан и тейхоева киселина, без липополизахариди (LPS), често без диаминопимелинова киселина.

Характеристики на клетъчната стена на грам-отрицателни бактерии.

Клетъчната стена е много по-тънка от тази на грам-положителните бактерии, съдържа LPS, липопротеини, фосфолипиди, диаминопимелинова киселина. По-сложно е - има външна мембрана, така че клетъчната стена е трислойна.

При обработката на грам-положителни бактерии с ензими, които разрушават пептидогликана, има структури, напълно лишени от клетъчна стена - протопласти. Третирането на грам-отрицателни бактерии с лизозим унищожава само пептидогликановия слой, без напълно да разрушава външната мембрана; такива структури се наричат сферопласти. Протопластите и сферопластите имат сферична форма (това свойство е свързано с осмотичното налягане и е характерно за всички безклетъчни форми на бактерии).

L-форми на бактерии.

Под въздействието на редица фактори, които влияят неблагоприятно върху бактериалната клетка (антибиотици, ензими, антитела и др.), Л- трансформациябактерии, водещи до постоянна или временна загуба на клетъчна стена. L-трансформацията е не само форма на променливост, но и адаптация на бактериите към неблагоприятни условия на съществуване. В резултат на промяна в антигенните свойства (загуба на О- и К-антигени), намаляване на вирулентността и други фактори, L-формите придобиват способността да останат дълго време ( упорствам) в организма гостоприемник, поддържайки бавен инфекциозен процес. Загубата на клетъчната стена прави L-формите нечувствителни към антибиотици, антитела и различни химиотерапевтични средства, чиято точка на приложение е бактериалната клетъчна стена. НестабилнаВъзможност за L-образна форма обратенв класически (оригинални) форми на бактерии, които имат клетъчна стена. Има и стабилни L-форми на бактерии, липсата на клетъчна стена и невъзможността да се обърнат в класически форми на бактерии са генетично фиксирани. В много отношения те са много подобни на микоплазмите и други mollicutes- бактерии, при които клетъчната стена отсъства като таксономичен признак. Микроорганизмите, свързани с микоплазмите, най-малките прокариоти, нямат клетъчна стена и, както всички бактериални безстенни структури, имат сферична форма.

Към повърхностните структури на бактериите(по избор, като клетъчна стена), включват капсула, камшичета, микровили.

Капсулаили лигавичен слой обгражда черупката на редица бактерии. Разпределете микрокапсула, открити чрез електронна микроскопия под формата на слой от микрофибрили, и макрокапсулаоткрити чрез светлинна микроскопия. Капсулата е защитна структура (предимно от изсушаване), в редица микроби е фактор на патогенност, предотвратява фагоцитозата и инхибира първите етапи на защитните реакции - разпознаване и абсорбция. При сапрофитикапсулите се образуват във външната среда, в патогени, по-често в организма гостоприемник. Съществуват редица методи за оцветяване на капсулите в зависимост от химичния им състав. Капсулата често се състои от полизахариди (най-често срещаният цвят е Гуинсу), по-рядко - от полипептиди.

Камшичета.Подвижните бактерии могат да се плъзгат (движат се върху твърда повърхност в резултат на вълнообразни контракции) или да плават, движейки се поради нишковиден спирално огънат протеин ( камшичестиспоред химичния състав) образувания – флагели.

Според местоположението и броя на флагелите се разграничават редица форми на бактерии.

1. Едноцветни - имат един полярен флагел.

2. Lofotrichous - имат полярен сноп флагели.

3. Амфитрихи - имат флагели на диаметрално противоположни полюси.

4. Перитрихозни - имат флагели по целия периметър на бактериалната клетка.

Способността за целенасочено движение (хемотаксис, аеротаксис, фототаксис) при бактериите е генетично обусловена.

Фимбрии или реснички- къси нишки, които обграждат бактериалната клетка в голям брой, с помощта на които бактериите се прикрепват към субстрати (например към повърхността на лигавиците). По този начин фимбриите са фактори на адхезия и колонизация.

F-drank (фактор на плодовитостта)- апарат бактериална конюгация, се намират в малки количества под формата на тънки протеинови власинки.

Ендоспори и спорулация.

спорулация- начин за запазване на определени видове бактерии при неблагоприятни условия на околната среда. Ендоспорисе образуват в цитоплазмата, са клетки с ниска метаболитна активност и висока устойчивост ( съпротива) на изсушаване, химически фактори, висока температура и други неблагоприятни фактори на околната среда. Светлинната микроскопия често се използва за откриване на спори. според Оржешко. Високата устойчивост е свързана с високо съдържание калциева сол на дипиколинова киселинав обвивката на спората. Разположението и големината на спорите при различните микроорганизми е различно, което има диференциално диагностично (таксономично) значение. Основните фази на "жизнения цикъл" на спорите спорулация(включва подготвителния етап, предспоровия етап, образуването на черупката, узряването и латентността) и покълванезавършвайки с образуването на вегетативна форма. Процесът на спорулация е генетично обусловен.

Некултивирани форми на бактерии.

Много видове грам-отрицателни бактерии, които не образуват спори, имат специално адаптивно състояние - некултивирани форми. Те имат ниска метаболитна активност и не се размножават активно; не образуват колонии върху плътни хранителни среди, не се откриват по време на културите. Те са много устойчиви и могат да останат жизнеспособни няколко години. Не се открива с класически бактериологични методи, открива се само с генетични методи ( полимеразна верижна реакция - PCR).

