Цитоплазма и внутриклеточные структуры. Рибосомы и включения бактериальной клетки

Цитоплазма и внутриклеточные структуры. Рибосомы и включения бактериальной клетки

Цитоплазма - это внутренняя среда клетки, окруженная ЦПМ, которая связывает все внутриклеточные структуры. Она представляет собой коллоидную массу, кот состоит на 80% из воды, РНК, ферментов, субстратов. Здесь находятся рибосомы, нуклеоид, цитоплазматические образования (мезосомы, хроматофоры), включение с белковой однослойной мембраной и безмембранные включения, которые являются запасными веществами.

Рибосомы - частицы размером 17-18 нм, кот состоят из РНК (60-65%) и белка (35-45%). Рибосомы содержат до 80-85% всей РНК клетки. По аминокислотному составу белок рибосом похож с гистонами рибосом эукариот. В нем нет серосодержащих аминокислот и триптофана. Рибосомы бактерий - это 70S-частицы, состоящие из 2 субъединиц - 30S и 50S. Форма малых субъединиц рибосом у бактерий, архебактерий и эукариот отличается: у бактерий нет носика и лопастей, у архебактерий есть носик, но нет лопастей, у эукариот есть и носик, и лопасти, Бактериальная клетка содержит 1 500-50 000 рибосом.. В среднем каждую секунду образуется 5-10 рибосом. Большая часть рибосом у бактерий объединяется в полисомы. Полисомы прикрепляются к веткам и-РНК, а остальные - до нитей ДНК, и образуются комплексы и-РНК, ДНК и рибосом, наличие которых объясняется ассоциацией процессов транскрипции и трансляции. Основная функция рибосом синтез белка.

К одномембранних включений относят карбокснсомы, аеросомы, магнитосомы. Карбокснсомы - 4 - или 6-гранные включения диаметром до 500 нм. Содержат ключевой фермент цикла Кальвина - рибулозодифосфаткарбоксилазу. Встречаются в клетках цианобактерий, пурпурных бактерий и хемолитоавтотрофов. Аеросомы - полые цилиндры, состоящие из газовых пузырьков в рядах, образуя сотоподобную структуру. Аеросомы заполнены воздухом. Встречаются у водных бактерий и являются регуляторами плавучести. Магнитосомы- частицы Fe₃0₄, разные по форме и количеству. Характерные для бактерий, в которых наблюдается магнитотаксис.

Запасные вещества образуются в клетках в результате обмена веществ. Их образования зависит от условий культивирования микроорганизмов

 

2 Общие свойства микроорганизмов

*Признак, получивший отражение в самом названии «микроорганизмы» - это малая величина особи. Она не только послужила причиной отделения этих организмов от животных и растений: с нею существенно связаны также особенности морфологии микробов, активность и пластичность их метаболизма и распространение их в природе, а также удобство обращения с ними в лаборатории. Мир микроорганизмов – это совокупность всех объектов с размером < 70-80 мкм. Диаметр большинства бактерий не превышает тысячной доли мл. Данные о тонкой структуре клетки приводят в нанометрах. Размеры мелких цианобактерий, дрожжей, и простейших находятся в пределах 10 мкм. Встречаются мельчайшие бактерии, размеры которых - 0,15-0,12 мкм, по законам теории мельче быть не может. Наибольшие по размерам – нитчатые и спиралевидные бактерии – 100 мкм (заметны невооруженным глазом). Средние размеры бактерий колеблются в пределах 0,5-3 мкм.

*Обмен веществами между средой и клеткой многих микроорганизмов. Правило Рубнера (1893) гласит, что энергетический обмен животного в покое пропорционален не массе, а поверхности его тела. Если это правило, в соответствии с его смыслом, распространить на отдельные ткани и малые клетки, то следует ожидать, что уровни метаболической активности будут различаться на несколько порядков. Интенсивность метаболизма, измеренная по потреблению О₂, действительно зависит от размеров тканей и клеток. Соответственно высоки и скорости прироста микроорганизмов. В организме одного быка весом 500 кг за 24 ч образуется примерно 0,5 кг белка; за это же время 500 кг дрожжей могут синтезировать более 50000 кг белка.

