Химический состав и функции бактериальных капсул
Представлены веществом клейкой природы (полисахариды, редко – аминокислоты, у одного вида - целлюлоза)
Капсулы бактерий в силу вязкой консистенции покрывают бактерии с внешней стороны. Могут быть четко выявлены с помощью серологической реакции с белком (иммунология, реакция набухания), либо с помощью окраски, либо под микроскопом после негативной окраски с помощью туши. Тушь создает темный фон, а капсула – светлый ореол.
Считается, что микрокапсулы есть у всех. Макрокапсулы есть не у всех.
Бактерии могут формировать слизистые слои. Они формируются в определенных условиях: когда клетки синтезируют предшественники капсульных соединений.
Пример: известны капсулы
- из остатков глюкозы (декстраны)
- из полимеров фруктозы
Функции капсулы:
- не явл. жизненноважным органом. М.б. удалена механическим путем, химическим, мутацией.
-защита клетки от притока большого количества воды и от высушивания (в капсуле много воды), т.е. регулятор осмотического давления клетки.
- роль фактора вирулентности патогенных бактерий
-защита бактерий от фагоцитов – в жидкой среде они «ускользают»
Bacillus anthracis (сибирская язва) – полипептидная капсула из остатков D-глутаминовой кислоты
Klebsiella aerogenes гетерополисахаридная капсула/слой D-глюкоза, L-фруктоза
E.coli K12 – гетерополисахаридный слой D-глюкоза, D-галактуроновая кислота.
Капсульное вещество синтезируется в клетке, затем с/е транспортируются наружу, там собираются. Полагают, что транспорт идет через зоны Байера.
(1)
см. Шлегель или выше.
Типы, строение и функции ворсинок бактериальных клеток
Ворсинки преимущ. свойственны (Гр-) бактериям.
2 категории:
- общие ворсинки (common pili) (от 1-2 до неск. тысяч, толщина 3-25 нм и длина до 12 нм или до неск. мкм)
- специализированные ворсинки.
Полагают, что они способствуют :
- прилипанию к твердому субстрату (свойство гидрофобности)
- образованию бакт. пленок на поверхности жидкой пит. среды (биопленки)
- обр. контактов между клетками
- спос. взаимодействию с хозяином.
- ворсинки 4 типа обеспечивают форму движения «дергания»
это толчкообразное перемещение по твердой поверхности (twitching) (7, с 359)
F-ворсинки (=половые ворсинки) определяются наличием F-фактора в генотипе. Играют важную роль в обмене генетической информацией.
Ворсинки строятся из пилина (структурный белок)
Можно получить мутанты с измененным геном.
Ворсинки значительно тоньше и короче жгутиков, хотя F-пили могут достигать большой длины (в неск. раз длиннее клетки). их 1-2 на клетку. Полагают, что их число соответствует числу хромосом (плазмид)
Ворсинки не явл. жизненноважными элементами
F-пили 1) уч. в бакт. конъюгации
2) служат местом прикрепления бактериальных вирусов, специфичных для мужских клеток.
(1)
Цитоплазма бактериальной клетки и цитоплазматические включения
Жизненноважный компонент. Гелеобразная структура, состоит из матрикса и большого количества воды. Химический состав похож на состав др. орг-мов.
Содержит фонды предшественников , которые используются для строительства клетки, энергетических процессов
1. полуфабрикаты для макромолекул
2. источники энергии (например, глюкоза)
3. отходы метаболических реакций
цитоплазматические включения и запасные вещества
гранулы:
- запасные источники энергии
- заготовки строительных материалов
Можно легко обнаружить с пом. окраски либо под электронным микроскопом. Например, поли-бета-гидроксимасляная кислота, липиды
Деление по:
-имеют мембраны
- не имеют мембранной оболочки
Это не элементарные мембраны, они состоят из чистого белка.
Крахмалоподобное соединение – гликоген. Бактерии, способные окислять H2S, накапливают зерна серы. Некоторые не только внутри, но и в виде наслоений на стенке снаружи.
Накопление запасов выгодно для клетки, гранулы не влияют на осмотическое давление.
Полифосфаты м.б. выявлены с пом. окраски толуидином синим (зерна – красно-фиолетовые) = метахроматические зерна.
Обнаружили Бабен и Эрнст у Spirillum volutans
(1)
Цитоплазма – это содержимое клетки, окруженное цитоплазматич. мембраной. Цитозоль – фракция цитопл., имеющая гомогенную консистенцию и содержащая набор растворимых РНК, ферментов, продуктов и субстратов метаболических реакций.
Цитоплазматические включения – это
1) активно фукционирующие структуры (газовые вакуоли, хлоросомы, фикобилисомы)
2) продукты клет. метаболизма, не выделяющиеся наружу, а откладывающиеся внутри клетки (карбоксисомы, магнитосомы, запасные вещества, волютин, цианофитиновые гранулы – зап.вво цианобактерий, состоят из полипептида, в который вх. аргинин и аспарагиновая кислота в эквимолярных количествах, исп. как резерв азота)
(2)