1. Структура та молекулярно-біологічні особливості рибосом бактерій.

Рибосомы-частицы 16-18 нм, состоят из РНК(60-65%) и белка(35-40%). Содержат от 80-85% всех РНК бактериальной клетки. По аминокислотному составу белок рибосом прокариот сходен с гистонами хромосом эукариот -70S частицами которые при понижении C(Mg2+)< 10-3 моль распадаются на 30S и 50S еденицы, различающееся размерами молекул РНК и количество входящих в них молекул белков. 30S-сод. 1 молекулу 16S РНК и 21 молекулу белков. 50S- сод. 2 молекулу РНК 5S и 23S и 34 молекул белка. 30S субъединицы различаются по форме (у эубакт – нет носика и лопастей, у архебакт только носик. у эукариот есть и то и то). Большинство бактерий сод. 1,5-50 тыс. рибосом, кол-во кот. меняется в течении ее развития. Скорость роста клетки определяется скоростью роста образования рибосом. В среднем образуется 5-10 рибосом в сек. Большая часть рибосом объединяется в полисомы - агрегаты сост. Из рибосом, РНК, тРНК. У бактерий такие полисомы прикрепляются к нитям РНК, а последние к нитям ДНК и обр. комплексы, кот. объясняют характерную для прокариот ассоциацию процессов трансляции и транскрипции.

2.Отличия двух типов фотосинтеза.

Фотосинтез бактерий может быть двух типов — бескислородный, с использованием бактериохлорофилла (зелёные, пурпурные и галобактерии) и кислородный с использованием хлорофилла (цианобактерии (хлорофиллa), прохлорофиты (a и b)). Цианобактерии, глаукоцистофитовые , красные и криптофитовые водоросли — единственные фотосинтезирующие организмы, содержащие фикобилипротеины. Бактерии, осуществляющие только бескислородный фотосинтез, не имеют фотосистемы II. Во-первых, это пурпурные и зелёные нитчатые бактерий, у которых функционирует только циклический путь переноса электронов, направленный на создание трансмембранного протонного градиента, за счёт которого синтезируется АТФ (фотофосфорилирование), а также восстанавливается НАД(Ф) +, использующийся для ассимиляции CO2. Во-вторых, это зелёные серные и гелиобактерии, имеющие и циклический, и нециклический транспорт электронов, что делает возможным прямое восстановление НАД(Ф) +. В качестве донора электрона, заполняющего «вакансию» в молекуле пигмента в бескислородном фотосинтезе используются восстановленные соединения серы (молекулярная, сероводород, сульфит) или молекулярный водород.

4. 1)Отсутствие у прокариот вторичных полостей одграниченых от цитоплазмы замкнутыми мембранами

2)Цитоплазм ДНК представлена плазмидами и эписомами не окруженными мембранами. У прокариот отсутствуют митахондрии, пластиды, ЭПР, к.Гольджи, вакуоли, лизасомы, кл.центр, цитоскелет и др.

3)Прокариотич кл. содержит нуклиоид представленный кольцевой двухцепочечной молек. ДНК, которая неотделена от цитоплазмы мембраной и не связана с основными белками гистонами. Гаплоидный набор хромосом у прокариот. Митоз и мейоз отсутствует.

4)Прокариоты имеют дыхательную с-му в составе мембранных образований (мезосомы). Фотосинтезирующие бакт. осущ фотосинтез в мембр. не имеющих специфические укладки. В мембранах отсутствуют стерины (кроме Микоплазм). Имеют рибосомы 70S – типа сост из 2-х субъединиц 30S и 50S. Жгутики прокариот сост. из одной или нескольких фибрилл (у эукариот 20). Для прокариот не характерно: фагоцитоз, пиноцитоз (эндоцитоз), экзоцитоз, отсутстивует внутриклеточное пищеварение, цитоплазма неподвижна.

