Itogavya / Морфология и физиология бактерий (1)

«Морфология и физиология бактерий».

1.Строение бактериальной клетки.

1.Поверхностные структуры:

- капсула - клеточная стенка - ЦПМ

- жгутики, ворсинки

2.Внутренние, входящие в протопласт.

- нуклеоид, - рибосома, - мезосома -споры, -включения,

-плазмиды и др. внехромосомные генетические структуры

Постоянные структуры:

– клеточная стенка, - ЦПМ,

- нуклеоид, рибосома, мезосома

Непостоянные структуры: ворсинки, жгутики, капсула, споры, включения, плазмиды и др. внехромосомные генетические структуры

Клеточная стенка - структурный компонент, присущий только бактериям (кроме микоплазм).

Клеточная стенка выполняет следующие функции: 1.Определяет и сохраняет постоянную форму клетки.

2.Защищает внутреннюю часть клетки от действия механических и осмотических сил внешней среды.

3.Участвует в регуляции роста и деления клеток.

4. Обеспечивает коммуникации с внешней средой через каналы и поры. 5. Несет на себе специфические рецепторы для бактериофагов.

6. Определяет во многом антигенную характеристику бактерий (природу и специфичность О- и К- антигенов).

7. Содержащийся в ее составе пептидогликан наделяет клетку важными иммунобиологическими свойствами (см. ниже).

8.Нарушение синтеза клеточной стенки бактерий является главной причиной ихL.-трансформации.

Строение клеточной стенки. В ее составе имеется два слоя: наружный— пластичный и внутренний— ригидный. Основу клеточной стенки составляет пептидогликан, который ранее называли муреином (отлат— стенка). Он имеется только у эубактерий (кроме микоплазм).

Пептидогликан включает в себяостови дванабора пептидных цепочек— боковых и поперечных.

Остов пептидогликана одинаков у всех бактерий и состоит из чередующихся молекул аминосахаров— N-ацетилглюкозаминаиN-ацетилмураминовойкислоты, связанных между собойβ- гликозидными связями.

Боковые цепочкив каждой молекуле пептидогликана представлены набором идентичных

тетрапептидов.

Поперечные цепочкитакже представлены набором из идентичных для данной молекулы пептидогликанапентапептидов,содержащих глицин,— пентаглицинов, однако у разных видов бактерий боковые и поперечные пептиды различны.

Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) окружает наружную поверхность цитоплазмы. Она содержит 25—40%фосфолипидов, образующих два слоя, 20—75% белков и до 6% утлеводов. Молекулыфосфолипидов асимметричны: головки, несущие электрический заряд, гидрофильны; хвостики— нейтральны и гидрофобны.Фосфолипиды упакованы в мембранеследующим образом: их полярные гидрофильные головки обращены наружу и образуют два слоя ЦМ— внутренний и внешний, а неполярные гидрофобные хвостики скрыты в толще мембраны. На электронограммах ЦМ имеет вид трехслойной структуры, состоящей из двух2 параллельных темных слоев и разделяющего их светлого слоя.

Цитоплазматическая мембрана (ЦМ) является исключительно полифункциональной структурой.

1.ЦМ воспринимает всю химическую информацию, поступающую в клетку из внешней среды.

2.Она является основнымосмотическим барьером, благодаря которому внутри клетки поддерживается определенное осмотическое давление.

3.ЦМ совместно с клеточной стенкой участвует врегуляции роста и клеточного деления бактерий.

4.ЦМ участвует в регуляции процессов репликации и сегрегации хромосом и плазмид (они связаны с ее рецепторами).

5. В ЦМ содержится значительное количествоферментов,в том числе системы переноса электронов (ЦМ— место генерации энергииу бактерий).

6.С ЦМсвязаны жгутикии аппарат регуляции их движения.

7.ЦМ участвует в процессахтранспорта(в том числе активного) питательных веществ в клетку и продуктов жизнедеятельности, включая ферменты и экзотоксины, из клетки в окружающую среду. В ней содержатся белки, участвующие в облегченной диффузии и активном транспорте.

