Una dintre principalele caracteristici ale celulei procariote - nici o diviziune internă, cu condiția membrane elementare. De fapt, singurul sistem de procariote cu membrana - MTC, care este o parte a peretelui celular, este adesea dificil de aranjat și pătrunzătoare transversal adânc falduri în citoplasmă.
Structura bacteriilor a fost bine studiat prin microscopie electronică, celule întregi și secțiuni ultrasubțiri, precum și alte metode. Acesta înconjoară învelișul celular bacterian, constând din peretele celular si membrana citoplasmatică. Sub acoperirea este protoplasme constând din ribozomilor citoplasmatice și nuclee neformate numite nucleoid. Pot exista structuri suplimentare: o capsulă, microcapsulă, mucus, flageli, incluziuni. Unele bacterii pot forma spori pentru a experimenta condiții adverse. Toate componentele structurale ale celulelor bacteriene pot fi împărțite în mod obligatoriu (nucleoid, MTC, peretelui celular, citoplasmei, 70S ribozomi) și opțional, care poate fi omisă în unele specii (capsule, plasmide, incluziuni, flageli, baut, etc.).
Capsula. peretele celular al multor bacterii înconjoară stratul de substanță amorfă, hidrofil. Capsula constă din polizaharide (exopolizaharide), uneori de polipeptide; de exemplu, capsula B. anthracis constă din acidul polimer-D-glutamic. Rolul principal în organizarea capsulelor joacă MTC. microcapsule izolate (detectabil numai atunci când
microscopie electronica, ca un strat de fibrile mucopolizaharidici) și macrocapsule (detectată prin microscopie optică). Unele membrane celulare de bacterii, secretat în mod liber polimerii aranjate în jurul ei, formând un strat de mucus. Mucusul este solubil în apă. exopolizaharidelor mucoide caracteristice tulpinilor mucoide de Pseudomonas aeruginosa, frecvent intalnite in sputa pacientilor skistoznym fibroza. Capsula protejează bacteriile și mucus de daune, uscare, fagocite. efectele factorilor bactericide oferă aderență pe diferite substraturi pot conține rezerve de nutrienți. antigenul capsulei (antigenul K). Pentru a vizualiza capsule folosind metode de colorare negative (de către Burri-Hins).
perete celular. Peretele celular este unic în compoziția chimică, structura celulei procariote. Acesta îndeplinește mai multe funcții importante: protejează bacteriile de la influențe externe, oferindu-le o formă distinctă, menține un mediu intern constant, ia parte la diviziunea pe celula suprafețele de perete sunt receptori pentru bacteriofagi, bacteriocine și diverse substanțe chimice, peretele celular se efectuează transportul de substanțe nutritive și excreție metaboliți. Această structură durabilă, rezistentă având o structură complicată. Peretele celular bacterian cadru de referință este peptidoglican (murein, mucopeptidelor) - heteropolimer compusă din grupări repetabile dizaharid și catene laterale reticulate. Un dizaharida, este o unitate structurală a peptidoglicanului este compus din N - acetilglucozamină și N - acidul acetilmuranic legat # 946; - glicozidice. Prin acizii N-acetilmuranic molecula alăturat oligopeptide care formează catena laterală. Legarea fragmentelor peptidoglicanice este formarea unei legături peptidice între restul de aminoacid terminal al podului (D-alanină) de la restul de aminoacid penultim adiacent podului (L-lizină sau acid diaminopimelic). Punțile laterale formate de patru aminoacizi, în cruce (fibre vertical peptidoglican de legare) - cinci aminoacizi. Structura lateral și transversale Podurile include aminoacizi unici prezenți numai în procariote, ceea ce face ca tinta de conectare pentru un număr de agenți antibacterieni.
Conform structurii peretelui celular și compoziția microorganismelor sunt împărțite în gram-pozitive și gram-negativ, care este o caracteristică importantă, reflectată în taxonomia microbi artificiali. Componenta principală a peretelui celular gros de peptidoglican bacteriene gram-pozitive este multistratificată, constituind 40-90% din masa peretelui celular. Cu peretele celular peptidoglicanilor de bacterii Gram-pozitive de acid teicoic bacterian este legat covalent (de teichos grecești. - Wall), ale căror molecule sunt lanțuri de reziduuri 8-50 de glicerină și ribitol unite prin punți fosfat. Peretele celular al bacteriilor Gram pozitive conține o cantitate mică de polizaharide, lipide, proteine.
Fig. 2. Structura peretelui celular al bacteriilor
Compoziția peretelui celular al bacteriilor Gram-negative includ lipoprotein membranei exterioare asociată cu subiectul prin intermediul stratului de peptidoglican. Pe secțiunile ultrasubțiri cu membrana bacteriană exterioară are o formă ondulată o structură cu trei straturi similară cu membrana internă, numită citoplasmatică. Componenta principală a acestor membrane este bimolecuă stratul lipidic (dublu). Stratul interior conține fosfolipidele membranei externe, iar în stratul exterior este lipopolizaharida. membrana exterioara lipopolysaccharide este compus din 3 fragmente: lipid A - structuri conservatoare au substanțial aceleași bacterii Gram-negative; (. Lat CORE - core) nucleu sau miez, o parte vaca structura oligozaharidică relativ conservate (o parte permanentă a miezului LPS este acid ketodezoksioktonovaya); lanț foarte variabile polizaharid O-specific, format prin repetarea secvenței oligozaharid identice (O-antigen). Proteinele matrice ale membranei exterioare se permeat, astfel încât moleculele de proteine numite porins, margine porii hidrofili prin care apa si moleculele hidrofile mici.