5.Грибы. Fungi

Распространение; повсеместно, споры грибов встречаются в любых экосистемах. Почвенные, водные, паразиты животных, человека, растений. Наибольшее кол-во грибов встречается в почве. Способны разлагать биополимеры, питаются продуктами их гидролиза, поэтому выполняют очень большую работу в биохим. цикле, особенно С, по минерализации орг. в-в. Цитология: эукариоты, имеют общие черты и с растениями и с животными (есть вакуоли, не способны к движению, но явл. гетеротрофами, т. к. нет хлорофилла). Состав клет. стенки: хитин, целлюлоза. Морфология форма клеток - нитевидная (гифы, в совокупности образуют мицелий). Гифы бывают вегетативные и плодоносящие. Мицелий может быть как с перегородками, так и без них (одноклеточный и многоклеточный). Толщина 5-50 мкм.

Размножение:

1) вегетативное (верхушечный рост или обрывками мицелия);

2) бесполое (Споры образуются на плодоносящих гифах (конидиеносцах). Спороношение – важный таксономический признак. Споры могут быть эндоспорами (у более примитивных) и экзоспорами).

3) Половое (спорообразованию предшествует половой процесс, в кач-ве органа размножения у многоклеточных образуются базидии со спорами или сумки со спорами; у одноклеточных – зигота (зигоспора))

Классификация грибов, значение.

1) Архимицеты – наиболее примитивные, микроскопических размеров; зачаточный мицелий или нет мицелия; тело представляет собой голый комочек протоплазмы, который покрывается оболочкой в процессе превращения в спорангий; размножаются бесполым путем посредством подвижных спор – зооспор, развивающихся в спорангие. Явл. внутриклеточными паразитами низших и высших растений. Olpidium brassicae; Synchytrium endobioticum.

2) Фикомицеты – хорошо развитый одноклеточный, многоядерный мицелий; бесполое размножение происходит при помощи неподвижных спорангиеспор или подвижных зооспор, при половом процессе образуется зигота. Phytophthora infenstans; Mucor; Rhizopus/

3) Аскомицеты – сумчатые грибы, мицелий многоклеточный, состоит из многоядерных клеток. Бесполым путем размножаются при помощи конидий; при половом процессе образуются аскоспоры в сумках (асках). Голосумчатые – не образуют плодовые тела Enlomyces. Плодосумчатые - образуют плодовые тела Penicillium; Aspergillus niger, awamori.

4) Базидиомицеты – бесполое размножение редко; основными органами размножения являются базидии с базидиоспорами. а) Одноклеточные базидии: базидии развиваются слоями на плодовых телах шляпочные, трутовики, домовые грибы.

б) Многоклеточные базидии – большинство не имеет плодовых тел; головневые грибы; ржавчинные грибы. Явл. основной массой съедобных грибов р. Boletus, Вешенки, шампиньоны – немикаридные, не нуждаются в симбиозе с высшими растениями, могут выращиваться на экстрактах.

5) Несовершенные грибы – многоклет. грибы, половое размножение не обнаружено; боль-во размножается конидиями, некоторые образуют оидии, другие способны к почкованию или не имеют спец. органов размножения. Z.B. фузариум, ботритис, оидиум и др.

Применение: 1) экологическое (цикл С); 2) отрицательная роль: многие грибы вызывают биоразрушения, выделяя экзоферменты (резина, древесина), 3) биотехнологическое: получение орг. к-т, антибиотиков, сыров, ферментов.

Дрожжи.

Одноклеточные, неподвижные орг-мы: (3-5)*(8-10) мкм; форма округлая, овально-яйцевидная, эллипсоидальная, редко цилиндрическая или лимонообразная; она может меняться в зависимости от условий среды. Дрожжи относятся к грибам, но истинного мицелия не дают, у некоторых есть псевдомицелий. Размножение: вегетативное (почкование) и половое. Распространение: в почве, на плодах и листьях растений. Представители и применение: Saccharomyces cerevisiae – в пр-ве спирта, в пивоварении, квасоварении, хлебопечении; vini – в виноделии; lactis – спиртовое брожение в кисломолочных продуктах; Candida – «кормовые дрожжи», образуют пленки на спиртных напитках, на пов-ти квашенных овощей, в бродильных аппаратах; Torulopsis kefirii – пр-во кумыса и кефира, «кормовые дрожжи».

6. Характеристика водоростей та найпростіших.