*Пластичность метаболизма. У высших растений и животных изменения обмена веществ относительно жестко ограничены имеющимся набором ферментов; в процессе индивидуального развития состав ферментов у них меняется, но при перемене условий внешней среды такие изменения весьма незначительны. Микроорганизмы отличаются большой гибкостью. Для бактерий высокая способность к адаптации совершенно необходима. Это определяется их малыми размерами. В клетке микрококка найдется место только для нескольких сотен тысяч белковых молекул. Поэтому ненужные в данное время ферменты не могут содержаться про запас. Некоторые ферменты, служащие для переработки питательных веществ, синтезируются только тогда, когда соответствующее вещество появляется вблизи клетки. Такие индуцибельные ферменты могут составлять до 10% общего белка, содержащегося в клетке. Таким образом, клеточные регуляторные механизмы у микробов играют большую роль и проявляются более отчетливо, чем у других живых существ.

* Распространение микроорганизмов. Малые размеры имеют значение и для экологии. Многие растения и животные, ныне широко распространившиеся благодаря человеку, встречались раньше лишь на отдельных континентах. В отличие от этого бактерии (включая цианобактерий) вездесущи: их можно найти в арктических областях, в воде и в высоких слоях атмосферы. Видовой состав их во всех местообитаниях в широких пределах сходен с их видовым составом в почве. Благодаря своему малому весу микроорганизмы легко распространяются с воздушными потоками. В естественных условиях ни одно местообитание, ни один субстрат не нуждается в специальном заражении каким-либо микробом. Этим обстоятельством пользуются для получения накопительных культур. Как правило, достаточно одного грамма садовой почвы, чтобы найти вид бактерий, способный расти за счет любого природного вещества. Микроорганизмы существуют повсюду; среда определяет лишь то, какие формы будут в данном месте активно размножаться. Создавая в пробирке соответствующие селективные условия, можно из небольшого количества земли или ила, а в особых случаях и из других материалов получать накопительные культуры, а из них и чистые культуры большинства известных микроорганизмов.

*Количественные работы и успехи генетических исследований. Методы, с помощью которых можно выращивать в лаборатории микроорга­низмы, разработали О. Брефельд, Р. Кох и его школа. Введение в практику прозрачных питательных сред, уплотненных желатиной или агаром, позволило изолировать отдельные клетки, следить за их ростом в колонии и получать чистые культуры. Разработка стандартных методов стерилизации и приготовления питательных сред привела к быстрому развитию медицинской микробиологии. Малые размеры микроорганизмов позволяют получать в одной пробирке или чашке Петри и исследовать популяции, состоящие из 10⁸-10¹⁰ отдельных клеток.

 

Грибы. Fungi

Распространение; повсеместно, споры грибов встречаются в любых экосистемах. Почвенные, водные, паразиты животных, человека, растений. Наибольшее кол-во грибов встречается в почве. Способны разлагать биополимеры, питаются продуктами их гидролиза, поэтому выполняют очень большую работу в биохим. цикле, особенно С, по минерализации орг. в-в. Цитология: эукариоты, имеют общие черты и с растениями и с животными (есть вакуоли, не способны к движению, но явл. гетеротрофами, т. к. нет хлорофилла). Состав клет. стенки: хитин, целлюлоза. Морфология форма клеток - нитевидная (гифы, в совокупности образуют мицелий). Гифы бывают вегетативные и плодоносящие. Мицелий может быть как с перегородками, так и без них (одноклеточный и многоклеточный). Толщина 5-50 мкм.

Размножение:

1) вегетативное (верхушечный рост или обрывками мицелия);

2) бесполое (Споры образуются на плодоносящих гифах (конидиеносцах). Спороношение – важный таксономический признак. Споры могут быть эндоспорами (у более примитивных) и экзоспорами).

3) Половое (спорообразованию предшествует половой процесс, в кач-ве органа размножения у многоклеточных образуются базидии со спорами или сумки со спорами; у одноклеточных – зигота (зигоспора))

Дрожжи.

Одноклеточные, неподвижные орг-мы: (3-5)*(8-10) мкм; форма округлая, овально-яйцевидная, эллипсоидальная, редко цилиндрическая или лимонообразная; она может меняться в зависимости от условий среды. Дрожжи относятся к грибам, но истинного мицелия не дают, у некоторых есть псевдомицелий. Размножение: вегетативное (почкование) и половое. Распространение: в почве, на плодах и листьях растений. Представители и применение: Saccharomyces cerevisiae – в пр-ве спирта, в пивоварении, квасоварении, хлебопечении; vini – в виноделии; lactis – спиртовое брожение в кисломолочных продуктах; Candida – «кормовые дрожжи», образуют пленки на спиртных напитках, на пов-ти квашенных овощей, в бродильных аппаратах; Torulopsis kefirii – пр-во кумыса и кефира, «кормовые дрожжи».