8.ЦМ играет важную роль в компартментализации и стабилизациирибосом. 9.ЦМ участвует в синтезе компонентов клеточной стенки.

10.ЦМ участвует в образовании мезосом (мезосомы образуются в результате инвагинации участка ЦМ в цитоплазму, они открыты в периплазматическое пространство).

Цитоплазма - сложный раствор с органоидами, заполняющий полость клетки.

Функции: объединяет в одно целое нуклеоид и другие органоиды клетки, обеспечивает их взаимодействие и деятельность клетки как единой целостной живой системы.

Нуклеоид– аналог ядра (образование, подобное ядру).

Строение:одна кольцевая двунитчатая молекула ДНК (одна хромосома), немного РНК и негистоновых белков; нет мембраны, ядрышка, не делится митозом.Функции:хранение и передача наследственной информации.

Рибосомы.

Строение:50% РНК и 50% белки; имеют округлую форму; две субъединицы (малая и большая).

Функция: биосинтез белка. Рибосомы бактерий имеют 70S(коэффициент осаждения), а у эукариот – 80S. Поэтому некоторые антибиотики, которые подавляют биосинтез белка на рибосомах, связываются с рибосомами бактерий, но не с рибосомами эукариотических клеток.

Мезосомы.

Строение:впячивания ЦПМ внутрь клетки в виде клубков, петель, пластинок, трубочек. В мембранах мезосом находятся ферменты дыхания, пигменты фотосинтеза.

Функции:организация и координация ферментных систем в клетке, обеспечивают энергией деление клетки, синтез клеточной стенки, образование спор, секрецию веществ.

Необязательные структуры:капсула, жгутики, фимбрии (пили), споры, плазмиды, включения.

Капсула.

Строение: наружный толстый слой слизи определенной формы и упорядоченного строения (микрокапсула– более тонкое слизистое образование, выявляемое при электронной

микроскопии).Состоит из полисахаридов(мукополисахаридные фибриллы) или белков (возбудители сибирской язвы и чумы).

Патогенныебактерии образуют капсулу внутри организма хозяина(например, пневмококки, бациллы сибирской язвы). В чистых культурах бактерий капсула образуется реже.

Функции: 1) защита от повреждений и высыхания (капсулы гидрофильны и хорошо связывают воду); 2) защита отфагоцитозапатогенных бактерий в макроорганизме (капсула - признак вирулентности этих бактерий).

Капсулы окрашиваются по методу Бурри-Гинса.Клетки окрашиваются в красный цвет, капсулы бесцветные, тушь создает темный фон (негативное контрастирование).

В цитоплазме имеются различные включения в виде гранулгликогена,полисахаридов, бетаоксимасляной кислоты и полифосфатов (волютин).Они накапливаются при избытке питательных веществ в окружающей среде и выполняют роль запасных веществ для питания и энергетических потребностей.

2.Спора бактерий, строение, назначение, отличия от спор грибов.

Споры —своеобразная форма покоящихся бактерий с грамположительным типом строения клеточной стенки (рис. 2.8).

Споры образуются при неблагоприятных условиях существования бактерий (высушивание, дефицит питательных вешеств и др.). Внутри бактериальной клетки образуется одна спора (эндоспора). Образование спор способствует сохранению вида и не является способом размножения, как у грибов.

Спорообразующие бактерии рода Bacillus, у которыхразмер споры не превышает диаметр клетки, называются бациллами.Спорообразующие бактерии, у которыхразмер споры превышает диаметр клетки, отчего они принимают форму веретена, называются клостридиями,например бактерии родаClostridium (лат.clostridium — веретено).Споры кислотоустойчивы, поэтому окрашиваются по методу Ауески или по методу Циля—Нельсена в красный, а вегетативная клетка — в синий.

Спорообразование, форма и расположение спор в клетке (вегетативной) являются видовым свойством бактерий, что позволяет отличать их друг от друга.

