Главная | Регистрация | Вход | RSSВторник, 31.03.2020, 02:27

Биология 10-11 класс

Меню сайта
Категории раздела
Введение [30]
Глава1.Основы цитологии [16]
Глава 2.Размножение и индивидуальное развитие организмов [14]
Глава 3. Основы генетики [16]
Глава 4. Генетика человека [12]
Глава 5.Основы учения об эволюции [11]
Глава 6. Основы селекции и биотехнологии [10]
Глава 7. Антропогенез [11]
Глава 8. Основы экологии [10]
Глава 9. Эволюция биосферы и человек [11]
Биологический словарь на букву "А" [54]
Биологический словарь на букву "Б" [56]
Глава 10.Морфология и структурная организация бактериальной клетки [49]
Глава 11.О чем умолчали учебники [36]
7 [18]
Категории раздела
Введение [30]
Глава1.Основы цитологии [16]
Глава 2.Размножение и индивидуальное развитие организмов [14]
Глава 3. Основы генетики [16]
Глава 4. Генетика человека [12]
Глава 5.Основы учения об эволюции [11]
Глава 6. Основы селекции и биотехнологии [10]
Глава 7. Антропогенез [11]
Глава 8. Основы экологии [10]
Глава 9. Эволюция биосферы и человек [11]
Биологический словарь на букву "А" [53]
Биологический словарь на букву "Б" [56]
Глава 10.Морфология и структурная организация бактериальной клетки [49]
Глава 11.О чем умолчали учебники [36]
7 [22]
Физиология высшей нервной деятельности [0]
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 50
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Форма входа

Каталог статей

Главная » Статьи » Глава 10.Морфология и структурная организация бактериальной клетки

В категории материалов: 49
Показано материалов: 1-49

Сортировать по: Названию
Пурпурные бактерии осуществляют аноксигенный фотосинтез и от-
носятся к классу Anoxyphotobacteria. Общим для всех представителей
пурпурных бактерий является то, что компоненты фотосинтетического
аппарата находятся в тилакоидах. В большинстве случаев типичным для
данной группы бактерий хлорофиллом является бактериохлорофилл а.
Все эти бактерии способны фиксировать CO2 в цикле Кальвина. Многие
пурпурные бактерии проявляют способность к азотфиксации.
Глава 10.Морфология и структурная организация бактериальной клетки | Просмотров: 1663 | Добавил: mig | Дата: 24.12.2010 | Комментарии (0)

Под фотосинтезом понимают происходящее в клетках фототроф-
ных организмов преобразование световой энергии в биохимически дос-
тупную энергию (АТФ) и восстановительную силу (НАДФ·Н2), а также
связанный с этими процессами синтез клеточных компонентов.
Фотосинтез начинается с поглощения квантов света молекулами хло-
рофилла, бактериохлорофилла и другими пигментами. Молекула пиг-
мента, воспринявшая квант света, переходит в возбужденное состояние,
которое длится очень недолго (≤ 10–9 с) и заканчивается возвращением ее
к исходному, стабильному уровню. Этот переход сопровождается либо
передачей возбужденного состояния другой молекуле пигмента, либо
потерей сообщенной энергии в виде тепла, флуоресценции или фосфо-
ресценции. Если энергия электронных возбужденных состояний переда-
ется по комплексу пигментов, то некоторое ее количество может дости-
гать фотохимических реакционных центров, где происходит превраще-
ние световой энергии в химическую .

Физиологическая группа фотосинтезирующих прокариотических ор-
ганизмов представлена пурпурными и зелеными бактериями, большой
группой цианобактерий и недавно обнаруженными организмами – ге-
лиобактериями и прохлорофитами. На основании использования энергии
света в эту группу могут быть включены и галобактерии. Преобразова-
ние световой энергии в энергию химических связей может осуществ-
ляться при фотосинтезе трех типов:
• с помощью бактериохлорофиллов без выделения молекулярного
кислорода (бескислородный, или аноксигенный, фотосинтез). Этот тип
фотосинтеза осуществляют пурпурные и зеленые бактерии, гелиобакте-
рии;

Характер взаимоотношений микроорганизмов с различными макроор-
ганизмами определяется посредством формирования соответствующих
биотических связей, причем один многоклеточный организм вступает в
связь с несколькими микроорганизмами одновременно.
Тесное сожительство микроорганизмов с растениями и животными в
широком смысле называется симбиозом (от греч. symbiosis – совместная
жизнь)