 

5. Характеристика водоростей та найпростіших.

Это большое сообщество живых организмов, который насчитывает более 40тыс видов. Это живые организмы которые отличаются различным типами строения, а именно представлены следующие морфологические варианты: одноклеточные, цианоцитные, нитчатые, растенеподобные.

Место обирания приимуществено водоемы, почва, остатки растительности, различные сооружения, где скапливается влага. По способу существования – смешанный с преобладанием у большинства вод фотоавтотрофный тип метаболизма. Водоросли в подавляющем большинстве сапрофиты, но в последнее время в связи с резкими изменениям экологической ситуации все чаще стали выделять определенные виды водорослей, которые представляют опасность для человека и их относят к патогенным. Значение водорослей громадное всвязи прежде всего с трансформацией солнечной энергии с образованием биомассы органических веществ.

Водоросли классифицирует на несколько групп, выдиляют 6 отделов: зеленые, евгленовые, динофлагиляты хризофиты и диатомовые, бурые, красные

Зеленые водоросли, насчитывают 5 тыс. видов. Среда обитания – водоемы. Встречаются различные морфологические типы: циноцитные, нитчатые, одноклеточные. Для них характерно наличие пигментов: хлорофиллов а, в, ксантофиллов и каротин. Наиболее типичный представитель одноклеточных является евглена, которая имеет жгутики. Предполагается, что жгутиковые водоросли являются предками для простейших.

Эвгленовые – только одноклеточные. Для них характерно четко отделенное ядро, наличие хлоропластов, содержащих хлорофилл, 1 - 2 жгутика, нет наружной клеточной стенки, есть внутриклеточная специализация. Некоторые виды способны переходить на гетеротрофный способ существования. Запасные вещества – пармил, который не похож на крохмал. Могут как сохранять так и терять набор пигментов.

Хризофиты и диатомовые – одноклеточные и цианоцитные и нитчатые типы морфологических водорослей. Они состоят из нескольких групп, Ведущая диатомовые, представлены микроскопическими одноклеточными формами. Для них характерно наличие в клеточной стенки – кремнезем – 2 створки заходят одна на другую. Способны к медленному скольжению, движению через жолобки протоплазмы на поверхности клеточной стенки. Имеют диатомовые жиры (липиды) внутри клетки. Характерно наличие пигмента фикоксантина. Они являются наиболее фотозинтезирующими из водорослей.

Динофлагелята представляют собой одноклеточные формы и поверхность которых покрыта панцирем и состоят из отдельных считков. Имеют 2 жгутика, подвижные. Также содержат в большом количестве хлорофиллы, фикоксантины. Могут образовывать громадные скопления и окрашивать воду в бурый цвет.

Бурые относят более 1000 видов. Преобладают растение подобные формы, Представитель ламинария. Цвет обусловлен наличием фукоксантина, котрый также участвует в фотосинтезе. Наличие дополнительных пигментов обусловлено тем, что водоросли занимают различные горизонты. Самые крупные водоросли, Есть водоросли которые имеют форму простых нитей. Они служат источником для образования агар агара.

Красные – есть одноклеточные и растение подобные формы. Специфический пигмент – фитоэретрин. Растут на глубине 100 м взвязи с тем что солнечный свет когда проникает вглубь то вместе с ним уф лучи, которые поглощают финоэритрин. Насчитывает 3тыс видов. Форма в виде различных листеподобных, нитчатых и кружеподобных образований. Среди них есть виды, которые обладают патогенным свойством для человека.

Водоросли, особенно одноклеточные(евглена, зеленые, красные) способны к пластичному переходу веществ. Есть водоросли, которые на свету автотрофы, в темноте переходят на гетеротрофный способ питания.

Характеристика простейших.

Простейшие - группа эукариотических живых организмов,которые не относятся ни к животным ни к растения, ни к грибам!численность простейших свыше 300 тысяч видов.Одноклеточные организмы живут в морских пресных и океанических водах.

Характерезуются эукариотическим строением клетки.Протоплазма простейших выполняет функции дыхания транспорта вещества, передвижение в простаранстве.

Простейшие делятся на 4 класса

1.Амебы. Тело одноклеточное студенистая масса имеют псевдоподии представлены сапрофитами, гетеротрофами, питаются, разложившимися остатками. Дышащие аэробы(пропускают воду). Дыхание происходтит путем окисления органических веществ.

Наличие сократительной вакуоли обеспечивает регуляцию воды в клетке.среди них встречаются патогенны.

