Химический состав бактерий

В состав бактерий,как и других микробов, входят вода, белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, минеральные веще­ства.

Вода — основной компонент бактериальной клетки, состав­ляющий около 80 % ее массы. В спорах количество воды умень­шается до 18—20 %. Вода является растворителем для многих веществ, а также выполняет механическую роль в обеспечении тургора. При плазмолизе — потере клеткой воды в гипертони­ческом растворе — происходит отслоение протоплазмы от кле­точной оболочки. Удаление воды из клетки (высушивание) при­останавливает процессы метаболизма. Большинство бактерий хорошо переносит высушивание, но при недостатке воды они не размножаются. Высушивание в вакууме из замороженного состояния (лиофилизация) также прекращает размножение и способствует длительному сохранению бактерий.

Белкисоставляют 40—80 % сухой массы бактерий. Они оп­ределяют важнейшие биологические свойства бактерий. Молеку­лы этих белков обычно состоят из сочетаний 20 остатков обыч­ных аминокислот. Кроме того, в состав бактерий входит диа-минопимелиновая кислота (ДАП), отсутствующая в клетках человека и животных. Бактерии содержат более 2000 различных белков, находящихся в структурных компонентах и участвую­щих в процессах метаболизма. Большая часть белков обладает ферментативной активностью. Белки бактериальной клетки обус­ловливают антигенность и иммуногенность, вирулентность, видовую принадлежность бактерий.

Нуклеиновые кислоты бактерий выполняют функции, анало­гичные таковым нуклеиновых кислот эукариотических клеток: молекула ДНК в виде хромосомы обусловливает наследствен­ность, РНК (информационная, или матричная, транспортная и рибосомная) участвуют в биосинтезе белка.

Бактерии можно характеризовать (таксономически) по со­держанию суммы гуанина и цитозина (Г и Ц) в молярных про­центах (М%) от общего количества оснований ДНК. Более точной характеристикой микроорганизмов является гибридизация их ДНК. Основой метода гибридизации ДНК является способность денатурированной (однонитевой), «расплетенной» ДНК ренатурироваться, т.е. соединяться с комплементарной нитью ДНК и образовывать двухцепочечную молекулу ДНК.

Углеводы бактерий представлены простыми веществами (моно- и дисахаридами) и комплексными соединениями. Полисахариды часто входят в состав капсул. Некоторые внутриклеточные по-лисахариды (крахмал, гликоген и др.) являются запасными пи­тательными веществами клетки.

Липиды входят в состав цитоплазматической мембраныи еепроизводных, а также клеточной стенки бактерий, например наружной мембраны, где, кроме бимолекулярного слоя липидов, имеется ЛПС. Липиды могут выполнять в цитоплазме роль запасных питательных веществ. Липиды бактерий представлены фосфолипидами, жирными кислотами и глицеридами. Наиболь­шее количество липидов (до 40 %) содержат микобактерии ту­беркулеза.

Минеральные вещества бактерий обнаруживают в золе после сжигания клеток. В большом количестве выявляются фосфор, калий, натрий, сера, железо, кальций, магний, а также мик­роэлементы (цинк, медь, кобальт, барий, марганец и др.). Они участвуют в регуляции осмотического давления, рН среды, окис­лительно-восстановительного потенциала, активируют фермен­ты, входят в состав ферментов, витаминов и структурных ком­понентов микробной клетки. Например, железо входит в состав ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных ре­акциях; магний — в состав рибосом.