11. Отличия в строении клеток эукариот и прокариот

Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы: предъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты) . Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, в отличие от эукариот, имеют относительно простое строение. В прокариотической клетке нет организованного ядра, в ней содержится только одна хромосома, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно в цитоплазме. Однако в ней также записана вся наследственная информация бактериальной клетки. Цитоплазма прокариот по сравнению с цитоплазмой эукариотических клеток значительно беднее по составу структур. Там находятся многочисленные более мелкие, чем в клетках эукариот, рибосомы. Функциональную роль митохондрий и хло-ропластов в клетках прокариот выполняют специальные, довольно просто организованные мембранные складки. Клетки прокариот, так же как и эукариотические клетки, покрыты плазматической мембраной, поверх которой располагается клеточная оболочка или слизистая капсула. Несмотря на относительную простоту, прокариоты являются типичными независимыми клетками. Все прокариоты объединены в царство Дробянки. Всего к этому царству относят около 3000 видов организмов. Каковы же отличительные признаки прокариотической клетки? Прокариотические клетки обычно очень малы: их размеры не превышают 10 мкм. У них нет ядерной оболочки, и единственная хромосома часто имеет кольцевидную форму и находится непосредственно в цитоплазме клетки (рис. 30). Клетка окружена мембраной, поверх которой у большинства прокариот выделяется защитная клеточная стенка, фиксирующая форму клетки и придающая ей прочность. Внутри прокариотической клетки отсутствуют органоиды, окруженные мембранами, т. е. в ней нет эндоплазматической сети (ее роль выполняют многочисленные выступы клеточной мембраны) , нет митохондрий, нет пластид. Рибосомы у прокариот мелкие. Прокариоты часто имеют органоиды движения — жгутики и реснички. Многие прокариоты — анаэробы, т. е. , в отличие от подавляющего большинства эукариот, им не нужен кислород воздуха, С другой стороны, многие прокариоты способны захватывать и использовать для своих нужд азот воздуха, чего не могут эукариотические организмы. Прокариоты чаще размножаются бесполым путем, а именно делением клетки надвое. Половой процесс, т. е. процесс обмена генетическим материалом, у прокариот встречается значительно реже. Многие прокариоты, например бактерии, в неблагоприятных условиях способны образовывать споры. При этом содержимое бактериальной клетки сжимается, и вокруг него выделяется плотная оболочка. После этого прежняя бактериальная клетка разрушается и спора выходит наружу (рис. 31). Спора может десятилетиями быть в неактивном состоянии, переноситься водой и ветром. Она не боится высыхания, холода, жары. Убийственным фактором для спор являются прямые солнечные лучи или искусственное облучение ультрафиолетовыми лучами. При попадании в благоприятную среду из споры быстро образуется бактерия.

12. Значение спорообразования для бактерий и грибов

Одной из особенностей микроорганизмов является их способность к спорообразованию. Споры образуются при неблагоприятных условиях существования (высушивание, недостаток питательных веществ, изменение рН среды и т. д.) , причем из одной клетки формируется только одна спора. Таким образом, образование спор не связано с процессом размножения, а является своеобразным приспособлением к переживанию в неблагоприятных условиях. По принятой номенклатуре спорообразующие аэробы носят название бацилл, а спорообразующие анаэробы — клостридии. Процесс спорообразования проходит ряд стадий, в течение которых в определенном месте клетки цитоплазма, нуклеоид, рибосомы концентрируются, уплотняются, покрываются мембраной, а затем плотной, плохо проницаемой многослойной оболочкой, включающей кальциевые соли дипиколиновой кислоты, обусловливающей термоустойчивость спор. Споры длительное время могут сохраняться в покое, оставаясь жизнеспособными. Так, в почве споры патогенных микроорганизмов (возбудителя сибирской язвы, столбняка и др. ) могут сохраняться десятками лет. При попадании в благоприятную среду споры очень быстро прорастают — из 1 споры возникает 1 бактериальная клетка, которая начинает размножаться. Спорообразование — видовое свойство палочек, а форма и расположение формирующейся споры по отношению к вегетативной части клетки является дифференциальнодиагностическим признаком. Форма спор может быть овальной или круглой, расположение центральное (возбудитель сибирской язвы) , субтерминальное — ближе к концу палочки (возбудители газовой гангрены, ботулизма) и терминальное — на конце (возбудитель столбняка) . Полиморфизм бактерий. Морфология бактерий даже в пределах одного вида достаточно изменчива, что связано с высокой приспособляемостью к условиям существования. Даже при микроскопии окрашенного мазка из чистой культуры бактерий обнаруживаются клетки различной величины и расположения, неодинаково воспринявшие краситель. Эти особенности могут быть объяснены различными сроками с момента деления клетки, условиями питания, действием продуктов метаболизма" и другими факторами. При действии некоторых химических веществ, химиотерапевтических препаратов, антибиотиков или воздействии повышенной температуры, ультрафиолетовых лучей происходят глубокие изменения в морфологии бактерий: клетки могут превращаться в длинные нити, ветвистые формы, иметь колбовидные вздутия на концах и т. д.

Образование спор

Внутри бактериальной клетки образуются споры. В процессе спорообразования бактериальная клетка претерпевает ряд биохимических процессов. В ней уменьшается количество свободной воды, снижается ферментативная активность. Это обеспечивает устойчивость спор к неблагоприятным условиям внешней среды (высокой температуре, высокой концентрации солей, высушиванию и др.). Спорообразование свойственно только небольшой группе бактерий. Споры – не обязательная стадия жизненного цикла бактерий. Спорообразование начинается лишь при недостатке питательных веществ или накоплении продуктов обмена. Бактерии в виде спор могут длительное время находиться в состоянии покоя. Споры бактерий выдерживают продолжительное кипячение и очень длительное проммораживание. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и становится жизнеспособной. Спора бактерий – это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях. Споры у бактерий служат для перенесения неблагоприятных условий. Они образуются из внутренней части содержимого клетки. При этом вокруг споры формируется новая, более плотная оболочка. Споры могут переносить очень низкие температуры (до - 273 °С) и очень высокие. Споры не погибают при кипячении воды.