2.Инфузории или реснитчатые. Парамециум – имеет определенную постоянную форму и около 2.5 тыс тонких ресничек.Наличие трихоцистов – тело выбрасывающее нити. Большенство из них сапрофиты. Патогенны:балантидии.

3.Споровики неподвижные формы и паразитические формы.Размножение половы или бесполым путем. Могут вызывать малярию, таксоплазмоз.

4.Жгутиковые. Листоподобное строение клетки(евглена). Могут захватывать пищу выдвижением псевдоподий. Евглена содержит хлорофиллы, которые принемают участие в синтез. Синтез при наличии органических веществ. Вольвокс – переход к многоклеточному строению, он сосотоит из 1000 отдельных колоний, передвигается за счет жгутиков. Встречаются патогенны: лешайники. При неблоприятных условияхпростейшие способны образовывать цисты: их тело окружается и покрываеться толстй оболочкой, при благоприятных уловиях простейшие освобождаются от оболочки и начинают подвижный образ жизни.

Простойшие в жизни животных и человека имеют санитарную роль и являются пищей для многих животных.

 

6 Вирусы.

Группа м/о, не имеющих клет. структуры, отсутствуют ядро, цитоплазма и оболочка; открыты в 1892 г. Д. И. Ивановским. Размеры очень маленькие, проходили в бактериальные фильтры, видно только в электронный микроскоп, размер между мелкой бактерией и крупной белковой молекулой. Признаки: 1) аблигатные паразиты (не могут расти на искусственной среде), 2) не имеют клет. строения (внеклет. форма жизни), 3) отсутствие собственного обмена в-в (нет собственных ферментов), 4) мельчайшие размеры (20-300 нм). Мельчайшая частица вируса наз. вируоном, в виде них вирусы переносятся в орг-мы. Хим. состав – нуклеопротеид (ДНК или РНК, окруженная белковой оболочкой). Размножение включает: 1) прикрепление вирусных частиц к клетке хозяина, 2) проникновение вируса внутрь клетки, 3) внутриклет. размножение вируса, 4) выход частиц вируса из клетки. Форма: сферическая, кубическая, палочковидная. 1) in vivo, 2) метод культивирования в курином бульоне (с 30-х гг.), 3) культивирование в клетках (in vitro) – клетки берут из эмбриональных тканей, 4) культивирование из опухолевых клеток (самый передовой метод) Þ создание противовирусных вакцин.

 

Клеточная стенка

Клетка бактерий одета плотной оболочкой. Этот поверхностный слой, расположенный снаружи от цитоплазматической мембраны, называют клеточной стенкой. Стенка выполняет защитную и опорную функции, а также придает клетке постоянную, характерную для нее форму (например, форму палочки или кокка) и представляет собой наружный скелет клетки. Эта плотная оболочка роднит бактерии с растительными клетками, что отличает их от животных клеток, имеющих мягкие оболочки. Внутри бактериальной клетки осмотическое давление в несколько раз, а иногда и в десятки раз выше, чем во внешней среде. Поэтому клетка быстро разорвалась бы, если бы она не была защищена такой плотной, жесткой структурой, как клеточная стенка.

Толщина клеточной стенки 0,01—0,04 мкм. Она составляет от 10 до 50% сухой массы бактерий. Количество материала, из которого построена клеточная стенка, изменяется в течение роста бактерий и обычно увеличивается с возрастом.

Основным структурным компонентом стенок, основой их жесткой структуры почти у всех исследованных до настоящего времени бактерий является муреин (гликопептид, мукопептид). Это органическое соединение сложного строения, в состав которого входят сахара, несущие азот, — аминосахара и 4—5 аминокислот. Причем аминокислоты клеточных стенок имеют необычную форму (D-стереоизомеры), которая в природе редко встречается.

Составные части клеточной стенки, ее компоненты, образуют сложную прочную структуру.

С помощью способа окраски, впервые предложенного в 1884 г. Кристианом Грамом, бактерии могут быть разделены на две группы: грамположительные и грамотрицательные. Грамположительные организмы способны связывать некоторые анилиновые красители, такие, как кристаллический фиолетовый, и после обработки иодом, а затем спиртом (или ацетоном) сохранять комплекс иод-краситель. Те же бактерии, у которых под влиянием этилового спирта этот комплекс разрушается (клетки обесцвечиваются), относятся к грамотрицательным.

Химический состав клеточных стенок грамположительных и грамотрицательных бактерий различен.