Это большое сообщество живых организмов, который насчитывает более 40тыс видов. Это живые организмы которые отличаются различным типами строения, а именно представлены следующие морфологические варианты: одноклеточные, цианоцитные, нитчатые, растенеподобные.

Место обирания приимуществено водоемы, почва, остатки растительности, различные сооружения, где скапливается влага. По способу существования – смешанный с преобладанием у большинства вод фотоавтотрофный тип метаболизма. Водоросли в подавляющем большинстве сапрофиты, но в последнее время в связи с резкими изменениям экологической ситуации все чаще стали выделять определенные виды водорослей, которые представляют опасность для человека и их относят к патогенным. Значение водорослей громадное всвязи прежде всего с трансформацией солнечной энергии с образованием биомассы органических веществ.

Водоросли классифицирует на несколько групп, выдиляют 6 отделов: зеленые, евгленовые, динофлагиляты хризофиты и диатомовые, бурые, красные

Зеленые водоросли, насчитывают 5 тыс. видов. Среда обитания – водоемы. Встречаются различные морфологические типы: циноцитные, нитчатые, одноклеточные. Для них характерно наличие пигментов: хлорофиллов а, в, ксантофиллов и каротин. Наиболее типичный представитель одноклеточных является евглена, которая имеет жгутики. Предполагается, что жгутиковые водоросли являются предками для простейших.

Эвгленовые – только одноклеточные. Для них характерно четко отделенное ядро, наличие хлоропластов, содержащих хлорофилл, 1 - 2 жгутика, нет наружной клеточной стенки, есть внутриклеточная специализация. Некоторые виды способны переходить на гетеротрофный способ существования. Запасные вещества – пармил, который не похож на крохмал. Могут как сохранять так и терять набор пигментов.

Хризофиты и диатомовые – одноклеточные и цианоцитные и нитчатые типы морфологических водорослей. Они состоят из нескольких групп, Ведущая диатомовые, представлены микроскопическими одноклеточными формами. Для них характерно наличие в клеточной стенки – кремнезем – 2 створки заходят одна на другую. Способны к медленному скольжению, движению через жолобки протоплазмы на поверхности клеточной стенки. Имеют диатомовые жиры (липиды) внутри клетки. Характерно наличие пигмента фикоксантина. Они являются наиболее фотозинтезирующими из водорослей.

Динофлагелята представляют собой одноклеточные формы и поверхность которых покрыта панцирем и состоят из отдельных считков. Имеют 2 жгутика, подвижные. Также содержат в большом количестве хлорофиллы, фикоксантины. Могут образовывать громадные скопления и окрашивать воду в бурый цвет.

Бурые относят более 1000 видов. Преобладают растение подобные формы, Представитель ламинария. Цвет обусловлен наличием фукоксантина, котрый также участвует в фотосинтезе. Наличие дополнительных пигментов обусловлено тем, что водоросли занимают различные горизонты. Самые крупные водоросли, Есть водоросли которые имеют форму простых нитей. Они служат источником для образования агар агара.

Красные – есть одноклеточные и растение подобные формы. Специфический пигмент – фитоэретрин. Растут на глубине 100 м взвязи с тем что солнечный свет когда проникает вглубь то вместе с ним уф лучи, которые поглощают финоэритрин. Насчитывает 3тыс видов. Форма в виде различных листеподобных, нитчатых и кружеподобных образований. Среди них есть виды, которые обладают патогенным свойством для человека.

Водоросли, особенно одноклеточные(евглена, зеленые, красные) способны к пластичному переходу веществ. Есть водоросли, которые на свету автотрофы, в темноте переходят на гетеротрофный способ питания.

Характеристика простейших.

Простейшие - группа эукариотических живых организмов,которые не относятся ни к животным ни к растения, ни к грибам!численность простейших свыше 300 тысяч видов.Одноклеточные организмы живут в морских пресных и океанических водах.

Характерезуются эукариотическим строением клетки.Протоплазма простейших выполняет функции дыхания транспорта вещества, передвижение в простаранстве.

Простейшие делятся на 4 класса

1.Амебы. Тело одноклеточное студенистая масса имеют псевдоподии представлены сапрофитами, гетеротрофами, питаются, разложившимися остатками. Дышащие аэробы(пропускают воду). Дыхание происходтит путем окисления органических веществ .

