Тема 2: морфологія та будова прокаріотної клітини.

1. МОРФОЛОГІЯ БАКТЕРІЙ. 2. БУДОВА МІКРОБНОЇ КЛІТИНИ.

2.1. КЛІТИННА СТІНКА МІКРООРГАНІЗМІВ ТА ЇЇ ПОВЕРХНЕВІ СТРУКТУРИ.

2.2. МЕМБРАНИ МІКРОБНИХ КЛІТИН. 2.3. МЕМБРАННІ УТВОРЕННЯ ПРОКАРІОТ. 2.4. ВНУТРІШНЬОКЛІТИННІ СТРУКТУРИ.

3. ЕНДОСПОРИ ТА ІНШІ ФОРМИ СПОКОЮ У БАКТЕРІЙ.

3.1. ХАРАКТЕРИСТИКА СПОРОУТВОРЮВАЛЬНИХ БАКТЕРІЙ.

3.2. СПОРОУТВОРЕННЯ (СПОРУЛЯЦІЯ).

3.3. ІНШІ ФОРМИ СПОКОЮ У БАКТЕРІЙ. 4. ВІДМІННОСТІ ПРО- ТА ЄУКАРІОТ.

1..МОРФОЛОГІЯ БАКТЕРІЙ.

Світ мікроорганізмів надзвичайно різноманітний. Біль­шість мікроорганізмів є одноклітинними, зустрічаються ценоцитні, багатоклітинні, але диференціація клітин на органи і тка­нини у них відсутня.

Назви бактерій, мікроміцетів, дріжджів наводяться в латин­ській транскрипції . Номенклатура мікроорганізмів є бінарною: кож­ному виду присвоюється родова та видова назви. Вид є основною таксономічною одиницею в мікробіології, види об'єднуються в роди.

Бактерії за формою поділяються на кілька груп: сфе­ричні, циліндричні, спіральні, незвичної форми та нитчасті.

Сферичні бактерії, або коки (від грец, kokkos — зерно) мають округлу форму. Залежно від розташування клітин після їх ділення поділяються на групи {рис.2.1).

Мікрококи (Micrococcus) (від грец, mikros — малий) — коки, що діляться в одній площині і після поділу розміщуються поодиноко, наприклад, Micrococcus aqua — звичайний мешка­нець води (Micrococcus — назва роду; aqua — видова назва).

Диплококи (Diplococcus) (від грец. diploos — подвійний) — коки, що діляться в одній площині і після поділу розміщуються попарно, наприклад, Methylococcus capsulatus — бактерія, що окиснює метан; Neisseria gonorrhoeae — збудник гонореї.

Стрептококи {Streptococcus) (від грец. streptos — ланцю­жок) — коки, що діляться в одній площині. Після поділу між клітинами зберігається зв'язок, і вони розміщуються у вигляді ланцюжків, наприклад, Streptococcus lactis — молочнокисла бак­терія, що спричиняє скисання молока. Ланцюжки можуть бути короткими (3-4 клітини) або довгими (кілька десятків клітин).

Стафілококи (Staphylococcus) (від грец. staphyle — вино­градне гроно) — коки, що діляться в кількох площинах і після поділу розміщуються у вигляді виноградного грона. Наприклад, Staphylococcus aureus — золотистий стафілокок, збудник гній­них інфекцій.

Коки не завжди бувають правильної круглої форми, вони можуть бути ланцетоподібними (Streptococcus pneumoniae — збудник пневмонії), овальними (Peptostreptococcus), подовжени­ми (Ruminococcus).

Більшість коків є нерухомими і не утворюють ендоспор, хоча деякі можуть мати джгутики (Planococcus, Planosarcina) та ендоспори (Sporosarcina).

Циліндрична форма бактерій (від грец. bacteria, лат. bacillum — паличка) є характерною для більшості бактерій. Паличко­подібні бактерії поділяються на такі, що утворюють ендоспори (Bacillus, Clostridium), і на такі, що не утворюють ендоспор (Pseudomonas, Xanthomonas). Паличкоподібні форми бактерій розріз­няються за довжиною, поперечним діаметром, формою кінців клітин і характером їх розміщення. Розрізняють палички довгі (понад 3 мкм) (Bacillus megaterium — гнильна бактерія; Clostridi­um botulinum — збудник ботулізму), короткі (1 мкм) (бактерії кишкової групи), дуже короткі (менше 1 мкм), довжина яких не набагато перевищує діаметр клітини, тому їх називають коко-бактеріями (Brucella abortus — збудник бруцельозу). За попе­речним діаметром бактерії поділяються на тонкі (Mycobacterium tuberculosis — збудник туберкульозу) і товсті (Escherichia coli — кишкова паличка). Кінці паличок можуть бути закруглені, з обрі­заними краями, загострені, потовщені. Розміщуються палички поодиноко, по дві клітини (Pseudomonas), ланцюжками

Рис. 2.1. Форми бактеріальних клітин:

