Структура бактеріальної клітини

З точки зору сучасної науки, прокаріоти мають примітивну структуру. Але саме це "простота" допомагає їх вижити в найбільш несподіваних умовах. Наприклад, у джерелах сірководню або атомних полігонів. Вчені розрахували, що загальна маса всіх земних мікроорганізмів становить 550 мільярдів тонн.

Бактерії мають одноцитуну структуру. Але це не означає, що бактеріальні клітини проходять перед тваринами або рослинами. Мікробіологія вже має знання сотень тисяч видів мікроорганізмів. Однак представники науки виявляють свої нові типи та риси щодня.

Недарма, що для повного розвитку поверхні Землі мікроорганізми повинні приймати різноманітні форми:

• Cockki - кулі;
• Стрептококи - ланцюги;
• Bacillus - палички;
• Вібрації - вигнуті коми;
• Spriilla - спіралі.

Розмір бактерій вимірюється при нанометрах та мікрометрах. Їх середнє значення становить 0,8 мкм. Але серед них є прокаріоти-гіганти, що досягають 125 мкм і більше. Реальні гіганти серед ліліпусів є спірокетами довжиною 250 мкм. Порівняйте з ними розмір найкращих прокаріотичних клітин: mycoplasma "ростуть" трохи і досягають діаметром 0,1-0,15 мкм.

Варто сказати, що гіганти-бактерії не так легко вижити в навколишньому середовищі. Для них важко знайти достатньо поживних речовин для успішного виконання їх функції. Але вони нелегка здобич для бактерій хижаків, які харчуються своїми хлопцями - одноклітинними мікроорганізмами, "лежачи" і пити їх.

Зовнішня структура бактерій

Стільникова стінка

• Клітинна стінка бактеріальної клітини є захистом для нього та підтримки. Це дає своє мікроорганізм, конкретну форму.
• Стінка стільникової стінки. Через нього проходять поживні речовини всередині та обмінюються продукти (метаболізм) назовні.
• Деякі типи бактерій виробляють спеціальну слизу, яка нагадує капсулу, яка захищає їх від сушіння.
• Деякі клітини мають флаглі (один або декілька) або vilissions, які допомагають їм рухатися.
• В бактеріальних клітинах, які, коли фарбування в грамі, придбають рожевий колір (грам-негативний) клітинну стіну тонше, багатошарову. Ферменти, за допомогою яких відбувається розщеплення поживних речовин, назовні.
• Бактерії, які, при фарбуванні грам, набувають фіолетового забарвлення (грам-позитивний), стінка клітин жиру. Поживні речовини, які входять до клітини, розщеплюються у периплазмічному просторі (простір між клітинною стінкою та цитоплазмою мембраною) гідролітичними ферментами.
• На поверхні клітинної стіни є численні рецептори. До них прикріплені дитячі вбивці - фаги, коліни та хімічні сполуки.
• Ліпопротеїни стіни в деяких типах бактерій є антигенами, які називаються токсинами.
• З довгостроковим лікуванням антибіотиками та з ряду інших причин, деякі клітини втрачають оболонку, але зберігають здатність відтворювати. Вони придбають округлу форму - L-форму і можуть зберігатися в організмі людини (коккі або туберкульоз палички). Нестабільні L-форми мають можливість приймати початковий вигляд (реверсія).

Капсула

Під несприятливими умовами зовнішнього середовища бактерія утворює капсулу. Мікрокапсули щільно прилягають до стіни. Його можна побачити тільки в електронному мікроскопі. Маккапсула часто утворює патогенні мікроби (пневмококи). CHLEBSEYELLAS Пневмонія Мкапсула завжди виявляється.

Капсоподподібна оболонка

Капсоподподібна оболонка - це освіта, яка негативно пов`язана з клітинною стінкою. Завдяки бактеріальним ферментам, капсоподоподібна оболонка покрита вуглеводами (екзополісахаридами) зовнішнього середовища, завдяки чому забезпечується прилипання бактерій з різними поверхнями, навіть повністю гладка. Наприклад, стрептококи, що потрапляє в організм людини, може приклеювати зуби та серцеві клапани.

Функції капсули різноманітні:

• Захист від агресивних умов навколишнього середовища,
• Забезпечення адгезії (прилипання) з клітинами людини,
• Володіючи антигенними властивостями, капсула має токсичний ефект при введенні живого організму.