Наличие сократительной вакуоли обеспечивает регуляцию воды в клетке .среди них встречаются патогенны.

2.Инфузории или реснитчатые. Парамециум – имеет определенную постоянную форму и около 2.5 тыс тонких ресничек.Наличие трихоцистов – тело выбрасывающее нити . Большенство из них сапрофиты. Патогенны:балантидии.

3.Споровики неподвижные формы и паразитические формы .Размножение половы или бесполым путем . Могут вызывать малярию, таксоплазмоз.

4.Жгутиковые. Листоподобное строение клетки(евглена). Могут захватывать пищу выдвижением псевдоподий. Евглена содержит хлорофиллы, которые принемают участие в синтез. Синтез при наличии органических веществ. Вольвокс – переход к многоклеточному строению, он сосотоит из 1000 отдельных колоний, передвигается за счет жгутиков. Встречаются патогенны: лешайники. При неблоприятных условияхпростейшие способны образовывать цисты: их тело окружается и покрываеться толстй оболочкой, при благоприятных уловиях простейшие освобождаются от оболочки и начинают подвижный образ жизни.

Простойшие в жизни животных и человека имеют санитарную роль и являются пищей для многих животных.

7.Вирусы.

Группа м/о, не имеющих клет. структуры, отсутствуют ядро, цитоплазма и оболочка; открыты в 1892 г. Д. И. Ивановским. Размеры очень маленькие, проходили в бактериальные фильтры, видно только в электронный микроскоп, размер между мелкой бактерией и крупной белковой молекулой. Признаки: 1) аблигатные паразиты (не могут расти на искусственной среде), 2) не имеют клет. строения (внеклет. форма жизни), 3) отсутствие собственного обмена в-в (нет собственных ферментов), 4) мельчайшие размеры (20-300 нм). Мельчайшая частица вируса наз. вируоном, в виде них вирусы переносятся в орг-мы. Хим. состав – нуклеопротеид (ДНК или РНК, окруженная белковой оболочкой). Размножение включает: 1) прикрепление вирусных частиц к клетке хозяина, 2) проникновение вируса внутрь клетки, 3) внутриклет. размножение вируса, 4) выход частиц вируса из клетки. Форма: сферическая, кубическая, палочковидная. 1) in vivo, 2) метод культивирования в курином бульоне (с 30-х гг.), 3) культивирование в клетках (in vitro) – клетки берут из эмбриональных тканей, 4) культивирование из опухолевых клеток (самый передовой метод)  создание противовирусных вакцин.

8.Клеточная стенка

Клетка бактерий одета плотной оболочкой. Этот поверхностный слой, расположенный снаружи от цитоплазматической мембраны, называют клеточной стенкой. Стенка выполняет защитную и опорную функции, а также придает клетке постоянную, характерную для нее форму (например, форму палочки или кокка) и представляет собой наружный скелет клетки. Эта плотная оболочка роднит бактерии с растительными клетками, что отличает их от животных клеток, имеющих мягкие оболочки. Внутри бактериальной клетки осмотическое давление в несколько раз, а иногда и в десятки раз выше, чем во внешней среде. Поэтому клетка быстро разорвалась бы, если бы она не была защищена такой плотной, жесткой структурой, как клеточная стенка.

Толщина клеточной стенки 0,01—0,04 мкм. Она составляет от 10 до 50% сухой массы бактерий. Количество материала, из которого построена клеточная стенка, изменяется в течение роста бактерий и обычно увеличивается с возрастом.

Основным структурным компонентом стенок, основой их жесткой структуры почти у всех исследованных до настоящего времени бактерий является муреин (гликопептид, мукопептид). Это органическое соединение сложного строения, в состав которого входят сахара, несущие азот, — аминосахара и 4—5 аминокислот. Причем аминокислоты клеточных стенок имеют необычную форму (D-стереоизомеры), которая в природе редко встречается.

Составные части клеточной стенки, ее компоненты, образуют сложную прочную структуру.