У грамположительных бактерий в состав клеточных стенок входят, кроме мукопептидов, полисахариды (сложные, высокомолекулярные сахара), тейхоевые кислоты (сложные по составу и структуре соединения, состоящие из сахаров, спиртов, аминокислот и фосфорной кислоты). Полисахариды и тейхоевые кислоты связаны с каркасом стенок — муреином. Какую структуру образуют эти составные части клеточной стенки грамположительных бактерий, мы пока еще не знаем.

Стенки грамотрицательных бактерий более сложные по химическому составу, в них содержится значительное количество липидов (жиров), связанных с белками и сахарами в сложные комплексы — липопротеиды и липополисахариды. Муреина в клеточных стенках грамотрицательных бактерий в целом меньше, чем у грамположительных бактерий. Структура стенки грамотрицательных бактерий также более сложная. С помощью электронного микроскопа было установлено, что стенки этих бактерий многослойные.

Внутренний слой состоит из муреина. Над ним находится более широкий слой из неплотно упакованных молекул белка. Этот слой в свою очередь покрыт слоем липополисахарида. Самый верхний слой состоит из липопротеидов.

Клеточная стенка проницаема: через нее питательные вещества свободно проходят в клетку, а продукты обмена выходят в окружающую среду. Крупные молекулы с большим молекулярным весом не проходят через оболочку.

 

Методы исследования м/о

Основным инструментом для изучения строения бактериальной клетки является световой микроскоп. Общее увеличение микроскопа определяется как произведение увеличения объектива и увеличение окуляра. Световой микроскоп дает максимальное увеличение изображения в 1 000 раз.

Основные элементы его конструкции - механическая часть (штатив, подставка, предметный столик, тубус, тубусодержатель, револьвер), оптическая часть (окуляр, объектив) и система освещения (зеркало, конденсор, диафрагма). Зеркало необходимо для отражения лучей в направлении конденсора. Конденсор - это система короткофокусных линз под предметным столиком. Конденсор собирает световые лучи, отраженные от зеркала, и направляет их через диафрагму, которая служит для регулирования количества лучей, на объект.

Лучи, прошедшие сквозь объект, попадают в объектив, а потом - к окуляру. Объектив представляет собой систему двояковыпуклых линз в металлической оправе Передняя - фронтальная линза - главная, увеличительная. Внутренние-корректирующие - предназначены для устранения аберраций. В микробиологии для исследования микропрепаратов используют иммерсионная систему (Имерсионний объектив и иммерсионная масло). Заменяя воздушную среду между линзой объектива и объектом на иммерсионная вещество (показатели преломления иммерсионной масла и стекла почти одинаковые), можно предотвратить преломления лучей и увеличить разрешение микроскопа. При работе с иммерсионной системой на объект наносят иммерсионное масло и погружают в него фронтальную линзу иммерсионного объектива. Объект фокусируют с помощью микрометрической винта.

В основе метода микроскопии в темном поле лежит явление освещения объекта косыми високоапертурнимы лучами света. Это достигается использованием конденсора с затемненной центральной частью, которая задерживает пучок лучей, и они не попадают в объектив. Поле остается темным. Боковые лучи, проходя сквозь кольцевую щель конденсора, расположенную между его центральной частью и краем, попадают на боковую поверхность линзы, отражаются от нее, направляются под углом к плоскости препарата и фокусируются на нем, если в препарате содержатся какие-либо частицы (объект), то косые лучи, отраженные конденсором, сталкиваются с ними и преломляются на них образуя волны дифрагированного света, которые попадают в объектив. В результате на темном фоне поля зрения видно частицы, которые светятся. Темнопольная микроскопия позволяет наблюдать за движением микробов, изучать микроорганизмы, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности светового микроскопа.

Если в объекте чередуются участки, сильно и слабо поглощают свет, то оно, проходя через различные участки такого объекта, будет разным. Превратить «фазовый» (неконтрастный) препарат на «амплитудный» (контрастный) можно снижением апертуры конденсора. Луч света, который попадает на прозрачный объектив расщепляется на два луча прямой и дифрагированный. Прямой луч идет из кольцевой диафрагмы, проходит сквозь частицы объекта и фокусируется на кольце фазовой пластинки. Дифрагированного луч, проходя сквозь объект, не попадает в фазовой пластинки. Фазово-контрастная микроскопия позволяет рассматривать тонкие структуры объектов, изучать стадии их развития и процесс деления.

