Структура клетки бактерии

Клеточная стенка

Обязательный компонент структуры почти всех прокариот — клеточная стенка. Она находится прямо под слизистым чехлом или капсулой и может напрямую вступать в контакт с окружающей средой. Клеточная стенка — это от 5 до 50% сухой массы клетки.

Для определения вида прокариотического организма смотрят на строение клеточной стенки и ее химический состав.

С учетом строения клеточной стенки выделяют 2 группы эубактерий:

  1. Грамположительные виды. Если обработать спиртом специально окрашенный комплекс, то он сохраняет свой цвет. Толщина таких видов не превышает 80 нм.
  2. Грамотрицательные виды. После обрабатывания спиртом комплекс не сохраняет свой цвет. Внутренний пептидогликановый слой равен 2-3 нм, а наружный — 8-10 нм.

Химический состав клеточных стенок грамотрицательных и грамположительных видов удобнее всего сравнивать в таблице.

Структура клетки бактерии

Расшифровка:

  • (-) — нет;
  • (+) — есть;
  • (-+) — есть не у всех.

Функции клеточной стенки

Клеточная стенка характеризуется рядом функций. Это:

  • механическая защита клетки;
  • поддержание внешней формы клетки;
  • обеспечение транспорта веществ;
  • предотвращение попадания в клетку токсических веществ;
  • способствование появлению периплазматического пространства, в котором находятся транспортные белки и гидролитические ферменты;
  • содержание на внешней стороне специфических рецепторов для колицинов и фагов, макромолекулы и антигены, которые принимают участие в процессах конъюгации и обеспечивают взаимодействие тканей высших организмов с болезнетворными бактериями.

Капсулы, чехлы и слизистые слои

Определение 1

Капсула — слизистое образование, которое покрывает клетку, обеспечивает связь с клеточной стенкой и характеризуется аморфным строением.

Наличие или отсутствие капсулы зависит от штамма и условий, в которых культивируется микроорганизм.

Капсула — необязательный компонент структуры. Все потому, что у бактерий есть способность в определенных условиях совершать переход от капсульных форм к бескапсульным.

Химический состав капсулы определяется родом и видом бактерии. Среди основных химических компонентов стоит выделить полисахариды гомо- и гетерополимерной природы.

У чехлов достаточно тонкая структура. Они могут содержать в себе оксиды металлов и состоять из нескольких слоев. Кроме сахаров в их составе могут быть белки, фосфор, липиды и пр.

У слизистых слоев бесструктурный аморфный вид и каждый из них достаточно легко отделяется от поверхности клетки.

Читайте также:  Томат Джина: полный обзор сорта и отзывы садоводов. Характеристика и описание сорта томата Джина, выращивание и уход

Функции капсул, слизистых веществ и чехлов следующие:

  • защита клетки от механических повреждений и высыхания;
  • создание преград для попадания в клетку бактериофагов;
  • создание дополнительного осмотического барьера;
  • используются в качестве источника запасных питательных веществ;
  • служат средством связи между клетками в колониях;
  • создание условий для прикрепления клеток к субстратам.

Жгутики и механизмы движения

Определение 2

Жгутики представляют собой структуры клетки, которые обеспечивают ее способность передвигаться в жидкой среде.

По количеству, размерам и расположению жгутиков определяют вид.

Замечание 1

Стадия жизненного цикла и условия культивирования влияют на количество жгутиков.

Расположение жгутиков бывает:

  • полярным или субполярным, если они находятся в полярной области клетки или у полюсов;
  • латеральным, если располагаются вдоль боковой поверхности.

С учетом нахождения на поверхности клетки и количества жгутиков выделяют:

  • монополярные политрихи. В этом случае на одном полюсе клетки находится один пучок жгутиков;
  • биполярные политрихи. На каждом полюсе находится по почку жгутиков;
  • перитрихи. В такой ситуации жгутиков много. Они размещаются либо вдоль боковой поверхности клетки, либо по всей поверхности клетки.

Замечание 2

В большинстве случаев толщина жгутика — от 10 до 20 нм, а длина — от 3 до 15 мкм.

Жгутик является достаточно жесткой спиралью — чаще всего она закручена против часовой стрелки. Скорость вращения жгутика — 40-60 оборотов в секунду.