В природных условиях микроорганизмы образуют сложно взаимодей-
ствующие между собой популяции, среди которых еще С. Н. Виноград-
ский выделил два типа: автохтонные (местные) и аллохтонные (зимоген-
ные). Автохтонные микроорганизмы обычно встречаются в данной
экосистеме в значительных количествах, которые относительно постоян-
ны во времени. Аллохтонные микроорганизмы – нетипичные предста-
вители данной экосистемы. Их численность подвержена значительным
колебаниям, зависящим от наличия источников питания, или ограничена
действием других лимитирующих факторов. Биоценозы, в состав кото-
рых входят только представители микрофлоры, называются микробоце-
нозами.

Этот тип регуляции был открыт благодаря исследованиям Ф. Жакоба
и Ж. Моно, которые пытались выяснить, каким образом бактериальные
клетки реагируют на изменение условий окружающей среды. В частно-
сти, изучался синтез фермента β-галактозидазы у бактерий E. coli. Если
бактерии E. coli выращивать на среде с глюкозой, то β-галактозидаза не
синтезируется. Если клетки перенести в среду с лактозой, то содержание
фермента β-галактозидазы, участвующего в расщеплении лактозы, уве-
личивается в 1000 раз.

Клетка бактерий E. coli содержит около 107 молекул белка. Однако, в
ДНК этих бактерий зашифрована информация о структуре примерно
3 тыс. разных белков. Если бы все 3 тыс. бактериальных генов работали
одинаково эффективно, т. е. все типы клеточных белков синтезировались
в одинаковом количестве, то каждая клетка бактерий E. coli содержала
бы около 3 тыс.

Генетическая инженерия – совокупность методов, позволяющих
создавать in vitro рекомбинантные молекулы ДНК, с последующим вве-
дением этих новых генетических структур в живую клетку.

В 1925 г. А. Грация обнаружил колицины – вещества белковой при-
роды, синтезируемые бактериями E. coli и обладающие антибактериаль-
ным действием в отношении других штаммов E. coli. Они характеризо-
вались узким спектром действия и были активны только в отношении
близкородственных бактерий. Продукция подобных веществ была затем
выявлена и у других бактерий, и в 1953 г. все они получили название
«бактериоцины». В настоящее время способность к синтезу бактериоци-
нов обнаружена у различных видов как грамотрицательных, так и грам-
положительных бактерий. В большинстве случаев Бактериоцины назы-
вают в соответствии с видовой принадлежностью бактерий-продуцентов:
колицины – Escherichia coli; марцесцины – Serratia marcescens; флюоци-
ны – Pseudomonas fluorescens и т. д. Некоторые авторы используют родо-
вое название бактерий-продуцентов: стафилококкцины – Staphylococcus
epidermidis, вибриоцины – Vibrio comma и т. д.

Бактерии Shigella, устойчивые сразу к нескольким антибиотикам, бы-
ли впервые выделены в 1950-е годы в Японии от больных дизентерией, в
лечении которых использовали антибиотики. Поскольку от одного и того
же больного выделялись штаммы бактерий, как чувствительные к анти-
биотикам, так и полирезистентные, объяснить возникновение множест-
венной резистентности путем мутационной изменчивости было трудно.
К тому же оказалось, что множественная резистентность трансмисси-
бельна и может передаваться от одних клеток Shigella к другим, а также
к бактериям E. coli. Было показано, что передача признаков лекарствен-
ной устойчивости происходит при контакте клеток в результате конъю-
гации; перенос не зависит от наличия F-фактора, а лекарственная устой-
чивость утрачивается, если проводить элиминацию акридиновыми кра-
сителями.

В 1925 г. А. Грация обнаружил колицины – вещества белковой при-
роды, синтезируемые бактериями E. coli и обладающие антибактериаль-
ным действием в отношении других штаммов E. coli. Они характеризо-
вались узким спектром действия и были активны только в отношении
близкородственных бактерий. Продукция подобных веществ была затем
выявлена и у других бактерий, и в 1953 г. все они получили название
«бактериоцины». В настоящее время способность к синтезу бактериоци-
нов обнаружена у различных видов как грамотрицательных, так и грам-
положительных бактерий. В большинстве случаев Бактериоцины назы-
вают в соответствии с видовой принадлежностью бактерий-продуцентов:
колицины – Escherichia coli; марцесцины – Serratia marcescens; флюоци-
ны – Pseudomonas fluorescens и т. д. Некоторые авторы используют родо-
вое название бактерий-продуцентов: стафилококкцины – Staphylococcus
epidermidis, вибриоцины – Vibrio comma и т. д.