Электронная микроскопия основана на том, что электромагнитное поле влияет на пучок электронов, который выходит из электронной пушки и проходит через ряд электромагнитных линз. Конденсорная линза собирает пучок электронов к препарату, а несколько увеличительных линз создают увеличенное изображение, которое проецируется на экран. Электронный микроскоп позволяет получать трехмерное изображение поверхности объектов. Контрастность объекта повышают с помощью напыления солей тяжелых металлов.

Бактериологические методы – это выделение чистых культур микроорганизмов. Чистая культура – это популяция, клеток – потомков одной родительской клетки. Осуществляется путем посева на питательные среды. Для получения чистых культур используют селективные среды, и различные способы посева (истончающийся штрих).

 

Смотри 3

14. Классификация бактерий.

Бактерии — прокариотические, преимущественно одноклет.м/о. Осн. таксономич.критерии, позволяющие отнести штаммы бактерий к той или иной группе: морфология микробных кл.(кокки, палочки, извитые); отношение к окраске по Граму — тинкториальные свойства (Г+ и Г-); тип биологич.окисления — аэробы, фак.анаэробы, облигатные анаэробы; способность к спорообраз. Дальнейшая дифференциация групп на семейства, рода и виды проводится на осн. изучения бх-свойств. Наибол.известная – фенотипич.классификация бакт., основ.на строении их кл.стенки, - определитель бактерий Берги. Крупнейшие таксономич.гр. -4 отдела: Gracilicutes (Г-), Firmicutes (Г+), Tenericutes (микоплазмы; отдел с единственным классом Mollicutes) и Mendosicutes (археи). В последнее время бол. развитие получ. филогенетич.классификация бакт., основ. на данных молекулярной биол. Эта классификац. отчасти повторяет фенотипическую, так, группа Gracilicutes присутствует и в той и в другой. По внешнему виду различ.кокковые (шаровидные), палочковидные и спиралевидно-извитые формы бактерий. Кокковые бактерии в зависим. от располож. отдел. кл. относительно друг друга разделяют на группы: микро-(одиночное и беспорядочное располож.кл.); дипло-; стрепто-(располаг.цепочками); стафилококки (напоминающие грозди винограда);сарцины (в виде пакетов по 8-16 кокков). Палочковидные (цилиндрические) формы бакт. могут быть короткие и длинные, толстые и тонкие, прямые и изогнутые, с наостренными, округленными или прямыми концами. Они бывают спорообразующими (бациллы) и неспорообразующими. По взаимному расположению кл.относительно друг друга их делят на одиночные, диплобактерии и динлобациллы, стрептобактерии и стрептобациллы. Спиралевидно-извитые бактерии по длине, числу и размеру витков разделяют на: вибрионы (имеют вид запятой); спириллы (с 5-6 крупными завитками); спирохеты - тонкие длинные бактерии со многими мелкими завитками в виде штопора.

Класифицируют так же по отношению к О₂ (аеробы анаеробы микроаерофилы), к температуре (термофилы нейтрофилы психрофилы), к рН (ацидофилы, алкалофилы), по способам получения энергии и др.

 

15 Микоплазмы относят к отделу Tenericuies. Микоплазмы – это бактерии, лишенные клеточной стенки. Гр- Для них хар-рен полиморфизм, в культурах одного вида могут встреч. крупные шаровидн.тела, мелкие зерна, диско-, элипсо-, палочко-, нитевидные кл., котор. могут обр. мицелиеподобные структуры. Размеры различны – от 0,1-0,2 мкм (на границе разреш.способн.свет.микроск., это самые мелкие клеточные организмы, способные к самовоспроизвелению) до 10 мкм. Разные способы размножения: фрагментация, бинарное деление, почкование. При делении полученные клетки не равноценны по размеру, часто одна из них даже нежизнеспособна. Кл. микоплазм окружены ЦПМ, снаружи – капсулоподобн.слой. В цитоплазме – нуклеоид, рибосомы, производные ЦПМ. Никогда нет мезосом. ЦПМ стабильна и эластична (холестерин – осн. компонент мембранных липидов микоплазм).Не чувствительны к антибиот. пенициллинового ряда. На пит.средах обр. колонии в виде яичницы-глазуньи. Разнообразны по требованиям к средам: некотор. растут на искусствен. пит. средах, некотор. – только внутри организма хозяина или в культурах кл. Если в среде есть холистерин, глицерин – мицеллярный рост, на плотных пит.средах больше сферич.тел. Получение энергии – за счет окисления или сбражив. органич. соедин. или окислен. неорган.соед. Строгие аэробы и облигатн. анаэр., ацидофилы, термофилы. Паразиты.