Бактериите са микроскопични едноклетъчни организми. Структурата на бактериалната клетка има характеристики, които са причина за отделянето на бактериите в отделно царство на живия свят.

клетъчни мембрани

Повечето бактерии имат три черупки:

• клетъчната мембрана;
• клетъчна стена;
• лигавична капсула.

Клетъчната мембрана е в пряк контакт със съдържанието на клетката - цитоплазмата. Тя е тънка и мека.

Клетъчната стена е плътна, по-дебела обвивка. Неговата функция е да защитава и поддържа клетката. Клетъчната стена и мембраната имат пори, през които необходимите вещества влизат в клетката.

Много бактерии имат лигавична капсула, която изпълнява защитна функция и осигурява залепване към различни повърхности.

ТОП 4 статиикоито четат заедно с това

Именно благодарение на лигавицата стрептококите (вид бактерии) полепват по зъбите и причиняват кариес.

Цитоплазма

Цитоплазмата е вътрешността на клетката. 75% се състои от вода. В цитоплазмата има включвания - капки мазнини и гликоген. Те са резервните хранителни вещества на клетката.

Ориз. 1. Схема на структурата на бактериална клетка.

Нуклеоид

Нуклеоид означава "като ядро". Бактериите нямат истинско или, както се казва, оформено ядро. Това означава, че те нямат ядрена обвивка и ядрено пространство, както клетките на гъбите, растенията и животните. ДНК се намира директно в цитоплазмата.

Функции на ДНК:

• запазва наследствената информация;
• прилага тази информация чрез контролиране на синтеза на протеинови молекули, характерни за този вид бактерии.

Липсата на истинско ядро ​​е най-важната характеристика на бактериалната клетка.

Органели

За разлика от растителните и животинските клетки, бактериите нямат органели, изградени от мембрани.

Но клетъчната мембрана на бактериите на някои места прониква в цитоплазмата, образувайки гънки, които се наричат ​​мезозоми. Мезозомата участва в клетъчното възпроизвеждане и обмен на енергия и, така да се каже, замества мембранните органели.

Единственият органел, открит в бактериите, е рибозомата. Това са малки тела, които се намират в цитоплазмата и синтезират протеини.

Много бактерии имат флагел, с който се движат в течна среда.

Форми на бактериални клетки

Формата на бактериалните клетки е различна. Бактериите под формата на топка се наричат ​​коки. Под формата на запетая - вибриони. Пръчковидните бактерии са бацили. Спирила изглежда като вълнообразна линия.

Ориз. 2. Форми на бактериални клетки.

Бактериите могат да се видят само под микроскоп. Средният размер на клетката е 1-10 микрона. Има бактерии с дължина до 100 микрона. (1 µm = 0,001 mm).

спорулация

При настъпване на неблагоприятни условия бактериалната клетка преминава в латентно състояние, което се нарича спора. Причините за спора могат да бъдат:

• ниски и високи температури;
• суша;
• липса на хранене;
• животозастрашаващи вещества.

Преходът става бързо, в рамките на 18-20 часа, и клетката може да бъде в състояние на спора в продължение на стотици години. При възстановяване на нормалните условия бактерията покълва от спората за 4-5 часа и преминава към нормален начин на живот.

Ориз. 3. Схемата на образуване на спори.

размножаване

Бактериите се размножават чрез делене. Периодът от раждането на клетката до нейното делене е 20-30 минути. Следователно бактериите са широко разпространени на Земята.

Какво научихме?

Научихме, че в общи линии бактериалните клетки са като растителните и животинските клетки, имат мембрана, цитоплазма, ДНК. Основната разлика между бактериалните клетки е липсата на образувано ядро. Следователно бактериите се наричат ​​доядрени организми (прокариоти).

Тематическа викторина

Доклад за оценка

Среден рейтинг: 4.1. Общо получени оценки: 528.

Микробиология: бележки от лекции Ткаченко Ксения Викторовна

1. Структурни особености на бактериалната клетка. Основни органели и техните функции

Разлики между бактерии и други клетки

1. Бактериите са прокариоти, тоест нямат отделно ядро.

2. Клетъчната стена на бактериите съдържа специален пептидогликан - муреин.

3. В бактериалната клетка няма апарат на Голджи, ендоплазмен ретикулум, митохондрии.

4. Ролята на митохондриите се изпълнява от мезозоми - инвагинации на цитоплазмената мембрана.

5. В една бактериална клетка има много рибозоми.

6. Бактериите могат да имат специални органели за движение - флагели.

7. Размерите на бактериите варират от 0,3-0,5 до 5-10 микрона.

Според формата на клетките бактериите се делят на коки, пръчици и извити.

В бактериалната клетка има:

1) основни органели:

а) нуклеоид;

б) цитоплазма;

в) рибозоми;

г) цитоплазмена мембрана;

д) клетъчна стена;

2) допълнителни органели:

б) капсули;

в) власинки;

г) флагели.

Цитоплазмата е сложна колоидна система, състояща се от вода (75%), минерални съединения, протеини, РНК и ДНК, които са част от нуклеоидните органели, рибозоми, мезозоми и включвания.

Нуклеоидът е ядрено вещество, разпръснато в цитоплазмата на клетката. Той няма ядрена мембрана или нуклеоли. Съдържа ДНК, представена от двойноверижна спирала. Обикновено затворени в пръстен и прикрепени към цитоплазмената мембрана. Съдържа около 60 милиона базови двойки. Това е чиста ДНК, не съдържа хистонови протеини. Тяхната защитна функция се изпълнява от метилирани азотни основи. Нуклеоидът кодира основната генетична информация, т.е. клетъчния геном.