Джгутика

• Деякі бактеріальні клітини мають флагер (один або декілька) або віллі, що допомагає рухатися. Склад прапорів - скорочувальний білковий флагер.
• Кількість ароматів може бути різним - один, розшарування джгутики, флагеру на різних кінцях клітини або по всій поверхні.
• Рух (безладне або обертальне) здійснюється внаслідок обертального руху джгутики.
• Антигенні властивості флагер мають токсичний ефект до хвороби.
• Бактерії, які не мають ароматизаторів, що покривають слизу, здатні ковзати. У водних бактеріях містяться вакуолі у кількості 40 - 60, заповнені азотом.

Вони забезпечують занурення і поплавку. У грунті бактеріальна клітина рухається уздовж грунтових каналів.

Бачив

• Пілінг (Vilrow, FMMMI) Накрийте поверхню бактеріальних клітин. Свинина - це гвинтова скручена тонка порожнина нитка білкового характеру.
• Випив загальний типЗабезпечити адгезію (прилипання) з клітинами-хазяїнами. Їх кількість величезна і коливається від декількох сотень до декількох тисяч. З моменту прикріплення, починається будь-який інфекційний процес.
• Секс-пилкисприяють передачі генетичного матеріалу від донора до одержувача. Їх кількість від 1 до 4 на клітину.

Цитоплазматична мембрана

• Цитоплазматична мембрана розташована під клітинною стінкою і є ліпопротеїном (до 30% ліпідів та до 70% білків).
• У різних бактеріальних клітинах, інший ліпідний склад мембран.
• Мембранні білки виконують багато функцій. Функціональні білкипредставляють ферменти, завдяки чому синтез різних компонентів та інших відбувається на цитоплазматичній мембрані.
• Цитоплазматична мембрана складається з 3-х шарів. Подвійний фосфоліпідний шар проникає глобулінами, які забезпечують транспортні речовини в бактеріальній клітці. У разі порушення своєї роботи, клітинка вмирає.
• Цитоплазматична мембрана бере участь у спорт.

Внутрішня структура бактерій

Цитоплазма

Весь вміст клітини, за винятком ядра та клітинної стінки, називається цитоплазмою. У рідині, фаза безперервності цитоплазми (матриці) є рибосоми, мембранні системи, мітохондрія, пластик та інші структури, а також запасні поживні речовини. Цитоплазма має надзвичайно складну, тонку структуру (шаруватий, гранульований). За допомогою електронного мікроскопа багато цікавих деталей структури клітини.

Зовнішній ліпопродіфмічний шар бактерій протопласту з спеціальними фізико-хімічними властивостями називається цитоплазматичною мембраною. Всередині цитоплазма є всі життєві структури та органел. Цитоплазматична мембрана виконує дуже важливу роль - регулює потік речовин у клітку та виділення зовнішніх обмінних продуктів. Через мембрану поживні речовини можуть надходити в клітину в результаті активного біохімічного процесу, що включає ферменти.

Крім того, мембрана відбувається синтез деяких компонентів клітини, переважно компонентів клітинної стінки та капсули. Нарешті, в цитоплазматичній мембрані існують істотні ферменти (біологічні каталізатори). Упорядковане розташування ферментів на мембранах дозволяє регулювати свою активність і запобігти руйнуванню єдиних ферментів іншими. Рибосоми пов`язані з мембраною - структурними частинками, на яких синтезується білок. Мембрана складається з ліпопротеїнів. Це досить сильно і може забезпечити тимчасове існування клітки без оболонки. Цитоплазматична мембрана до 20% сухої маси клітини.

На електронних фотографіях тонких секцій бактерій цитоплазматична мембрана представлена ​​як безперервна важка вага товщиною близько 75А, що складається з легкого шару (ліпідів), укладеного між двома темними (білками). Кожен шар має ширину 20-30а. Така мембрана називається елементарною.

Гранули

У цитоплазмі бактерій клітини часто містять гранули різних форм і розмірів. Однак їхня присутність не може розглядатися як постійна ознака мікроорганізму, вона, як правило, значною мірою пов`язана з фізичними та хімічними умовами навколишнього середовища.

