Bakterirakk on kaetud. Bakterite kuju ja suurus

Bakteriraku struktuurikomponendid jagunevad kahte tüüpi:

- põhistruktuurid(rakusein, tsütoplasmaatiline membraan koos selle derivaatidega, tsütoplasma ribosoomide ja erinevate inklusioonidega, nukleoid);

- ajutised ehitised(kapsel, limaskest, flagellad, villid, endospoorid, mis tekivad ainult teatud bakterite elutsükli etappidel).

Põhistruktuurid.

raku sein asub tsütoplasmaatilise membraani välisküljel. Tsütoplasmaatiline membraan ei ole rakuseina osa. Rakuseina funktsioonid:

Bakterite kaitse osmootse šoki ja muude kahjulike tegurite eest;

Bakterite kuju määramine;

Osalemine bakterite ainevahetuses.

Rakusein on läbi imbunud pooridest, mille kaudu transporditakse bakteriaalseid eksotoksiine. Rakuseina paksus on 10–100 nm. Bakteriraku seina põhikomponent on peptidoglükaan või mureiin, koosneb vahelduvatest N-atsetüül-N-glükosamiini ja N-atsetüülmuraamhappe jääkidest, mis on ühendatud glükosiidsidemetega.

1884. aastal pakkus H. Gram välja meetodi bakterite värvimiseks emajuurvioletiga, joodi, etüülalkoholi ja magentaga. Kõik bakterid, olenevalt Grami plekist, jagunevad 2 rühma: grampositiivsed ja gramnegatiivsed bakterid. Grampositiivsete bakterite rakusein kleepub tihedalt tsütoplasmaatilise membraaniga, selle paksus on 20-100 nm. See sisaldab teikhoehappeid (glütserooli või ribitooli polümeere), samuti väikeses koguses polüsahhariide, valke ja lipiide. Gramnegatiivsete bakterite rakusein mitmekihiline, selle paksus on 14-17 nm. Sisemine kiht (peptidoglükaan) moodustab õhukese pideva võrgu. Välimine kiht koosneb fosfolipiididest, lipoproteiinidest ja valkudest. Välismembraani valgud on tihedalt seotud peptidoglükaani kihiga.

Teatud tingimustel on bakterid ilma jäetud võimest täielikult või osaliselt sünteesida rakuseina komponente, mille tulemusena moodustuvad protoplastid, sferoplastid ja bakterite L-vormid. Sferoplastid on osaliselt hävinud rakuseinaga bakterid. Neid leidub gramnegatiivsetes bakterites. Protoplastid on vormid, millel puudub täielikult rakuseina. Neid toodavad grampositiivsed bakterid. L-kujulised bakterid on bakteriaalsed mutandid, mis on osaliselt või täielikult kaotanud võime sünteesida rakuseina peptidoglükaani (defektse rakuseinaga bakterid). Oma nime on nad saanud Inglismaal asuva Listeri Instituudi nime järgi, kus nad 1935. aastal avati.

Tsütoplasmaatiline membraan (CPM) ja selle derivaadid. Tsütoplasmaatiline membraan (plasmolemma) on bakteriraku poolläbilaskev lipoproteiini struktuur, mis eraldab tsütoplasma rakuseinast. See moodustab 8-15% raku kuivmassist. Selle hävitamine viib rakusurma. Elektronmikroskoopia näitas selle kolmekihilist struktuuri. Tsütoplasmaatiline membraan on valkude (50-75%) ja lipiidide (15-20%) kompleks. Suurem osa lipiididest on esindatud fosfolipiididega. Lisaks leiti membraanist väike kogus süsivesikuid.

Bakterite CPM täidab järgmisi funktsioone:

tõkkefunktsioon (molekulaarne "sõel");

Energia;

Erinevate orgaaniliste ja anorgaaniliste molekulide ja ioonide selektiivne ülekanne spetsiaalsete kandjate - translokaaside või permeaaside abil;

Kromosoomi replikatsioon ja sellele järgnev jagunemine.