Форма спор можетбыть овальной, шаровидной;

расположение в клетке—

1.терминальное,т. е. на конце палочки (у возбудителя столбняка),

2.субтерминальное — ближе к концу палочки (у возбудителей ботулизма, газовой гангрены)

3.центральное (у сибиреязвенной бациллы).

Процесс спорообразованя (споруляция) проходит ряд стадий, в течение которых часть цитоплазмы и хромосома бактериальной вегетативной клетки отделяются, окружаясь врастающей цитоплазматической мембраной, — образуетсяпроспора.

Проспору окружают две цитоплазматические мембраны, между которыми формируется толстый измененный пептидогликановый слой кортекса (коры). Изнутри он соприкасается с клеточной стенкой споры, а снаружи — с внутренней оболочкой споры. Наружная оболочка споры образована вегетативной клеткой.

Споры некоторых бактерий имеют дополнительный покров — экзоспориум.

Таким образом формируется многослойная плохо проницаемая оболочка. Спорообразование сопровождается интенсивным потреблением проспорой, а затем и формирующейся оболочкой споры дипиколиновой кислоты и ионов кальция. Спора приобретает термоустойчивость, которую связывают с наличием в ней дипиколината кальция.

Спора долго может сохраняться из-за наличия многослойную оболочки, дипиколината кальция, низкого содержания воды и вялых процессов метаболизма. В почве, например, возбудители сибирской язвы и столбняка могут сохраняться десятки лет.

В благоприятных условиях споры прорастают, проходя три последовательные стадии: 1.активацию 2. инициацию 3. вырастание

При этом из одной споры образуется одна бактерия.

Активация —это готовность к прорастанию. При температуре 60—80 °С спора активируется для прорастания.

Инициацияпрорастания длится несколько минут. Стадия вырастания характеризуется быстрым ростом, сопровождающимся разрушением оболочки и выходом проростка.

3.Основные компоненты белоксинтезирующей системы бактерий.

Это рибонуклеопротеидные частицы – рибосомы. В свободном состоянии рибосома наход-ся в виде 2-х субъединиц – 30S и 50S. Обе субъединицы содержат ~по 40% РНК и 60% белка. Субъединица 30S содержит 1 молекулу РНК 16S и 21 молекулу белка. Субъединица50S содержит 2 молекулы РНК 5S и 23S и 33-34 молекулы белка. Перед началом синтеза белка в бактер/клетке происходит объединение обеих субъединиц с образованием 70S рибосом. Рибосомы с помощью информационной РНК образуют полисомы, обычно связанные с цитоплазматич мембраной.

4.Принцип фазовоконтрастной микроскопии.( сложно, но так в методичке)

Фазово-контрастная микроскопия– нативный препарат. Дает возможность увидеть прозрачные объекты, за счет усиления различия в оптической плотности.

Обыкновенные окрашенные препараты поглощают часть проходящего через них света, в результате чего амплитуда световых волн снижается и частицы препарата выглядят темнее фона. При прохождении света через неокрашенный препарат амплитуда световых волн не меняется, происходит лишь изменение фазы световых волн, прошедших через частицы препарата.

При рассмотрении препарата весь свет, прошедший через участки препарата, в которых нет какихлибо объектов, пройдет через фазовое кольцо и даст светлое изображение фона. Свет, прошедший через имеющиеся в препарате частицы, например, бактериальные клетки,получит некоторые изменение фазы и, кроме того, разделится на два луча - недифрагированный и дифрагированный. Так как эти лучи идут в разных фазах, произойдет их взаимное частичное гашение и уменьшение амплитуды. Благодаря этому микробные клетки будут выглядеть на светлом фоне темными.

5.Принцип темнопольной микроскопии.

При микроскопии по методу темного поля препарат освещается сбоку косыми пучками лучей, не попадающими в объектив. В объектив микроскопа попадают лишь лучи, отклоненные частицами препарата в результате отражения, преломления или дифракции. В силу этого микробные клетки и другие частицы представляются ярко светящимися на черном фоне.