Заедно с нуклеоида цитоплазмата може да съдържа автономни кръгови ДНК молекули с по-ниско молекулно тегло - плазмиди. Те кодират и наследствена информация, но тя не е жизненоважна за една бактериална клетка.

Рибозомите са рибонуклеопротеинови частици с размери 20 nm, състоящи се от две субединици - 30 S и 50 S. Рибозомите са отговорни за синтеза на протеини. Преди да започне протеиновият синтез, тези субединици се обединяват в едно - 70 S. За разлика от еукариотните клетки, бактериалните рибозоми не се обединяват в ендоплазмен ретикулум.

Мезозомите са производни на цитоплазмената мембрана. Мезозомите могат да бъдат под формата на концентрични мембрани, везикули, тубули, под формата на бримка. Мезозомите са свързани с нуклеоида. Те участват в деленето на клетките и образуването на спори.

Включенията са метаболитни продукти на микроорганизмите, които се намират в тяхната цитоплазма и се използват като резервни хранителни вещества. Те включват включвания на гликоген, нишесте, сяра, полифосфат (волютин) и др.

Този текст е уводна част.От книгата на автора

Анатомия на бактериалната клетка В предишната глава ви представихме трите основни типа бактериални клетки. Някои от тях са под формата на топки, други са пръчици или цилиндри, а трети са като спирала.Каква е външната и вътрешната структура

От книгата на автора

КЛЕТЪЧНА СТРУКТУРА НА ОРГАНИЗМИТЕ КЛЕТЪЧНА СТРУКТУРА. УСТРОЙСТВА ЗА ИЗСЛЕДВАНЕ НА СТРУКТУРАТА НА КЛЕТКАТА 1. Изберете един най-верен отговор.Клетка е: А. Най-малката частица от всички живи същества. Най-малката частица от живо растение Б. Част от растението G. Изкуствено създадено звено за

От книгата на автора

ЦАРСТВО НА БАКТЕРИИ И ГЪБИ СТРУКТУРА И ЖИЗНЕНАДЕЙНОСТ. РОЛЯ В ПРИРОДАТА И ЧОВЕШКИЯ ЖИВОТ 1. Намерете съответствие. Съставете логически двойки, като изпишете буквените означения, съответстващи на цифровите означения.I. Самонадеян II. Бацили III. Вибрион IV. Спирила А.

От книгата на автора

§ 30. Характеристики на структурата на нервната система на земноводните Нервната система на земноводните има много прилики с рибите, но има и редица характеристики. Опашатите и безопашатите земноводни придобиха крайници, което доведе до промяна в организацията на гръбначния мозък. Гръбначен мозък

От книгата на автора

§ 42. Морфологични характеристики на структурата на птиците. Биологичното разнообразие, използването на различни видове храна и развитието на всички повече или по-малко обитаеми територии изглеждат като голям еволюционен успех за птиците. Парадоксално, тези ползи бяха

От книгата на автора

3. Метаболизмът на бактериалната клетка

От книгата на автора

Характеристики на структурата на нервната система на кучета Мозъкът на кучето е кръгъл и къс с малък брой ясно дефинирани извивки, при кучета от различни породи той се различава по форма и маса. Мастоидното тяло на диенцефалона включва две туберкули. пирамиди

От книгата на автора

5.3.1 Концепцията за образуването на митохондрии и хлоропласти чрез симбиоза на бактериална клетка и ранен еукариот Преди около 2 милиарда години на Земята е създадена критична ситуация за по-нататъшното развитие на живота. Фотосинтезиращите бактерии се размножават и стават

От книгата на автора

5.2. Основните функции на биосферата Биосферата съдържа вещества, които се различават едно от друго по редица начини: природни вещества, жива материя, биогенна материя, инертна материя, биоинертна материя, органична материя, биологично активна

Тялото на бактерията е представено от една клетка. Формите на бактериите са разнообразни. Структурата на бактериите се различава от структурата на животинските и растителните клетки.

В клетката липсват ядро, митохондрии и пластиди. Носителят на наследствена информация ДНК се намира в центъра на клетката в сгъната форма. Микроорганизмите, които нямат истинско ядро, се класифицират като прокариоти. Всички бактерии са прокариоти.

Предполага се, че на земята има над един милион вида от тези удивителни организми. Към днешна дата са описани около 10 хиляди вида.

Бактериалната клетка има стена, цитоплазмена мембрана, цитоплазма с включвания и нуклеотид. От допълнителните структури някои клетки имат флагели, пили (механизъм за слепване и задържане на повърхността) и капсула. При неблагоприятни условия някои бактериални клетки могат да образуват спори. Средният размер на бактериите е 0,5-5 микрона.

Външната структура на бактериите

Ориз. 1. Устройството на бактериалната клетка.

