Структуры прокариотной клетки и их функции.

Отличия прокариот от эукариот:

1. У прокариот отсутствуют мембраны, ограничивающие органеллы бактериальной клетки (ядро. митохондрии, рибосомы) от цитоплазмы. Из мембран имеется только цитоплазматическая мембрана.

2. Ядро прокариот (нуклеоид) фибриальной структуры, ядерная оболочка отсутствует

. 3. У прокариот отсутствуют митохондрии, хлоропласты, комплекс Гольджи. ЭПС.

4. Окислительно-восстановительные фрагменты локализованы в мезосомах (производных цитоплазматической мембраны)

5. У прокариот отсутствует митоз, размножаются путем бинарного деления.

6. Прокариоты имеют гаплоидный геном.

7. Отсутствует клеточный центр

8. Внутриклеточные перемещения цитоплазмы и амебоидное движение для прокариот нетипичны.

Структура прокариотной клетки

Обязательные (облигатные)		Необязательные (факультативные)
Название	Характеристика	Название	Характеристика
Нуклеоид	Циркулярно замкнутая суперспирализованная двухцепочечная молекула ДНК = бактериальная хромосома	Плазмиды	ДНК аналогичного нуклеоиду строения, но: Меньшего молекул. веса Может быть неск. копий
Цитоплазма	Аналогичная цитоплазме эукариотической клетки	Цитоплазматические включения	Как правило, запасы питательных веществ
Рибосомы	Аналогичны рибосомам эукариотической клетки, но меньшей молекулярной массы	Защитные приспособления	Спора и капсула
Цитоплазматическая мембрана	Аналогичная ЦПМ эукариотической клетки, но без стеринов (стерины содержатся в ЦПМ лишь у микоплазм)	Жгутики	Органы движения
Мезосомы	Впячивания ЦПМ: 1. центр энергетического метаболизма 2. участие в клеточном делении	Реснички (пили, фимбрии)	Полые белковые (белок пилин) трубочки на поверхности клетки: общего типа – для адгезии на питательном субстрате половые (конъюгативные) – для передачи ДНК от одной клетки к другой
Клеточная стенка	3. играет формообразующую роль 4. предохраняет клетку от осмотического лизиса 5.имеет два типа строения (грамположительная и грамотрицательная КС) 5. отсутствует у микоплазм

Характеристика клеточной стенки микробов.

Клеточная стенка бактерий – это биополимер сложного химического состава, который покрывает всю поверхность бактериальной клетки.

Основу клеточной стенки всех бактерий составляет пептидогликан. Он состоит из параллельных полисахаридных цепей (N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислота).

У грамположительных бактерий пептидогликан связан с тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами и имеет многослойную структуру.

Тейхоевые кислоты пронизывают пептидогликан насквозь или находятся на его поверхности. Липотейхоевые кислоты имеют закреплены в цитоплазматической мембране. Они также пронизывают пептидогликан или располагаются между ним и мембраной.

У грамотрицательных бактерий пептидогликан однослоен и покрыт наружной мембраной с мозаичным строением.

В ее состав входит липопротеид, образующий глобулярный слой в результате ковалентной связи с пептидогликаном. Он покрыт НАРУЖНОЙ МЕМБРАНОЙ, состоящей из фосфолипидов, липополисахарида (ЛПС) и белков. Наружная мембрана пронизана белками-поринами— своеобразными выводными каналами, которые обеспечивают диффузию химических веществ из внешней среды в микробную плетку.

Особое значение имеет ЛПС, содержащийся в значительном количестве в составе КС грамотрицательных бактерий. В структуре ЛПС имеется три звена: основное (базисное), к одному концу которого присоединен липид (второе звено), а к противоположному— повторяющиеся звенья сахаров (третье звено), составляющих детерминантную группу. ЛПС обладает антигенными и токсическими свойствами, поэтому его часто называют эндотоксином.

У грамотрицательных бактерий между клеточной стенкой и цитоплазматической мембраной расположено периплазматическое пространство, заполненное гидролитическими ферментами. В периплазматическом пространстве происходит расщепление большинства питательных веществ, поступающих в бактериальную клетку.

17. Защитные приспособления микроорганизмов. Способы выявления капсул. Капсульные бактерии. Способы выявления спор. Спорообразующие бактерии. Окраска по Бурри-Гинсу:

1) в каплю туши, разведенной водой в 10 раз, вносят исследуемые бактерии, равномерно перемешивая, не допуская высыхания;

2) далее готовят мазок таким же способом, как из капли крови;

3) фиксируют его на пламени или наносят 2-3 капли спирта и сжигают его на стекле;

5) фиксированный мазок окрашивают фуксином 1-2 минуты;

6) высушивают и микроскопируют с иммерсионной системой.

Микроскопическая картина. Бактерии окрашены в красный цвет, а вокруг них ясно видны капсулы в виде неокрашенных зон на темном фоне.