6.Основные отличия между прокариотами и эукариотами.

Особенности ядерного аппарата бактерий( отличия от ядра эукариот) (из лекции)

отсутствует нуклеолемма

нет аппарата митоза(ядрышка, центриолей)

гаплоидный набор

отсутствуют гистоновые белки

Прокариоты отличаются от эукариот по ряду основных признаков. 1.Отсутствие истинного дифференцированного ядра (ядерной мембраны).

2.Отсутствие развитой эндоплазматической сети, аппарата Гольджи. 3.Отсутствие митохондрий, хлоропластов, лизосом. 4.Неспособность к эндоцитозу (захвату частиц пищи).

5.Клеточное деление не связано с циклическими изменениями строения клетки.

6. Значительно меньшие размеры (как правило). Большая часть бактерий имеет размеры 0,5- 0,8 микрометров (мкм) х 2- 3 мкм.

7.Основные типы культур бактерий.

Культура бактерий- совокупность микроорганизмов выросших на питательной среде. Различают чистые и смешанные.

Чистая культура- это популяция бактерий одного вида( из одной клетки) выросшая на питательной среде.

Смешанная культура- это совокупность популяций разных видов бактерий.

8.Признаки, применяемые для идентификации микроорганизмов.

Морфологические - форма, величина и характер расположения микробов друг к другу. Тинкториалные - способность микробов окрашиваться различными красителями. Культуральные - особенности роста микробов на жидких и плотных питательных средах.

Биохимические - способность микроорганизмов потреблять различные вещества (углеводы, белки и другие) с образованием характерных конечных продуктов, или наличие у микроорганизмов различных ферментов (уреаза, цистиназа и другие).

Антигенные - особенности химического состава микробных клеток (антигенной структуры), выявляемые с помощью специфических диагностических иммунных сывороток,

Чувствительность к специфическим фагам - способность бактерий лизироваться эталонными специфическими фагами.

Биологические свойства. Токсигенность - способность продуцировать экзотоксин. Чувствительность к определенным колицинам или тип синтезируемых колицинов.

9.Определения всех методов микробиологической диагностики.

Микроскопический. С помощью микроскопии нативного патологического материала определяют вид возбудителя заболевания по форме, взаиморасположению и способности окрашиваться определенными красителями.

Бактериологический. Этот метод основан на выделении чистой культуры возбудителя заболевания и его идентификации (определение вида микроба).

Серологический. Метод основан на определении специфических антител в крови больных или переболевших инфекционными заболеваниями к соответствующим возбудителям с помощью различных реакций (агглютинации, пассивной гемагглютинации, связывания комплемента, преципитации и других).

Биологический. В основе этого метода лежит заражение лабораторных животных исследуемым материалом от больного с целью воспроизведения у них инфекционного заболевания или последующего выделения возбудителя.

Аллергический. С помощью этого метода обнаруживают повышенную чувствительность макроорганизма к определенным возбудителям инфекционных заболеваний или продуктам их жизнедеятельности. Для аллергических проб используют препараты, которые называются аллергенами.

10.Структура жгутика бактерий.

Жгутики бактерий определяют подвижность бактериальной клетки. Жгутики представляют собой тонкие нити,берущие начало от цитоплазматическоймембраны, имеютбольшую длину, чем сама клетка. Толщина жгутиков 12-20 нм, длина 3—15 мкм.Они состоят из 3 частей:

1.- спиралевидной нити,

2.-крюка

3.-базального тельца, содержащего стержень со специальными дисками (1 пара дисков — у грамположительных и 2 пары — у грамотрицательных бактерий).

Дискамижгутики прикреплены к цитоплазматической мембране и клеточной стенке. При этом создается эффект электромотора со стержнем — ротором, вращающим жгутик. В качестве источника энергии используется разность протонных потенциалов на цитоплазматической мембране. Механизм вращения обеспечивает протонная АТФ-синтетаза. Скорость вращения жгутика может достигать 100 об/с. При наличии у бактерии нескольких жгутиков они начинают синхронно вращаться, сплетаясь в единый пучок, образующий своеобразный пропеллер.