С помощью способа окраски, впервые предложенного в 1884 г. Кристианом Грамом, бактерии могут быть разделены на две группы: грамположительные и грамотрицательные. Грамположительные организмы способны связывать некоторые анилиновые красители, такие, как кристаллический фиолетовый, и после обработки иодом, а затем спиртом (или ацетоном) сохранять комплекс иод-краситель. Те же бактерии, у которых под влиянием этилового спирта этот комплекс разрушается (клетки обесцвечиваются), относятся к грамотрицательным.

Химический состав клеточных стенок грамположительных и грамотрицательных бактерий различен.

У грамположительных бактерий в состав клеточных стенок входят, кроме мукопептидов, полисахариды (сложные, высокомолекулярные сахара), тейхоевые кислоты (сложные по составу и структуре соединения, состоящие из сахаров, спиртов, аминокислот и фосфорной кислоты). Полисахариды и тейхоевые кислоты связаны с каркасом стенок — муреином. Какую структуру образуют эти составные части клеточной стенки грамположительных бактерий, мы пока еще не знаем.

Стенки грамотрицательных бактерий более сложные по химическому составу, в них содержится значительное количество липидов (жиров), связанных с белками и сахарами в сложные комплексы — липопротеиды и липополисахариды. Муреина в клеточных стенках грамотрицательных бактерий в целом меньше, чем у грамположительных бактерий. Структура стенки грамотрицательных бактерий также более сложная. С помощью электронного микроскопа было установлено, что стенки этих бактерий многослойные.

Внутренний слой состоит из муреина. Над ним находится более широкий слой из неплотно упакованных молекул белка. Этот слой в свою очередь покрыт слоем липополисахарида. Самый верхний слой состоит из липопротеидов.

Клеточная стенка проницаема: через нее питательные вещества свободно проходят в клетку, а продукты обмена выходят в окружающую среду. Крупные молекулы с большим молекулярным весом не проходят через оболочку.

9. Цитоплазматическая мембрана, ее структура и функции

Цитоплазматическая мембрана - это тонкая пленка (толщиной 7-10 нм), которая окружает цитоплазму бактерий и плотно прилегает к ней. Основу ЦПМ составляет двойной слой фосфолипидов (до 80% всех липидов клетки).Жирные кислоты, входящие в их состав, являются насыщенные или мононенасыщенные. Находятся фосфолипиды в жидкокристаллическом состоянии, обеспечивающем подвижность белка и эластичность мембраны. Кислые фосфолипиды оказывают отрицательный заряд ЦПМ. В состав мембран также входят нейтральные липиды, гликолипиды, каротиноиды, менахиноны, убихиноны и никогда не входят стерины. Главная функция липидов поддержка механической стабильности мембраны и предоставления ей гидрофобных свойств. Мембранные белки включены в фосфолипидного бислоя асимметрично. Если они образуют скопления на его поверхности, то это поверхностные белки, если частично погружены в бислой - периферические, а если пронизывают бислой - интегральные. Периферические и поверхностные белки чаще всего представлены ферментами и содержатся на поверхности билипидного слоя электростатически, а интегральные, образующие поры, - с помощью гидрофобных связей. ЦПМ выполняет следующие функции:

1) служит внутренним осмотическим барьером, кот регулирует избирательный транспорт веществ в клетку и из нее;

2) транспортную функцию;

3) синтетическую - участвует в синтезе мембранных липидов, компонентов клеточной стенки, белков на рибосомах, связанных с мембраной;

4) энергетическую и дыхательную - имеет аденозинтрифосфатную (АТФ) активность, является местом локализации окислительных ферментов, ферментов транспорта электронов, фотосинтетического аппарата;

5) содержит участки для связывания с хромосомой при репликации;

6) содержит центры роста мембраны;

7) участвует в спорообразование.