Микро- и макрокапсула бактерий

	Макрокапсула (капсула)	Микрокапсула
Определение	Выраженный слизистый слой, покрывающий КС и имеющий фибриллярное строение	Тесно прилегающие к КС мукополисахаридные фибриллы
Состав	Чаще – полисахариды Реже - полипептиды	Мукополисахарид
Функция	Защита бактериальной клетки от: Фагоцитов Антител
Место образования	Человеческий организм Питательные среды, содержащие сыворотку крови
Бактерии, ею обладающие	Особенно выражена у: Клебсиелл (образуется ими постоянно, даже на простых питательных средах Пневмококка Бацилл сибирской язвы Коккобактерий	Многие бактерии
Выявление	В мазке из патологического материала – любым методом окраски (неокрашенный ореол вокруг бактериальной клетки) Специальные методы окраски (по Бурри-Гинсу)	Электронно-микроскопическое исследование

Спора и спорообразование у бактерий

Определение	Эндоспора - Покоящаяся форма, позволяющая сохранить наследственную информацию бактериальной клетки в неблагоприятных условиях внешней среды
Функция	Защита от: неблагоприятных физико-химических факторов внешней среды истощения питательной среды
Строение	ДНК, окруженной многослойной оболочкой, в т.ч. пептидогликановой (кортекс)
Место образования	внешняя среда (не в организме человека) искусственная питательная среда
Факторы, обуславли- вающие термоустой- чивость	практически полное отсутствие свободной воды повышенная концентрация кальция наличие дипиколиновой кислоты особое строение белка особое строение пептидогликана кортекса
Стадии образования	формирование спорогенной зоны (уплотненный участок цитоплазмы вокруг нуклеоида) образование проспоры (изолирование спорогенной зоны от остальной части цитоплазмы врастающей внутрь клетки ЦПМ) образование кортекса образование внешней оболочки, содержащей дипиколиновую кислоту отмирание вегетативной части клетки
С порообразующие бактерии	бациллы (спора меньше диаметра клетки) клостридии (спора больше диаметра клетки)
Выявление	Окраска по Цилю-Нильсену или по Ожешко

Окраска по Цилю-Нильсену для выявления кислотоустойчивых бактерий и спор:

1. На фиксированный мазок накладывают полоску фильтровальной бумаги и наливают карболовый фуксин Циля и над пламенем спиртовки подогревают препарат 2-3 раза до появления паров. Необходимо для размягчения оболочки споры («протравливания»).

2. Бумагу снимают, препарат обесцвечивают 5% раствором серной кислоты.

Промывают водой и докрашивают метиленовым синим.

Результат: споры (и кислотоустойчивые бактерии) прокрашиваются в красный цвет. Кислотоподатливые бактерии и цитоплазма обесцвечиваются из-за особенностей химического состава и приобретают голубой (синий) цвет.

Окраска по Ожешко:

1. На нефиксированный мазок наносят 0,5% раствор соляной кислоты при подогревании

2. Промывают и фиксируют в пламени спиртовки.

3. Окраска по Цилю-Нильсену.

Результат микроскопии: споры – красные, вегетативные клетки – синие.

Жгутики бактерий. Определение подвижности.

Органы движения бактерий	Жгутики Осевая нить и аксиальная нить (у спирохет)
Тип движения жгутиков	Вращательный
Классификация бактерий по числу и расположению жгутиков	Монотрихи – один на полюсе Политрихи – много Амфитрихи – на противоположенных полюсах Лофотрихи – пучок Перитрихи – по всей поверхности Атрихи - отсутствуют
Выявление жгутиков	Косвенное – по факту подвижности бактерий (препарат «висячая» или «раздавленная капля» в темно-польной или фазово-контрастной микроскопии) Прямое: Специальные методы окраски (по Леффлеру, по Морозову (пропитывание солями серебра и утолщение). Электронная микроскопия

Методика приготовления препарата "висячая" капля для изучения подвижности микроорганизмов.

Для приготовления препарата необходимо иметь предметное стекло с углублением в центре (лункой).

1. На середину чистого покровного стекла наносят каплю исследуемой культуры.

2. Края лунки на предметном стекле предварительно смазывают вазелином. Затем на покровное стекло накладывают предметное стекло с лункой так, чтобы капля находилась против центра лунки, и прижимают предметное стекло к покровному.

3. Препарат переворачивают покровным стеклом кверху. Капля должна свободно свисать в центре лунки, не касаясь краев или дна. В результате образовалась герметично закрытая камера, в которой капля долго не высыхает.

Методика приготовления препарата "раздавленная" капля для изучения подвижности микроорганизмов.

1. На середину чистого обезжиренного стекла стерильной пастеровской пипеткой наносят 1-2 капли исследуемой культуры.

2. Осторожно покрывают каплю покровным стеклом, накладывая его пинцетом так, чтобы в жидкости не образовались пузырьки воздуха.

Материал необходимо брать в таком количестве, чтобы капля заполнила все пространство между стеклами и не выступала за края покровного стекла.