Ti-плазмиды – это плазмиды, ответственные за образование опухолей
у некоторых представителей голосеменных и большинства двудольных
покрытосеменных растений. Эти плазмиды обнаружены в клетках виру-
лентных штаммов бактерий Agrobacterium tumefaciens, вызывающих ра-
ковое заболевание растений, получившее название «корончатый галл».
Ti-плазмиды – кольцевые молекулы ДНК длиной до 500 т. п. н. и моле-
кулярной массой в среднем 1,3·108 Д. Относятся к классу конъюгативных
плазмид.

Бактерии для воспроизведения себе подобных особей не нуждаются в
партнерах. Их удвоившийся после репликации геном каждый раз переда-
ется клетке «по вертикали» в бесконечном ряду поколений. Но наряду с
таким, бесполым, способом передачи генов от предков к потомкам у бак-
терий существует и горизонтальный перенос генов, при котором из клет-
ки-донора в клетку-реципиента передается часть генетического материа-
ла (хромосомы), в результате образуется неполная зигота, или мерози-
гота. Затем переданный фрагмент хромосомы донора спаривается с
хромосомой реципиента с последующей рекомбинацией. За рекомбина-
цией следует процесс репликации ДНК и деления клетки, в результате
чего возникают клетки, содержащие только рекомбинантную хромосому,
которые называются рекомбинантами.

Явление трансформации было открыто Ф. Гриффитом в 1928 г. в
опытах на пневмококках (Streptococcus pneumoniae) – грамположитель-
ных бактериях, относящихся к группе молочнокислых бактерий. Ко вре-
мени открытия явления трансформации свойства пневмококков были
изучены достаточно хорошо. В частности, было известно, что среди
пневмококков одного и того же вида, кроме штаммов, имеющих полиса-
харидную капсулу, обычно есть и бескапсульные варианты, получаю-
щиеся в результате мутаций.

Компетентностью при генетической трансформации обычно назы-
вается способность бактериальных клеток адсорбировать и поглощать
чужеродную ДНК. Однако в последние годы в это понятие включают и
все последующие стадии, вплоть до рекомбинации трансформирующей
ДНК с хромосомой реципиентной бактерии.

На первых этапах после смешивания донорных и реципиентных кле-
ток в результате случайных контактов формируются конъюгационные
пары. Контакты клеток беспорядочны, так как, по-видимому, не сущест-
вует специфических факторов, обусловливающих притяжение между
бактериями противоположных полов. Однако установлено, что скорость
конъюгации в определенных пределах пропорциональна концентрации
бактерий. Поэтому для скрещивания берут культуры бактерий с концен-
трацией 5·107–5·108 кл/мл

Трансдукция была открыта в 1952 г., после того как была уже описа-
на трансформация у пневмококков и конъюгация у бактерий E. coli.
Н. Циндер, будучи еще студентом, работал в лаборатории Дж. Ле-
дерберга и занимался исследованием наличия конъюгации у бактерий
Salmonella typhimurium. В его распоряжении было 20 моноауксотрофных
штаммов S. typhimurium.

Одним из умеренных бактериофагов, осуществляющих генерализо-
ванную трансдукцию, является уже упоминаемый фаг Р22 S. typhimurium,
с которым работали Н. Циндер и Дж. Ледерберг. К фагам, осущест-
вляющим генерализованную трансдукцию, относятся также фаги P1
E. coli, PBS1 B. subtilis и др.

Специфическая трансдукция была открыта в 1956 г. М. Морзе и суп-
ругами Е. и Дж. Ледерберг. Характерной особенностью специфической
трансдукции является то, что каждый трансдуцирующий фаг передает
только определенную, весьма ограниченную область бактериальной
хромосомы.

Явление репарации (восстановления) жизнеспособности клеток после
действия на них γ- и рентгеновых лучей было открыто в 1949 г. в опытах
на дрожжах, а затем и на бактериях.
Если бактериальные клетки облучить УФ-светом, то они в основном
гибнут, так как УФ-лучи поглощаются ДНК с образованием в ней диме-
ров тимина, что приводит к частичному или полному блокированию ре-
пликации. Тем не менее выявлены три основных механизма репарации
ДНК после повреждений такого типа: фотореактивация, эксцизионная
репарация и пострепликационная, или рекомбинационная репарация.
Эксцизионную и пострепликационную репарации называют еще тем-
новой репарацией.