Литотрофные микроорганизмы

Используют неорганич. вещества в качестве окисляемых субстратов — доноров электронов. Различают фото- и хемолитотрофные микроорганизмы. У фотолитотрофных микроорганизмов окисляемый субстрат — мол. водород, соединения серы (пурпурные и зелёные бактерии, нек-рые цианобактерии) или вода (цианобактерии, микроформы водорослей) — служит источником восстановителя, а энергию они получают в результате поглощения света. У хемолитотрофньгх микроорганизмов окисляемый неорганич. субстрат — источник и энергии, и восстановителя. Ими могут служить мол. водород (водородные бактерии), окись углерода (карбоксидобактерии), восстановленные соединения серы (тио-новые бактерии), соединения азота (нитрифицирующие бактерии). Окислитель во всех перечисленных случаях — мол. кислород. В анаэробных условиях окислителем могут быть нитрат, нитрит и окислы азота (денитрифицирующие бактерии), сера и (или) сульфат (сульфат-восстанавливающие бактерии), углекислота (метан- и ацетатобразующие бактерии), фумарат и нек-рые др. соединения. Л. м. играют важнейшую роль в природе, замыкая циклы биогенных элементов. Большое значение Л. м. имеют в геологии. Напр., тионовые бактерии обусловливают выщелачивание металлов из горных пород, сульфатвосстанавливающие бактерии участвуют в формировании осадочных отложений серы.

 

Характеристика простейших.

Простейшие - группа эукариотических живых организмов,которые не относятся ни к животным ни к растения, ни к грибам!численность простейших свыше 300 тысяч видов.Одноклеточные организмы живут в морских пресных и океанических водах.

Характерезуются эукариотическим строением клетки.Протоплазма простейших выполняет функции дыхания транспорта вещества, передвижение в простаранстве.

Простейшие делятся на 4 класса

1.Амебы. Тело одноклеточное студенистая масса имеют псевдоподии представлены сапрофитами, гетеротрофами, питаются, разложившимися остатками. Дышащие аэробы(пропускают воду). Дыхание происходтит путем окисления органических веществ.

Наличие сократительной вакуоли обеспечивает регуляцию воды в клетке.среди них встречаются патогенны.

2.Инфузории или реснитчатые. Парамециум – имеет определенную постоянную форму и около 2.5 тыс тонких ресничек.Наличие трихоцистов – тело выбрасывающее нити. Большенство из них сапрофиты. Патогенны:балантидии.

3.Споровики неподвижные формы и паразитические формы.Размножение половы или бесполым путем. Могут вызывать малярию, таксоплазмоз.

4.Жгутиковые. Листоподобное строение клетки(евглена). Могут захватывать пищу выдвижением псевдоподий. Евглена содержит хлорофиллы, которые принемают участие в синтез. Синтез при наличии органических веществ. Вольвокс – переход к многоклеточному строению, он сосотоит из 1000 отдельных колоний, передвигается за счет жгутиков. Встречаются патогенны: лешайники. При неблоприятных условияхпростейшие способны образовывать цисты: их тело окружается и покрываеться толстй оболочкой, при благоприятных уловиях простейшие освобождаются от оболочки и начинают подвижный образ жизни.

Простойшие в жизни животных и человека имеют санитарную роль и являются пищей для многих животных.

 

24 Основным компонентом клеточной стенки яв-ся пеитидогликан, или муреин, присутствует только у прокариот. Исключения составляют микоплазмы, архебактерие и L-формы. Муреин -. гетерополисахариды, состоящий из остатков N-ацетилглюкозамина (производная глюкозы, в которой ОН-группа при втором атоме углерода заменена на аминогруппу) и N-аиетилмурамовой кислоты (эфир остатков N-ацетилглюкозамина и молочной кислоты). Остатки соединены β-1,4-гликозидной связью. К карбоксильной группы лактата N-ацетилмурамовой кислоты присоединяется "пептидный хвост", состоящий из 4-5 аминокислот, преимущественно в D-форме. Он играет большую роль в пространственной конфигурации пептидогликана и, связывая субъединицы, придает ему структуры сетки. Синтез муреина проходит в 3 стадии: в цитоплазме, на ЦПМ (ЦПМ) и в клеточной стенке. По молекулярным строением клеточной стенки все бактерии делятся на 2 группы, что имеет большое диагностическое значение, грамположительные (Гр+) и грамнегативные (Гр-).