Când încălcarea sintezei peretelui celular bacterian din cauza diverși factori de celule formate cu o formă modificată (de obicei, sferice) protoplaști - bacterii, complet lipsite de peretele celular; sferoplaștii - cu parțial păstrat peretele bacteriilor celulare. Bacteriile sfero- sau tipuri de protoplaști, care și-au pierdut capacitatea de a sintetiza peptidoglican și capabil de a reproduce sunt numite L-forme. Există instabilă formă de L, care pot fi inversate, „înapoi“ la celula bacteriană inițială, și L-formă stabilă, care nu sunt capabile de reversie.
Citoplasmatice membrana. CPM - este o structură celulară necesară, care este barieră fizică, osmotic, metabolică între conținuturile interne ale celulelor bacteriene și mediul extern. MTC este alcătuit din două straturi de fosfolipide și încorporate într-un lipide molecule de proteină de membrană (ca cele mai multe membrane biologice). Proteinele alcătuiesc 20-75%, lipide - 25-40% și în cantități mici, in MTC sunt prezente carbohidrati si ARN, proteinele MTC împărțit în structurale și funcționale. Prima formă diferită structură MTC reprezentată de enzime a doua implicate în reacțiile de sinteză la suprafața membranei, și a proceselor de oxidare-reducere, precum si a unor enzime specializate (implicat permează în transportul substanțelor). Dacă creșterea excesivă (în comparație cu creșterea peretelui celular) cito plasmatica membrane intussusceptum - invaginatie ca structuri de membrane răsucite dure numite mesosoma. Mesosoma formează partițiilor transversale între celulele care se divid și sunt atașarea cromozomul bacterian.
Unele spațiu periplasmic bacterian situată între MTC și peretele celular - cavitatea aproximativ 10 nm lățime. În afara acestui spațiu se deschide porii peretelui celular, sunt situate în interiorul unor enzime celulare (RNază, fosfataza, | 3-lactamaza).
Citoplasmă. Citoplasma bacteriilor este o matrice coloidală care servește pentru implementarea funcțiilor vitale. Citoplasma conține majoritatea bacteriilor ADN-ului, ribozomi și granule de rezervă; spațiul rămas este ocupat de faza coloidală. Principalele sale componente - enzime solubile și ARN (ARNm și ARNt).
genomul bacterian. nucleu echivalent în bacterii este nucleoid (genofor). Acesta este situat în zona centrală a bacteriilor în formă de molecule duble superrăsucită circulare de ADN. Acesta este de 2-3% din greutatea uscată a celulelor (mai mult de 10% în volum). Genofor nu conține histone. Volumul de informatii genetice codificate in cromozomul bacterian depinde de tipul de bacterie. Mai mult nucleoid într-o celulă bacteriană sunt extracromozomial purtători de informație genetică - ADN-ul plasmidic sunt inele covalent închise. Plasmidele transporta un număr de diferite gene care codează pentru caracteristici suplimentare (opțional) de bacterii, de exemplu, gene de rezistență la antibiotice (K-factor). Bacteriile pot schimba plasmide în timpul conjugare.
Ribozom. ribozomilor bacterieni - formațiuni globulare complexe care constau din molecule de ARN și proteine înrudite. Ribozomii sunt necesare pentru sinteza polipeptidelor. Numărul de ribozomilor în diferite celule bacteriene variază de la 5 la 50 mii. Diametrul ribozomului este de aproximativ 16-20 nm. Rata de depunere este prin ultracentrifugare 70S (unități Svedberg), în timp ce 80S celule eucariote. Ribozomi de bacterii sunt compuse din două subunități, cu un coeficient de sedimentare 50S și 30S (de la 40S eucariote și 60S). Combinații de subunități are loc înainte de începerea difuzării. ARN ribozomal (ARNr) - elemente conservatoare bacterii ( „ceas molecular“ evoluție). 16S ARNr o parte din subunitatea mică ribozomale 23S ARNr și - în subunitatea mare ribozomale. Studiul ARNr 16S este baza sistematicii moleculare, care permite organismelor de a evalua gradul de rudenie. Diferențele în structura ribozomilor celulelor procariote și eucariote face ribozomii eucariote practic rezistente la antibiotice care blocheaza sinteza proteinelor in bacterii.
Granule de schimb. In citoplasma bacteriilor contine diferite incluziuni, care conțin metaboliți în exces temporar. Granulele pot fi rezervate polizaharide (amidon, glicogen), grăsimi (trigliceride de stocare din drojdii SapsNs1a 1 genus g) polimeri # 946; - Acid hidroxibutiric, polifosfati (volutin) C. diphtheriae, sulf și alte proteine cristalizate.