Явление рестрикции и модификации было подробно исследовано
В. Арбером в конце 1960-х годов при изучении развития бактериофага λ
в различных штаммах кишечной палочки.

Частота спонтанных мутаций для многих признаков бактерий очень
мала, и для того, чтобы выявить мутантные клетки, необходимо обследо-
вать или проверить от 104 до 1010 клеток. Повысить частоту мутаций
можно с помощью воздействия мутагенными факторами. Однако воз-
никновение мутаций даже в том случае, когда они вызываются сильными
мутагенами, – относительно редкое событие, и выделить или отобрать
мутант, присутствующий на обильном фоне немутировавших клеток, не-
легко. Все методы отбора мутантов подразделяются на две группы: ме-
тоды прямого отбора и методы непрямого отбора.

При анаэробном дыхании конечным акцептором электронов в элек-
тронтранспортной цепи являются неорганические или органические со-
единения. Например, если конечным акцептором электронов является
, то процесс называют сульфатным дыханием, а бактерии – суль-
фатвосстанавливающими или сульфатредуцирующими. В том случае,
если конечным акцептором электронов служит или , то про-
цесс называется нитратным дыханием или денитрификацией, а бак-
терии, осуществляющие этот процесс, – денитрифицирующими.

Пировиноградная кислота, образующаяся в одном из трех вышепере-
численных путей катаболизма глюкозы, окисляется с участием коэнзи-
ма А до ацетил-КоА. В данном процессе работают ферменты пируватде-
гидрогеназы:
CH3–CO–COOH + KoA–SH + HAД+ CH3–CO~KoA + НАД · Н2 + CO2
Ацетил-КоА является исходным субстратом цикла трикарбоновых
кислот (ЦТК), или цикла Кребса.

Ранее было отмечено, что по отношению к энергетическим источни-
кам все микроорганизмы подразделяются на две группы: хемотрофные и
фототрофные. Хемотрофные микроорганизмы используют для синтеза
молекул АТФ энергию, освобождаемую в результате химических реак-
ций, фототрофные – световую энергию в процессе протекания фотосин-
теза.
Синтез молекул АТФ из АДФ и фосфатов может происходить двумя
способами:
• фосфорилированием в дыхательной или фотосинтетической элек-
тронтранспортной цепи. Этот процесс у прокариот связан с мембранами
или их производными, поэтому его называют мембранным фосфорили-
рованием. Синтез АТФ в данном случае происходит при участии фер-
мента АТФ-синтазы:
АДФ + Фн АТФ;
• фосфорилированием на уровне субстрата. При этом фосфатная
группа переносится на АДФ от вещества (субстрата), более богатого
энергией, чем АТФ:
S ~ Ф + АДФ S + АТФ.

Метаболизм – это совокупность биохимических процессов, проте-
кающих в клетке и обеспечивающих ее жизнедеятельность. Клеточный
метаболизм складывается из двух противоположно направленных про-
цессов: энергетического метаболизма (катаболизма) и конструктивного
метаболизма (анаболизма).

Для культивирования микроорганизмов используются различные по
составу питательные среды, в которых должны содержаться все вещест-
ва, необходимые для роста.

Под ростом понимают согласованное увеличение количества всех
химических компонентов, формирующих клеточные структуры. Рост
клеток обычно сопровождается увеличением их массы и размеров. Одна-
ко эта закономерность наблюдается не всегда, так как в некоторых усло-
виях клетки способны просто накапливать запасные или резервные ве-
щества, т. е. масса может увеличиваться, но роста при этом не наблюда-
ется. В подходящей же среде, к которой бактерии полностью адаптиро-
ваны, они находятся в состоянии сбалансированного роста.

Питание клеток микроорганизмов – включение в метаболические ре-
акции любого характера тех или иных соединений внешней среды. Пита-
тельным веществом следует считать любое химическое вещество, кото-
рое способно удовлетворять энергетические потребности клетки либо
анаболические функции, либо те и другие. Потребности в питательных
веществах у микроорганизмов весьма разнообразны, но тем не менее
можно говорить о каких-то общих принципах питания.