клетъчна стена

• Клетъчната стена на бактериалната клетка е нейната защита и опора. Той придава специфичната форма на микроорганизма.
• Клетъчната стена е пропусклива. Хранителните вещества преминават през него навътре, а метаболитните продукти (обмяната на веществата) навън.
• Някои видове бактерии произвеждат специална слуз, която прилича на капсула, която ги предпазва от изсъхване.
• Някои клетки имат флагели (един или повече) или власинки, които им помагат да се движат.
• Бактериални клетки, които стават розови при оцветяване по Грам ( грам отрицателен), клетъчната стена е по-тънка, многослойна. Ензимите, които разграждат хранителните вещества, се освобождават навън.
• Бактерии, които стават лилави при оцветяване по Грам грам-положителен), клетъчната стена е дебела. Хранителните вещества, които влизат в клетката, се разграждат в периплазменото пространство (пространството между клетъчната стена и цитоплазмената мембрана) от хидролитични ензими.
• На повърхността на клетъчната стена има множество рецептори. Към тях са прикрепени клетъчни убийци – фаги, колицини и химични съединения.
• Липопротеините на стената в някои видове бактерии са антигени, които се наричат ​​токсини.
• При продължително лечение с антибиотици и по ред други причини някои клетки губят мембраната си, но запазват способността си да се възпроизвеждат. Те придобиват заоблена форма - Г-образна и могат да се съхраняват дълго време в човешкия организъм (коки или туберкулозни бацили). Нестабилните L-форми имат способността да се връщат към първоначалната си форма (реверсия).

Ориз. 2. На снимката структурата на бактериалната стена на грам-отрицателни бактерии (вляво) и грам-положителни (вдясно).

Капсула

При неблагоприятни условия на околната среда бактериите образуват капсула. Микрокапсулата прилепва плътно към стената. Може да се види само с електронен микроскоп. Макрокапсулата често се образува от патогенни микроби (пневмококи). При Klebsiella пневмония винаги се открива макрокапсула.

Ориз. 3. На снимката пневмокок. Стрелките показват капсулата (електронна дифракционна картина на ултратънък участък).

обвивка, подобна на капсула

Подобната на капсула обвивка е формация, слабо свързана с клетъчната стена. Благодарение на бактериалните ензими подобната на капсула обвивка е покрита с въглехидрати (екзополизахариди) от външната среда, което осигурява адхезия на бактериите към различни повърхности, дори напълно гладки.

Например, стрептококите, влизащи в човешкото тяло, са в състояние да се залепят заедно със зъбите и сърдечните клапи.

Функциите на капсулата са разнообразни:

• защита от агресивни условия на околната среда,
• осигуряване на адхезия (адхезия) с човешки клетки,
• притежавайки антигенни свойства, капсулата има токсичен ефект, когато се въведе в жив организъм.

Ориз. 4. Стрептококите са способни да се слепват със зъбния емайл и заедно с други микроби са причинители на кариес.

Ориз. 5. На снимката поражението на митралната клапа при ревматизъм. Причината са стрептококи.

Камшичета

• Някои бактериални клетки имат флагели (един или повече) или власинки, които им помагат да се движат. Камшичетата съдържат контрактилния протеин флагелин.
• Броят на камшичетата може да бъде различен - един, куп флагели, флагели в различни краища на клетката или по цялата повърхност.
• Движението (случайно или ротационно) се извършва в резултат на ротационното движение на камшичетата.
• Антигенните свойства на камшичетата имат токсичен ефект при заболяването.
• Бактериите, които нямат флагели, покрити със слуз, могат да се плъзгат. Водните бактерии съдържат вакуоли в количество 40-60, пълни с азот.

Осигуряват гмуркане и изкачване. В почвата бактериалната клетка се движи през почвените канали.

Ориз. 6. Схема на закрепване и работа на флагела.

Ориз. 7. Снимката показва различни видове камшичести микроби.

Ориз. 8. Снимката показва различни видове камшичести микроби.

пиене

• Пили (вили, фимбрии) покриват повърхността на бактериалните клетки. Вилусът е спирално усукана тънка куха нишка с белтъчна природа.
• Генерал пиешеосигуряват адхезия (адхезия) с клетките гостоприемници. Броят им е огромен и варира от няколкостотин до няколко хиляди. От момента на закрепване, всяка .
• секс трионинасърчаване на трансфера на генетичен материал от донора към реципиента. Броят им е от 1 до 4 на клетка.

Ориз. 9. На снимката е E. coli. Видими флагели и пиене. Снимката е направена с помощта на тунелен микроскоп (STM).

Ориз. 10. Снимката показва множество пили (фимбрии) в коките.

Ориз. 11. Снимката показва бактериална клетка с фимбрии.

цитоплазмена мембрана

• Цитоплазмената мембрана е разположена под клетъчната стена и представлява липопротеин (до 30% липиди и до 70% протеини).
• Различните бактериални клетки имат различен липиден състав на мембраните.
• Мембранните протеини изпълняват много функции. Функционални протеиниса ензими, поради които синтезът на различните му компоненти се извършва върху цитоплазмената мембрана и др.
• Цитоплазмената мембрана се състои от 3 слоя. Двойният фосфолипиден слой е пропит с глобулини, които осигуряват транспортирането на вещества в бактериалната клетка. Ако не успее, клетката умира.
• Цитоплазмената мембрана участва в спорулацията.

Ориз. 12. На снимката ясно се вижда тънка клетъчна стена (CS), цитоплазмена мембрана (CPM) и нуклеотид в центъра (бактерия Neisseria catarrhalis).

Вътрешната структура на бактериите

Ориз. 13. Снимката показва структурата на бактериална клетка. Устройството на бактериалната клетка се различава от устройството на животинските и растителните клетки - в клетката липсват ядро, митохондрии и пластиди.

Цитоплазма

Цитоплазмата е 75% вода, останалите 25% са минерални съединения, протеини, РНК и ДНК. Цитоплазмата винаги е плътна и неподвижна. Съдържа ензими, някои пигменти, захари, аминокиселини, запас от хранителни вещества, рибозоми, мезозоми, гранули и всякакви други включвания. В центъра на клетката е концентрирано вещество, което носи наследствена информация - нуклеоидът.