Жгутики состоят из белка — флагеллина (от.flagellum — жгутик), являющегося антигеном — так называемыйН-антиген. Субъединицы флагеллина закручены в виде спирали.

11.Классификация бактерий по количеству и взаиморасположению жгутиков.

Число жгутикову бактерий различных видов варьирует от одного(монотрих) у холерного вибриона до десятка и сотен жгутиков, отходящих по периметру бактерии(перитрих), у кишечной палочки, протея и др.Лофотрихи имеют пучок жгутиков на одном из концов клетки.Амфитрихи имеют по одному жгутику или пучку жгутиков на противоположных концах клетки.

Жгутики выявляют с помощью электронной микроскопии препаратов, напыленных тяжелыми металлами, или в световом микроскопе после обработки специальными методами, основанными на протравливании и адсорбции различныхвеществ, приводящих к увеличению толщины жгутиков (например, после серебрения).

12.Методы определения подвижности бактерий.

Для выявления подвижности бактерий готовят, например, препарат «раздавленная» (или «придавленная») капля. Для этого каплю бактериальной культуры – лучше, если эта культура будет при этом выращена на жидкой питательной среде – помещают на предметное стекло и накрывают покровным стеклом.

Способность к движению можно определять также после внесения культуры бактерий уколом в столбик полужидкого агара (подвижные виды растут по всей толще среды, неподвижные — по уколу) или посевом бактерий в водный конденсат скошенного столбика агара (подвижные виды переплывают из конденсата на поверхность среды и колонизируют её), либо определяют способность бактерий давать «феномен роения».

13.Структура пептидогликана.

Пептидогликан включает в себяостови дванабора пептидных цепочек— боковых и поперечных.

Остов пептидогликана одинаков у всех бактерий и состоит из чередующихся молекул аминосахаров— N-ацетилглюкозаминаиN-ацетилмураминовойкислоты, связанных между собойβ- гликозидными связями.

Боковые цепочкив каждой молекуле пептидогликана представлены набором идентичныхтетрапептидов.

Поперечные цепочкитакже представлены набором из идентичных для данной молекулы пептидогликанапентапептидов,содержащих глицин,— пентаглицинов, однако у разных видов бактерий боковые и поперечные пептиды различны.

В тетрапептидной боковой цепочкеу большинстваграмотрицательных бактерий имеетсядиаминопимелиновая(диаминопимеловая) кислота (ДАП)— уникальный компонент клеточной стенки, обнаруженный только у прокариот. Кроме того, в составе боковых цепочек пептидогликана обнаруженыL-аминокислоты(L-аланин,L-глутамин).Боковые тетрапептиды

связаны с N-ацетилмураминовой кислотой остова.Связывание боковых тетрапептидов между собой происходит путемобразования поперечныхпентаглициновых мостиков междуL- аланином одной цепи и диаминопимелиновой кислотой (или иной аминокислотой) другого бокового пептида.

Наличие двух типов связей(гликозидные и пептидные), которые соединяют субъединицы пептидогликанов, придает этому гетерополимеру структуру молекулярной сети. Благодаря этимсвязям.пептидогликановый слой клеточной стенки образует огромного размера ригидную мешковидную макромолекулу, которая окружает протопласт, уравновешивает его тургорное давление и придает ему определенную постоянную форму.Пептидогликан может разрушаться под действием различных ферментов, а его синтез блокируют бета-лактамные антибиотики.

Это приводит к разрыхлению пептидогликановой сети, следствием чего является осмотический лизис растущих клеток. Пептидогликан, помимо того, что он определяет постоянную форму бактерий, обладает следующими важнейшимииммунобиологическими свойствами.

