Морфологические свойства и строение бактериальной клетки

Мы даже не можем представить себе, сколько микроорганизмов постоянно окружают нас. Взявшись за поручень в автобусе, вы уже посадили себе на руку порядка ста тысяч бактерий, зайдя в общественный туалет, вы, опять-таки, наградили себя этими микроорганизмами. Бактерии всегда и везде сопровождают человека. Но не нужно на это слово реагировать негативно, ведь бактерии бывают не только патогенными, но также полезными для организма.

Строение клеточной стенки и цитоплазматической мембраны

Клеточная стенка — упругое ригидное образование толщи-ной 150—200 ангстрем. Выполняет следующие функции:1) защитную, осуществление фагоцитоза;2) регуляцию осмотического давления;3) рецепторную;4) принимает участие в процессах питания деления клетки;

5) антигенную (определяется продукцией эндотоксина — основного соматического антигена бактерий);6) стабилизирует форму и размер бактерий;7) обеспечивает систему коммуникаций с внешней средой;8) косвенно участвует в регуляции роста и деления стенка при обычных способах окраски не видна, ноесли клетку поместить в гипертонический раствор (при опытеплазмолиза), то она становится стенка вплотную примыкает к цитоплазматическоймембране у грамположительных бактерий, у грамотрицательныхбактерий клеточная стенка отделена от цитоплазматической мембраны периплазматическим пространством.Клеточная стенка имеет два слоя:1) наружный — пластичный;2) внутренний — ригидный, состоящий из муреина.В зависимости от содержания муреина в клеточной стенке различают грамположительные и грамотрицательные бактерии (по отношению к окраске по Грамму).У грамположительных бактерий муреиновый слой составляет 80% от массы клеточной стенки. По Грамму, они окрашиваются в синий цвет. У грамположительных бактерий муреиновыйслой составляет 20% от массы клеточной стенки, по Грамму, ониокрашиваются в красный цвет.У грамположительных бактерий наружный слой клеточнойстенки содержит липопротеиды, гликопротеиды, тейхоевые кис-лоты, у них отсутствует липополисахаридный слой. Клеточнаястенка выглядит аморфной, она не структурирована. Поэтому приразрушении муреинового каркаса бактерии полностью теряютклеточную стенку (становятся протопластами), не способнык размножению.У грамотрицательных бактерий наружный пластическийслой четко выражен, содержит липопротеиды, липополисахаридный слой, состоящий из липида А (эндотоксина) и полисахарида(О-антигена). При разрушении грамотрицательных бактерий образуются сферопласты — бактерии с частично сохраненной клеточной стенкой, не способные к размножению.К клеточной стенке прилегает цитоплазматическая обладает избирательной проницаемостью, принимает участиев транспорте питательных веществ, выведении экзотоксинов,энергетическом обмене клетки, является осмотическим барьером,участвует в регуляции роста и деления, репликации ДНК, является стабилизатором обычное строение: два слоя фосфолипидов (25—40%) и белки.По функции мембранные белки разделяют на:1) структурные;2) пермиазы — белки транспортных систем;3) энзимы — состав мембран непостоянен. Он может менятьсяв зависимости от условий культивирования и возраста виды бактерий отличаются друг от друга по липидномусоставу своих мембран.

Особенности жизнедеятельности

По типу питания бактерии можно разделить на две группы: автотрофы и гетеротрофы. Остановимся подробнее на особенностях этих групп.

К автотрофным бактериям относятся синезеленые или цианобактерии. Они считаются единственными бактериями способными производить готовые органические вещества путем фотосинтеза, так как в клетках цианобактерий есть зеленый пигмент – хлорофилл. Поэтому для питания цианобактерии сами создают себе вещества.

Синезеленые или цианобактерии

В прежние эпохи бактерии были первыми организмами на планете. Соответственно, значение цианобактерий было очень велико в накоплении кислорода. До появления растений цианобактерии служили основным источником кислорода для атмосферы Земли.

Почти у всех бактерий отсутствует хлорофилл, который характерен для растений, соответственно эти виды существ не способны образовывать органические вещества, требуемые для их питания. Подавляющая часть этих организмов не могут жить при солнечном свете и предпочитают темноту.

Поэтому для своего питания они использует готовые органические вещества. Растворы они всасывают всей поверхностью своего тела.

Бактерии, потребляющие готовые органические вещества, по способу питания делятся на сапротрофы и паразиты.

Бактерии, поселяющиеся на отмерших организмах, питаются их веществами, называют их сапротрофами. В процессе питания бактерий сапротрофов происходит гниение остатков других сапротрофов считаются кишечная палочка, синегнойная палочка.

Синегнойная палочка

Прочие бактерии обитают в теле других организмов, поэтому их называют паразитами. Местом обитания может быть тело людей, животных, иногда растений. Для своего питания бактерии паразиты используют органические вещества из клеток живых существ. Бактерии паразиты вызывают у человека различные болезни. Примером бактерий паразитов может служить чумная палочка, вызывающая такое заболевание как чума.

