Пройти Антиплагиат ©


Главная » Микробиология » 6. Строение бактериальной клетки



Строение бактериальной клетки

Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная. Уникализировать текст 



Бактериальная клетка устроена протопластами и поверхностными структурами. Протопласты — цитоплазма, в которой находятся органоиды и вся структура окружена цитоплазматической мембраной (ЦПМ). Поверхностные структуры — все структуры, которые располагаются на ЦПМ (клеточная стенка, капсула или ее разновидность, жгутики, ворсинки, пили).
Клеточная стенка. Важнейший структурный компонент, который есть у всех м/о, кроме микоплазм, а также искусственно полученных протопластов и мутантов (L-формы). Клеточной стенки нет у архибактерий. На долю клеточной стенки приходится от 5-50% всех сухих веществ клетки. По химическому составу и строению клеточная стенка у прокариот отличается от клеточной стенки эукариот. Химический состав клеточной стенки (КС) и строение является для определенных видов постоянным. В зависимости от строения клеточной стенки м/о были разделены:
— грамположительные (Г+);
— грамотрицательные (Г-);
В 1884 — шведский Грам предложил способ окрашивания м/о, который позволял различать м/о, имеющие разное строение клеточной стенки.
КС Г+. Очень плотно прилегает к ЦПМ. Основную массу КС составляет особый пептидогликан — муреин. У Г+ — муреин многослойный и на долю его приходится от 50-90% всех веществ КС. Помимо муреина могут входить тейхоевые кислоты, белки, полисахариды и липиды. Муреин — это гетерополимер, мономер которого являет собой 2-афетилированный аминосахар, производный глюкозы (N-ацетилглюкозамин — NАцГА), в котором гидроксильная группа при 2 С — замещена аминогруппой, на которой присоединяется СОСН3 (ацетильный остаток), N-ацетилмуреиновая кислота (NАцМК). Представляет собой эфир N-ацетилглюкозамина и молочной кислоты, к остатку которой присоединяется тетрапептидный хвост, состоящий из 4 аминокислот (а/к): L-аланин, D-глутаминовая кислота, мезо-диаминопимелиновая кислота, D-аланин. Связь между 2-мя сахарами — β-1,4 гликозидная связь. Таким образом встречается гликозидная и пептидная связь (между а/к). Молекула муреина — гигантская и обволакивает клетку как сетка. Помимо пептидной связи, которая образуется в пределе 1 тетрапептидного хвоста, могут образовываться мегапептидные связи между отдельными пептидными хвостами. Причем эти связи могут образовываться между концевым D-аланином, который находится в положении «4» одного хвоста и диаминокислоты в «3» положении другого хвоста (связь 3-4). У других м/о могут образовываться пептидные мостики между 2-мя соседними хвостами. Могут образовывать связи через пептидный мостик. Чаще всего мостики образуются из 5 остатков.

Разновидности муреина. Известно более 100 хемотипов муреина, которые имеют определенные различия, которые прежде всего касаются:
- природы а/к в положении «3»;
- наличия или отсутствия и природы пептидного мостика;
- положением поперечной связи между пептидными цепями;
- не всегда связь может быть 3-4, иногда — 2-4.
В положении «3» может находится мезо-диаминопимелиновая кислота (МДАПК), L-аргини, L-лизин. Муреиновый каркас имеет ряд особенностей:
— чередование последовательностей NАцГА и NАцМК;
— в структуре муреина имеются неприродные D-а/к-ты;
— наличие МДАПК;
Муреиновый каркас является слабым местом бактериальной клетки. Разрывается 2-мя видами антибактериальных препаратов:
1) β-лактамные антибиотики (пенециллины, цефалоспарины), которые разрывают пептидные связи между 2-мя тетрапептидными хвостами.
2) антибиотик животного происхождения — лизоцим, который разрушает β-1,4 гликозидную связь.