Rakkude kasvu käigus moodustub tsütoplasmaatiline membraan arvukalt invaginatsioone (invaginatsioone), nn. mesosoomid.

Tsütoplasma - See on bakteriraku sisu, mida piirab tsütoplasmaatiline membraan. See koosneb tsütosoolist ja struktuurielementidest.

Tsütosool- homogeenne fraktsioon, sealhulgas lahustuvad RNA komponendid, ensüümid, ainevahetusproduktid.

Struktuurielemendid- need on ribosoomid, intratsütoplasmaatilised membraanid, inklusioonid ja nukleoidid.

Ribosoomid- organellid, mis teostavad valkude sünteesi. Need koosnevad valkudest ja RNA-st. Need on graanulid läbimõõduga 15-20 nm. Üks bakterirakk sisaldab 5000 kuni 50 000 ribosoomi. Ribosoomid on valgusünteesi koht.

Prokarüootide tsütoplasmas leidub mitmesuguseid kandmisi, mis esindavad raku varuaineid. Polüsahhariididest rakkudes ladestuvad glükogeen, tärklis ja tärkliselaadne aine - granuloos. Polüfosfaadid sisalduvad graanulites nn volutin, või metakromaatiline, terad.

Nukleoid on prokarüootide tuum. See koosneb ühest kaheahelalisest DNA ahelast, mis on suletud rõngasse, mida peetakse bakterikromosoomiks. Nukleoidil ei ole tuumaümbrist.

Lisaks nukleoidile leiti bakterirakus kromosoomiväliseid geneetilisi elemente - plasmiidid, mis on väikesed ringikujulised DNA molekulid, mis on võimelised autonoomseks replikatsiooniks. Plasmiidide roll seisneb selles, et nad kodeerivad lisafunktsioone, mis annavad rakule teatud eksistentsitingimustes eeliseid. Levinumad plasmiidid, mis määravad bakterite (R-plasmiidid) antibiootikumiresistentsuse tunnused, enterotoksiinide (Ent-plasmiidid) või hemolüsiinide (Hly-plasmiidid) sünteesi.

To ajutised ehitised hõlmavad kapsleid, flagellasid, pilisid, bakterite endospoore.

kapsel - see on limaskesta kiht üle bakteri rakuseina. Kapslite koostis koosneb polüsahhariidide ahelatest. Kapsel sünteesitakse tsütoplasmaatilise membraani välispinnal ja vabaneb kindlates piirkondades rakuseina pinnale.

Kapsli funktsioonid:

Kapsli antigeenide asukoht, mis määravad bakterite virulentsuse, antigeense spetsiifilisuse ja immunogeensuse;

Rakkude kaitse mehaaniliste kahjustuste, kuivamise, toksiliste ainete, faagide nakatumise, makroorganismi kaitsefaktorite toime eest;

Rakkude võime substraadile kinnituda.

Flagella - Need on bakterite liikumisorganid. Lipud ei ole elutähtsad struktuurid ja võivad sõltuvalt kasvutingimustest bakterites esineda või mitte. Lipuliste arv ja asukoht erinevates bakterites ei ole sama. Sõltuvalt sellest eristatakse järgmisi lipustunud bakterite rühmi:

- üksluine- ühe polaarse flagellumiga bakterid;

- amfitriitne- bakterid, millel on kaks polaarset viburat või mille mõlemas otsas on lipukimp;

- lophotrichous- bakterid, mille ühes raku otsas on lipukimp;

- peritrichous- bakterid, millel on palju vimpleid, mis paiknevad raku külgedel või kogu pinnal.

Lipu keemilist koostist esindab valk flagelliin.

Bakteriraku pinnastruktuurid hõlmavad ka villi ja jõid. Need struktuurid osalevad rakkude adsorptsioonis substraadil (villi, harilik pili) ja geneetilise materjali ülekandes (sex pili). Neid moodustab spetsiifiline hüdrofoobne valk pilin.

Mõnes bakteris moodustuvad teatud tingimustel uinunud vormid, mis tagavad rakkude pikaajalise ellujäämise ebasoodsates tingimustes - endospoorid. Nad on vastupidavad ebasoodsatele keskkonnateguritele.