Антибиотики (антибиотические вещества) – низкомолекулярные
продукты метаболизма микроорганизмов, растений и животных или их
модификации, задерживающие рост либо полностью подавляющие раз-
витие других микроорганизмов. Большинство известных в настоящее
время антибиотиков образуются именно клетками микроорганизмов.
Первый антибиотик был открыт шотландским бактериологом А. Фле-
мингом в 1929 г. Флеминг выделил плесневый гриб, который был опре-
делен как Penicillium notatum, и установил, что культуральная жидкость
этой плесени способна оказывать антибактериальное действие по отно-
шению к патогенным коккам . Культуральная жидкость гриба,
содержащая антибактериальное вещество, названа им пенициллином.
Хотя попытки Флеминга выделить активное начало, образуемое грибом
P. notatum, не увенчались успехом, однако большой его заслугой явилось
то, что он указал на перспективы практического применения обнаружен-
ного им агента.

Все физико-химические процессы, обеспечивающие функциональную
активность клетки, а также состояние ее макромолекул, в большей или
меньшей степени зависят от температуры. При высокой температуре
белки, нуклеиновые кислоты и другие компоненты клетки могут необра-
тимо инактивироваться, что приводит к ее гибели. При слишком низкой
температуре также нарушаются процессы биосинтеза, ограничивая раз-
витие микроорганизмов.
По отношению к температуре бактерии делят на три основные груп-
пы: мезофилы, психрофилы и термофилы, которые в свою очередь под-
разделяют на отдельные подгруппы.
Большинство известных видов прокариот относится к мезофилам,
для них оптимальные температуры роста лежат в пределах 20–42 ºС. Ти-
пичным представителем мезофилов является E. coli, оптимальная темпе-
ратура роста которой 37 ºС.

Как уже отмечалось, одно и то же химическое вещество может прояв-
лять избирательную активность в отношении микроорганизмов, действуя
только на конкретные структуры или процессы микробной клетки и не
действуя на клетки других организмов. Такие вещества удобно исполь-
зовать в терапии для лечения заболеваний микробной этиологии.
Некоторые химические вещества действуют опосредованно, т. е. при-
водят к микробостатическому эффекту, не поражая саму клетку микро-
организмов. Например, при повышении концентрации сахарозы в среде
из клеток микроорганизмов выходит вода, что задерживает их рост, т. е.
приводит к микробостатическому эффекту. На этом основано приготов-
ление варенья, джемов и т. п. При разведении этих продуктов микроор-
ганизмы восстанавливают свои функции, и в благоприятных условиях
вновь могут расти и развиваться.

Факторы внешней среды, влияющие на жизнеспособность микроор-
ганизмов, подразделяют на химические и физические. Они действуют на
микроорганизмы по-разному. С одной стороны, оказывают стимули-
рующее действие, например, при использовании определенных химиче-
ских веществ, необходимых микроорганизмам для поддержания их жиз-
недеятельности; поддержании оптимальной температуры, обеспечиваю-
щей наиболее высокую скорость роста клеток, и т. п.

Строение бактериофагов можно рассмотреть на примере колифага
Т4, электронная микрофотография которого была получена одной из
первых. Этот бактериофаг, как и все Т-четные колифаги, относится к
сложным вирусам, т. е. он состоит из икосаэдрической головки диамет-
ром 650 Å, длиной 950 Å и отростка, или хвоста (рис. 28). В капсиде
головки находится плотно упакованная двухцепочечная линейная ДНК и
фермент транскриптаза в неактивном состоянии. Отросток фага имеет
сложное строение. В нем различают полый стержень, покрытый сокра-
тимым чехлом, который заканчивается базальной пластинкой с шипами
и нитями. Все структуры отростка имеют белковую природу. В области
базальной пластинки находится фермент – бактериофаговый лизоцим,
способный разрушать муреин клеточной стенки бактерий. Здесь же име-
ется АТФаза, которая регенерирует энергию для сокращения чехла отро-
стка бактериофага.

Как уже отмечалось, вирусная частица состоит из нуклеиновой ки-
слоты (ДНК или РНК) и белка. Белковая оболочка, которая окружает
нуклеиновую кислоту, называется капсидом.

Вирусы – мельчайшие объекты жизни, имеющие неклеточное строе-
ние и не способные к проявлению каких-либо признаков живого вне жи-
вых клеток. Первый вирус – вирус мозаичной болезни табака был открыт
русским ученым Д. И. Ивановским в 1892 г.