1. В его составе обнаружены родоспецифическиеантигенные детерминанты. Они содержатся в гликановом остове и в тетрапептидах. В межпептидных мостиках имеются видоспецифические антигенные детерминаиты.

2.Пептидогликан запускает классический и альтернативный пути активации системыкомплемента.

3.Онтормозит фагоцитарную активность макрофагов, т.,е. защищает бактерии, особенно грамположительные, от фагоцитоза.

4.Угнетает миграцию макрофагов.

5.Способен индуцировать развитие гиперчувствительности замедленного действия.

6.Обладает противоопухолевым действием.

7.Оказываетпирогенное действиена организм человека и животных.

Таким образом, клеточная стенка является чрезвычайно важной биологической структурой бактерий, определяющей многие их специфические свойства. Как отмечалось выше, все бактерии, в зависимости от их отношения к окраске по Граму, делятся на грамположительные и грамотрицательные.

14.Принцип окраски бактерий по Граму, отличия клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий.

1.Из исследуемого материала готовят тонкий препарат-мазок, высушивают его на воздухе и фиксируют на пламени спиртовки.

2.На препарат кладут кусочек фильтровальной бумаги, пропитанной карболовым раствором генцианвиолета, и увлажняют его 2-3 каплями воды. Окрашивание продолжается 2 мин.

3.Сбросив пинцетом фильтровальную бумагу, на препарат наливают на 2 мин. раствор Люголя. Слив раствор Люголя, не промывая препарат, наливают на него для обесцвечивания несколько

капель 96°спирта на 30 сек (обесцвечивание должно производиться при покачивании стекла).

4. Быстро смыв спирт водой, препарат докрашивают раствором фуксина Пфейффера в течение 1-2 мин., после чего промывают водой и высушивают.

Для окраски по Граму на одном стекле готовятся три мазка из разных культур (для контроля). Мазок в середине стекла готовят из изучаемой культуры, а по концам стекла с одной стороны - из культуры стафилококка (заведомо грамположительная); а с другой - из культуры кишечной палочки (заведомо грамотрицательная).

Стенка грамположительных бактерий после окраски по Граму сохраняет комплекс йода с генциановым фиолетовым за счет толстых слоев пептидогликана (окрашены в фиолетовый цвет), грамотрицательные бактерии теряют этот комплекс и соответствующий цвет после обработки спиртом и окрашены в розовый за счет докрашивания фуксином.

15.В каких случаях употребляются термины «бактерии», «бациллы», «клостридии»?

Термином «бактерия» обозначают в широком смысле всех представителей царства прокариотов, а в узком — палочковидные споронеобразующие бактерии. Спорообразующие палочковидные бактерии подразделяют на бациллы [от лат. bacillus, палочка] и клостридии [от греч. kloster, веретено]. Это разделение было основано на способности центрально расположенных спор клостридии деформировать материнскую клетку, придавая им форму веретена. Позднее были открыты виды клостридии, споры которых располагаются на концах клетки, но это название закрепилось за отдельным видом. Споры бацилл не деформируют клетки.

16.Что такое L-формы бактерий, в каких случаях они возникают?

L- формы бактерий.

Под действием ряда факторов, неблагоприятно действующих на бактериальную клетку (антибиотики, ферменты, антитела и др.), происходит L- трансформация бактерий, приводящая к постоянной или временной утрате клеточной стенки. L- трансформация является не только формой изменчивости, но и приспособления бактерий к неблагоприятным условиям существования. В результате изменения антигенных свойств (утрата О- и К- антигенов), снижения вирулентности и других факторов L- формы приобретают способность длительно находиться (персистировать) в организме хозяина, поддерживая вяло текущий инфекционный процесс. Утрата клеточной стенки делает L- формы нечувствительными к антибиотикам, антителам и различным химиопрепаратам, точкой приложения которых является бактериальная клеточная стенка. Нестабильные L- формы способны реверсировать в классические (исходные) формы бактерий, имеющие клеточную стенку. Имеются также стабильные L- формы бактерий, отсутствие клеточной стенки и неспособность реверстровать которых в классические формы бактерий закреплены генетически. Они по ряду признаков очень напоминают микоплазмы и другие молликуты- бактерии, у которых клеточная стенка отсутствует как таксономический признак. Микроорганизмы, относящиеся к микоплазмамсамые мелкие прокариоты, не имеют клеточной стенки и как все бактериальные бесстеночные структуры имеют сферическую форму.

