Внутренние структуры бактериальной клетки

1. Цитоплазма

• Отделяется от клеточной стенки цитоплазматической мембраной

• В цитоплазме различают основное вещество – матрикс , рибосомы , мембранные структуры и клеточные включения в виде гранул ( капли жира , крахмал , гликоген , зёрна волютина )

• В цитоплазме прокариот отсутствует цитоскелет ( микрофиламенты , микротрубочки )

2. Ядерный аппарат бактерий ( генетический материал )

• Бактерии не имеют оформленного ядра

• Генетический материал ( наследственная информация ) представлен единственной молекулой ДНК , которая имеет вид замкнутого кольца и называется бактериальной хромосомой ( имеет длину около 1 мм. и содержит несколько тысяч генов , что примерно в 500 раз меньше , чем в клетке человека )

• Бактериальная хромосома локализована в ядерной области клетки – нуклеоиде

Нуклеоид – ядерная область прокариотической клетки , содержащая её генетический ( наследственный ) материал , представленный одной кольцевой молекулой ДНК

• не отделён от цитоплазмы мембраной и не имеет постоянной формы

• ДНК прокариот не имеет гистонов ( нуклепротеидов ) , высших структур и не спирализуется при делении клетки ( все гены , входящие в состав хромосомы транскрибируются с образованием единой матричной-РНК )

- ДНК не имеет интронов и поэтому нет процессинга м-РНК

• Кроме бактериальной хромосомы ДНК обнаружены в плазмидах ( эписомах )

Плазмиды (эписомы) – мельчайшие кольцевые молекулы ДНК , расположенные в цитоплазме клетки как самостоятельные генетические компоненты ( экстрахромосомные генетические компоненты )

• способны самостоятельно размножаться ( реплицироваться ) независимо от основной бактериальной хромосомы

• способны проникать от клетки-донора через мембраны и фимбрии ( пили ) в другие бактериальные клетки - реципиенты

• способны включаться в ДНК ( бактериальную хромосому ) клетки-хозяина , что приводит к изменению её наследственности

• широко распространены в природе , и в последние годы их считают внутриклеточными генетическими паразитами или эндосимбионтами ( аналогичные кольцевые генетические структуры обнаружены в матриксе митохондрий и хлоропластов эукариотических клеток )

• Функции плазмид

1. Содержат гены , кодирующие синтез фермента ( фактора ) , придающего устойчивость к антибиотикам ( например , пенициллину ) и дезинфицирующим средствам – R-плазмиды , или R-факторы (передача и распространение таких факторов среди бактерий в результате полового размножения очень мешают врачам , т. к. осложняет или даже полностью исключает лечение многих инфекционных болезней )

2. Содержат гены , контролирующие факторы болезнетворности бактерий ( например , ферментов , растворяющих эритроциты крови )

3. Обуславливают возможность полового процесса у бактерий ( конъюгация ) – F- фактор (см. раздел

« Размножение прокариот » )

4. Определяют способность к синтезу отдельных биологически активных веществ и веществ , разрушающих различные соединения ( например , нафталин , камфора , бензол и т. д. )

5. Помогают молочнокислым бактериям превращать молоко в сыр

6. Придают способность усваивать сложные вещества углеводородной природы ( можно использовать для борьбы с загрязнениями океана или для получения кормового белка из нефти )

7. В современной молекулярной биологии и биотехнологии плазмиды используются в генной инженерии для конструировании новых ( рекомбинантных ) молекул ДНК , создании новых штаммов бактерий , для получения вакцин и разработки новых методов лечения наследственных и онкологических заболеваний