38. Синтез макромолекул бактериальной клетки. Этапы формирования основных клеточных структур

Во время роста клетки происходит 4 типа реакций:

1. Реакции генерации энергии

2. биосинтез предшественников биологических полимеров

3. полимеризация из субъединиц

4. реакции сборки (образование компонентов клетки)

Если взять 1 г сухой массы бактерий, то

91 мг липиды (оболочка)

34 мг Липополисахарид (оболочка)

25 гликоген (включения)

25 пептидогликан (оболочка)

550 белки (оболочка, жгутики, ворсинки, цитозоль, полисомы)

205 РНК (цитозоль, полисомы)

31 ДНК (нуклеоид)

Перед выполнением своей функции макромолекула должна принять соответствующую конформацию (белки – третичная, четвертичная структура, РНК – вторичная и третичная, например тРНК)

Формирование структур бактериальной клетки

Нуклеоид – 1 молек. ДНК

Полисомы – примерно 18000 рибосом на клетку, около 1000 полисом

55 белков(в 1 рибосоме), 3 типа рРНК, 1000 типов иРНК

Цитозоль – 1000 белков (примерно 10⁶ молекул в клетке), 60 тРНК (2*10⁵ молекул в клетке), гликоген

Оболочка – жгутики – 6 белков – в синтезе принимают участие не менее 40 генов. Растет с верхушки, белки транспортируются по полости жгутика. Отдельные компоненты могут собираться направленной сборкой, но в основном – самосборка.

- ворсинки 1 белок- пилин находится в комплексе с шаперонами, пока не прибудет к месту сборки. Пили формируются самосборкой

-внешняя мембрана 50 белков, 5 липидов

- 1 LPS

- капсула – 1 сложный полисахарид – синтех компоненто идет в мембране, в сборка – снаружи. Видимо, переносчики не требуются. Часть капсулы всегда гидролизуется. Растет изнутри.

- стенка – 1 молекула пептидогликана

.

Гр+ пептидогликан постоянно достраивается изнутри и слущивается снаружи. Гр- бактерии транспортируют компоненты внешней мембраны через зоны Байера. Липополисахарид переносится с помощью ундекапренола. Затем – самосборка, т.к. молекулы притягиваются друг к другу. Фосфолипиды транспортируются так же, затем из-за гидрофобных взаимодействий формируют внутренний листок внешней мембраны.

Периплазма 50 белков

Клеточная мембрана 200 белков, 7 фосфолипидов

Сборка мембраны – постоянно включаются новосинтезированные фосфолипиды во внутренний «листок» мембраны, через короткое время обнаруживается во внешнем. Возможно, процесс перехода ФЛ контролируется мембранными белками. Процесс может требовать АТФ, но это не установлено точно.

Однако надо постоянно поддерживать функции мембраны: проницаемость и барьерные функции. Примерно 20% белков находятся в мембране или около нее. Они проходят через или в мембрану с помощью главного секреторного пути. У секреторных белков есть сигнальная последовательность.

+часть11 microbial Life

Метаболические пути делятся на:

- катаболические (деградация веществ, трансформация субстратов) Реакции гликолиза, ЦТК, пентозофосфатный путь. У E.coli р-ции при росте на глюкозе отличаются от реакций на других источниках углерода и энергии.

- амфиболические пути

- анаболические пути (Реакции биосинтеза веществ:

создание «строительных блоков», полимерных соединений, структур клеток.)

Реакции полимеризации – последовательное соединение отдельных субъединиц в вещества высокого молекулярного веса = макромолекулы

Типы реакций:

1. матричные – требуют шаблона, матрицы. Нуклеиновые кислоты, белки

2. конденсационный тип – полисахариды, липиды

Реакции сборки – химическое модифициование макромолекул, транспортировка, сборка в структуры

1. самосборка

2. направляемая сборка

(1)