10. Поверхностные структуры прокариот (клеточная стенка, капсулы, жгутики)

Основным компонентом клеточной стенки яв-ся пеитидогликан, или муреин, присутствует только у прокариот. Исключения составляют микоплазмы, архебактерие и L-формы. Муреин -. гетерополисахариды, состоящий из остатков N-ацетилглюкозамина (производная глюкозы, в которой ОН-группа при втором атоме углерода заменена на аминогруппу) и N-аиетилмурамовой кислоты (эфир остатков N-ацетилглюкозамина и молочной кислоты). Остатки соединены β-1,4-гликозидной связью. К карбоксильной группы лактата N-ацетилмурамовой кислоты присоединяется "пептидный хвост", состоящий из 4-5 аминокислот, преимущественно в D-форме. Он играет большую роль в пространственной конфигурации пептидогликана и, связывая субъединицы, придает ему структуры сетки. Синтез муреина проходит в 3 стадии: в цитоплазме, на ЦПМ (ЦПМ) и в клеточной стенке. По молекулярным строением клеточной стенки все бактерии делятся на 2 группы, что имеет большое диагностическое значение, грамположительные (Гр+) и грамнегативные (Гр-).

В Гр- бактерий в состав клеточной стенки входят тейхоевие и тейхуроновие кислоты. Тейхуроновие кислот представлены остатками уроновых кислот и N-ацетилглюкозамина. В случае недостатка в среде фосфора они замещают тейхоевие кислоты. Тейхоевие кислоты полимеры глицерина или рибита, соединенные фосфодиефирннмы связями. Цепочки тейхоевых кислой содержащих до 20 50 остатков спирта, ОН-группы которого связаные с D-аланином или сахарами, и сквозь поры выступают наружу. Тейхоевие и тейхуроновие кислоты - это главные поверхностные антигены, влияют на катионный обмен, определяют поверхностный заряд, входят в состав рецепторов.

Для Гр-бактерий характерно наличие дополнительной структуры - внешней мембраны, в состав которой входят липополисахаридний комплекс, фосфолипиды, линопротеины, белки. Лииополисахарид - главный компонент внешней мембраны, занимает 40% клеточной стенки Гр-бактерий, является соматическим антигеном (О-ангиген). эндотоксина и рецептором для фатов.Лилопротеин - ие мостик между муреином и внешней мембраной. Белки наружной мембраны делятся на минорные (ферменты- трансп и рецептор функции) и белки-основы (порины, формирующие поры, и матриксных белки, кот участвуют в стабилизации мембраны). Между внешней мембраной и ЦПМ находится периплазматическое пространство, которое содержит 1-2 слоя муреина, ферменты, олигосахариды и неорганические соли. Клеточная стенка выполняет следующие функции:

1) придает прочность клетке:

2) определяет ее форму,

3) обеспечивает гибкость и эластичность клеток:

4) является инертная ло воздействия химических веществ и красителей.

Клеточные стенки бактерий окружает слизистый слой, который называют капсулой. По анатомическому строению различают микрокапсулы, меньшие 0,2 мкм и невидимые в световой микроскоп, и макрокапсулы, большие 0,2 мкм и хорошо видимые в световой микроскоп. По химическому составу различают капсулы:

1) нормального строения, состоящие из полисахаридов и окружают равномерным слоем клеточную стенку,

2) такие, что содержат поперечнополосатые фибриллы целлюлозы,

3) сложные, с полисахаридов и полипептидов, которые чередуются,

4) прерывистые.

Капсула удерживается на поверхности клетки за счет ионных, иногда ковалентных, связей и не является обязательным компонентом клетки. Капсула выполняет важные для клетки функции:

1) поколеблет клетку от токсинов, механических повреждений, пересыхания, фагов,

2) создает пул катионов,

3) является источником питательных веществ,

4) служит для прикрепления клеток к субстрату и скрепления их между собой в колонии.

Движение бактерий осуществляется с помощью жгутиков и бывает скользящим, вращательным, поступательным. Жгутик - структура бактериальной клетки, необходимая для движения, на 98% состоит из белка флагелина, является антигеном (Н-антиген). Жгутик включает 3 структуры: жгутиковую нить - трехмерную левозакрученую спираль, кот вращается против часовой стрелки; крючок - изогнутый белковый цилиндр; базальное тельное - центральный стержень с с-мой колец. В Гр-бактерий есть 2 нары колец - наружная (L-и Р-кольца) и внутренняя (М-и S-кольца). в Гр-бактерий - только внутренняя. По расположению жгутиков все бактерии делят на 4 группы:

