1. У прокариот отсутствуют мембраны, ограничивающие органеллы бактериальной клетки(ядро. митохондрии, рибосомы) от цитоплазмы. Из мембран имеется только цитоплазматическая мембрана.
2. Ядро прокариот (нуклеоид) фибриальной структуры, ядерная оболочка отсутствует.
3. У прокариот отсутствуют митохондрии, хлоропласты, КГ. ЭПС.
4. Окислительно-восстановительные фрагменты локализованы в мезосомах (производных цитоплазматической мембраны)
5. У прокариот отсутствует митоз, размножаются путем бинарного деления.
6. Прокариоты имеют гаплоидный геном.
7. Отсутствует клеточный центр
8. Внутриклеточные перемещения цитоплазмы и амебоидное движение для прокариот нетипичны.
Специфические черты М/О
1. Малые размеры, масса, объем и относительная простота строения.
2. Чрезвычайно высокие темпы размножения
3. Большое разнообразие способов получения энергии и путём обмена веществ, широкий спектр конечных продуктов метаболизма.
4. Способность к биодеструкции практически всех естественных и искусственных веществ.
5. Чрезвычайно высокая степень адоптации как результат высоких темпов изменчивости.
6. Массовая популяция и повсеместное распространение.
6. Структура и функции поверхностных образований бактериальной клетки. Капсула. Методы выявления.
Бактериальная клетка окружена внешней оболочкой (рис. 3.2), которая состоит из капсулы, капсулоподобной оболочки и клеточной стенки. От их состава зависит способность клетки воспринимать анилиновые красители (тинкториальные свойства). Капсулы в зависимости от степени выраженности подразделяют на микро- и макрокапсулы. Первые обнаруживаются только при электронно-микроскопическом исследовании в виде микрофибрилл из мукополисаха-ридов, которые тесно прилегают к клеточной стенке. Макрокапсулы представляют собой выраженный слизистый слой, снаружи покрыва ющий клеточную стенку. Он состоит из полисахаридов и редко из полипептидов (например, у сибиреязвенных бактерий). Как правило макрокапсулу образуют немногие виды патогенных бактерий (пнев мококки и др.) при неблагоприятных условиях среды, например в организме животных или человека. Однако у некоторых видов (клебсиеллы пневмонии) макрокапсула обнаруживается постоянно.
Капсулоподобная оболочка — липидо-полисахаридное образование, сравнительно непрочно связанное с поверхностью клетки, вследствие чего в отличие от капсулы может выделяться в окружающую среду.
Капсула или капсулоподобная оболочка может быть покрыта экзополисахаридами, которые образуются из углеводов окружающей среды под действием бактериальных ферментов. При этом глюканы и леваны обеспечивают прилипание бактерий к разным поверхностям, часто гладким.
Капсула несет различные функции:
1. Защитная, предохраняя клетку от неблагоприятных условий среды обитания,
2. адгезивная, способствуя «прилипанию» к поверхносш (рецепюрам) клетки хозяина.
3. Часто патогенные и антигенные свойства. Непатогенные бактерии также могут образовывать макрокапсулу, выполняющую, по-видимому, только защитную функцию.
7. Структура и функции клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий. Формы бактерий с дефектами клеточной стенки.
Клеточная стенка (КС)- биогетерополимер сложною химического состава, покрывающий всю поверхность прокариотической клетки.
Основа клеточной стенки- пептидогликан, обеспечивающий ригидность и эластичность КС. Структура пептидогликана паралелльные полисахаридные(гликановые) цепи состоящие из чередующихся звеньев [\'-ацетил1 лнжозамина и N-ацетилмурамовой к-ты С каждым остатком N-ацетидмурамовой к-ты ковалентно связан трипептид
Различии между Грам+ и Грам- бактериями.