Тейхоевые кислоты. Полимеры, построенные на основе 3-атомного спирта — глицерина или 5-атомного спирта — рибита, остатки которых соединены фосфодиэфирной связью. В зависимости от природы спирта различают рибиттейхоевую кислоту либо глицеринтейхоевую кислоту. Многообразие тейхоевых кислот определяет многообразие веществ, которые присоединяются к свободным ОН-группам а/к. К этим гидроксильным группам может быть присоединена глюкоза, NАцГА, D-аланин и др.). Тейхоевые кислоты ориентированы поперек КС муреина и ковалентно связанной с NАцМК с 4 углеродным атомом. Иногда тейхоевые кислоты могут быть связаны с липидной частью ЦПМ (липотейхоевые кислоты).
Функции тейховых кислот.
Основные антигены (Аг) Г+ бактерий. Они выполняют функцию бактериофагов — вирусов бактерий. Создают на поверхности клетки высокую плотность регулярно ориентированных зарядов, в результате чего облегчают проникновение ионов через поверхностные слои клетки.
 

Белки и липиды


Белки КС синтезируются на рибосомах, которые связанны с ЦПМ. Белки могут быть представлены монослоем на поверхности муреина. Bac. Brevis — имеется тонкий слой. У St.aureus белки располагаются на поверхности в виде спирали (белок А).
На поверхности КС у некоторых представителей рода Streptococcus белки встречаются в виде ворсинок, с помощью которых клетки склеиваются друг с другом. Для полисахаридов и липидов показана возможность ковалентного связывания с макромолекулами клеточной стенки, в отличие от белков, которые (у тех видов, где имеются) формируют на ее внешней поверхности отдельный слой.
КС Г-. Состоит из внутреннего слоя и наружной мембраны. Внутренний слой представленный муреиновым комплексом и неплотно прилегает к ЦПМ (отделен переплазматическим пространством). Наружная мембрана располагается над муреином и отделена от него переплазматическим пространством. В хим. Отношении представляет собой би-слой липидов, относящихся к классу полярных липидов. Белки наружной мембраны можно разделить на основные и минорные:
1) Минорные белки: основная функция — транспортная и рецепторная (рецепторы бактериофагов).
2) Основные белки: формирование в мембране гидрофильных пор и функия стабилизации мембранный рецепторов для бактериофагов.
Наружный слой мембраны представлен монослоем липополисахаридов. Они имеют очень сложное строение:
липидный комплекс представлен липидом А;
сердцевинная область;
О-спецефические боковые цепи, которые индивидуальны для некоторых организмов - они представлены различными олигосахаридами (галактоза, манноза, рамноза, фруктоза и др.)
О-спецефические боковые цепи являются самостоятельными О-антигенами (О-Аг) Г- бактерий. И благодаря этой индивидуальности можно определить видовую принадлежность Г- организмов.

Необычные КС-и
Они принадлежат к группе архебактерий. Клеточные стенки метанобразующих архебактерий содержат псевдомуреин.
Псевдомуреин. N-ацетилглюкозамин, N-ацетилгалактозамин, N-ацетилталозамин уроновой кислоты. Пептидные фрагменты состоят из L-а/к (глу, ала, лиз). У других архибактерий, которые относятся к галобактериям. У них КС представлена белком, а аминосахара находятся в небольшом количестве.
 

Прокариоты, не содержащие КС


Единственная группа организмов, которые не содержат КС - микоплазмы. Но они имеют ЦПМ, которая выполняет роль ЦПМ. Прочность ей придают стерины, которые микоплазмы включают в свою структуру из м/о, в которых они паразитируют. Благодаря стеринам ЦПМ приобретает плотность и устойчивость к осмотическим перепадам. Микоплазмы паразитируют в млекопитающих, содержатся в сточных водах. Искусственным путем получены м/о без КС - протопласты (без КС) и сферопласты (содержит фрагменты КС).
Протопласты и сферопласты получают в лабораторных условиях с использованием литических ферментов, которые разрушают пептидные связи муреина. Для того чтобы протопласты и сферопласты не лопнули добавляют стабилизаторы (соли). Они широко используются в б/т для получения полигибридных, высокопродуктивных штаммов м/о. Эти гибридные клетки с восстановленной КС способны к делению. Они существуют незначительный период времени, поэтому производство требует постоянного восстановления полигибридных клеток. Протопласты и сферопласты не могут делится без КС, поэтому для того, чтобы запустить их в производство необходимо создать условия, в которых они смогут восстанавливать КС.
L-формы
Это м/о, которые утратили способность к образованию КС под действием антибиотиков β-лактамной природы (цефалоспарины, пенициллины). Β-лактамные антибиотики нарушают образование пептидных связей в структуре муреина, в результате чего образовываются м/о с рыхлой КС. L-формы могут реверсировать и восстанавливать синтез КС.
Функции КС прокариот
Клеточная стенка прокариот выполняет такие функции: механически защищает клетку от воздействий окружающей среды, обеспечивает поддержание ее внешней формы, дает возможность клетке существовать в гипотонических растворах (концентрация солей меньше, чем в клетке), имеет антигенную функцию (функции КС Грам-отрицательных м/о расширены за счет наружной мембраны).
Функции КС
(+ предыдущие). * Проницаемость (внутри клетки - транспортная функция, регулирует поступление веществ за счет изберательности наружной мембраны КС).
* За счет наружной мембраны Г- более устойчивы к антибиотикам, чем Г+.
* В переплазматическом пространстве осуществляется гидролиз питательных веществ, а это придает клетке бОльшую устойчивость к самоперевариванию КС.
* Нарушение мембраны КС Г- организмов антигенной активности за счет многообразия О-замещенных боковых цепей липополисахаридов.
 