В Гр- бактерий в состав клеточной стенки входят тейхоевие и тейхуроновие кислоты. Тейхуроновие кислот представлены остатками уроновнх кислот и N-ацетилглюкозамина. В случае недостатка в среде фосфора они замещают тейхоевие кислоты. Тейхоевие кислоты полимеры глицерина или рибита, соединенные фосфодиефирннмы связями. Цепочки тейхоевых кислой содержащих до 20 50 остатков спирта, ОН-группы которого связаные с D-аланином или сахарами, и сквозь поры выступают наружу. Тейхоевие и тейхуроновие кислоты - это главные поверхностные антигены, влияют на катионный обмен, определяют поверхностный заряд, входят в состав рецепторов.

Для Гр-бактерий характерно наличие дополнительной структуры - внешней мембраны, в состав которой входят липополисахаридний комплекс, фосфолипиды, линопротеины, белки. Лииополисахарид - главный компонент внешней мембраны, занимает 40% клеточной стенки Гр-бактерий, является соматическим антигеном (О-ангиген). эндотоксина и рецептором для фатов.Лилопротеин - ие мостик между муреином и внешней мембраной. Белки наружной мембраны делятся на минорные (ферменты- трансп и рецептор функции) и белки-основы (порины, формирующие поры, и матриксных белки, кот участвуют в стабилизации мембраны). Между внешней мембраной и ЦПМ находится периплазматическое пространство, которое содержит 1-2 слоя муреина, ферменты, олигосахариды и неорганические соли. Клеточная стенка выполняет следующие функции:

1) придает прочность клетке:

2) определяет ее форму,

3) обеспечивает гибкость и эластичность клеток:

4) является инертная ло воздействия химических веществ и красителей.

 

Цисты и споры

это специализированные клеточные структуры бактерий. Многие бактерии способны образовывать структуры, помогающие им переживатьт в течение длительного времени неблагоприятные условия и переходить в активные вегетативные формы при попадании в подходящие для этого условия. Цисты встречаються у различных групп бактерий: азотобактера, спирохет, миксобактерий, риккетсий. У большинства миксобактерий образование цист – закономерная стадия их жизненного цикла. После окончания стадии активного розмножения клетки миксобактерий собираются в месте и образуют так называемые плодовые тела. Внутри плодовых тел клетки переходят в покоящее состояние. В одних случаях покоящие клетки могут морфологически не отличаться от вегетативных, в других их образование сопровождается заметными структурными и морфологическими изменениями. Такие изменение называют микроцистами. Они функцыонально аналогичны бактериальным эндоспорам: более устойчивы к нагреванию, высушиванию, розличным физическим воздествиям, чем вегетативные клетки.

Эндоспоры. Эндоспоры образуются бактериями, принадлежащими к родам Bacillus, Clostridium, Sporosarcina и некоторым другим. Бактерии образуют српоры, когда создаются такие условия в окружающей среде, которые индуцируют процесс спорообразования. Считается, что споры не обя зательная стадия цикла развития спорообразующих бактерий.

Факторы, индуцирующие спорообразование,различны: недостаток питательных веществ в среде, изменение pH, температуры, накопление выше опредиленного уровня продуктов клеточного метобализма. Для бактериальных эндоспор характерна устойчивость к высокой температуре, воздействиям различных токсических веществ, радиации и другим неблагоприятным факторам. Это связывают прежде всего с ттем, что содиржимое споры находится в сильно обезвоженном состоянии.

В каждой бактериальной клетке, как правило, формируется одна спора.

Формирование споры начинается с того, что в зоне локализации ядерных нитей происходит уплотнение цитоплазмы, которая в месте с генетичеким материалом обособляется от остального клеточного содержимого с помощью перегородки. Следующий этап формирования споры – обрастание отсеченного участка клеточной цитоплазмы с ядерным материалом мембранной вегетативной клетки, конечным результатом которого является образование проспоры – структуры, расположенной внутри материнской клетки и полностью отделенной от нее двумя елементарными мембранами: наружной и внутренней по отношению к проспоре. Эти этапы формирование споры обратимы.

Процесс спорообразования протекает под контролем генетического аппарата материнской клетки, в генетическом материале которой есть участки, ответственные за отдельные этапы процесса.

Сформированные бактериальные эндоспоры могут находится в жизнеспособногм состоянии в течение длительного времени, При создании благоприятных условий такие споры проростают и дают начало вегетативной клетке, проростание – это процесс, сопровождающийся сложными физиологическими и биохимическими изменениями. Начинается оно с интенсивного поглощения спорой воды и набухания. На первом этапе пророст