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:
- Грамположительные виды. Если обработать спиртом специально окрашенный комплекс, то он сохраняет свой цвет. Толщина таких видов не превышает 80 нм.
- 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.
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.
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] .
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] .
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.