Гранули

Гранулите са съставени от съединения, които са източник на енергия и въглерод.

мезозоми

Мезозомите са клетъчни производни. Те имат различна форма - концентрични мембрани, везикули, тубули, бримки и др. Мезозомите имат връзка с нуклеоида. Участието в деленето на клетките и образуването на спори е основната им цел.

Нуклеоид

Нуклеоидът е аналогичен на ядрото. Намира се в центъра на клетката. В него е локализирана ДНК - носител на наследствена информация в сгъната форма. Неусуканата ДНК достига дължина до 1 мм. Ядреното вещество на бактериална клетка няма мембрана, ядро ​​и набор от хромозоми и не се разделя чрез митоза. Преди разделянето нуклеотидът се удвоява. По време на деленето броят на нуклеотидите се увеличава до 4.

Ориз. 14. Снимката показва разрез на бактериална клетка. В централната част се вижда нуклеотид.

Плазмиди

Плазмидите са автономни молекули, навити в пръстен от двойноверижна ДНК. Тяхната маса е много по-малка от масата на нуклеотида. Въпреки факта, че наследствената информация е кодирана в ДНК на плазмидите, те не са жизненоважни и необходими за бактериалната клетка.

Ориз. 15. На снимката е показан бактериален плазмид. Снимката е направена с електронен микроскоп.

Рибозоми

Рибозомите на бактериална клетка участват в синтеза на протеини от аминокиселини. Рибозомите на бактериалните клетки не са обединени в ендоплазмения ретикулум, както в клетките, които имат ядро. Това са рибозомите, които често стават "мишена" за много антибактериални лекарства.

Включвания

Включенията са метаболитни продукти на ядрени и неядрени клетки. Те представляват запас от хранителни вещества: гликоген, нишесте, сяра, полифосфат (валутин) и др. При оцветяване включванията често придобиват различен вид от цвета на багрилото. Можете да диагностицирате по валута.

Форми на бактерии

Формата на бактериалната клетка и нейният размер са от голямо значение за тяхната идентификация (разпознаване). Най-често срещаните форми са сферични, пръчковидни и извити.

Таблица 1. Основни форми на бактерии.

кълбовидни бактерии

Сферичните бактерии се наричат ​​коки (от гръцки coccus - зърно). Подредени са по един, по два (диплококи), в торби, вериги и като чепки грозде. Тази подредба зависи от начина на клетъчно делене. Най-вредните микроби са стафилококите и стрептококите.

Ориз. 16. Снимката показва микрококи. Бактериите са кръгли, гладки, бели, жълти и червени. Микрококите са повсеместно разпространени в природата. Те живеят в различни кухини на човешкото тяло.

Ориз. 17. На снимката бактерия диплококус - Streptococcus pneumoniae.

Ориз. 18. Сарцина бактерия на снимката. Кокоидните бактерии се комбинират в пакети.

Ориз. 19. На снимката бактерии стрептококи (от гръцки "стрептос" - верига).

Подредени във вериги. Те са причинители на редица заболявания.

Ориз. 20. На снимката бактериите са "златни" стафилококи. Подредени като "грозд". Гроздовете имат златист цвят. Те са причинители на редица заболявания.

пръчковидни бактерии

Пръчковидни бактерии, които образуват спори, се наричат ​​бацили. Те са с цилиндрична форма. Най-яркият представител на тази група е бацилът. Бацилите включват чумни и хемофилни пръчици. Краищата на пръчковидни бактерии могат да бъдат заострени, заоблени, пресечени, разширени или разделени. Формата на самите клечки може да бъде правилна и неправилна. Те могат да бъдат подредени един по един, два наведнъж или да образуват вериги. Някои бацили се наричат ​​кокобацили, защото имат кръгла форма. Но въпреки това дължината им надвишава ширината.

Диплобацилите са двойни пръчици. Антраксните пръчици образуват дълги нишки (вериги).

Образуването на спори променя формата на бацилите. В центъра на бацилите се образуват спори в маслените бактерии, което им придава вид на вретено. При тетаничните пръчици - в краищата на бацилите, придавайки им вид на тъпанчета.

Ориз. 21. Снимката показва пръчковидна бактериална клетка. Виждат се множество флагели. Снимката е направена с електронен микроскоп. Отрицателна.

Ориз. 24. При маслените бацили спорите се образуват в центъра, което им придава вид на вретено. При тетанични пръчки - в краищата, придавайки им вид на барабанни пръчки.

Заплетени бактерии

Не повече от едно завъртане има завой на клетката. Няколко (два, три или повече) - Campylobacter. Спирохетите имат особен външен вид, което се отразява в името им - "spira" - извивка и "hate" - грива. Лептоспирите („leptos” – тесен и „spera” – извивка) представляват дълги нишки с плътно разположени завъртания. Бактериите приличат на усукана спирала.

Ориз. 27. На снимката спираловидна бактериална клетка е причинителят на "болест от ухапване от плъх".

Ориз. 28. На снимката бактериите leptospira са причинителите на много заболявания.

Ориз. 29. На снимката бактериите leptospira са причинители на много заболявания.

с форма на клуб

Клубовидните коринебактерии са причинители на дифтерия и листериоза. Подреждането на метахроматичните зърна на неговите полюси придава тази форма на бактерията.