Чумная палочка

Размножение бактерий осуществляется путем деления их клетки. Всякая клетка бактерии дробится пополам, из одного организма образуются два. Рост и размножение бактерий совершается необыкновенно быстро. К примеру, холерная клетка дробится на две и через 30 минут она способна вновь размножаться.

При подходящих условиях размножение холерной бактерии протекает интенсивно. Соответственно в течение 30 часов с такой скоростью размножения возможно образование огромного числа бактерий, что оно смогло бы покрыть пленкой всю поверхность земного шара. Однако такого не случается, так как микроорганизмы не находят себе достаточно пищи и массами гибнут. Также для них губительны действие солнечного света, отсутствие влаги, высокие температуры.

Рост и размножение

Для точной идентификации и промышленного производства необходимы чистые культуры бактерий – популяция, выращенная из единичной клетки в лабораторных условиях. А для этого нужно знать их биологические свойства – в каких условиях и каким образом растут и размножаются микроорганизмы. Рост – это увеличение клеточной массы и всех ее структур, а размножение – увеличение количества клеток в колонии.

Большинство бактерий размножаются методом бинарного деления, т. е. клетка делится надвое посередине, образуя два идентичных организма. Метод почкования отличается от бинарного деления только формой – на поверхности клетки образуется выступ, куда перемещается половинка разделившегося заменителя ядра (нуклеоида), затем выступ разрастается и отделяется от материнской клетки.

Рост и размножение

Более сложный метод – генетическая рекомбинация, напоминающая половое размножение. Суть метода в том, что часть ДНК попадает в клетку извне (при контакте бактерий между собой, с помощью бактериофагов или в результате поглощения генетического материала погибших клеток). В результате такой метод дает две генетически измененных клетки, несущих информацию от обоих «родителей». Свойства измененной клетки могут значительно отличаться от ее предшественниц. Такой метод размножения позволяет бактериям приспосабливаться к изменившимся условиям, возможно, именно он послужил основой возникновения разумной жизни на планете.

Кроме того, рекомбинантный метод размножения облегчает генетические исследования. Бактерии меняются в очень короткие сроки и при этом сохраняют наследственность. Это дает возможность проследить за несколькими поколениями клетки и оценить положительные и отрицательные изменения в ее структуре, поведении, свойствах.

Формы бактерий

Форма бактериальной клетки и ее размер имеет большое значение при их идентификации (распознании). Самые распространенные формы — шаровидная, палочковидная и извитая.

Таблица 1. Основные формы бактерий.

Шаровидные бактерии

Шаровидные бактерии называют кокками (от греческого coccus — зерно). Располагаются по одному, по двое (диплококки), пакетами, цепочками и как гроздья винограда. Данное расположение зависит от способа деления клетки. Самые вредные микробы — стафилококки и стрептококки.

Располагаются цепочками. Являются возбудителями целого ряда заболеваний.

Палочковидные бактерии

Палочковидные бактерии, образующие споры, называются бациллами. Они имеют цилиндрическую форму. Самым ярким представителем этой группы является бацилла сибирской язвы. К бациллам относятся чумные и гемофильные палочки. Концы палочковидных бактерий могут быть заострены, закруглены, обрублены, расширены или расщеплены. Форма самих палочек может быть правильной и неправильной. Они могут располагаться по одной, по две или образовывать цепочки. Некоторые бациллы называют коккобациллами, так как они имеют округлую форму. Но, все же, их длина превышает ширину.

Диплобациллы — сдвоенные палочки. Сибиреязвенные палочки образовывают длинные нити (цепочки).

Образование спор изменяет форму бацилл. В центре бацилл споры образуются у маслянокислых бактериях, придавая им вид веретена. У столбнячных палочек — на концах бацилл, придавая им вид барабанных палочек.

Рис. 24. У маслянокислых бацилл споры образуются в центре, придавая им вид веретена. У столбнячных палочек — на концах, придавая им вид барабанных палочек.

Извитые бактерии

Не более одного оборота имеют изгиб клетки холерных вибрионов. Несколько (два, три и более) — кампилобактерии. Спирохеты имеют своеобразный вид, который отображен в их названии — «спира» — изгиб и «хатэ» — грива. Лептоспиры («лептос» — узкий и «спера» — извилина) представляют собой длинные нити с тесно расположенными завитками. Бактерии напоминают извитую спираль.

Булавовидные

Булавовидную форму имеют коринебактерии — возбудители дифтерии и листериоза. Такую форму бактерии придает расположение метахроматических зерен на ее полюсах.

Подробно о бактерияx читай в статьях:

Бактерии живут на планете Земля более 3,5 млрд. лет. За это время они многому научились и ко многому приспособились. Суммарная масса бактерий огромна. Она составляет около 500 миллиардов тонн. Бактерии освоили практически все известные биохимические процессы. Формы бактерий разнообразны. Строение бактерий за миллионы лет достаточно усложнилось, но и сегодня они считаются наиболее просто устроенными одноклеточными организмами.

К прокариотам относятся архебактерии, бактерии и синезеленые водоросли. Прокариоты — одноклеточные организмы, у которых отсутствуют структурно оформленное ядро, мембранные органоиды и митоз.

Витязь Руденко
Оцените автора
( Пока оценок нет )