Багато цитоплазматичних включень складаються з сполук, які служать джерелом енергії та вуглецю. Ці запасні речовини утворюються, коли організм поставляється з достатньою кількістю поживних речовин, і, навпаки, використовується, коли тіло потрапляє в умови менш сприятливим джерелом живлення.

Багато гранул бактерій складаються з крохмалю або інших полісахаридів - глікогену та граноласа. Деякі бактерії під час зростання на середніх цукрах середовища всередині клітин виявляються жирними краплями. Іншим поширеним типом гранульованих включень є волютін (гранули метарматин). Ці гранули складаються з поліметафосфату (запасні речі, що включають залишки фосфорної кислоти). Поліметафосфат служить джерелом фосфатних груп та енергії для тіла. Бактерії частіше накопичують волютін у незвичайних харчових умовах, наприклад, на сірчаній середовищі. У цитоплазмі деяких сірчаних бактерій є краплі сірки.

Мезосоми

Між плазмовою мембраною та клітинною стінкою є ланка у вигляді претендентів - мости. Цитоплазматична мембрана часто дає інвагінацію - пірсинг всередині клітини. Ці явища утворюють спеціальні мембранні структури в цитоплазмі, що називаються мезосомами.

Деякі види мезо є телят, відокремлені від цитоплазми своєї мембрани. Всередині таких мембранних мішків упаковуються численні бульбашки та канальці. Ці структури виконують різні функції від бактерій. Деякі з цих структур є аналогами мітохондрій.

Інші виконують Funglastoplastic Network або Golgi обладнання. За допомогою інвагінації цитоплазматичної мембрани також формується фотосинтетичний апарат бактерій. Після уявлення, цитоплазма мембрани продовжує рости і утворює стеки, які, за аналогією з гранулами хлоропластів рослин, називаються купами тілакоїдів. У цих мембранах часто наповнюють самим собою більшу частину цитоплазми бактеріальної клітини, пігменти (бактеріохлорфіл, каротиноїди) та ферменти (цитохроми) локалізуються, що проводять процес фотосинтезу.

Нуклеотид

Бактерії не мають такого ядра, як і найвищі організми (еукаріот), і є його аналог - "ядерний еквівалент" - нуклеотид, який є еволюційною більш примітивною формою ядерної речовини.Він складається з однопального ДНК-пункту ДНК-кільце з довжиною 1,1 -1,6 нм, яка розглядається як одна бактеріальна хромосома, або ген до. Нуклеотид прокаріотів не доставляється від решти мембранної клітини - він не має ядерної оболонки.

Структура нуклеозних структур включає РНК-полімеразу, основні білки, і немає гістонів хромосоми на цитоплазматичній мембрані, а в грампозитивних бактеріях - на мезосомі. Бактеріальна хромосома повторюється поліконсерватором: батьківська подвійна ДНК-спіраль обертається, а нова комплементарна ланцюг збирається на матриці кожного полінуклеотидного ланцюга. Нуккейд не має мітотичного апарату, а невідповідність між дочірніми компаніями забезпечується зростанням цитоплазматичної мембрани.

Бактеріальне ядро ​​- диференційована структура. Залежно від стадії розробки нуклеоїдна клітина може бути дискретною (переривчастою) і складатися з окремих фрагментів. Це пов`язано з тим, що розподіл бактеріальної клітини у часі здійснюється після завершення циклу реплікації молекули ДНК та оформлення дочірніх хромосом.

Основний обсяг генетичної інформації бактеріальної клітини концентрується в нуклеотиді. На додаток до нуклеотисту в клітинах багатьох бактерій виявляються екзаменальні генетичні елементи - плазміди, представлені малі кільцеві молекули ДНК, здатні до автономної реплікації.

Плазміди

Плазміди є автономними молекулами, прокатуються в кільце, двосторонній ДНК. Їх маса значно менше, ніж маса нуклеотиду. Незважаючи на те, що спадкова інформація кодується в ДНК-плазміді, вони не є життєво важливими та необхідними для бактеріальних клітин.

Рибосоми

У цитоплазмі бактерій містяться рибосоми - білкові-синтезуючі частинки діаметром 200а. Є більше тисячі клітин. Складається з рибосомів з РНК і білка. У бактеріях багато рибосомів розташовуються в цитоплазмі вільно, деякі з них можуть бути пов`язані з мембранами.