Функции клеточной стенки

Клеточная стенка бактерии выполняет ряд важных функций:

  • механическая защита от воздействия негативных факторов окружающей среды;
  • обеспечивает форму клетки;
  • обеспечивает возможность существования клетки в гипотонических растворах;
  • обеспечивает осуществление транспорта веществ и ионов, что характерно для грамотрицательных бактерий с наружной мембраной, являющейся дополнительным барьером для их поступления. При этом основной барьер – цитоплазматическая мембрана;
  • препятствует проникновению в бактериальную клетку токсических веществ, что также характерно для грамотрицательных бактерий с наружной мембраной;
  • клеточная стенка является местом расположения рецепторов, на которых адсорбируются бактериоцины и бактериофаги;
  • в клеточной стенке содержаться антигены (липополисахариды у грамотрицательных бактерий и тейховые кислоты у грамположительных бактерий);
  • на клеточной стенке расположены рецепторы, которые отвечают за взаимодействие клеток донора и реципиента при конъюгации бактерий [1] .
Читайте также:  Выращивания опят: 6 способов на даче и в огороде, в домашних условиях. Как вырастить опята на даче? Технология выращивания опят из мицелия

Одновременно отмечается, что клеточная стенка у бактерий не является жизненно важной структурой, поскольку может быть удалена в определенных условиях. В этом случае бактериальные клетки существуют в виде сферопластов и протопластов [1] .

 

Оставьте свой отзыв:

Отзывы:

eCacklКомментарии для сайта

Составитель: Григоровская П.И.

Страница внесена: 10.12.20 13:31

Последнее обновление: 13.04.21 09:27

Список источников

Особенности клеточных стенок бактерий и их значение

Клеточные стенки бактерий, в отличие от клеточных стенок эукариот содержат особые структурные элементы:

  • чередующиеся последовательности N-ацетилглюказамина и N-ацетилмурамовой кислоты;
  • мезо-диаминопимелиновая кислота, D-формы аланина и гутаминовой кислоты [1] .

Данные структурные элементы являются слабым местом бактерий и используются в борьбе с вызываемыми ими инфекциями. Для этого применяют лекарственные препараты, воздействующие только на клеточные стенки бактерий или на процесс их синтеза, но не оказывающие влияния на клетки растений, человека и животных [1] .

Химический состав клеточной стенки

Основной компонент клеточной стенки большинства бактерий – муреин. Он относится к классу пептидогликанов [1] .

Муреин – это гетерополимер. Его основа – неразветвленные гетерополимерные цепочки, состоящие из чередования остатков N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, которые соединены между собой β-1,4-гликозидными связями [1] .

Остатки N-ацетилмурамовой кислоты лактильными группами соединены при помощи пептидной связи с аминокислотами. В составе муреина обнаружены следующие аминокислоты: L-аланин, мезо-диаминопимелиновая кислота и D-аланин, D-глутаминовая кислота. Диаминопимелиновая кислота находится в мезоформе [1] .

У некоторых бактерий мезо-диаминопимелиновая кислота может быть заменена на L- или D-орнитин, или 2,4-диаминомасляную кислоту, или гомосерин, или гидроксилизин. Все аминокислоты, включая мезо-диаминопимелиновую, играют важную роль в формировании межмолекулярных сшивок, поскольку в образовании пептидных связей принимают участие обе аминогруппы. Таким образом, две гетерополимерные цепи муреина связываются между собой и образуют мешкообразную гигантскую молекулу – муреиновы мешок. Эта молекула выполняет функцию опорного каркаса клеточной стенки [1] .

Читайте также:  Буддлея Давида выращивание из семян в домашних условиях Посадка и уход в открытом грунте Фото. Цветок будлея: посадка и уход, фото, выращивание из семян и размножение, виды

Строение клеточной стенки и ее химический состав являются постоянной характеристикой для определенного вида бактерий. Эти характеристики служат важным диагностическим признаком, использующимся для идентификации бактерий [1] .

Строение клеточной стенки

По строению клеточных стенок бактерии делят на две большие группы: грамположительные бактерии и грамотрицательные бактерии. Окраска бактерий по Граму позволяет экспериментально разделить бактерии на эти две группы [1] .

Строение и отличие клеточных стенок грамположительных бактерий и грамотрицательных бактерий рассмотрено в одноименных статьях.