Генетический материал прокариот представлен молекулой (молеку-
лами) ДНК, уложенной в компактную структуру и локализованной в ог-
раниченных участках цитоплазмы, не имеющей, в отличие от эукариот,
собственной ядерной мембраны. Учитывая эти особенности, генетиче-
ский аппарат прокариот принято называть нуклеоидом.

Эндоспоры бактерий – особый тип покоящихся клеток, в основном
грамположительных бактерий. Эндоспоры формируются эндогенно, т. е.
внутри материнской клетки, которая называется спорангием. Бактери-
альная эндоспора отличается от вегетативной клетки тем, что она харак-
теризуется повышенной резистентностью к нагреванию, действию уль-
трафиолетовых лучей, антибиотиков и других факторов. Споры некото-
рых бактерий выдерживают кипячение в течение двух часов, они также
могут длительное время сохраняться в покоящемся состоянии. Эти осо-
бенности спор являются свойствами, требующими в практической дея-
тельности человека применения особых приемов для их уничтожения.
К спорообразующим бактериям относится большое число грамполо-
жительных видов прокариот приблизительно из 15 родов, характери-
зующихся морфологическим и физиологическим разнообразием. Лучше
всего процесс спорообразования изучен у представителей родов Bacillus
и Clostridium.

Многие микроорганизмы продуцируют на поверхности клетки слизи-
стое вещество. В зависимости от толщины слизистого слоя принято раз-
личать микрокапсулу толщиной до 0,2 мкм (она видима лишь в элек-
тронном микроскопе). Связь микрокапсулы с клеточной стенкой на-
столько прочна, что ее иногда предлагают рассматривать как элемент
клеточной стенки. Макрокапсула представлена слоем слизи толщиной
более 0,2 мкм. Слизью называют вещество, окружающее клетку, имею-
щее аморфный, бесструктурный вид и легко отделяющееся от поверхно-
сти бактериальной клетки, а по толщине часто превосходящее ее диа-
метр.

Ворсинки, или фимбрии, – поверхностные структуры, которые состо-
ят из белка пилина и не выполняют функцию движения. По размерам
они короче и тоньше жгутиков. Число фимбрий на поверхности клетки
колеблется от 1–2 до нескольких тысяч, их имеют как кокковидные, так
и палочковидные бактерии.

Большинство бактерий передвигаются при помощи жгутиков. Рас-
смотреть жгутики можно только в электронном микроскопе. В световом
микроскопе без специальных методов обработки отдельные жгутики не
видны.
По расположению и числу жгутиков на поверхности клетки бактерии
подразделяются:
• на монотрихи – имеют один жгутик (например, бактерии родов
Caulobacter и Vibrio);
• лофотрихи – имеют на одном или на обоих полюсах клетки пучок
жгутиков (например, бактерии родов Pseudomonas, Chromatium);
• амфитрихи – имеют по жгутику на обоих полюсах клетки (напри-
мер, бактерии рода Spirillum);
• перитрихи – большое количество жгутиков, располагающихся по
всей поверхности клетки (например, бактерии вида E.coli и рода Erwinia)
Жгутики представляют собой спирально закрученные нити, состоя-
щие из специфического белка флагеллина

Цитоплазма – это содержимое клетки, окруженное цитоплазматиче-
ской мембраной. Фракция цитоплазмы, имеющая гомогенную конси-
стенцию и содержащая набор растворимых РНК, ферментных белков,
продуктов и субстратов метаболических реакций, получила название
цитозоля. Другая часть цитоплазмы представлена структурными эле-
ментами: рибосомами, внутрицитоплазматическими включениями, нук-
леоидом и мембранными структурами.

Бактерии синтезируют и секретируют во внешнюю среду различные
продукты своей жизнедеятельности. Секреция белков бактериями осу-
ществляется с помощью различных систем и механизмов. При этом сле-
дует различать секрецию белков в периплазматическое пространство че-
рез цитоплазматическую мембрану и непосредственно в культуральную
жидкость. У грамотрицательных бактерий большинство белков секрети-
руется в периплазматическое пространство в виде белков-предшест-
венников, содержащих в своей структуре особый сигнальный (лидерный)
пептид из 15–40 аминокислотных остатков. Этот сигнальный пептид
обеспечивает перенос белка-предшественника через цитоплазматиче-
скую мембрану, после чего отделяется от него с помощью сигнальной
пептидазы.

