Вопрос 42. Таксисы бактерий

Плавание с определенной целью – поиск питательных субстратов или избегание действия неблагоприятных факторов. Целенаправленное передвижение - способность к таксису. Плыть в направлении более благоприятных условий – положительный таксис. Избегать неблагоприятных условий – отрицательный таксис.

Таксис – ориентированное движение МО в направлении к аттрактанту и удаление от репеллента.

Разновидности таксиса:

1. хемотаксис – реакция на изменение концентрации растворенных веществ 2. аэротаксис – кислорода 3. осмотаксис - осмолярности 4. фототаксис – освещенности 5. термотаксис – температуры 6. тигмотаксис – механического воздействия 7. гальванотаксис – электрического тока 8. магнитотаксис – магнитного поля

Вопрос 43. Цитоплазма бактериальной клетки

Цитоплазма – гелеобразная субстанция, окруженная ЦПМ, содержит белково-рибосомальный комплекс: белки, ферменты, рибосомы.

В цитоплазме cтруктурно различимы: 1. Рибосомы 2. Нуклеоид 3. Включения

Рибосомы бактерий

Прокариотические рибосомы относятся к 70S типу. Эукариотические рибосомы - к 80S типу. Рибосомы имеют четкие контуры. Количество рибосом строго регулируется и составляет ~ от 1-100 x 1000 на клетку. E.coli - 1000 рибосом. Рибосомы распределены диффузно в цитоплазме. Иногда рибосомы расположены вблизи ЦПМ.

Молекулярная модель 70S бактериальной рибосомы: малая (30S) и большая (50S) субъединицы. Бактериальные рибосомы содержат 55 белков и 3 типа рРНК.

30S - малая субъединица: 21 белок + 16S РНК 50S - большая субъединица: 34 белка + 5S, 23S РНК

Функции рибосом: Рибосомы выполняют функцию трансляции генетической информации – синтез белка на матрице иРНК.

Рибосомы, нанизанные на иРНК образуют полисомы.

Вопрос 44. Включения в цитоплазму

В цитоплазме бактерий могут находиться включения - нерастворимые продукты клеточного метаболизма. Основная функция: запасание питательных веществ, хранение метаболитов при их избыточном образовании. Клеточные включения не имеют существенного значения для метаболизма, но обеспечивают преимущество на отдельных стадиях роста и в особых условиях обитания. Часто включения составляют значительную долю бактериальных клеток. Метахроматин в клетках возбудителя дифтерии. Клетки бактерий с крупными жировыми каплями. Газовые вакуоли почвенной бактерии Renobacter vacuolatum Химический состав включений: включения могут иметь различную химическую природу: Полисахариды, Полифосфатные гранулы – волютин, Глобулы серы, Глобулы жирных полигидроксикислот, Белки Ультратонкий срез клетки Corynebacterium diphtheriae. Зерно волютина

Вопрос 45. Строение бактериального генома: хромосомы

Нуклеоид – четко различимая область цитоплазмы, содержащая ДНК, не окруженная мембраной. Зона нуклеоида лишена рибосом. Нуклеоид включает геном. Геном – совокупность генов. Геном состоит из хромосомы и плазмид. Нуклеоид - 2-й структурный компонент цитоплазмы.

Особенности бактериального генома

- В нуклеоиде различима фибриллярная структура ДНК. - ДНК хромосомы – ковалентно замкнутая кольцевая структура. - БХ состоит из 2Н кольцевой ДНК и компонентов транскрипционно-трансляционного комплекса (ДНК-связывающих белков и РНК). - Нити ДНК прикреплены к белкам и РНК и образуют сложные агрегаты в виде нитей бус. - ДНК-связывающие белки относят к группе гистоноподобных белков. Гистоноподобные белки регулируют процессы с участием ДНК, например конденсацию и деспирализацию.

Гистоны содержатся только в эукариотических хромосомах. ДНК хромосомы: 2-цепочечная ДНК - длина 1,2 мм. Находится в клетке длиной около 1-2 мкм. У E.coli длина ДНК составляет 1,5 мм и включает 4700 кв (пар нуклеотидов). У Myxococcus xanthus – 9454 кв. У Mycoplasma genitalium ~ 600 кв – очень мало. Каждый ген в хромосоме представлен в единственном числе, поэтому у бактерий так много рибосом. В бактериальной клетке может быть несколько копий хромосом: У E.coli - 7 копий. У B. subtilis – 10 копий. У Mycoplasma genitalium - 1 копия.

Основные и дополнительные признаки: Гены большей части бактериальной хромосомы отвечают за основные - видоспецифические признаки. Часть генома содержит гены, определяющие дополнительные - факультативные признаки: устойчивость к токсическим агентам, метаболическую активность, факторы патогенности.

Оперон - группа генов - особая структура в бактериальной хромосоме, организованная в единицу транскрипции.

Локализация дополнительных признаков Гены факультативных признаков локализованы в подвижных генетических элементах – транспозонах (Tn) – это мобильные сегменты ДНК. Tn могут существовать только в интегрированном в хромосому состоянии. Структура Tn варьирует.

Подвижные генетические элементы

1) Транспозоны (Tn)

1. Is (insertion seguencies) - инсерционные последовательности; 2. Tn (transposable element) - более сложноорганизованные элементы 3. СTn (conjugative transposable element) - конъюгативные транспозоны

Функция транспозонов 1. Механизм перестройки собственной ДНК. 2. Основной фактор изменчивости ДНК. 3. Свободно перемещаются из одного сайта хромосомы в другой или во внехромосомную ДНК, но в пределах одной клетки. 4. Влияют на геном бактерии, поскольку внедряются в гены, нарушая генную структуру, или подчиняя экспрессию генов новым регуляторным факторам.

2) Более сложно организованные подвижные генетические элементы: 1. плазмиды 2. острова патогенности (группа генов, отвечающих за проявление патогенных свойств)