Eoste asukoht rakus:

Tsentraalne (siberi katku tekitaja);

Subterminal - lähemale lõpuni (botulismi põhjustaja);

Terminal - pulga otsas (teetanuse tekitaja).

Bakteriraku struktuur oluliselt erinev eukarüootse raku struktuurist. Erinevalt eukarüootidest ei ole bakteritel tuuma ja enamikul juhtudel ka membraanseid organelle. Nende rakusein on täiesti erinev nende eukarüootide omast, kellel on rakusein (taimed ja seened). Ka bakterite geneetiline materjal on organiseeritud erinevalt eukarüootide omast: nende DNA ei ole seotud histoonidega, geenidel puuduvad intronid ja need on sageli kokku pandud operoniteks. Bakteriaalne ribosoom erineb massi ja struktuuri poolest eukarüootset tüüpi ribosoomist. Bakterirakkude struktuuri erinevaid aspekte käsitletakse üksikasjalikult allpool.

Entsüklopeediline YouTube

• 1 / 5

  Bakterirakkude vormid ei ole väga mitmekesised. Kõige sagedamini on bakterirakud sfäärilised (kokid) või pulgakujulised (batsillid), mõnel neist on sfäärilise ja vardakujulise vahepealne kuju ning neid nimetatakse kokbatsillideks. Paljud bakterid on niitja või keerdunud kujuga – koma (vibrio), spiraali (spirilla) või pikliku, keerdunud DNA heeliksi (spiroheedi) kujul. Sageli moodustavad bakterirakud stabiilseid kombinatsioone, nagu varraste (diplobatsillide) või kokkide (diplokokid) paarid, varraste ahelad (streptobatsillid) või kookid (streptokokid), tetradid, 4, 8 või enama koki pakendid (sartsiinid), klastrid (stafülokokid) ). Mõned bakterid moodustavad rosette, lamedaid plaate, võrke, aga ka sirgeid või hargnevaid trihhoome - üksteisega tihedalt külgnevaid rakuahelaid. Bakterid on tuntud väga ebatavalise kujuga rakkudega (näiteks tähtkujulised), mõned bakterid ( Corynebacterium, mükobakterid, Nokardia) muuta morfoloogiat elutsükli jooksul. Aktinobakterid moodustavad seeneniidistiku, perekonna liikmed Hüfomikroobium moodustavad pungadega hüüfid. Mõnede bakterite rakud (nt. Caulobakter) karulauk ja muud lisandid.

  rakumembraan

  Nagu iga elusrakk, ümbritseb bakterirakku membraan, mis on lipiidide kaksikkiht. Rakumembraan hoiab raku osmootset tasakaalu, teostab erinevat tüüpi transporti, sh valkude sekretsiooni, osaleb rakuseina moodustamises ja rakuväliste polümeeride biosünteesis ning võtab vastu ka väliskeskkonnast tulevaid regulatsioonisignaale. Paljudel juhtudel võib rakumembraan osaleda ATP sünteesis tänu transmembraansele elektrokeemilisele potentsiaalile (prootoni liikuv jõud). Bakterirakumembraan osaleb bakterite tütarkromosoomide replikatsioonis ja eraldamises raku jagunemise ajal ning DNA ülekandmises transduktsiooni või konjugatsiooni teel.

  Lisaks lipiididele sisaldavad bakterimembraanid erinevaid valke. Keemilise koostise poolest on bakterirakumembraanid palju mitmekesisemad kui eukarüootsed rakumembraanid. Arheaalseid membraanilipiide esindavad atsüül- ja alküülrühma sisaldavad glütserolipiidid (sh fosfolipiidid), aga ka polüisoprenoidid. Erinevalt eukarüootidest, mis muudavad membraani lipiidse karkassi omadusi, muutes fosfolipiidide ja kolesterooli suhet, muudavad bakterid membraani omadusi, muutes lipiide moodustavaid rasvhappeid. Steroidid on bakterite membraanides äärmiselt haruldased ja steroidide asemel sisaldavad membraanid hopanoide, mis on pentatsüklilised süsivesinikud. Hopanoidid osalevad aktiivselt bakterirakumembraanide füüsikaliste omaduste reguleerimises.