1,Монополярный монограмм - один жгутик на полюсе клетки

2,Моноиолярний политрих (лофоирих) - пучок жгутиков на полюсе клетки

3,Биполярный политрнх (амфитрих) - по пучку жгутиков на обоих полюсах клетки или по одному жгутики на обоих полюсах

4,Перитрих - по всей поверхности клетки

К поверхностных структур также относятся ворсинки, шипы, пили. Ворсинки отличаются от жгутиков тем, что они короче, толще, не выполняют функций движения, не согнуты. На одной клетке их может быть до I 000. Они окружают всю поверхность клетки: состоят из белка пилина. Функции ворсинок заключаются в том, что они: соединяют клетки между собой: могут быть факторами патогенности.

F-пили - половой фактор, характерные для «мужских» клеток, необходимые для соединения донора и реципиента в конъюгационной агрегате. Шипы - полые цилиндры, имеют длину до 3 мкм, толщину 0,5 мкм, расширяются в основе. На клетку их может приходиться до 10. Они обнаружены в некоторых морских бактерий и служат для защиты их от поедания некоторыми беспозвоночными.

11. Цитоплазма и внутриклеточные структуры. Рибосомы и включения бактериальной клетки

Цитоплазма - это внутренняя среда клетки, окруженная ЦПМ, которая связывает все внутриклеточные структуры. Она представляет собой коллоидную массу, кот состоит на 80% из воды, РНК, ферментов, субстратов. Здесь находятся рибосомы, нуклеоид, цитоплазматические образования (мезосомы, хроматофоры), включение с белковой однослойной мембраной и безмембранные включения, которые являются запасными веществами.

Рибосомы - частицы размером 17-18 нм, кот состоят из РНК (60-65%) и белка (35-45%). Рибосомы содержат до 80-85% всей РНК клетки. По аминокислотному составу белок рибосом похож с гистонами рибосом эукариот. В нем нет серосодержащих аминокислот и триптофана. Рибосомы бактерий - это 70S-частицы, состоящие из 2 субъединиц - 30S и 50S. Форма малых субъединиц рибосом у бактерий, архебактерий и эукариот отличается: у бактерий нет носика и лопастей, у архебактерий есть носик, но нет лопастей, у эукариот есть и носик, и лопасти, Бактериальная клетка содержит 1 500-50 000 рибосом.. В среднем каждую секунду образуется 5-10 рибосом. Большая часть рибосом у бактерий объединяется в полисомы. Полисомы прикрепляются к веткам и-РНК, а остальные - до нитей ДНК, и образуются комплексы и-РНК, ДНК и рибосом, наличие которых объясняется ассоциацией процессов транскрипции и трансляции. Основная функция рибосом синтез белка.

К одномембранних включений относят карбокснсомы, аеросомы, магнитосомы. Карбокснсомы - 4 - или 6-гранные включения диаметром до 500 нм. Содержат ключевой фермент цикла Кальвина - рибулозодифосфаткарбоксилазу. Встречаются в клетках цианобактерий, пурпурных бактерий и хемолитоавтотрофов. Аеросомы - полые цилиндры, состоящие из газовых пузырьков в рядах, образуя сотоподобную структуру. Аеросомы заполнены воздухом. Встречаются у водных бактерий и являются регуляторами плавучести. Магнитосомы- частицы Fe304, разные по форме и количеству. Характерные для бактерий, в которых наблюдается магнитотаксис.

Запасные вещества образуются в клетках в результате обмена веществ. Их образования зависит от условий культивирования микроорганизмов

12. Генетический аппарат бактерий

Генетический аппарат бактерий характеризуется определенными особенностями:

1) в нем отсутствует ядерная оболочка,

2) отсутствует ядрышко,

3) ДНК находится непосредственно в цитоплазме;

4) нет деления на хромосомы,

5) ДНК бактерий аналог хромосомы эукариот;

6) в клетке может находиться несколько копий ДНК,

7) отсутствуют митоз и мейоз.

Ядерный аппарат бактерий представлен нуклеоидом - замкнутой в кольцо двуцепочечной молекулой ДНК с молекулярной массой 109 -3•109 Д, и длиной от 0,25 до 3 мм. Бактериальная хромосома никогда не связана с гистонами. На клетку может приходиться до 40 копий бактериальной хромосомы.