| Группа | 1'рамм -*-_^____________________ | Грамм - |
| Окраска по Граму | фиолетовые | розовые |
| Толщина КС | 20-60 нм | 10-20 нм |
| % содержание липидов | 1,6% | 22,6% |
| Структура пептидогликана | Пептиды пептидогликанов связаны через пептидильный мостик из 5, остатков глицина | Ацетилмурамовые к-ты каждой гликановой цепи связаны через два однотипных тетрапептида |
| % содержание пептидогликана | 40-90% Многослойный | 5-10% Однослойный |
| Наличие тейхоевых кислот | Имеются | Отсутствуют |
| Особеность выделения ферментов | Ферменты выделяются непоследственно в окружающую среду | Ферменты выделяются в периплазматическое пространство, находящееся между КС и ЦМ |
| Представители | Все болезнетворные кокки, кроме гонокка и менингококка, бациллы, иклострпдии | Энтеробактерии, вибрионы, трепонемы |
Функции КС:
1. Придает клетке определенную форму.
2. Защищает её от воздействия окружающей среды
3. Несет на поверхности разнообразные рецепторы, к которым прикрепляются некоторые фаги, колишины и химические соединения.
4. Через КС в клетку поступают питательные вещества и выделяются продукты обмена
5. Сдерживает высокое внутриклеточное осмотическое давление.
КС грам- бакт. представлена трехслойной внешней мембраной (пептидогликан + липополисахарид + липопротеиды). Некоторые белки (норины), пронизывая внешнююмембрану,образуют поры, через которую проходят гидрофильные в-ва с низкой молекулярной массой.
Пептидогликан- мишень действия некоторых антибиотиков (пенициллина) и ферментов (лизоцима). Пенициллин нарушает образование тетрапепдидных связей, лизоцим разрушает гликозидные связи между мурамовой к-той и ацетилглюкозамином.
При действии пенициллина на на растущую бак. культуру образуются безоболочечные формы бактерий:
1 Пртопласты- полностью лишены КС.
2.Сферопласты- частично лишены КС
И протопласты, и сферопласты подвергаются плазмолизу в изотонической среде, н в пшерюнической среде проявляютслабую метаболическую активность,! утрачивают способность к размножению.
3.L- формы- полностью или частично лишены КС, сохраняют способность к размножению.
а) стабильные- способны к реверсии в исходный вид.
б) нестабильный-не способны к реверсии
8. Цитоппазматические структуры бактерий, функции, методы выявления. Кислотоустойчивые микробы. Метод окраски.
Жгутики. На поверхности ряда бактериальных клеток располагаются жгутики (рис. 3.5). В их состав входит белок флагелин, который по своей структуре относится к сократимым белкам типа Миозина. Жгутики прикрепляются к базальному телу, состоящему из системы нескольких дисков, вмонтированных в цитоплазматическую мембрану и КС. Количество и расположение жгутиков у разных бактерий неодинаково.
Монотрихи имеют на одном из полюсов клетки только один жгутик,
лофотрихи — пучок жгутиков,
амфитрихи - жгутики расположены на обоих полюсах клетки,
перитрихов — По всей ее поверхности.
Жгутики обладают антигенными свойствами.
Пили — тонкие полые нити белковой природы длиной 0,3-10 мкм, толщиной 10 нм, покрываю щие поверхность бактериальных клеток. В отличие от жгутиков не выполняют локомоторную функцию. По своему функциональному назначению подразделяются на несколько типов.
Пили 1 общего типа обусловливают прикрепление или адгезию бактерий к определенным клеткам организма хозяина. Их количество велико — от нескольких сотен до нескольких тысяч на одну бактериальную клетку. Адгезия является первоначальной стадией любого инфекционного процесса.
Пили 2 типа (синоним: конъюгативные, или половые, пили — sex pili) участвуют в конъюгации бактерий обеспечивающей перенос части генетического материала от донорной клетки к реци-пиентной. Они имеются только у бактерий-доноров в ограниченном количестве (1-4 на клетку).