  raku sein

  Grampositiivsete bakterite puhul asub membraani peal paks peptidoglükaani kiht, mis moodustab rakuseina. Lisaks sisaldab grampositiivsete bakterite rakusein teikhoehappeid, mis kinnituvad raku pinnale, moodustades sidemeid peptidoglükaaniga. Lipoteikoehapped interakteeruvad rakumembraanis rasvhapete jääkidega. Teihhoiin- ja lipoteikoiinhapped on polüanioonid, mis koosnevad korduvatest ühikutest fosforüülitud suhkrute või glütseroolijääkide kujul. Teihohapete koostises olevad fosfaatrühmad võib asendada glükuronaadiga, mille tulemusena tekivad teikhuroonhapped. Teihohapete sünteesi blokeerimine põhjustab bakterite surma, kuid nende ühendite spetsiifilisi funktsioone pole täpselt kindlaks tehtud.

  Ekstratsellulaarsed struktuurid

  rakusisesed struktuurid

  puhkevormid

  Märkmed

  1. , Koos. 31.
  2. , Koos. 157-159.
  3. Noor K.D. Bakteriaalse kuju selektiivne väärtus. (inglise) // Mikrobioloogia ja molekulaarbioloogia ülevaated: MMBR. - 2006. - september (kd 70, nr 3). - Lk 660-703. - DOI:10.1128/MMBR.00001-06. - PMID 16959965 .[parandada]
  4. , Koos. 35-36.
  5. Jiang C., Brown P.J., Ducret A., Brun Y.V. Bakteriaalse morfoloogia järjestikune areng arenguregulaatori kaasvalikuga. (inglise) // Loodus. - 2014. - 27. veebruar (kd 506 , nr 7489 ). - Lk 489-493. - DOI:10.1038/loodus12900. - PMID 24463524 .[parandada]
  6. , Koos. 181-182.
  7. , Koos. 170-177.
  8. Joseleau-Petit D., Liébart J. C., Ayala J. A., D "Ari R.

  Bakteri struktuur ja keemiline koostis
  rakud
  
  Bakteriraku üldine struktuur on näidatud joonisel 2. Bakteriraku sisemine struktuur on keeruline. Igal süstemaatilisel mikroorganismide rühmal on oma spetsiifilised struktuuriomadused.
  Raku sein. Bakterirakk on kaetud tiheda membraaniga. Seda pinnakihti, mis asub väljaspool tsütoplasmamembraani, nimetatakse rakuseinaks (joonis 2, 14). Sein täidab kaitse- ja tugifunktsioone, samuti annab rakule püsiva iseloomuliku kuju (näiteks varda või kooki kuju) ning on raku välisskelett. See tihe kest muudab bakterid taimerakkudega seotud, mis eristab neid loomarakkudest, millel on pehme kest.
  Bakteriraku sees on osmootne rõhk mitu korda, mõnikord kümneid kordi kõrgem kui väliskeskkonnas. Seetõttu puruneks rakk kiiresti, kui seda ei kaitseks nii tihe, jäik struktuur nagu rakusein.
  Rakuseina paksus on 0,01-0,04 µm. See on 10–50% bakterite kuivmassist. Materjali hulk, millest rakusein on ehitatud, muutub bakterite kasvu käigus ja tavaliselt suureneb koos vanusega.
  Seinte põhiliseks konstruktsioonikomponendiks, nende jäiga struktuuri aluseks peaaegu kõigis seni uuritud bakterites on mureiin

  mukopeptiid). See on keerulise struktuuriga orgaaniline ühend, mis sisaldab lämmastikku kandvaid suhkruid – aminosuhkruid ja 4-5 aminohapet. Pealegi on rakuseinte aminohapetel ebatavaline kuju (D-stereoisomeerid), mida looduses leidub harva.