Flageli. bacterii flageli sunt organe de mișcare (locomotor) bacterii. Locație flagele - o trăsătură caracteristică a avea o semnificație taxonomică. În funcție de numărul și locația flagella distinge monotrihi - un flagellum (V. cholerae), peritrichous (din reri greacă -. În jurul și trichos - par) - flagele peste suprafața celulei bacteriene lofotrihi (E.soli) (din 1ophos greacă -. Beam si trichos - par) - un pachet de flagele la un capăt al celulei (Pseudomonas), amfitrihi (din atrhi greacă -. dublu față și trichos - păr) - un singur flagel sau flagele balot diferite poli ai celulei (Spirillum). Flagellum - un fir tubular curbat elicoidală formată de subunități ale flagellin proteine. grosime flageli 12-20 nm, lungime 3-15 mm (lungime mai mare de celule). Flageli constau din trei părți: un filet elicoidal, corpul bazală și cârlig. bazala cuprinde o tijă cu roți speciale, o pereche de discuri - în bacterii Gram-pozitive și 2 perechi de discuri - in bacterii Gram-negative. flageli Disk atașat la membrana citoplasmatică și peretele celular. Acest lucru creează efectul unui motor electric cu arborele - cu motor rotativ flagellum. flageli bacteriene efectua mișcări de translație și de rotație, împingând bacteriile printr-un mediu ca elice unei nave. Flageli sunt H antigeni, care este utilizat în identificarea serologică.
Mobilitatea bacteriilor este determinată prin microscopie „zdrobit“ sau droguri „visya-
a cărui „picături. Capacitatea de mișcare poate fi determinată, de asemenea, după inoculare de bacterii într-o coloană înțepa agar semisolid (specii mobile cresc peste întreaga grosime a mediului, fixat - prin înțepătură) sau bacterii de semănat în condensatului agar coloană teșită apos.
(Înot tipuri mobile ale condens pe suprafața mediului și coloniza-l).
Microvililor. În plus față de flagella, suprafața este acoperită de mai multe bacterii excrescențe citoplasmice - microvililor, comune specii mobile și staționare. Pili (fimbrii, vilozităților) - formațiuni filamentare, mai subțire și mai scurt (3-10 nm x 0.3-10 microni) decât flageli. Pili departe de suprafața celulară și sunt compuse din proteina pilină, având activitate antigenică. Distinge potabilă responsabil pentru aderența la atașarea bacteriei infecteaza o celula; băut, responsabil pentru alimente, metabolismul apei de sare și sex (F-băut) sau băut konyugatsionnye. Am băut numeroase - câteva sute de per celulă. Odna-
de sex Pilii este de obicei 1-3 per celulă: acestea sunt formate prin așa-numitele „masculin“
Sporii prost pătate și rămân incolore în celule colorate atunci când se utilizează tehnici de colorare convenționale (metode simple, Gram colorare). Pentru vopsirea sporii metoda Ozheshko folosite (Aueski).
5. Principalele forme de bacterii
Anumite tipuri de bacterii cu o constanță suficientă inerentă: o formă definită, mărimea și localizarea. Lungimea celulelor bacteriene variind de la 0,1-0,2 microni (specii Mucoplasma) la 10-15 microni (specii de Clostridium), grosime - de la 0,1 la 2,5 microni. Medie dimensiuni bacterii 2-3x0.3-0.8 microni. Există trei forme de bază de bacterii - sferice (coci), în formă de tijă (cilindrice) și încrețite (spirală).
Fig. 3. Forme de bacterii de bază (microfotografii) a) sferic (coccus); 6) tijă; c) sertizată
Majoritatea coci (din Kokkos greacă -. Berry, semințe) sunt sferice sau ovale, anumite celule pot fi lanceolate (pneumococ) sau fasole (Neisseria). Printr-un aranjament de celule de caractere din frotiurilor a fost diplococci izolat (aranjate în perechi), streptococi (lanțuri situate), Staphylococcus (aranjate într-o ciorchinilor) sartsiny (pachete aranjate la 8. 16. 32 sau mai multe celule), și altele.
bacterii în formă de tijă diferă în formă toate celulele și aranjamentul reciproc. Sticks pot fi corecte (E. coli), forme neregulate (Corynebacterium) ramificare (actinomicete). bacterii în formă de tijă pot fi situate în Maçka individual și în mod aleatoriu (monobacterium), perechi (diplobakterii) sau lanț (strepto-bacterii. Streptobatsilly) (Fig. 4).
Fig. 4. Principalele forme de bacterii
Formularul Convoluted - prezintă bețe curbe. În funcție de forma și cantitatea de ondulare, trei tipuri de celule: (. De la entorse vibrio- grecești, se apleacă) vibrios au buclat. care să nu depășească un sfert de elice rândul său (curbat ca o celule virgulă): spirilla au 3-5 bucle mari și spirochete - un număr mare de bucle mici (Figura 5) (din limba greacă speira- în spirală.).