Различают следующие способы поступления веществ в клетку бакте-
рий: простая, или пассивная, диффузия; облегченная диффузия; актив-
ный транспорт и транслокация групп.
Простая, или пассивная, диффузия – неспецифическое поступление
веществ в клетку за счет разницы концентраций, т. е. происходит пере-
движение молекул из более концентрированного раствора в менее кон-
центрированный – по градиенту концентрации. Этот процесс не связан с
затратой энергии. Таким путем осуществляется транспорт низкомолеку-
лярных веществ, особенно кислорода, липофильных соединений (спир-
ты, жирные кислоты), воды, по-видимому, ядов и других чужеродных
для клетки веществ, а также удаление продуктов обмена. Скорость пере-
мещения путем простой диффузии невелика.

Цитоплазматическая мембрана составляет в зависимости от вида бак-
терий 8–15 % сухой массы клетки. Химический состав ее представлен
белково-липидным комплексом, в котором на долю белков приходится
50–75 %, на долю липидов – 15–50 %. Главным липидным компонентом
мембраны являются фосфолипиды. Белковая фракция цитоплазматиче-
ской мембраны представлена структурными белками, обладающими
ферментативной активностью. Белковый состав цитоплазматической
мембраны разнообразен. Так, в цитоплазматической мембране бактерий
Escherichia coli содержится около 120 различных белков. Кроме того, в
составе мембран обнаружено небольшое количество углеводов.
Цитоплазматическая мембрана бактерий по химическому составу в
целом сходна с мембранами эукариотических клеток, но мембраны бак-
терий богаче белками, содержат необычные жирные кислоты и в основ-
ном не имеют стеринов.

Клеточная стенка бактерий выполняет следующие функции:
• механическую защиту клетки от воздействий факторов окружаю-
щей среды;
• обеспечивает поддержание формы бактериальной клетки;
• дает возможность клетке существовать в гипотонических раство-
рах;
• осуществляет транспорт веществ и ионов (характерно для грамот-
рицательных бактерий, имеющих наружную мембрану, которая является
дополнительным барьером для их поступления; основным барьером
служит цитоплазматическая мембрана);
• препятствует проникновению в клетку токсических веществ (также
более характерно для грамотрицательных бактерий, имеющих наружную
мембрану);
• на клеточной стенке находятся рецепторы, на которых адсорбиру-
ются бактериофаги и бактериоцины;
• в клеточной стенке находятся антигены (липополисахариды у гра-
мотрицательных бактерий и тейховые кислоты у грамположительных
бактерий);

2.2.4. Секреция продуктов жизнедеятельности
бактериальной клеткой
Бактерии синтезируют и секретируют во внешнюю среду различные
продукты своей жизнедеятельности. Секреция белков бактериями осу-
ществляется с помощью различных систем и механизмов. При этом сле-
дует различать секрецию белков в периплазматическое пространство че-
рез цитоплазматическую мембрану и непосредственно в культуральную
жидкость. У грамотрицательных бактерий большинство белков секрети-
руется в периплазматическое пространство в виде белков-предшест-
венников, содержащих в своей структуре особый сигнальный (лидерный)
пептид из 15–40 аминокислотных остатков. Этот сигнальный пептид
обеспечивает перенос белка-предшественника через цитоплазматиче-
скую мембрану, после чего отделяется от него с помощью сигнальной
пептидазы.

2.2. Структурная организация бактериальной клетки
Клетка прокариот, несмотря на относительно малые размеры, имеет
все основные структурные компоненты, необходимые для осуществле-
ния обмена веществ 
Как и любая другая, прокариотическая клетка имеет цитоплазму, ко-
торая окружена цитоплазматической мембраной. Цитоплазма и цито-
плазматическая мембрана составляют протопласт, снаружи от него рас-
положены поверхностные структуры. К их числу относятся клеточная
стенка, капсулы, чехлы, слизистые слои, жгутики, ворсинки и т. д.

2.1. Морфология бактерий
Для бактерий характерны клетки трех основных форм: шаровидная
(сферическая), или кокковидная (от греч. kokkos – зерно), цилиндриче-ская (палочковидная) и извитая

Поиск
Друзья сайта

Copyright MyCorp © 2020
Конструктор сайтов - uCoz