Ориз. 30. Снимка на Corynebacterium.

Прочетете повече за бактериите в статиите:

Бактериите живеят на планетата Земя повече от 3,5 милиарда години. През това време те научиха много и се адаптираха към много. Общата маса на бактериите е огромна. Става дума за около 500 милиарда тона. Бактериите са усвоили почти всички известни биохимични процеси. Формите на бактериите са разнообразни. Структурата на бактериите е станала доста сложна в продължение на милиони години, но дори и днес те се считат за най-просто устроените едноклетъчни организми.

Структурата на бактериите е добре проучена с помощта на електронна микроскопия на цели клетки и техните ултратънки срезове. Бактериалната клетка се състои от клетъчна стена, цитоплазмена мембрана, цитоплазма с включвания и ядро, наречено нуклеоид. Има допълнителни структури: капсула, микрокапсула, слуз, камшичета, пили (фиг. 1); някои бактерии при неблагоприятни условия могат да образуват спори.

клетъчна стена -здрава, еластична структура, която придава на бактериите определена форма и заедно с подлежащата цитоплазмена мембрана „задържа” високото осмотично налягане в бактериалната клетка. Той участва в процеса на делене на клетките и транспорта на метаболити. Най-дебелата клетъчна стена при грам-положителните бактерии (фиг. 1). Така че, ако дебелината на клетъчната стена на грам-отрицателните бактерии е около 15-20 nm, тогава при грам-положителните бактерии тя може да достигне 50 nm или повече. Клетъчната стена на грам-положителните бактерии съдържа малко количество полизахариди, липиди, протеини.

Основният компонент на клетъчната стена на тези бактерии е многослоен пептидогликан(муреин, мукопептид), съставляващи 40-90% от масата на клетъчната стена.

Мезозомен нуклеоид на Волютин

Ориз. 1. Устройството на бактериалната клетка.

Тейхоеви киселини (от гръцки. teichos-стена), чиито молекули са вериги от 8-50 остатъка от глицерол и рибитол, свързани с фосфатни мостове. Формата и силата на бактериите се придават от твърдата влакнеста структура на многослойния пептидогликан с омрежени пептиди. Пептидогликанът е представен от паралелни молекули гликан, състоящи се от повтарящи се остатъци н- ацетилглюкозамин и н-ацетилмураминова киселина, свързана чрез гликозидна връзка тип Р (1 -> 4).

Лизозимът, като ацетилмурамидаза, разрушава тези връзки. Гликановите молекули са свързани чрез кръстосани пептидни връзки. Оттук и името на този полимер - пептидогликан. Основата на пептидната връзка на пептидогликана на грам-отрицателни бактерии са тетрапептиди, състоящи се от редуващи се Л-И д-аминокиселини.

При E. coliпептидните вериги са свързани една с друга чрез Д-аланин от едната верига и мезодиаминопимелинова киселина от другата.

Съставът и структурата на пептидната част на пептидогликана в грам-отрицателните бактерии са стабилни, за разлика от пептидогликана на грам-положителните бактерии, чиито аминокиселини могат да се различават по състав и последователност. Тетрапептидите тук са свързани помежду си чрез полипептидни вериги от 5 глицинови остатъка. Грам-положителните бактерии често съдържат лизин вместо мезодиаминопимелинова киселина. фосфолипид

Ориз. 2. Структурата на повърхностните структури на грам-положителни (грам +) и грам-отрицателни (грам ") бактерии.

Гликановите елементи (ацетилглюкозамин и ацетилмураминова киселина) и тетрапептидните аминокиселини (мезодиаминопимелова и L-глутаминова киселина, D-аланин) са отличителна черта на бактериите, тъй като те и D-изомерите на аминокиселините отсъстват при животни и хора.

Способността на грам-положителните бактерии да задържат тинтява виолет в комбинация с йод (синьо-виолетов цвят на бактериите) по време на оцветяване по Грам е свързана със свойството на многослойния пептидогликан да взаимодейства с багрилото. Освен това последващото третиране на бактериална натривка с алкохол води до стесняване на порите в пептидогликана и по този начин до задържане на багрилото в клетъчната стена. Грам-отрицателните бактерии, след излагане на алкохол, губят багрилото, обезцветяват се и стават червени, когато се третират с фуксин. Това се дължи на по-малко количество пептидогликан (5-10% от масата на клетъчната стена).

Клетъчната стена на Грам-отрицателните бактерии съдържа външна мембрана,свързан посредством липопротеин с подлежащия слой пептидогликан (фиг. 2). Външната мембрана е вълнообразна трислойна структура, подобна на вътрешната мембрана, която се нарича цитоплазмена. Основният компонент на тези мембрани е бимолекулен (двоен) слой от липиди.

Външната мембрана е асиметрична мозаечна структура, представена от липополизахариди, фосфолипиди и протеини . От външната му страна е липополизахарид(LPS),съставен от три компонента: липид а,основна част или сърцевина (лат. ядро-ядро) и 0-специфична полизахаридна верига, образувана от повтарящи се олигозахаридни последователности.

Липополизахаридът е закотвен във външната мембрана от липиди а,определяне на токсичността на LPS, идентифицирана следователно с ендотоксин. Унищожаването на бактериите с антибиотици води до освобождаване на големи количества ендотоксин, което може да доведе до ендотоксичен шок при пациента.

