7.2. Классификация бактерий по источнику углерода

Так как жизнь на Земле основана на соединениях углерода, этот элемент является основным для построения и успешного функционирования бактериальной клетки.

А. Бактерии, использующие в качестве источника углерода неорганические соединения (углекислый газ, карбонаты), называются аутотрофами. Аутотрофы не вызывают патологических процессов в организме человека и не являются предметом изучения медицинской микробиологии.

Б. Медицинская микробиология имеет дело с бактериями, которые в качестве источника углерода используют органические соединения. Такие бактерии называются гетеротрофами.

1. Те гетеротрофы, которые могут использовать в качестве источника углерода так называемую «мертвую органику» (например, раствор глюкозы), называются сапрофитами.

2. Те гетеротрофы, которые используют в качестве источника углерода органические соединения живой метаболизирующей клетки, называются паразитами.

а. Подавляющее большинство бактерий этой группы могут использовать в качестве источника углерода как «мертвую», так и «живую» органику. Такие бактерии называются факультативными паразитами. Их можно культивировать на искусственных питательных средах, основанных на растворах органических соединений.

б. Риккетсии и хламидии не могут использовать в качестве источника углерода «мертвую» органику. Они могут размножаться только внутри живой клетки, используя ее органические вещества для своих метаболических процессов. Их называют облигатными паразитами. Как и вирусы, эти бактерии не растут на искусственных питательных средах.

7.3. Пути проникновения питательных веществ в бактериальную клетку

Углеродсодержащие соединения, наравне с другими питательными веществами должны проникнуть в бактериальную клетку. Этот процесс аналогичен процессу питания более сложно организованных живых существ и поэтому иногда называется «питанием бактерий». У бактериальной клетки нет специализированных органелл для поглощения питательных веществ, последние проникают через клеточную оболочку по всему ее периметру. В большинстве случаев в этом процессе участвуют пермеазы – особые ферментоподобные белки. Пермеазы субстратспецифичны – для каждого вещества существует своя пермеаза, в обратимо связанном виде с которой оно перемещается через клеточную стенку и, если это требуется, цитоплазматическую мембрану.

А. Процесс проникновения питательных веществ через оболочку бактериальной клетки без затраты энергии называется диффузией. Энергия для осуществления диффузии не нужна, так концентрация диффундирующих веществ вне клетки выше, чем внутри ее – их перемещение происходит по градиенту концентрации.

1. Если в этом процессе не участвуют пермеазы, то это – простая диффузия. Таки путем внутрь бактериальной клетки проникают вещества, образующие истинные растворы.

2. Ряд субстратов (например, глицерин) диффундируют через оболочку бактериальной клетки с помощью пермеаз. Такой процесс называется облегченной диффузией.

Б. Концентрация подавляющего большинства необходимых питательных веществ внутри бактериальной клетки превышает их концентрацию в околоклеточном пространстве. Поэтому процесс их перемещения через клеточную оболочку происходит с затратой энергии. И, конечно, в этом процессе участвуют пермеазы.

1. Если при этом переносимые молекулы не претерпевают химических изменений, то такой процесс называется активным транспортом.

2. Если транспорт молекулы сквозь клеточную оболочку сопровождается ее химической модификацией (например, фосфорилированием), то такой процесс называется транслокацией химических групп.