Химический состав бактериальной клетки

Химический состав бактерий

Вода – 70%, Сухое вещество – 30%. Белки – 52, полисахариды – 16. Липиды – 9,4, РНК – 16, ДНК – 3.2, неорганические соединения – 0,4.

Потребность бактерий в химических элементах:

Макроэлементы (органогены). 60% в сумме.

С50, N14, Н8, О20, микроэлементы – К, Ca, Mg, Na, S, P, Cl,и ультрамикроэлементы: B, Wa, Fe, Co, Cu, Zn.

Источники получения питательных веществ. С – из органических соединений (углеводы). N – соли аммония. О- О2, Н2О. Н – вода, органические соединения. Р – соли фосфорной кислоты.

S – сульфаты.

К – К+,

Mg – Mg+.

Бактерии, способные расти на простых питательных средах, все необходимые элементы получающие на средах, содержащих 1 органическое вещество, 1 углевод (глюкозу), а остальные вещества в виде неорганических соединений, называются прототрофами.

Бактерии, нуждающиеся в дополнительных органических веществах, называются ауксотрофами.

Для культивирования ауксотрофоов необходима добавка в питательную среду специальных факторов роста: аминокислот, витаминов, пуринов, пиримидинов, липидов, гексозы, пептидов.

Многие патогенные микроорганизмы являются ауксотрофами, т.е. для их культивирования необходима добавка в питательную среду факторов роста.

 

По строению клеточной стенки все бактерии делятся на 2 группы:

Имеющие однослойную клеточную стенку – Грам-положительные.

Имеющие двухслойную клеточную стенку – Грам-отрицательные.

Названия Грам+ и Грам- имеют свою предисторию. В 1884 датский микробиолог Ганс Христиан Грам разработал оригинальный метод окраски микробов, в результате которого одни бактерииокрашивались в синий цвет (грам+), а другие в красный (грам-). Химическая основа различной окраски бактерий по методу Грама была выяснена сравнительно недавно – около 35 лет назад. Оказалось, что Г- и Г+ бактерии имеют разное строение клеточной стенки.

Строение клеточной стенки Г+ бактерий. Основу клеточной стенки Г+ бактерий составляют 2 полимера: пептидогликан и тейхоевые кислоты. Пептидогликан представляет собой линейный полимер, в котором чередуются остатки мурамовой кислоты и ацетилглюкозамина. С мурамовой кислоте ковалентно связан тетрапептид (белок). Нити пептидогликана связаны между собой через пептиды и образуют прочный каркас – основу клеточной стенки. Между нитями пептидогликана находится другой полимер – тейхоевые кислоты(глицерол ТК и рибитол ТК) - полимер полифосфатов. Тейхоевые кислоты выступают на поверхности клеточной стенки и являются главными АГ Г+ бактерий. Кроме этого, в состав клеточной стенки Г+ бактерий входит рибонуклеат Mg.

Стенка Г- бактерий состоит из 2-х слоев: внутренний слой представлен моно- или бислоем пептидогликана (тонкий слой). Наружный слой состоит из липополисахаридов, липопротеина, белков, фосфолипидов. ЛПС всех Г- бактерий обладают токсическими и порогенными свойствами и называются эндотоксинами.

При воздействии некоторых веществ, например пенициллина, нарушается синтез пептидогликанового слоя. При этом из Г+ бактерий образуется протопласт, а из Г- сферопласт (т.к. сохраняется наружный слой клеточной стенки).

При определенных условиях культивтрования клетки, лишенные клеточной стенки, сохраняют способность к росту и делению, и такие формы называют L- формами (по названи. Института Листера, где было открыто это явление). В некоторых случаях после устранения фактора, тормозящего синтез клеточной стенки L-формы могут превратиться в исходные формы.

Многие бактерии синтезируют слизистое вещество, состоящее из мукополисахаридов, которое откладывается с наружной стороны клеточной стенки, окружая бактериальную клетку слизистым чехлом. Это капсула. Функция капсулы – защита бактерий от фазоцитоза.

 

8. Спорообразование.

При неблагоприятных условиях некоторые бактерии способны образовывать эндоспоры - покоящиеся клетки. Одна клетка образует одну эндоспору, т.е. спорообразование не является формой размножения, а служит для сохранения вида. Споры чрезвычайно устойчивы к высоким температурам, высушиванию, химическим веществам и сохраняют жизнеспособность в течение десятков лет. В отличие от вегетативных форм, в спорах почти полностью подавлен обмен, геном находится в репрессивном состоянии. Споры бактерий имеют многослойную оболочку, богатую кальцием, и очень небольшое количество свободной воды. При попадании в благоприятные условия спора прорастает, и из нее образуется вегетативная клетка.

Споры: защита, для сохр. вида. Округл, овальн, палочки, звездчатые. 6 слоев, цито-ма обезвожена, стенка из пептидогликана, оболочка. Спорогенез (при не оптимал. t°, влажн, ¯пит в-в) Фазы: подготовит (­белок), предспора (обр. слоев), образ. оболочки, созревание и выход. У возб. сиб.язвы, столбняка, ботулизма, анаэроб. инфекции. Окрашиваются плохо, блестят при микроскопировании.

Окраска спор (по Меллеру). На фиксированный мазок наливают 5% раствор хромовой кислоты (протрава) на 3-4мин., после чего промывают водой и высушивают. Затем на мазок кладут полоску фильтровальной бумаги и наливают сверху раствор карболового фуксина; препарат подогревают до появления паров. Красят 8-10мин. Краску сливают и, не промывая водой, обесцвечивают 5% раствором серной кислоты в течение 5-6с. Промывают водой и дополнительно окрашивают 4мин раствором метиленового синего. Вновь промывают водой и высушивают. Споры – красного цвета, вегетативные клетки – синего.