Нуклеоид

Несмотря на отсутствие в клетках прокариот ядра, ДНК бактерий локализована в ограниченном участке цитоплазмы нуклеоида.

Вся генетическая информация прокариот содержится в одной молекуле ДНК, имеющей форму кольца – бактериальной хромосомы. Длина молекулы в развернутом виде может составлять более 1 мм, т.е. почти в 1000 раз превышать длину бактериальной клетки.

ДНК прокариот построена также, как и у эукариот (дезоксирибоза, фосфорная кислота и азотистые основания: два пуриновых (аденин и гуанин) и два пиримидиновых (цитозин и тимин)).

Делению клеток также предшествует удвоение ДНК (репликация). Деление молекул ДНК идет по полуконсервативному механизму (в ДНК дочерней клетки оказывается лишь одна половина материнской ДНК).

Внутрицитоплазматические включения

В цитоплазме прокариот обнаруживаются различные включения. Это могут быть запасные вещества (которые клетка использует при исчерпании внешних источников пищи), необходимые клетке или продукты метаболизма, накапливающиеся в клетке. Многие из них являются активно функционирующими структурами в клетке.К таким структурам относятся хлоросомы зеленых бактерий и фикобилисомы цианобактерий. В этих структурах локализованы пигменты, участвующие в фотосинтез (бактериохлорофилл и фикобилипротеин). Они имеют вид продолговатых пузырьков (хлоросомы) или гранул (фикобилисомы) и непосредственно примыкают к фотосинтезирующей мембране.В клетах некоторых прокариот содержатся карбоксисомы. (Имеющие форму многогранника). Они содержат фермент (рибулозодифосфаткарбоксилаза), катализирующий фиксацию СО₂ у фотосинтезирующих бактерий. У водных прокариот обнаружены газовые вакуоли (аэросомы). Газовые вакуоли состоят из множества газовых пузырьков, заполненных газом (воздухом). Основная их функция – обеспечение плавучести микроорганизмов, которые с их помощью могут регулировать глубину, выбирая более благоприятные условия. Их вероятно, можно рассматривать как альтернативу жгутиков, при движении в вертикальной плоскости. Магнитосомы содержат гранулы магнетита (окись железа). Они позволяют бактерии перемещаться в направлении линий магнитного поля. Бактерии, выделенные в северном полушарии, ищут север(Здесь линии магнитного поля проходят под углом 70⁰к горизонту, вглубь водоема, где очень мало кислорода – благоприятные условия).

Запасные вещества прокариот представлены полисахаридами (крахмал, гликоген, гранулеза), липидами (поли-в-оксимаслянная кислота), полипептидами, полифосфатами (волютин), отложениями серы. Чаще всего они ограничены белковой мембраной.

2.Микробные токсины: экзотоксины и эндотоксины. Токсикоинфекционные заболевания человека.

Токсины

- Ядовитые вещества, образуемые преимущественно микроорганизмами, а также некоторыми животными (яд змей, скорпионов, пауков и др.) и растениями.

По химической природе токсины являются полипептидами или белками (исключение составляют афлотоксины, являющиеся производными кумаринов).

Наибольшее значение имеют бактериальные токсины, которые вызывают так называемые токсикоинфекционные заболевания человека и животных (столбняк, ботулизм, дифтерия, газовая гангрена и др.)

Среди микробных токсинов различают экзотоксины (простые белки), которые образуются некоторыми (грамположительными) патогенными бактериями и выделяются в окружающую среду в процессе их роста и эндотоксины (сложные комплексы липополисахаридов с белками), которые освобождаются при распаде (лизисе) микробной клетки. Гены, кодирующие экзотоксины, локализованы большей частью в плазмидах, а не в бактериальной хромосоме.

Все экзотоксины обладают определенной специфичностью, т. е. поражают определенные ткани. Примеры экзотоксинов:Токсин, вызывающий ботулизм, одно из наиболее ядовитых веществ в природе – поражает нервные клетки (тормозит высвобождение ацетилхолина из синаптических пузырьков (нейромедиатор)). Столбнячный токсин - поражает двигательные нейроны (блокирует передачу импульсов в ЦНС и нервно-мышечных соединениях, вероятно за счет нарушения транспорта кальция). Дифтерийный токсин вызывает перерождение сердечной мышцы. Холерный токсин инициирует последовательность реакций, в результате которых активируется аденилатциклаза..Эндотоксины находятся в наружных слоях клеточных стенок всех патогенных грамположительных бактерий. Действие их на организм относительно неспецифично. Примеры эндотоксинов: токсин возбудителя брюшного тифа, дизентерии и др.

После введения токсина в организме животного и человека образуются антитоксины (антитела). Вводя в организм возрастающие дозы, можно добиться нечувствительности животного к данному токсину, благодаря накоплению в его крови большого количества антитоксина. Сыворотка из крови данных животных, обладает способностью нейтрализовать данный токсин.

Бактерийные токсины после тепловой и химической обработки утрачивают ядовитость. Они называются анатоксинами и используются для прививок.

токсикоинфекционные заболевания человека и животных (столбняк, ботулизм, дифтерия, газовая гангрена и др.)

Ботулизм – тяжелое пищевое отравление. Возбудитель – Clostridium botulinum, обитающий в почве. Споры этого микроорганизма находятся на коже животных, растениях. При попадании спор в консервированные продукты (не соблюдение санитарных условий, чаще всего в домашних заготовках) происходит активное размножение микроорганизма, сопровождающееся газообразованием (вздутие банок). Споры микроорганизма устойчивы к кипячению (в отличие от токсина).

Токсин вызывает поражение нервной системы: нарушение зрения, слабость, параличи, затрудненное глотание, потеря голоса, рвота, запор, сильная жажда. Смертность 50%.

Столбняк Возбудитель – Clostridium tetani, обитающий в почве. Попадая с частичками почвы в рану, развивается за счет отмирающих тканей и продуцирует нейротоксин, воздействующий на функции спинного мозга.Затруднение глотания, жевания, спазм челюстных мышц (невозможно открыть рот), сильные судороги (усиливаются при незначительных внешних раздражителях: шум, звук, прикосновения) – больной не может вздохнуть и умирает от нехватки кислорода, повышение температуры до 40-42⁰С.Дифтерия Возбудитель – дифтерийная палочка – внедряется в слизистые оболочки, раны. Размножаясь выделяет токсин, вызывающий местное воспаление с образованием пленчатого налета. Высокая смертность у маленьких детей (причина смерти – удушье). Поражает мышцу сердца, нервную систему, печень, почки.Холера Возбудитель – Vibrio cholerae (холерный вибрион) – попадает в организм через некачественную Жизненный цикл бактериофага питьевую воду (обитает в почве, но при попадании с твердой пищей, нейтрализуется желудочным соком). Экзотоксин вызывает лизис клеток слизистой оболочки кишечника, что приводит к сильному обезвоживанию и потере минеральных солей (понос, рвота, судороги).

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 14

1.	Строение прокариотной клетки. Клеточная стенка, капсула, жгутики.
2.	Токсины. Токсикоинфекционные заболевания человека. Антитоксины и анатоксины.