Морфология и ультраструктура бактерий. Химический состав.
Ответ.
Морфология.
Размеры бактерий колеблются от 0,1 до 10 мкм.
Для бактерий характерны четыре основные формы:
сферическая (шаровидная),
цилиндрическая (палочковидная),
извитая,
и нитевидная.
Бактерии шаровидной формы – кокки – в зависимости от плоскости деления и расположения относительно друг друга отдельных особей подразделяются на микрококки (отдельно лежащие кокки), диплококки (парные кокки), стрептококки (цепочки кокков), стафилококки (имеющие вид виноградных гроздьев), тетракокки (образования из четырех кокков) и сарцины (пакеты из 8 или 16 кокков).
Палочки (они же БАКТЕРИИ, от греч. bacterion - палочка) располагаются в виде одиночных клеток, дипло- или стрептобактерий.
Извитые формы бактерий – вибрионы и спириллы, а также спирохеты. Вибрионы имеют вид слегка изогнутых палочек, спириллы – извитую форму с несколькими спиральными завитками.
Нитчатые бактерии – представляют собой многоклеточный организм, образованный из соединенных между собой палочковидных клеток, объединенных общим чехлом.
Виды нитчатых микроорганизмов:
серобактерии;
железобактерии.
Ультраструктура.
Выделяют обязательные и необязательные структуры БК.
I. Обязательными являются:
Нуклеоид (N) – ядерное образование, представленное одной хромосомой кольцевидной формы. Состоит из двухцепочечной нити ДНК. Нуклеоид не отделён от цитоплазмы ядерной мембраной.
2. Цитоплазма (ЦП) с включениями – сложная коллоидная система, содержащая различные включения, рибосомы, плазмиды, мезосомы.
3. Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) располагается под клеточной стенкой (между ними - периплазматическое пространство). По строению является сложным липидобелковым комплексом.
Функции цитоплазматической мембраны:
является основным осмотическим и онкотическим барьером;
участвует в энергетическом метаболизме и в активном транспорте питательных веществ в клетку, так как является местом локализации пермеаз и ферментов окислительного фосфорилирования;
участвует в процессах дыхания и деления;
участвует в синтезе компонентов клеточной клетки (пептидогликана);
участвует в выделении из клетки токсинов и ферментов.
4. Рибосомы – синтез белка.
5. Включения.
II. Необязательные:
1. Капсула (К) – необязательный полисахаридный или полипептидный компонент, выполняющий:
обусловливает форму клетки;
защищает клетку от механических повреждений извне и выдерживает значительное внутреннее давление;
обладает свойством полупроницаемости, поэтому через нее избирательно проникают из среды питательные вещества;
несет на своей поверхности рецепторы для бактериофагов и различных химических веществ;
несет антигенные свойства.
2. Жгутики (F) – необязательный белковый компонент (флагеллин), функция – движение, антиген.
3. Микроворсинки или пили, фимбрии, реснички – необязательный белковый компонент, функция: пили адгезии, конъюгативные пили.
4. Мезосомы – аналоги МТХ, участвуют в делении клетки, НО ПО СУТИ ЭТО АРТЕФАКТ!
5. Споры – образуют только БАЦИЛЛЫ и КЛОСТРИДИИ. Маловодны, много Са++, много жирных кислот, окраска по методу Ожешки.
6. Плазмиды.
7. Клеточная стенка (КС) – необязательный компонент (однако основной у большинства), выполняющий функции:
защитную,
барьерную,
транспортную,
рецепторную,
выделительную,
антигенную,
деления,
спорообразующую.
Клеточная стенка Г+ представляет собой гомогенный слой толщиной 20-80 нм. Она состоит из многослойного пептидогликана (муреина), пронизанного молекулами тейхоевой и липотейхоевой кислот.
Клеточная стенка Г- представляет собой структуру толщиной 14-18 нм. В ней выделяют внешнюю (наружную) мембрану (НМ) и тонкий пептидогликановый слой или муреиновый мешок Внешняя мембрана грамотрицательных бактерий представляет собой фосфолипидный бислой, содержащий белки и липополисахарид. Пептидогликан грамотрицательных бактерий является однослойным (толщина – 2-3 нм) и не содержит тейхоевых кислот. Под слоем пептидогликана располагается цитоплазматическая мембрана. Между внешней мембраной и цитоплазматической мембраной имеется полость, называемая периплазматическим пространством (периплазмой) толщиной не более 10 нм.
Химический состав КС
-
Характеристика клеточной стенки
Грам +
Грам -
Толщина
20-60 нм
10-20 нм
Липиды
1-1,6%
2-22,6%
Пептидогликан
40-90%
5-10%
Тейхоевая кислота
+
-
Химический состав.
Вода.
Белки распределены в цитоплазме, нуклеоиде, они входят в состав структуры клеточной стенки.
Углеводы (12-18% сухого вещества) используются микробной клеткой в качестве источника энергии и углерода.
Липиды состоят в основном из нейтральных жиров, жирных кислот, фосфолипидов.
Минеральные вещества – фосфор, натрий, калий, магний, сера, железо, хлор и другие – в среднем составляют 2-14% сухого вещества.
Для развития микроорганизмов необходимы микроэлементы, содержащиеся в клетке в очень малых количествах. К ним относят кобальт, марганец, медь, хром, цинк, молибден и многие другие.