Цитоплазматическая мембрана (ЦМ) является жизненно необходимым структурным компонентом бактериальной клетки. Она ограничивает протопласт, располагаясь непосредственно под клеточной стенкой. ЦМ в химическом отношении представляет собой липопротеин, состоящий из 15-30% липидов и 50-70% протеинов. Кроме того, в ней содержится около 2-5% углеводов и незначительное количество РНК. В состав мембранных липидов входят главным образом нейтральные липиды и фосфолипиды. У некоторых бактерий встречаются гликолипиды, а у микоплазм — стеролы.
Липидный состав мембран непостоянен в качественном и количественном отношении. У одного и того же вида бактерий он изменяется в зависимости от условий ее культивирования на питательной среде и возраста культуры. Разные виды бактерий отличаются друг от друга по липидному составу своих мембран.
Мембранные белки разделяются на структурные и функциональные. К последним относятся ферменты, участвующие в биосинтезе разных компонентов КС, который происходит на поверхности ЦМ, а также окислительно-восстановительные ферменты, пермеазы и др.
ЦМ является сложно организованной структурой, состоящей из трех слоев, которые выявляются при электронно-микроскопическом исследовании. Двойной фосфолипидный слой пронизан глобулинами, которые обеспечивают транспорт веществ в бактериальную клетку.
ЦМ выполняют жизненно важные функции, нарушение которых приводит бактериальную клетку к гибели. К ним относится прежде всего регуляция поступления в клетку метаболитов и ионов, участие
в метаболизме, репликации ДНК, а у ряда бактерий в спорообразовании и т.д.
Мезосомы являются производными ЦМ. Они имеют неодинаковое строение у разных бактерий, располагаясь в разных частях клетки либо в виде концентрических мембран, либо пузырьков, трубочек, либо в форме петли, характерной в основном для грамотрица-тельных бактерий. Мезосомы связаны с нуклеоидом. Они участвуют в делении клетки и спорообразовании.
Цитоплазма у прокариот, так же как и у эукариот, представляет собой сложную коллоидную систему, состоящую из воды (около 75%), минеральных соединений, белков, РНК и ДНК, которые входят в состав органелл нуклеоида, рибосом, мезосом, включений.
Нуклеоид является эквивалентом ядра эукариот, хотя отличается от него по своей структуре и химическому составу. Он лишен ядерной мембраны, не содержит хромосом, не делится митозом. В составе нуклеоида отсутствуют основные белки — гистоны. Исключение составляют только некоторые бактерии. В нем содержится двунитевая молекула ДНК, а также небольшое количество РНК и белков. Молекула ДНК с молекулярной массой (2-3) х 109 представляет собой замкнутую кольцевую структуру, в которой закодирована вся наследственная информация клетки, т.е. геном клетки. По аналогии с хромосомами эукариот бактериальная ДНК часто обозначается как хромосома. При этом следует помнить, что она представлена в клетке в единственном числе, поскольку бактерии являются гаплоидными. Однако перед делением клетки число нуклеоидов удваивается, а во время деления увеличивается до 4 и более.
Наряду с нуклеоидом в цитоплазме могут находиться автономные кольцевые молекулы двунитевой ДНК с меньшей молекулярной массой, которые получили название плазмид. В них также закодирована наследственная информация. Однако она не является жизненно необходимой для бактериальной клетки.
Рибосомы у бактерий представляют собой рибонуклеопротеиновые частицы размером 20 нм, состоящие из двух субъединиц 30S и 50S. Перед началом синтеза белка происходит объединение этих субъединиц в одну — 70S. В отличие от клеток эукариотов рибосомы бактерий не объединены в эндоплазматическую сеть. Бактериальные рибосомы, являющиеся белоксинтезирующими системами клеток, могут стать «мишенью» для действия многих антибиотиков.
Включения являются продуктами метаболизма про- и эука-РИотических микроорганизмов, которые располагаются в их цитоплазме и используются в качестве запасных питательных веществ. К ним относятся включения гликогена, крахмала, серы, полифосфата (волютина) и др. У некоторых бактерий, например дифтерийной палочки, включения волютина имеют дифференциально-диагностическое значение. Они обладают способностью к метахромазии (окрашиваются в иной цвет, чем цвет красителя).