Рибосоми є центрами синтезу білка в клітці. У той же час вони часто пов`язані один з одним, утворюючи агрегати, називаються полірибосом або полісомами.

Включення

Включення - ядерні та ядерні клітини метаболічні продукти. Вони є поживними речовинами: глікоген, крохмаль, сірка, поліфосфат (валюта) та ін. Включення часто при фарбуванні набуває інший погляд, ніж колір барвника. Валюта можна діагностувати з дифтерією палички.

Що не вистачає в клітинах бактерій?

Оскільки бактерії є прокаріотичним мікроорганізмом, в клітинах бактерій завжди не вистачає багатьох органоідої, які притаманні еукаріотичним організмам:

• Апарат Голджі, який допомагає клітині в тому, що непотрібні речовини накопичуються, а згодом відображає їх з клітини;
• Пластиди, що містяться лише в клітинах рослин, викликають їх фарбування, а також відіграють значну роль у фотосинтезі;
• Лізосоми, що володіють спеціальними ферментами та допомагають розщеплення білків;
• Мітохондрія забезпечує клітини необхідною енергією, а також бере участь у відтворенні;
• ендоплазматична мережа, що забезпечує транспортування в цитоплазмі певних речовин;
• Комірковий центр.

Варто також згадати, що бактерії не мають клітинної стінки, тому процеси, такі як піноцітоз та фагоцитоз, не можуть протікати.

Особливості процесів бактерій

Будучи спеціальними мікроорганізмами, бактерії адаптуються до існування в таких умовах, коли кисень може бути відсутній. І сам подих відбувається через мезос. Також дуже цікаво, що зелені організми здатні до точно фотосинтезу, як рослини. Але важливо враховувати той факт, що в рослинах процес фотосейтинтиту відбувається в хлоропластах, а бактерії в мембранах.

Відтворення в бактеріальній клітці відбувається примітивний спосіб. Спеціальна клітина ділиться на два, через деякий час вони досягають зрілості, і цей процес повторюється. У сприятливих умовах на день може виникнути зміна 70-80 поколінь. Важливо пам`ятати, що такі методи розведення як мітозу та мейозу недоступні через її структуру. Вони притаманні лише еукаріотичним клітинам.

Відомо, що утворення суперечок є одним з декількох способів розведення грибів та рослин. Але бактерії також знають, як утворити суперечки, яка притаманна трохи їх виду. Вони мають цю здатність випробувати особливо несприятливі умови, які можуть бути небезпечними для їхнього життя.

Відомі такі види, здатні вижити навіть у просторі. Це не може повторити будь-які живі організми. Бактерії стали попередниками життя на Землі через простоту своєї структури. Але той факт, що вони існують до цього дня показують, наскільки важливо для світу навколо нас. З їх допомогою люди можуть наблизитися до відповіді на питання про походження життя на Землі, постійно вивчаючи, бактерії та вивчення чогось нового.

Найцікавіші та захоплюючі факти про бактерії

Стафілококові бактерії жадають для крові людини

Золотий стафілокок (Staphylococcus aureus) є загальним типом бактерій, які впливають на близько 30 відсотків всіх людей. У деяких людей він є частиною мікробіомою (мікрофлори), і відбувається як всередині тіла, так і на шкірі або в порожнині рота. Хоча є нешкідливі штами стафілококу, інші, такі як метицилін-стійкий стафілококовий аурес), створюють серйозні проблеми зі здоров`ям, включаючи шкірні інфекції, серцево-судинні захворювання, менінгіт та захворювання захворювання травлення.

Дослідники в Університеті Вандербілт виявили, що бактерії стафілококів віддають перевагу крові людини в порівнянні з кров`ю тварин. Ці бактерії не байдужі до залози, яка міститься в гемоглобіні, виявленому в червоних кров`яних клітинах. Золотий Staphylococcus розбиває клітини крові, щоб дістатися до заліза всередині них. Вважається, що генетичні варіації гемоглобіну можуть зробити деякі люди більш бажаними для бактерій стафілококових, ніж інші.