L-формы – бактерии, полностью лишенные клеточной стенки и способные размножаться.

17.Методы выявления спор у бактерий.

Методика окраски по Ожешко. Этот метод служит для выявления у бактерий спор. Споры имеют вид круглых или овальной формы образований, находящихся в теле микробной клетки. Различают три вида расположения спор по отношению к длинной оси палочки: центральное – спора находится в центре тела микроба, субтерминальное – спора расположена ближе к одному из ее концов, терминальное – спора располагается на конце палочки.

1.На высушенный нефиксированный мазок наливают 0,5% раствор хлористоводородной кислоты и подогревают 1-2мин над пламенем горелки до закипания.

2.Остывший препарат промывают водой, высушивают и фиксируют над пламенем спиртовки.

3.Затем на мазок наносят раствор фуксина Циля и нагревают над пламенем спиртовки до отхождения паров.

4.После того как препарат остынет, обесцвечивают его 5% раствором серной кислоты, промывают водой и докрашивают метиленовым синим в течении 3-5 мин, затем промывают водой и

подсушивают. Споры, окрашенные фуксином имеют красный цвет, тело микробной клетки – синий цвет.

18.Что такое нумерическая таксономия?

Таксономия нумерическая — способ отыскания соподчинения видов или штаммов, основанный на количественной оценке возможно большего числа их признаков.

Соблюдая определенные условия, оценку проводят с помощью ЭВМ. Приэтом каждый из признако в одного организма сравнивается с каждым признаком всех др.

нумерическая таксономия - Признает равноценность всех признаков. Видовая принадлежность устанавливается по числу совпадающих признаков;

19.Что такое конститутивные, индуцибельные, репрессибельные ферменты?

К конститутивным ферментам относят ферменты, которые синтезируются клеткой непрерывно, независимо от наличия в питательной среде соответствующего субстрата.

Индуцибельные (адаптивные) ферменты синтезируются бактериальной клеткой только при наличии в среде субстрата данного фермента. Например, р-галактозидаза кишечной палочкой на среде с глюкозой практически не образуется, но ее синтез резко увеличивается при выращивании палочек на среде с лактозой или другим галак-тозидом.

1.конститутивные – это ферменты микроорганизов, всегда синтезирующиеся с постоянной скоростью и присутствующие в клетке в постоянных концентрациях (синтез их запрограммирован), например, ферменты гликолитического пути;

2.индуцибельные (адаптивные) – это ферменты, концентрация которых резко изменяется в зависимости от наличия или отсутствия в среде субстрата;

3.репрессибельные – это ферменты, синтез которых подавляется в результате избыточного накопления продукта реакции, катализируемой данным ферментом.

20.Отличия между ядерным аппаратом прокариот и эукариот.

Упрокариот нет ядра, кольцевая ДНК (кольцевая хромосома) расположена прямо в цитоплазме (этот участок цитоплазмы называется нуклеоид).

Уэукариот есть оформленное ядро (наследственная информация [ДНК] отделена от цитоплазмы ядерной оболочкой).

1)Раз у прокариот нет ядра, то нет и митоза/мейоза. Бактерии размножаются делением надвое.

2)У прокариот из органоидов имеются только рибосомы (мелкие, 70S), а у эукариот кроме рибосом (крупных, 80S) имеется множество других органоидов: митохондрии, эндоплазматическая сеть, клеточный центр, и т.д.

3)Клетка прокариот гораздо меньше клетки эукариот: по диаметру в 10 раз, по объему – в 1000 раз..