Лекция, реферат. Строение бактериальной клетки - понятие и виды. Классификация, сущность и особенности. 2021.

Оглавление книги открыть закрыть

1. Предмет микробиологии. Положение микроорганизмов в природе. Общая характеристика микроорганизмов.
2. История развития микробиологии
3. Грибы
4. Дрожжи как вид грибов
5. Прокариоты
6. Строение бактериальной клетки
7. Капсулы, слизистые слои и чехлы
8. Цитоплазматическая мембрана
9. Внутриклеточные структуры бактерий
10. ДНК
11. Морфологическая дифференцировка бактерий
12. Действие на микроорганизмы физических, химических и биологических факторов
13. Питание микроорганизмов
14. Рост и размножение микроорганизмов
15. Участие микроорганизмов в круговороте веществ в природе
16. Систематика и классификация бактерий
17. ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА В ПРОКАРИОТИЧЕКИХ МИКРООРГАНИЗМАХ
17.1 Брожение в клетках
17.2 Альтеративные механизмы сбраживаия углеводов
18. Фосфорилирование. Типы жизни основанные на фосфорилировании
19. Механизмы фотосинтеза
20. Конструктивный механизм метаболизма фотосинтезирующих бактерий
21. Типы жизни, основанные на окислительном фосфорилировании
22. Цикл трикарбованых кислот
23. Дыхательная цепь
24. Анаэробное дыхание
25. ВИРУСОЛОГИЯ
26. МОРФОЛОГИЯ И СТРУКТУРА ВИРУСОВ
27. МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИРУСОВ И КЛЕТКИ
28. МЕХАНИЗМ ГЕНЕТИЧЕСКОГО И НЕГЕНЕТИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИРУСОВ




« назад Оглавление вперед »
5. Прокариоты « | » 7. Капсулы, слизистые слои и чехлы






 

Похожие работы:

Бактерии: места обитания, строение, процессы жизнедеятельности, значение

5.10.2006/реферат

Места обитания бактерий. Строение бактерий. Размеры, форма бактерий. Строение бактериальной клетки. Процессы жизнедеятельности бактерии: питание, размножение, спорообразование. Значение бактерий в природе и жизни человека.

Семейства сложноцветных, лилейных и злаковых. Бактерии, грибы и лишайники

3.07.2010/реферат

Двудольные сростнолепестные, семейство сложноцветные: признаки, география и экология. Однодольные, семейство лилейные - травы с цельнокрайними листьями. Семейство злаков: зерновые злаки, сахарный тростник и бамбук. Строение бактерий, грибы и лишайники.

Морфология, строение и классификация микроорганизмов

5.12.2010/реферат

История микроскопа и изучение морфологии микроорганизмов как собирательной группы живых организмов: бактерии, археи, грибы, протисты. Формы, размер, морфология и строение бактерий, их классификация и химический состав. Строение и классификация грибов.


 

Учебники по данной дисциплине

Концепции современного естествознания
ЕГЭ по биологии - справочник для подготовки
История КСЕ
Философия биологии
Фармацевтическая микробиология
Зоогигиена и ветеринарная санитария
Биология. Учебник
Биология. Учебник, часть 2
Цитология и гистология лекции