Тема лекции: «Биохимия и физиология бактерий.»

Физиология бактерий – раздел микробиологии, изучающий процессы роста, размножения и питания бактерий, способы получения энергии для осуществления этих процессов, а также происходящие при этом превращения веществ в клетке.

Химический состав бактериальной клетки.

Микроорганизмы возникли в процессе эволюции из элементов, широко представленных на Земле. Химический состав бактериальной клетки принципиально не отличается от химического состава клеток животных и растений. Соотношение отдельных химических элементов колеблется в зависимости от вида микроорганизма и условий его роста.

Вода – 75-85% (составляет основную массу микробной клетки, биохимические функции воды аналогичны таковым у эукариотов: часть воды находится в связанном состоянии с белками, углеводами и другими веществами, входя в состав клеточных структур; остальная вода находится в свободном состоянии – служит дисперсной средой для коллоидов и растворителем различных органических и минеральных соединений, с водой все вещества поступают в клетку и выводятся из нее).

Сухое вещество – 15-25%, состоит из органических веществ и минеральных элементов:

• Органические вещества:

• белки – 50-80% (основные компоненты клетки, в бактериальной клетке насчитывается более 2 тыс. различных белков, представлены в виде простых (протеины) и сложных (протеиды) соединений, функции их аналогичны белкам эукариот – входят в состав различных структур клетки, являются строительным материалом и выполняют ферментативные функции);

• нуклеиновые кислоты – 10-30% (представлены в виде РНК и ДНК

• ДНК обеспечивает наследственность и изменчивость бактерий, а РНК ответственны за биосинтез клеточных белков);

  • углеводы – 12-28% (содержатся в виде моно-, ди- и полисахаридов, а также связаны с белками и липидами, входят в состав клеточных структур, используются для синтеза различных веществ и в качестве энергетического материала, часто откладываются в виде запасных питательных веществ);

  • липиды – 3-10%, у некоторых бактерий, например, микобактерий

• возбудителей туберкулеза и лепры, содержание липидов достигает до 30-40% (представлены в трех фракциях – фосфолипиды, воски и жирные кислоты, являются необходимыми компонентами клеточной стенки и ЦПМ, также используются для синтеза различных веществ).

• минеральные вещества – 5-15%, по количественному содержанию у бактерий можно разделить на 4 группы:

• макробиогенные элементы (2-60%): азот, водород, кислород, углерод – составляют основу органических веществ, поэтому называются органогенными;

• олигобиогенные элементы (0,02-0,1%): калий, натрий, хлор, сера, магний, железо, кальций, фосфор;

• микробиогенные элементы (0,01%): цинк, марганец, кобальт, медь, фтор, бром, йод;

• ультрамикробиогенные элементы (<0,01%): бор, ванадий, кремний, литий, алюминий, олово, мышьяк, молибден.

Олиго, микро- и ультрамикробные элементы рассматривают как зольные. Минеральные (зольные) вещества играют большую роль в регулировании внутриклеточного осмотического давления и коллоидного состояния цитоплазмы, влияют на скорость и направление биохимических реакций (активаторы ферментов/ко-ферменты), являются стимуляторами роста.

Все перечисленные химические вещества образуют малые и большие молекулы: