Строение и хим. состав клеточ. стенки бактерий

Клеточная стенка – обязательный структурный элемент, за исключением микоплазм и L-форм б/к (клетки частично или полностью лишены клеточной стенки, но сохраняют способность к ее развитию. Возникает спонтанно или индуцировано (под воздействием)).

Основным компонентом клеточной стенки б/к является вещество под названием муреин (гетерополимер).

По содержанию муреина и специфике дополнительных компонентов разделяют на:

· грамположительные;

· грамотрицательные.

Метод окраски б/к, выявляющий принадлежность к одной из групп, был открыт в 1884г датским ученым Граммом.

Клеточная стенка гр+ б/к представляет собой гомогенный плотный слой, содержание муреина – 50 – 90% сухой массы клеточной стенки. Клеточная стенка плотно прилегает к ЦПМ. Гр+ б/к являются б/к родов бациллюс, кластридиум идр.

У гр- б/к клеточная стенка многослойна, толщина – 14 – 17 нм. Состоит: внутренний слой представлен муреином, внешний слой (наружная мембрана) образован фосфолипидами, протеинами, белками. Компоненты клеточной стенки отделены друг от друга и от ЦПМ электронно прозрачными слоями – переплазматическими слоями. Кишечная палочка, холерный вибрион и др.

Функции клеточной стенки:

- формообразующая;

- защитная;

- связь с окружающей средой.

Стр. и функ. ЦПМ, её производные в бакт. к-ке

Содержимое клетки отделяется от клеточной стенки ЦПМ. На долю ЦПМ приходится от 8 до 15% сухого вещества клетки. В химическом составе 15 – 50% - фосфолипиды; 50 – 75% - белки. У некоторых б/к обнаруживается некоторое количество углеводов.

ЦПМ б/к устроена по жидкостно-мозаичному принципу.

Функции:

- поддержание неравенства состава и концентрации веществ в цитоплазме и внешней среде;

- транспорт веществ в клетку и выделение из нее продуктов метаболизма, токсинов и др.;

- синтез различных соединений, АТФ, участие в фотосинтезе (выполняет функции одно- и двумембранных органоидов эукариот);

- обеспечивает прикрепление жгутиков и ворсинок, участвует в репликации хромосом, делении клетки и др.;

- часто образует впячивания клетки (лизосомы).

Цитоплазма бактер. к-ки.

Цитоплазма бактерий - коллоидный матрикс, служащий для реализации жизненно важных функций. Состоит из двух фракций:-гомогенная (цитозой): содержит растворимые компоненты;- гетерогенная (неоднородная): включает различные структурные элементы – рибосомы, включения, запасные вещества, нуклеоиды, плазмиды. В цитоплазме нет одно- и двумембранных органоидов.

Рибосомы прокариот имеют константу седиментации 70S. Они обра-

зованы двумя субъединицами – 30S и 50S. По величине и некоторым

другим особенностям рибосомы бактерий сходны с рибосомами мито-

хондрий и хлоропластов. Меньшая субъединица 30S содержит молекулу 

16S-рРНК и в большинстве случаев по одной молекуле белков 21 вида.

Субъединица 50S состоит из двух типов молекул рРНК (23S и 5S) и око-

ло 35 молекул  различных белков, представленных, как правило, также

одной копией.

Бактериальная клетка содержит от 5 до 50 тыс. рибосом, число их тем

больше, чем больше скорость роста клетки.

Рибосомы служат местом синтеза белка. Синтез белка осуществляет-

ся агрегатами, состоящими из рибосом, РНК – информационной (иРНК)

и транспортных (тРНК). Такие агрегаты называются полирибосомами

или полисомами. Полирибосомы могут быть связаны с мембранными

структурами или же находиться свободно в цитоплазме.

Запасные вещества.

1. полисахариды – гликоген, грануллеза;

2. липиды – накапливаются в клетках в виде гранул поли-β-оксимаслянной кислоты;

3. полифосфаты – содержатся в волютиновых зернах;

4. молекулярная сера – накапливается у б/к, живущих на средах, содержащих сероводород;

5. запасные белки:

· цианофициновые гранулы;

· параспоральные тельца.

Нуклеоид, плазмиды, роль..

Нуклеоид — компартмент неправильной формы внутри к-ки прокариот, в кот. находится генетический материал. ДНК имеет замкнутую кольцевую форму. Такой способ хранения наследственной информации может быть противопоставлен способу эукариот, у кот. ДНК упакован в хромосомы и изолирован имеющей мембрану органеллой — ядром.

Нуклеоид можно увидеть при сильном увеличении, также при специальном окрашивании.

Плазмиды — внехромосомные мобильные генетич. структуры бактерий - замкнутые кольца двунитчатой ДНК. По размерам - 0,1—5 % ДНК хромосомы. Способны автономно копироваться и существовать в цитоплазме к-ки, поэтому в клетке может быть несколько копий плазмид. Плазмиды могут включаться в хромосому и реплициро-ваться вместе с ней. Различают трансмиссивные и нетрансмиссивные плазмиды. Трансмис. могут передаваться из одной бактерии в др. Фенотипические признаки, сообщаемые бактер. к-ке плазмидами: устойчивость к антибиотикам; образование колицинов; продукция факторов патогенности; способность к синтезу антибиотич. в-в;

расщепление сложных орг. в-в; образование ферментов рестрикции и модификации.

Включения бактер. к-ки.

Включения.

Представлены пузырьками или многогранниками, отграниченными однослойной белковой мембраной.

Различают:

- хлоросомы (у зеленых б/к; несут бактериальные хлорофиллы);

- фикобилисомы (цианоб/к; несут вспомогательные фотосинтетические элементы - фотофикобилипротеиды);

- карбоксисомы (содержат карбоксилазу, связывают CO₂ в процессах фото- и хемосинтеза);

- аэросомы (газовые вакуоли): характерны для планктонных безжгутиковых б/к, обеспечивают плавучесть, заполнены газами идентичными по составу окружающей среды;

- магнитосомы (у водных б/к; перемещаются в магнитном поле, содержат около 0,4% Fe по сухому веществу).