От липидите Аядрото или основната част на LPS се отклонява. Най-постоянната част от ядрото на LPS е кетодезоксиоктонова киселина (3-дезокси-g)-мано-2-октулозонова киселина). 0 -специфична верига, простираща се от основната част на LPS молекулата, определя серогрупа, серовар (вид бактерии, открити с помощта на имунен серум) определен щам бактерии. По този начин концепцията за LPS се свързва с идеи за 0-антигена, който може да се използва за диференциране на бактерии. Генетичните промени могат да доведат до промени в биосинтезата на компонентите LPSбактерии и получените Л-форми.

Матрични протеинивъншната мембрана прониква в нея по такъв начин, че белтъчните молекули т.нар порини,граничат с хидрофилни пори, през които преминават вода и малки молекули с относителна маса до 700. Между външната и цитоплазмената мембрана има периплазмено пространство или периплазма, съдържаща ензими. В случай на нарушение на синтеза на бактериалната клетъчна стена под въздействието на лизозим, пеницилин, защитни фактори на организма и други съединения се образуват клетки с променена (често сферична) форма: протопласти -бактерии, напълно лишени от клетъчна стена; сферопласти -бактерии с частично запазена клетъчна стена. След отстраняване на инхибитора на клетъчната стена, такива променени бактерии могат да се обърнат, т.е. придобиват пълноценна клетъчна стена и възстановяват първоначалната си форма.

Бактерии от сферо- или протопластен тип, които са загубили способността си да синтезират пептидогликан под въздействието на антибиотици или други фактори и могат да се размножават, се наричат Г-образна(от името на Института Листър). Л-формите могат да възникнат и в резултат на мутации. Те са осмотично чувствителни, сферични клетки с форма на колба с различни размери, включително тези, преминаващи през бактериални филтри. някои Л-формите (нестабилни) при отстраняване на фактора, довел до промени в бактериите, могат да се обърнат, "връщайки се" към първоначалната бактериална клетка. Л-формите могат да образуват много патогени на инфекциозни заболявания.

цитоплазмена мембранапри електронна микроскопия на ултратънки срезове, това е трислойна мембрана, обграждаща външната част на бактериалната цитоплазма. По структура тя е подобна на плазмалемата на животински клетки и се състои от двоен слой липиди, главно фосфолипиди с вградени повърхностни и интегрални протеини, сякаш проникващи през мембранната структура. Някои от тях са пермеази, участващи в транспорта на вещества. Цитоплазмената мембрана е динамична структура с подвижни компоненти, поради което се представя като подвижна течна структура. Той участва в регулирането на осмотичното налягане, транспорта на вещества и енергийния метаболизъм на клетката (поради ензимите на веригата за транспортиране на електрони, аденозинтрифосфатаза и др.). При прекомерен растеж (в сравнение с растежа на клетъчната стена) цитоплазмената мембрана образува инвагинати - инвагинации под формата на сложно усукани мембранни структури, т.нар. мезозоми.Наричат ​​се по-малко сложни усукани структури интрацитоплазмени мембрани.Ролята на мезозомите и интрацитоплазмените мембрани не е напълно изяснена. Дори се предполага, че те са артефакт, който се получава след подготовката (фиксацията) на препарата за електронна микроскопия. Въпреки това се смята, че производните на цитоплазмената мембрана участват в клетъчното делене, осигурявайки енергия за синтеза на клетъчната стена, участват в секрецията на вещества, образуването на спори, т.е. в процеси с висока консумация на енергия.

Цитоплазмазаема по-голямата част от бактериалната клетка и се състои от разтворими протеини, рибонуклеинови киселини, включвания и множество малки гранули - рибозома,отговорен за синтеза (транслацията) на протеините. Бактериалните рибозоми са с размер около 20 nm и имат коефициент на утаяване 70-те, 3 разлика от 80^-рибозомите, характерни за еукариотните клетки. Следователно, някои антибиотици се свързват с бактериалните рибозоми и инхибират синтеза на бактериален протеин, без да засягат синтеза на протеин в еукариотните клетки. Рибозомите на бактериите могат да се разделят на две субединици - 50SИ 30S . В цитоплазмата има различни включвания под формата на гликогенови гранули, полизахариди, поли-р-маслена киселина и полифосфати (волютин). Те се натрупват с излишък от хранителни вещества в околната среда и действат като резервни вещества за хранителни и енергийни нужди. Volyutin има афинитет към основни багрила, има метахромазия и лесно се открива с помощта на специални методи за оцветяване. Характерното разположение на волютиновите зърна се разкрива в дифтерийния бацил под формата на интензивно оцветени полюси на клетката.

Нуклеоид - бактериален еквивалент на ядрото. Разположен е в централната зона на бактериите под формата на двойноверижна ДНК, затворена в пръстен и плътно опакована като топка. За разлика от еукариотите, ядрото на бактериите няма ядрена обвивка, ядро ​​и основни протеини (хистони). Обикновено една бактериална клетка съдържа една хромозома, представена от ДНК молекула, затворена в пръстен. Ако деленето е нарушено, то може да съдържа 4 или повече хромозоми. Нуклеоидът се открива в светлинен микроскоп след оцветяване с ДНК-специфични методи: според Feulgen или Romanovsky-Giemsa. На електронни дифракционни модели на ултратънки срезове от бактерии нуклеоидът има формата на светли зони с фибриларни, нишковидни структури на ДНК, свързани с определени области с цитоплазмената мембрана или мезозома, участващи в хромозомната репликация.

В допълнение към нуклеоида, представен от една хромозома, в бактериалната клетка има екстрахромозомни фактори на наследствеността - плазмиди, които са ковалентно затворени ДНК пръстени.

