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.
Капсулы и слизь не являются обязательными структурами бактери-
альной клетки, так как бактерии, их образующие, в результате мутаций
легко могут превращаться в бескапсульные формы, и эти изменения не
приводят к какому-либо нарушению клеточной активности.
В большинстве случаев капсула образована полисахаридами (напри-
мер, у бактерий вида Streptococcus mutans, некоторых представителей
родов Xanthomonas, Klebsiella, Corynebacterium и др.). Капсулы же дру-
гих видов бактерий состоят из полипептидов, представленных полиме-
рами, в которых содержится много D- и L-форм глутаминовой кислоты.
Примером такой капсулы является капсула бактерий Bacillus anthracis.
Для ряда бактерий показана также способность синтезировать капсулу,
состоящую из волокон целлюлозы. Так построена капсула у бактерий
Sarcina ventriculi.
Слизи по химической природе являются полисахаридами. Особенно
обильное их образование наблюдается у многих микроорганизмов при
выращивании на среде с сахарозой. Например, бактерии Leuconostoc
mesenteroides (относящиеся к молочнокислым бактериям) быстро превра-
щают раствор, содержащий тростниковый сахар, в декстрановый гель, за
что их на сахарных заводах называют «бактериями лягушачьей икры».
Капсулы и слизи выполняют следующие функции:
• защитную – предохраняют клетку от действия различного рода не-
благоприятных факторов внешней среды (механических повреждений,
высыхания и т. п.);
• создают дополнительный осмотический барьер;
• способны выступать в качестве фактора вирулентности у некото-
рых бактерий (например, у Streptococcus pneumoniae);
• служат барьером для бактериофагов, препятствуя их адсорбции на
клетках бактерий;
• являются источником запасных питательных веществ;
• объединяют клетки в цепочки, колонии;
• обеспечивают прикрепление клеток к поверхности субстрата.
Капсульные полисахариды, образуемые бактериями, имеют большое
практическое значение. Ксантан, внеклеточный полисахарид бактерий
Xanthomonas campestris, используется в составе смазок, при добыче неф-
ти, в пищевой промышленности для улучшения вкусовых свойств кон-
сервированных и замороженных продуктов, соусов, кремов, а также в
косметической промышленности. Декстраны, синтезируемые бактериями
Leuconostoc mesenteroides и некоторыми другими бактериями, находят
применение в качестве кровезаменителей, для лечения ожогов, разделе-
ния и очистки биологических молекул, в качестве полиэлектролитов.
В отличие от капсул и слизистых слоев, чехлы имеют сложную тон-
кую структуру; в их составе выявляют несколько слоев разного строения.
Чехлы обычно имеют и более сложный химический состав. Например,
чехол бактерий Sphaerotilis natans содержит 36 % углеводов, 11 –гексо-
замина, 27 – белков, 5,2 – липидов и 0,5 – фосфора. Чехлы ряда бактерий,
метаболизм которых связан с окислением восстановленных соединений
металлов, часто инкрустированы их окислами.
Следует отметить, что между капсулами, чехлами и слизистыми
слоями у прокариот обнаружено много переходных форм, что часто не
позволяет точно отличить капсулу от слизистых клеточных выделений
или капсулу от чехла.
|