Строение бактерий при продольном срезе

Грамположительные бактерии:

• Цитоплазма

• Цитоплазматическая мембрана, представляющая собой липидный бислой

• Многослойный пептидогликан - каркасная структура - параллельные цепи молекул аминосахаров, связанные поперечными сшивками пептидной природы

• Слой тейхоевых кислот (липотейхоевых, тейхуроновых)

• Аморфная полисахаридная капсула крахмалоподобной природы

Грамотрицательные бактерии:

• Цитоплазма

• Цитоплазматическая мембрана, представляющая собой липидный бислой

• Однослойный пептидогликан

• Внешная мембрана. По химической природе является липополисахаридом (ЛПС-биологический полимер, состоящий из липидного фрагмента и полисахаридной цепи). ЛПС слой непроницаем для гидрофильных веществ, их транспорт осуществляется через пориновые каналы Порины– каналы, заполненные водой, пропускающие гидрофильные низкомолекулярные соединения

Внутреннее строение бактерий

В цитоплазме находятся органеллы, синтезирующие белок – рибосомы, а также нуклеиновые кислоты.

Генетическую информацию несет ДНК. Бактериальная ДНК существует в виде хромосомы и плазмид. Бактериальная хромосома представляет собой кольцевую ДНК. В состав хромосомы входят жизненноважные гены, определяющие уникальность данного вида. В отличие от эукариотической клетки бактериальная не окружена специльной мембраной, т.е. истинное ядро отсутствует. Длина бактериальной хромосомы прмерно в 1000 раз превосходит длину клетки, при этом она занимает незначительный объем цитоплазмы. Это достигается за счет компактной пространственной организации хромосомы,осуществляемой сложным аппаратом. Важную роль в этом играет топоизомеразы (ДНК-гираза и топоизомераза IV).³

Плазмидыпредставляют собой кольцевые ДНК меньших размеров. Их относят к подвижным генетически элементам, т.е. они могут передаваться между бактериями. Этот процесс является одним из основных путей генетического обмена у бактерий. Плазмиды не являются обязательным компонентом микробной клетки. В состав плазмид входят гены, определяющие устойчивость бактерий к факторам внешней среды, в т.ч. к антибиотикам, вирулентность и другие свойства не являющиеся жизненноважными, но обеспечивающие их обладателю определенные преимущества.

Синтез белка происходит на рибосомах. Бактериальные субединицы 50Sи 30S(70S).⁴Рибосомы состоят из РНК и белка и отличаются по структуре и размером от эукариотических. Входящие в состав рибосом РНК явяляется одним из наиболее консерватиных элементов клетки. Изучение 16SрРНК составляет основу геносистематики не только бактерий, но и всех живых существ . Изучение структуры позволяет оценить степень родства микроорганизмов и построить родственное дерево их эволюции. Чем выше степень гомологии, тем они эволюционно и таксономически ближе. Например,cE.coliиShigellasp. можно рассматривать как один вид.

Дополнительные структуры

Капсулы и слизь– полисахариды. При большом количестве сахарозы в среде обитания возрастает образование слизи на поверхности клеток

Влагалища– трубковидные чехлы нитчатых бактерий (Leptotrix) У некоторых способствует передвижению

Капсула– слизистый слой в отличие от слизи прочно связанный с клеткой. Синтезируется из дисахаридов внеклеточными ферментами, состав ее не зависит от субстрата. У патогенных бактерий капсула рассматривается как защитное приспособление: капсула возникает при нахождении бактерии в организме хозяина и препятствует фагоцитозу (пример, пневмококк, сибириязвенная палочка). Некоторые бактерии способны образовывать ее при росте на питательных средах.

Жгутики и подвижность

Хемотаксис– прямолинейное движение и кувыркание, реакция не зависит от способности микроорганизма утилизировать данный субстрат

Наличие, число, расположение жгутиков является таксономически важным признаком.

Монотрихи– один жгутик на одном из концов клетки

Политрихи– несколько жгутиков

Амфитрихи– по одному жгутику на концах

Лофотрихи– пучок жгутиков на одном конце

Перитрихи– большое количество по всей периферии клетки

Фибрииили пили.F-типа по 1-2 на клетку

Запасные вещества(включения в цитоплазму): крахмал, гликоген, жироподобные вещества, нейтральные жиры ( в вакуолях дрожжей до 80%, микобактерии – до 40% воск – сложные эфиры), сера, полифосфаты – зерна валютина (дифференциально-диагностический признак дифтерийной палочки)

Газовые вакуоли

Эндоспоры– образуются при неблагоприятных условиях, способность к спорообразованию, расположение спор является квалифицирующим признаком..

Неспорообразующие палочки

бактерии

Спорообразующие палочки

бациллы

клостридии

Примерспорообразующих палочек: палочка сибирской язвы, возбудитель столбняка, ботулизма, газовой гангрены

Процесс спорообразованиесвязан с увеличением количества белка, образованием дипиколиновой кислоты, присоединением ионов кальция. Происходит неравномерное деление клетки, часть протоплазмы отрывается, образуя две плазматические мембраны, внутрь откладывается кортекс- многослойный пептидогликановый комплекс. Процесс спорообразования заканчивается отмиранием вегетативной формы.

Отличие споры от вегетативной формы:наличие плотной оболочки, высокая плотность, содержание липидов, меньшее количество воды. Обменные процессы не протекают и спора годами находится в состоянии анабиоза. Попадая в благоприятные условия прорастает в вегетативную форму.

Форма, величина и расположение спор являются характерными особенностями вида. Классификация спор по расположению: центральные, субтерминальные, терминальные.

Пигменты:

Функция: защита от света, ультрафиолета, вторичные метаболиты

Литература.

1. Г.Г. Шлегель Общая микробиология: Пер. с нем. – М.: Мир, 1987.

С.В. Сидоренко Место бактерий в живой природе /Инфекции и антимикробная терапия №2.- Т. 2. – 2000. С.61-65

1 уникальность этих веществ для микроорганизмов и могут использоваться для создания антибиотиков

2 ЛПС слой непроницаем для гидрофильных веществ (большинство питательнызх веществ, в т.ч. сахара, аминокислот, антибиотиков, их транспорит осуществляется через пориновые каналы, встроенные в ЛПС слой. Гидрофобные соединения (такие антибиотики как хинолоны, макролиды, тетрациклины) способны диффундировать через ЛПС слой.

Сравнительно высокомолекулярные антибиотики, такие как гликопептиды, природные пенициллины с трудом проникают через порины грам/отрицательных бактерий, что и объясняет их природную устойчивость к этим препаратам.

3Топоизомеразы являются мишенью действия хинолонов. Нарушая действие изомераз хинолоны нарушают пространственную организацию ДНК, тормозят рост и размножение.

4Рибосомы являются мишенью действия многих антибиотиков, угнетающих биосинтез белка. С большими субединицами связываются макролиды, линкозамиды, с малыми – аминогликозиды, тетрациклины