1 — мікрокок; 2 — диплокок; З — стрептокок; 4 — тетракок; 5 — сардина; 6 — стафілокок; 7 — маленька паличка; 8 — великі палички, з'єднані в лан­цюжок; 9 — яйцеподібні коки; 10 — трихомні клітини; 11 — вібріон; 12 — спірохета; 13 — червоподібна клітина; 14 — багатоклітинна форма; 15 — зірко­подібна; 16 — палички, розміщені під кутом одна до одної; 17 — трикутні; 18 — форми, що гілкуються; 19 — тороїдальні; 20 — клітини, які брунькуються; 21 — гантелеподібні; 22 — нециліндричні трихоми; 23 — палички з загостреними кінцями; 24 — бобоподібний диплокок; 25 — клітина зі стеб­линкою; 26 — пластинчаті клітини архебактерій; 27 — спірила; 28 — амебоїдна; 29 — ланцетоподібний диплокок; 30 — клітина з гіфами, на яких утворю­ються бруньки; 31 — ланцюжок клітин, що утворюють петлю; 32 — з'єднан­ня клітин у пластини; 33 — зіркоподібна розетка з клітин; 34 — тубероїдні клітини; 35 — слизові стебликові бактерії, 36-клітина з шипами.

(Bacillus mycoides — типова ґрунтова бактерія). Деякі палички розміщені під кутом одна до одної, утворюючи фігури, подібні до X чи Y, наприклад, артробактерії, корінебактерії, нокардії, мікобактерії.

Бактерії спіральної форми розрізняються за кількістю і характером завитків, довжиною та товщиною клітин. їх мож­на поділити на форми, що не гнуться (вібріони, спірили), і на такі, що вигинаються (спірохети).

Вібріони (від фр. vibrion) мають вигляд зігнутої палички їй коми (Vibrio cholerae — збудник холери).

Спірили (від лат. spira — вигин) — спірально вигнуті клітини, що мають великий поперечний діаметр і невелику кіль­кість високих завитків (Spirillum volutans — сапрофітна бакте­рія; Spirillum minus — патогенна, здатна спричиняти захворюзання спірила).

Спірохети (від лат. spira — вигин, грец. chaite — волос­ся) — такі, що вигинаються, тонкі, спірально вигнуті клітини .

Вони складаються із зовнішнього чохла, протоплазматичного циліндра, аксіальних ниток. Аксіальні нитки обвивають протоплазматичний циліндр, вони є внутрішньоклітинними структурами (розміщені в периплазматичному просторі). Аксі­альні (або периплазматичні) нитки спірохет є аналогами джгугиків бактерій. До спірохет належить Spirochaeta plicatilis — звичайний мешканець прісних, морських і стічних вод, Тгеропета mllidum — збудник сифілісу, Тгеропета macrodentium — зубна спірохета, мешканець ротової порожнини при зубному карієсі.

Бактерії незвичної форми морфологічно різноманітні. Тороїдальні (замкнуті чи незамкнуті кільця), зіркоподібні, тубероїдні клітини показані на рис. 2.1. Форма плоских квадратних пластинок і коробочкоподібних плоских клітин геометрично різноманітної форми є характерною для архебактерій.

Нитчасті форми бактерій (трихомні, від грец. trichoma — волосина) — це здебільшого паличкоподібні клітини, з'єднані в довгі ланцюжки, які об'єднані слизом, чохлами-піхвами, плазмо­десмами (місточками) або єдиною оболонкою. Зазвичай зовні трихом покритий додатковими оболонками, які не беруть участі в утворенні перегородок між клітинами. Клітини трихом пере­важно є паличкоподібними.

Всі бактерії характеризуються постійністю форми клітини завдяки особливостям будови однієї з оболонок — клітинної стін­ки. Але є бактерії, для яких характерним є поліморфізм. Це мікоплазми, L-форми, клітини яких не мають клітинної стінки, а також артро-, нокардіо- та корінебактерії, в яких у циклі розвитку спос­терігається зміна форми клітини: кок — паличка — кок.

Розміри бактеріальних клітин сильно варіюють. Діаметр сферичних бактерій становить від 0,2 до 2,5 мкм. Найменшими є мікоплазми — 0,15 мкм. Цей розмір є теоретичною межею клітинного рівня організації життя, у якому в клітині ще може бути мінімум молекул білка (близько 1200) і мінімум фермент­них реакцій, необхідних для підтримання клітинної структу­ри. Паличкоподібні бактерії мають товщину 0,5-1,0 мкм, дов­жину від 1-2 до 10 мкм. Нитчасті форми можуть досягати макро­скопічних розмірів (1 мм) і їх можна побачити неозброєним оком. Довжина спірохет коливається від 1-3 до 100-500 мкм. Ниж­ній розмір одноклітинних бактерій визначається простором, необхідним для упаковки апарату, який забезпечує незалежне існування клітини, верхній — оптимальним співвідношенням між поверхнею клітини і об'ємом.