Бактериальная хромосома - это высокоорганизованная компактная структура. ДНК в ней находится в суперспирализованной форме и образует от 20 до 140 витков, соединенных с плотной центральной зоной, состоящей из рибонуклеиновой кислоты (РНК-полимераза), которая обеспечивает компактность формы бактерии. По одной из моделей нуклеоида в его центре локализованы суперспирализованные, а по периферии- деспирализованные участки, участвующие в синтезе и-РНК. Молекула ДНК имеет отрицательный заряд, обусловленный наличием ионизированных гидроксильных групп фосфатных остатков. Нейтрализация зарядов у прокариот происходит путем взаимодействия ДНК с полиаминами и ионами магния. Хромосома бактерий всегда связанная с мембраной через полисомы, или мембранные белки. Репликация бактериальной хромосомы проходит по полуконсервативному механизму. В клетках бактерий находятся и внехромосомные генетические элементы - плазмиды и эписомы. Плазмиды - это небольшие кольцевые молекулы ДИК, способные к автономной репликации. Плазмида, которая интегрируется с хромосомой, называется «эписома». Ее репликация происходит вместе с бактериальной хромосомой. Чаще плазмиды несут гены, регулирующие синтез антибиотиков, обеспечивающих устойчивость к солям тяжелых металлов, химических веществ и т.д. Потеря плазмид не ведет к гибели клеток.

13. Морфологические формы бактерий

По морфологии бактерии делятся на группы:

1. Шаровидные (кокки). В зависимости от количества плоскостей деления и расположение бактериальных клеток после деления коки подразделяют на следующие виды:

- Микрококки. Разделение происходит в одной или нескольких плоскостях. Клетки располагаются одиночно. Это, как правило, сапрофиты, типичная микрофлора почвы, воды, воздуха. Представители: Micrococcus luteus,

- Диплококки. Клетки делятся в одной плоскости, располагаются попарно. Представители: Azotobacter chroococcus,

- Стрептококки. Клетки делятся в одной плоскости, образуют цепочки различной длины. Представители: Streptococcus lactis;

- Тетракокки. Клетки делятся в двух плоскостях, образуют тетрады. Представитель: Deinococcus proteolytics;

- Сарцины. Деление клеток происходит в трех взаимно перпендикулярных плоскостях с образованием группировок в виде пакетов с 8, 16, 32 клеток. Представитель; Sarcina flava;

- Стафилококки. Клетки делятся в нескольких плоскостях с образованием характерных скоплений, подобных виноградных гроздьев. Представители; Staphylococcus aureus,

2. Палочковидные. Существует несколько классификаций цилиндрических бактерий:

- За спорообразованием: спорообразующие (бациллы) p. Bacillus и p.Clostridium и неспорообразующие (бактерии) - p. Рseudomonas

- Длиной: длинные (большие 3 мкм) Bacillus megaierium; короткие (около 1 мкм) – E. Colli; очень короткие (менее 1 мкм) - Yersinia pestis;

- Поперечным диаметром: тонкие - Mycobacterium tuberculosis; толстые-Bacillus subtilis;

- Формой концов: округлые - Yersinia pestis; со срезанными концами - Salmonella typhi; утолщенные - Corynebacierium diphteriae;

- Расположением: единичные - Serratia marcescens; попарные p. Pseudomonas; в цепочках - p. Bacillus; расположены под углом - Corynehacterium diphteriae

3. Спиральные:

- Вибрионы. Имеют вид комы. Представитель: Vibrio cholerae;

- Спириллы. Спирально изогнутые клетки со значительным поперечным диаметром и малым количеством завитков. Представитель: Spirillum volutans

- Спирохеты. Спирально изогнутые клетки с малым поперечным диаметром и большим количеством завитков. Представитель: Treponema pallidum.

4. Нитчатые - палочковидные одноклеточные и многоклеточные организмы. Нити образуются многими клетками, которые соединяются между собой с помощью чехлов и могут быть простыми или разветвленными. Представители: Beggiatoa,

5. Бактерии необычной формы - в виде колец, звезд, почек, серповидные т.д.