  Rakuseina koostisosad, selle komponendid moodustavad keeruka tugeva struktuuri (joon. 3, 4 ja 5).
  Kasutades värvimismeetodit, mille pakkus esmakordselt välja 1884. aastal Christian Gram, võib bakterid jagada kahte rühma: grampositiivne ja
  gramnegatiivne. Grampositiivsed organismid on võimelised siduma teatud aniliinvärve, nagu kristallviolet, ja säilitama joodi-värvi kompleksi pärast töötlemist joodi ja seejärel alkoholiga (või atsetooniga). Samad bakterid, milles see kompleks hävib etüülalkoholi mõjul (rakkude värvus muutub), on gramnegatiivsed.
  Grampositiivsete ja gramnegatiivsete bakterite rakuseinte keemiline koostis on erinev.
  Grampositiivsete bakterite rakuseinte hulka kuuluvad lisaks mukopeptiididele polüsahhariidid (komplekssed, suure molekulmassiga suhkrud), teikhoiinhapped
  (koostiselt ja struktuurilt komplekssed ühendid, mis koosnevad suhkrutest, alkoholidest, aminohapetest ja fosforhappest). Seinte karkassiga on seotud polüsahhariidid ja teikhoiinhapped – mureiin. Me ei tea veel, millise struktuuri need grampositiivsete bakterite rakuseina koostisosad moodustavad. Elektrooniliste fotode abil ei leitud grampositiivsete bakterite seintest õhukesi lõike (kihilisust).
  Tõenäoliselt on kõik need ained üksteisega väga tihedalt seotud.
  Gramnegatiivsete bakterite seinad on keemilise koostisega keerulisemad, need sisaldavad märkimisväärses koguses valkude ja suhkrutega seotud lipiide (rasvu) komplekssetes kompleksides - lipoproteiinides ja lipopolüsahhariidides. Üldiselt on gramnegatiivsete bakterite rakuseintes mureiini vähem kui grampositiivsetes bakterites.
  Gramnegatiivsete bakterite seina struktuur on samuti keerulisem. Elektronmikroskoobi abil leiti, et nende bakterite seinad on mitmekihilised (joon.
  6).

  Sisemine kiht on mureiin. Selle kohal on laiem kiht lõdvalt pakitud valgumolekule. See kiht on omakorda kaetud lipopolüsahhariidi kihiga. Ülemine kiht koosneb lipoproteiinidest.
  Rakusein on läbilaskev: selle kaudu liiguvad toitained vabalt rakku, ainevahetusproduktid satuvad keskkonda. Suure molekulmassiga suured molekulid ei läbi kesta.
  Kapsel. Paljude bakterite rakuseina ümbritseb ülalt limaskesta kiht – kapsel (joon. 7). Kapsli paksus võib olla mitu korda suurem kui raku enda läbimõõt ja mõnikord on see nii õhuke, et seda on võimalik näha vaid läbi elektronmikroskoobi – mikrokapsli.
  Kapsel ei ole raku kohustuslik osa, see tekib sõltuvalt bakterite sisenemise tingimustest. See toimib raku kaitsekattena ja osaleb veevahetuses, kaitstes rakku kuivamise eest.
  Keemilise koostise järgi on kapslid enamasti polüsahhariidid.
  Mõnikord koosnevad need glükoproteiinidest (suhkrute ja valkude komplekssed kompleksid) ja polüpeptiididest (perekond Bacillus), harvadel juhtudel - kiudainetest (perekond Acetobacter).
  Mõnede bakterite poolt substraati erituvad limaained määravad ära näiteks riknenud piima ja õlle limaviskoosse konsistentsi.
  Tsütoplasma. Kogu raku sisu, välja arvatud tuum ja rakuseina, nimetatakse tsütoplasmaks. Tsütoplasma (maatriksi) vedel, struktuurita faas sisaldab ribosoome, membraanisüsteeme, mitokondreid, plastiide ja muid struktuure, aga ka varutoitaineid. Tsütoplasma on äärmiselt keerulise peene struktuuriga (kihiline, teraline). Elektronmikroskoobi abil on selgunud palju huvitavaid detaile raku ehitusest.

