ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКИ

ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЕ СТРУКТУРЫ БАКТЕРИЙ

Рибосомы (70 S состоят из РНК (60-65%) и белка (35-40%), являются местом синтеза белка.

Хроматофорыу фотосинтезирующих бактерийв виде трубочек, пузырьков, сдвоенных мембранных пластин – тилакоидов.

Хлоросомы – продолговатой формы структуры, в которых находятся бактериохлорофиллы.

Фикобилисомы– полусферические или палочковидные гранулы, расположенные на фотосинтетических мембранах, содержат водорастворимые пигменты – фикобилипротеиды.

Карбоксисомы(или полиэдральные тела) – четырех- или шестигранные включения содержат фермент рибулозодифосфаткарбоксилазу.

Газовые вакуоли (или аэросомы)состоят из газовых пузырьков и являются регуляторами плавучести водных бактерий.

Магнитосомыубактерий, обладающих магнитотаксисом.

ВНУТРИЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ БАКТЕРИЙ

Цитоплазма –среда, связывающая внутриклеточные структуры в единую систему. Цитозоль– полужидкая коллоидная масса из воды (70-80 %) , РНК, ферментов.

Запасные веществаобразуются в клетке в результате обмена веществ. По консистенции их делят на на жидкие (поли-β-оксибутират), полужидкие (сера) и твердые (гликоген):

1. Безазотистые органические запасные вещества

2. Гранулеза

3. Гликоген

4. Углеводородные гранулы

5. Поли-β-оксимасляная кислота (поли-β-оксибутират)обнаружена только у прокариот

6. Полифосфаты (волютин, или метахроматиновые гранулы)

7. Включения серы

8. Включения карбоната кальция

9. Параспоральные включения

10. R-тела

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АППАРАТ БАКТЕРИЙ

Нуклеоид

Особенности генетического аппарат прокариот:

1) ядра бактерий не имеют ядерной оболочки и ДНК находится в контакте с цитоплазмой;

2) нет разделения на хромосомы и нить ДНК называется бактериальной хромосомой;

3) отсутствует митоз и мейоз.

Ядерный аппарат бактерий называют бактериальным ядром, или нуклеоидом.

Бактериальная хромосома в форме замкнутого кольца – это гигантская суперспирализованная молекула ДНК, не связанная с гистонами. Репликация ДНК осуществляется полуконсервативно.

В цитоплазме – линейные или кольцевые молекулы внехромосомной ДНК– плазмиды (внехромосомные детерминанты),незамкнутые – релаксированные,замкнутые – сверхспиральные.

Основные свойства бактериальных плазмид:

– способность к автономной репликации. Плазмиды со строгим контролем репликациииослаблен­ным,

– конъюгативность (трансмиссивность) –спо­собность к самопередаче,

– интегри­руемость,

– несовместимость,

– поверхностное исключение,

– инфекционность,

– фенотипические признаки, которые они придают бактериям: устойчивость к антибиотикам, катионам, анионам, мутагенам, бактериоцинам. Клетки с плазмидами способны вызывать биодеградацию веществ, синтезировать бактериоцины, гемолизин, фибринолизин, токсины, антигены, анти­биотики, инсектициды, пигменты, поверхностные антигены; приобре­тают способность к конъюгации; индуцируют опухоли у растений; осу­ществляют рестрикцию и модификацию ДНК.

Плазмиды могут объеди­няться друг с другом или с фаговыми ДНК, образуя коинтеграты.В одной клетке может находиться несколько типов плазмид. Если плазмиды не могут сосуществовать в одной клетке, их называют несовместимыми.

По расположению:

1) автономные,

2) интегрированные репродуцируются одновременно с бактериальной хромосомой – эписомы.

Плазмиды:

1) трансмиссивные (F- и R-плазмиды), передаваемые при конъюгации;

2) нетрансмиссивные.

Функцииплазмид:

1. Регуляторные компенсируют дефекты метаболизма, встраиваясь в поврежденный геном.

2. Кодирующие привносят в клетку новую генетическую информацию.

Виды плазмид:

1. F-плазмиды контролируют синтез F-пилей при конъюгации.

2. R-плазмиды – фактор множесственной лекарственной устойчивости.

3. Неконъюгативные плазмиды.

4. Плазмиды бактериоциногении – способности бактерий про­дуцировать специфические вещества (колицинами илибактериоцинами), вызывающие гибель бактерий филогенетически родственных видов.

5. Плазмиды патогенности контролируют вирулентные свойства.

6. Скрытые (криптические) плазмиды.

7. Плазмиды биодеградации.

Бактериальные плазмиды – объекты для изучения репликации и транскрипции ДНК, их используют в генной инженерии и селекции микробов.

Мигрирующие генетические элементы – отдельные участки ДНК, осуществляющие собственный перенос (транспозицию) внутри генома. Их виды:

1. Вставочные (инсерционные) последовательности (IS-элементы).

2. Транспозоны (Tn-элементы).

3. Умеренные или дефектные бактериофаги.

4. Бактериофаги.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКИ

Компонентами микробной клетки являются вода, минеральные вещества и органические соединения – белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды.

Клеточная вода (75-90 % массы вегетативной клетки) – растворитель органических и минеральных веществ, дисперсионная среда для коллоидов, источник водородных и гидроксильных ионов, а также водорода и кислорода в процессе метаболизма бактерий. В клетке находится в свободном и связанном состояниях.

Минеральный состав.Углерод, кислород, азот, водород, фосфор и сера составляют 95% сухой биомассы клетки бактерий.

Главные физиологические функции важнейших элементов:

Водородвходит в состав воды и органического вещества клетки.

Кислородвходит в состав воды и органического вещества клетки, в виде О₂ служит акцептором электронов при дыхании аэробных организмов.

Углеродвходит в состав органического вещества клетки.

Азотвходит в состав белков, нуклеиновых кислот, коферментов.

Сераходит в состав цистеина и метионина и некоторых коферментов (КоА).

Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, коферментов.

Калий, магний, марганец, кальций –кофакторы для некоторых ферментов.

Кобальтвходит в состав цианкобаламина и его производных, служащих коферментами.

Железо входит в состав цитохромов и других белков.

Медь, цинк, молибден– неорганические компоненты некоторых ферментов.

По значению элементы делят на существенныеи несущественные. Олигоэлементыв очень малых количествах стимулируют рост и развитие микроорганизмов (кадмий, ванадий, олово, серебро и др.).

Органические соединения:

1. Белки–40-80 % массы бактерий. Протеины и протеиды.

2. Нуклеиновые кислоты – ДНК и все типы РНК.

3. Углеводы – моно- и полисахариды (внутриклеточные и внеклеточные).

4. Липиды – высшие жирные кислоты, фосфолипиды, нейтральные жиры, воска.

5. Пигменты бактерий–растворимые и нерастворимые: каротиноиды, меланины, бактериохлорофиллы и др.

Кислотоустойчивость бактерий.Бактерий, которые после окрашивания их фуксином при нагревании устойчивы к обесцвечивающему действию крепких минеральных кислот, называют кислотоустойчивыми (возбудители туберкулеза, проказы и др.).