21.Структура и функции цитоплазматической мембраны.

Цитоплазматическая мембрана ограничивает с наружной стороны цитоплазму, имеет трехслойное строение и выполняет ряд важнейших функцийбарьерную (создает и поддерживает осмотическое давление), энергетическую (содержит многие ферментные системыдыхательные, окислительновосстановительные, осуществляет перенос электронов), транспортную (перенос различных веществ в клетку и из клетки).

Как и многие биологические мембраны, цитоплазматическая мембрана ( ЦПМ ) состоит из двух слоев липидов и встроенных в лигшдную мембрану белковых молекул. В состав ЦПМ бактерий входят белки (20-75%), липиды (25-40%), углеводы и РНК (последние два компонента присутствуют в незначительных количествах). Компоненты цитоплазматической мембраны ( ЦПМ ) составляют около 10% сухого веса бактериальной клетки.

Цитоплазматическая мембрана (ЦМ) является исключительно полифункциональной структурой.

1.ЦМ воспринимает всю химическую информацию, поступающую в клетку из внешней среды.

2.Она является основнымосмотическим барьером, благодаря которому внутри клетки поддерживается определенное осмотическое давление.

3.ЦМ совместно с клеточной стенкой участвует врегуляции роста и клеточного деления бактерий.

4.ЦМ участвует в регуляции процессов репликации и сегрегации хромосом и плазмид (они связаны с ее рецепторами).

5. В ЦМ содержится значительное количествоферментов,в том числе системы переноса электронов (ЦМ— место генерации энергииу бактерий).

6.С ЦМсвязаны жгутикии аппарат регуляции их движения.

7.ЦМ участвует в процессахтранспорта(в том числе активного) питательных веществ в клетку и продуктов жизнедеятельности, включая ферменты и экзотоксины, из клетки в окружающую среду. В ней содержатся белки, участвующие в облегченной диффузии и активном транспорте.

8.ЦМ играет важную роль в компартментализации и стабилизациирибосом. 9.ЦМ участвует в синтезе компонентов клеточной стенки.

10.ЦМ участвует в образовании мезосом (мезосомы образуются в результате инвагинации участка ЦМ в цитоплазму, они открыты в периплазматическое пространство).

22.Функции клеточной стенки бактерий.

Клеточная стенка выполняет следующие функции: 1.Определяет и сохраняет постоянную форму клетки.

2.Защищает внутреннюю часть клетки от действия механических и осмотических сил внешней среды.

3.Участвует в регуляции роста и деления клеток.

4. Обеспечивает коммуникации с внешней средой через каналы и поры. 5. Несет на себе специфические рецепторы для бактериофагов.

6. Определяет во многом антигенную характеристику бактерий (природу и специфичность О- и К- антигенов).

7. Содержащийся в ее составе пептидогликан наделяет клетку важными иммунобиологическими свойствами (см. ниже).

8.Нарушение синтеза клеточной стенки бактерий является главной причиной ихL.-трансформации.

23.Что такое мини-клетки, когда они образуются?

миниклетки — маленькие, лишённые ДНК клетки. Миниклетки образуются, когда при делении формируется больше одной септы или она находится в неправильном месте.

Поскольку в этом случае формирование перегородки не связано с сегрегацией хромосом, образуются так называемые мини-клетки, лишенные хромосом, которые остаются в родительской клетке. Мини-клетки могут осуществлять различные биохимические процессы, поскольку они содержат ферменты, но они не способны к размножению, так как лишены хромосом.

Помимо мини-клеток вследствие различных неблагоприятных воздействий из бактерий могут образовываться так называемые нанно-клетки, т. е. мельчайшие клетки размером 0,2-0,3 мкм. Их описывали под различными названиями: фильтрующиеся формы бактерий, элементарные тельца, ультрамикробактерии. Чаще всего они образуются при L-трансформации бактерий.

Поскольку размеры таких клеток удобнее выражать в нанометрах, а не в долях микрометра, их