  Bakteriaalse protoplasti välimist lipoproteiinikihti, millel on erilised füüsikalised ja keemilised omadused, nimetatakse tsütoplasmaatiliseks membraaniks (joonis 1).
  2, 15).
  Tsütoplasma sees on kõik elutähtsad struktuurid ja organellid.
  Tsütoplasmamembraanil on väga oluline roll – see reguleerib ainete voolu rakku ja ainevahetusproduktide väljutamist väljapoole.
  Läbi membraani saavad toitained rakku siseneda ensüümidega seotud aktiivse biokeemilise protsessi tulemusena. Lisaks on membraan mõnede rakukomponentide, peamiselt rakuseina ja kapsli komponentide süntees.
  Lõpuks asuvad kõige olulisemad ensüümid (bioloogilised katalüsaatorid) tsütoplasmaatilises membraanis. Ensüümide korrapärane paigutus membraanidel võimaldab reguleerida nende aktiivsust ja vältida mõne ensüümi hävitamist teiste poolt. Ribosoomid on kinnitatud membraanile – struktuursed osakesed, millel sünteesitakse valku.
  Membraan koosneb lipoproteiinidest. See on piisavalt tugev ja suudab tagada raku ajutise eksisteerimise ilma kestata. Tsütoplasmaatiline membraan moodustab kuni 20% raku kuivmassist.
  Bakterite õhukeste lõikude elektronfotodel paistab tsütoplasmaatiline membraan umbes 75 Å paksuse pideva ahelana, mis koosneb kergest kihist
  (lipiidid), mis on suletud kahe tumedama (valgu) vahele. Igal kihil on laius
  20-30A. Sellist membraani nimetatakse elementaarseks (tabel 30, joon. 8).

  Plasmamembraani ja rakuseina vahel on ühendus desmooside kujul
  - sillad. Tsütoplasmaatiline membraan annab sageli invaginatsioone – invaginatsioone rakku. Need invaginatsioonid moodustavad tsütoplasmas spetsiaalsed membraanstruktuurid, mida nimetatakse
  mesosoomid. Teatud tüüpi mesosoomid on kehad, mis on tsütoplasmast eraldatud omaenda membraaniga. Sellistesse kilekottidesse on pakitud arvukalt vesiikuleid ja torukesi (joonis 2). Need struktuurid täidavad bakterites mitmesuguseid funktsioone. Mõned neist struktuuridest on mitokondrite analoogid. Teised täidavad endoplasmaatilise retikulumi või Golgi aparaadi funktsioone. Tsütoplasmaatilise membraani invagineerimisega moodustub ka bakterite fotosünteesiaparaat.
  Pärast tsütoplasma invagineerimist jätkab membraan kasvamist ja moodustab virnad (tabel 30), mida analoogselt taimede kloroplasti graanulitega nimetatakse tülakoidide virnadeks. Nendes membraanides paiknevad pigmendid (bakterioklorofüll, karotenoidid) ja ensüümid, mis sageli täidavad suurema osa bakteriraku tsütoplasmast.
  (tsütokroomid), mis viivad läbi fotosünteesi protsessi.

  ,
  Bakterite tsütoplasmas on ribosoomid – valke sünteesivad osakesed läbimõõduga 200A. Neid on ühes puuris üle tuhande. Ribosoomid koosnevad RNA-st ja valgust. Bakterites paiknevad paljud ribosoomid vabalt tsütoplasmas, osa neist võib olla seotud membraanidega.
  Ribosoomid on valkude sünteesi keskused rakus. Samal ajal ühinevad nad sageli üksteisega, moodustades agregaate, mida nimetatakse polüribosoomideks või polüsoomideks.