Бактерії викликають дощ

Дослідники виявили, що бактерії в атмосфері можуть відігравати певну роль у виробництві дощу та інших форм опадів. Цей процес починається, коли бактерії з рослин переносяться на вітер в атмосферу. На висоті льоду утворюється навколо них, і вони починають рости. Як тільки заморожені бактерії досягають певного порогу росту, лід починає розтопити і повертається до землі у вигляді дощу. Бактерії типу PSEDOMONAS SYRINGAE навіть були знайдені в центрі великих частинок граду. Вони виробляють спеціальний білок у клітинних мембранах, що дозволяє одночасно пов`язувати воду, сприяючи утворенню льоду.

Боротьба з бактеріями, що провокує вугрів

Дослідники виявили, що деякі штами бактерій, що викликають вугрів, фактично допоможуть запобігти вугрів. Бактерії, які викликають вугрів - пропіономіонові вузни, живе в порах нашої шкіри. Коли ці бактерії провокують імунну відповідь, площа на шкірі набухається, а прищі утворюються.

Однак було встановлено, що деякі штами бактерій рідше викликають вугри. Ці штами можуть бути причиною того, що люди з здоровою шкірою рідко з`являються вугри. Вивчення генів штамів Propionibacterium acnes, зібраних у людей з вугром та здоровою шкірою, дослідники виявили штампи, які поширювалися на чистій шкірі, і рідко зустрічаються на шкірі з вугрі. Майбутні дослідження включатимуть спроби розробити препарат, який вбиває лише причиною бактерій штамів пропіонобактерій щ.

Бактерії на яснах можуть призвести до серцево-судинних захворювань

Хто б подумав, що регулярне прибирання зубів може допомогти запобігти серцевій хворобі? Раніше дослідження виявили зв`язок між захворюваннями ясен та серцево-судинними захворюваннями. Зараз вчені знайшли специфічне співвідношення між цими захворюваннями.

Передбачається, що бактерії та люди виробляють певні типи білків, називаються стресовими білками. Ці білки утворюються, коли клітини відчувають різні типи стресових станів. Коли людина має інфекцію гумки, клітини імунної системи починають атакувати бактерії. Бактерії виробляють напружені білки при атаку, а білі кров`яні клітини також атакують білки стресу.

Проблема полягає в тому, що білі кров`яні клітини не можуть розрізняти білки, що виробляються бактеріями, і ті, які виробляються організмом. В результаті клітин імунної системи, стресові білки, вироблені організмом, також атакують, що викликає накопичення лейкоцитів у артеріях і призводить до атеросклерозу. Кальсована серце є основною причиною серцево-судинних захворювань.

Бактерії грунту покращують навчання

Ви знали, що час, проведений в саду або роботі в саду, може допомогти вам навчитися краще? На думку дослідників, бактерія грунту Mycobacterium Vaccae здатні покращити відхід до ссавців.

Напевно, ці бактерії потрапляють у наше тіло шляхом ковтання або через дихання. За пропозицією вчених, бактерія Vaccakium Mycobacterium покращує навчання, стимулюючи ріст нейронів головного мозку, що призводить до збільшення рівня серотоніну та зменшення занепокоєння.

Дослідження проводилося за допомогою мишей, які годували живими бактеріями Mycobacterium Vaccae. Результати показали, що миші, що використовують бактерії, перемістили лабіринт набагато швидше і з меншим рівнем тривоги, ніж миші, які не годували бактеріями. Вчені вважають, що Mycobacterium Vaccae відіграє роль у поліпшенні вирішення нових завдань та зменшення рівня напруги.

Бактеріальні енергетичні машини

Дослідники з Національної лабораторії Аргона виявили, що бактеріальна бактерія, яка має здатність обертати дуже дрібні передачі. Ці бактерії є аеробними, тобто потребують кисню для росту та розвитку. Коли вони поміщають у розчин з повітряними мікробулками, бактерії плавають у зубчасті зубці і змушують його обертати в певному напрямку.

Кілька сотень бактерій, що працюють у унісон, щоб почати обертання передач. Було також виявлено, що бактерії можуть обертати кілька взаємопов`язаних передач. Дослідники змогли контролювати швидкість, з якою бактерії обертаються передач, регулюючи кількість кисню у розчині. Зменшення кількості кисню призвело до уповільнення бактерій. Видалення кисню робить їх повністю перестати рухатися.