Капсула - мукозна структура с дебелина повече от 0,2 микрона, здраво свързана с бактериалната клетъчна стена и имаща ясно дефинирани външни граници. Капсулата се различава в петна-отпечатъци от патологичен материал. При чисти култури от бактерии капсулата се образува по-рядко. Открива се със специални методи за оцветяване на Burri-Gins, които създават отрицателен контраст на субстанциите на капсулата.

Обикновено капсулата се състои от полизахариди (екзополизахариди), понякога полипептиди, например в антраксни бацили. Капсулата е хидрофилна, предотвратява фагоцитозата на бактериите.

Образуват се много бактерии микрокапсула -мукозна формация с дебелина по-малка от 0,2 микрона, открита само с електронна микроскопия. За разграничаване от капсула слуз -мукоидни екзополизахариди, които нямат ясни външни граници. Мукоидните екзополизахариди са характерни за мукоидните щамове на Pseudomonas aeruginosa, често открити в храчките на пациенти с кистозна фиброза. Бактериалните екзополизахариди участват в адхезията (залепването към субстратите), те се наричат ​​още гликокаликс.В допълнение към синтеза на екзополизахариди от бактериите, съществува и друг механизъм за тяхното образуване: чрез действието на извънклетъчните бактериални ензими върху дизахаридите. В резултат на това се образуват декстрани и левани. Капсулата и слузта предпазват бактериите от увреждане и изсушаване, тъй като, като хидрофилни, те свързват добре водата и предотвратяват действието на защитните фактори на макроорганизма и бактериофагите.

Камшичетабактериите определят мобилността на бактериалната клетка. Флагелите са тънки нишки, произхождащи от цитоплазмената мембрана, те са по-дълги от самата клетка (фиг. 3). Камшичетата са с дебелина 12–20 nm и дължина 3–12 µm. Броят на флагелите в бактериите от различни видове варира от един (монотричен)при vibrio cholerae до десет и стотици флагели, простиращи се по периметъра на бактерията (пери-трих)при ешерихия коли, протей и др. лофотрихусимат сноп флагели в единия край на клетката. амфитрихиимат един камшик или сноп камшичета в противоположните краища на клетката. Флагелите са прикрепени към цитоплазмената мембрана и клетъчната стена чрез специални дискове. Флагелите са изградени от протеин, наречен флагелин. naT.flagellum- flagellum) с антигенна специфичност. Флагелиновите субединици са навити. Флагелите се откриват с помощта на електронна микроскопия на препарати, напръскани с тежки метали, или в светлинен микроскоп след обработка чрез специални методи, базирани на ецване и адсорбция на различни вещества, което води до увеличаване на дебелината на флагелата (например след сребро).

Ориз. 3. E. coli. Електронна дифракционна картина (подготовка от V.S. Tyurin). 1 - камшичета, 2 - власинки, 3 - F-пили.

Вили, или пили (фимбрии), - нишковидни образувания (фиг. 3), по-тънки и по-къси (3-10 nm x 0.3-10 µm) от камшичетата. Пили се простират от клетъчната повърхност и са съставени от протеин пилин. Имат антигенна активност. Сред пилите се открояват: пили, отговорни за адхезията, т.е. за прикрепване на бактерии към засегнатата клетка (пиен тип 1 или общ тип - обикновени пили)пие, отговаря за храненето, водно-солевия метаболизъм; генитален (F-пи), илиспрежение pili (пиеше тип 2). Пилите от общ тип са многобройни - няколкостотин на клетка. Половите пили се образуват от така наречените "мъжки" донорни клетки, съдържащи трансмисивни плазмиди. (F, R, Col).Обикновено има 1-3 от тях на клетка. Отличителна черта на половите пили е взаимодействието със специални „мъжки“ сферични бактериофаги, които се адсорбират интензивно върху половите пили.

полемика - особена форма на пасивни фирмикутни бактерии, т.е. бактерии с грам-положителна структура на клетъчната стена.

Спорите се образуват при неблагоприятни условия за съществуване на бактерии (изсъхване, дефицит на хранителни вещества и др.). В този случай една спора се образува вътре в една бактерия. Образуването на спори допринася за запазването на вида и не е метод за размножаване, както при гъбите.

Понякога се наричат ​​аеробни спорообразуващи бактерии, чийто размер на спорите не надвишава диаметъра на клетката бацили.Спорообразуващите анаеробни бактерии, при които размерът на спората надвишава диаметъра на клетката и поради това те имат формата на вретено, се наричат клостридии(лат. клостридиум-вретено).

Процес спорулация(спорулация) преминава през серия от етапи, по време на които част от цитоплазмата и хромозомата се отделят, заобиколени от цитоплазмена мембрана; образува се проспора, след което се образува многослойна слабо пропусклива обвивка. Спорулацията е придружена от интензивно потребление от проспората, а след това от възникващата спорова обвивка на дипиколинова киселина и калциеви йони. След образуването на всички структури, спората придобива термична стабилност, което се свързва с наличието на калциев дипиколинат. Спорулацията, формата и местоположението на спорите в клетка (вегетативно) са видово свойство на бактериите, което позволява да се разграничат един от друг. Формата на спорите може да бъде овална, сферична, местоположението в клетката е терминално, т.е. в края на пръчката (причинителят на тетанус), субтерминален - по-близо до края на пръчката (причинители на ботулизъм, газова гангрена) и централен (антраксен бацил).