  Bakterirakkude tsütoplasma sisaldab sageli erineva kuju ja suurusega graanuleid.
  Nende olemasolu ei saa aga pidada mingiks mikroorganismi püsivaks tunnuseks, tavaliselt on see suuresti seotud keskkonna füüsikaliste ja keemiliste tingimustega. Paljud tsütoplasmaatilised inklusioonid koosnevad ühenditest, mis toimivad energia- ja süsinikuallikana. Need varuained tekivad siis, kui keha on varustatud piisava koguse toitainetega, ja vastupidi, kasutatakse siis, kui keha satub toitumise seisukohalt ebasoodsamatesse tingimustesse.
  Paljudes bakterites koosnevad graanulid tärklisest või muudest polüsahhariididest – glükogeenist ja granuloosist. Mõnel bakteril on suhkrurikkal söötmel kasvatamisel rakus rasvapiisad. Teine laialt levinud granuleeritud inklusioonide tüüp on volutiin (metakromatiini graanulid). Need graanulid koosnevad polümetafosfaadist (varuaine, sealhulgas fosforhappejäägid).
  Polümetafosfaat on keha jaoks fosfaatrühmade ja energia allikas. Bakterid kogunevad volutiini sagedamini ebatavalistes toitumistingimustes, näiteks söötmel, mis ei sisalda väävlit. Mõnede väävlibakterite tsütoplasmas leidub väävlipiisku.
  Lisaks erinevatele struktuurikomponentidele koosneb tsütoplasma vedelast osast - lahustuvast fraktsioonist. See sisaldab valke, erinevaid ensüüme, t-RNA-d, mõningaid pigmente ja madala molekulmassiga ühendeid – suhkruid, aminohappeid.
  Madala molekulmassiga ühendite esinemise tagajärjel tsütoplasmas tekib raku sisu ja väliskeskkonna osmootse rõhu erinevus ning see rõhk võib erinevate mikroorganismide puhul olla erinev. Suurim osmootne rõhk täheldati grampositiivsetes bakterites - 30 atm, gramnegatiivsetes bakterites on see palju madalam - 4-8 atm.
  Tuumaseade. Raku keskosas paikneb tuumaaine - desoksüribonukleiinhape a (DNA).

  ,
  Bakteritel ei ole sellist tuuma kui kõrgematel organismidel (eukarüootidel), kuid neil on selle analoog -
  "tuumaekvivalent" - nukleoid(vt. joon. 2, 8), mis on evolutsiooniliselt primitiivsem tuumaaine organiseerimise vorm. Mikroorganismid, millel puudub päristuum, kuid millel on selle analoog, kuuluvad prokarüootide hulka. Kõik bakterid on prokarüootid. Enamiku bakterite rakkudes on suurem osa DNA-st koondunud ühte või mitmesse kohta. Eukarüootsetes rakkudes paikneb DNA kindlas struktuuris – tuumas. Tuum on ümbritsetud kestaga membraan.

  Bakterites on DNA vähem tihedalt pakitud kui tõelistes tuumades; Nukleoidil ei ole membraani, nukleooli ega kromosoomide komplekti. Bakteri DNA ei ole seotud peamiste valkude – histoonidega – ja paikneb nukleoidis fibrillide kimbu kujul.
  Flagella. Mõnede bakterite pinnal on adnexaalsed struktuurid; kõige levinumad neist on flagellad – bakterite liikumisorganid.
  Lipu on ankurdatud tsütoplasmaatilise membraani alla kahe paari kettaga.
  Bakteritel võib olla üks, kaks või mitu flagellat. Nende asukoht on erinev: raku ühes otsas, kahes, kogu pinna ulatuses jne (joon. 9). Bakterite flagellad on läbimõõduga
  0,01-0,03 mikronit, nende pikkus võib olla mitu korda suurem kui raku pikkus. Bakteriaalsed flagellad Koosnevad valgust – flagelliinist – ja on keerdunud spiraalsed niidid.

  Mõnede bakterirakkude pinnal on õhukesed villid -
  fimbriae.
  Taimede eluiga: 6 köites. - M.: Valgustus. Toimetanud A. L. Takhtadzhyan, juht
  toimetaja NSVL Teaduste Akadeemia, prof. A.A. Fedorov. 1974. aastal

  • Bakteriraku struktuur ja keemiline koostis

  Kataloog: dokumente
  dokumendid -> Fonogrammid tõenditena tsiviilasjades
  dokumendid -> Professionaalse mooduli näidisprogramm
  dokumendid -> Mõõdukas kognitiivne kahjustus ajuveresoonte kahjustusega patsientidel 14. 01. 11 närvihaigused
  dokumendid -> Eriarstirühma õpilaste enesetreeningu õpik distsipliini "Kehaline kasvatus" teoreetilise osa omandamiseks
  dokumendid -> Programm "Õnnelik emadus soovitud lapsega"
  dokumendid -> Uus teave ravimiohutuse rubriigist
  dokumendid -> Föderaalsed kliinilised juhised sõltuvussündroomi diagnoosimiseks ja raviks

  CYTOPLASMA (CPU)

  Osaleda eoste moodustamises.

  MESOSOOM

  Ülemäärase kasvu korral, võrreldes CS kasvuga, moodustuvad CPM-i invaginaadid (invaginatsioonid) - mesosoomid. Mesosoomid on prokarüootse raku energia metabolismi keskus. Mesosoomid on eukarüootsete mitokondrite analoogid, kuid nende struktuur on lihtsam.

  Hästi arenenud ja keerukalt organiseeritud mesosoomid on iseloomulikud Gram+ bakteritele.

  Bakterite rakusein

  Gram-bakterites on mesosoomid vähem levinud ja lihtsalt organiseeritud (silmuse kujul). Mesosoomi polümorfismi täheldatakse isegi sama bakteriliigi puhul. Rickettsial pole mesosoome.

  Mesosoomid erinevad suuruse, kuju ja asukoha poolest rakus.

  Mesosoome eristatakse kuju järgi:

  - - lamell (lamell),

  - - vesikulaarne (mullide kujul),

  - - torukujuline (torukujuline),

  - segatud.

  Vastavalt asukohale rakus eristatakse mesosoome:

  - - moodustub rakkude jagunemise ja põikvaheseina moodustumise tsoonis,

  - - mille külge nukleoid on kinnitatud;

  – – tekkis CPM-i perifeersete osade sissetungimise tulemusena.

  Mesosoomi funktsioonid:

  1. Tugevdada rakkude energiavahetust, kuna need suurendavad membraanide kogu "tööpinda".

  2. Osaleda sekretoorsetes protsessides(mõnedes Gram+ bakterites).

  3. Osaleda rakkude pooldumises. Paljunemise ajal liigub nukleoid mesosoomi, saab energiat, kahekordistub ja jaguneb amitoosi teel.

  Mesosoomide tuvastamine:

  1. Elektronmikroskoopia.

  Struktuur. Tsütoplasma (protoplasma) on raku sisu, mida ümbritseb CPM ja mis hõivab suurema osa bakterirakust. CP on raku sisekeskkond ja see on kompleksne kolloidsüsteem, mis koosneb veest (umbes 75%) ja erinevatest orgaanilistest ühenditest (valgud, RNA ja DNA, lipiidid, süsivesikud, mineraalid).

  CPM-i all asuv protoplasma kiht on tihedam kui ülejäänud mass raku keskel. Tsütoplasma fraktsiooni, mis on homogeense konsistentsiga ja sisaldab lahustuvat RNA-d, ensüümvalke, metaboolsete reaktsioonide saadusi ja substraate, nimetatakse nn. tsütosool. Tsütoplasma teist osa esindavad mitmesugused konstruktsioonielemendid: nukleoidid, plasmiidid, ribosoomid ja inklusioonid.

  Tsütoplasma funktsioonid:

  1. Sisaldab rakuorganelle.

  Tsütoplasma tuvastamine:

  1. Elektronmikroskoopia.

  Struktuur. Nukleoid - eukarüootse tuuma ekvivalent, kuigi see erineb sellest oma struktuuri ja keemilise koostise poolest. Nukleoid ei ole CP-st eraldatud tuumamembraaniga, sellel ei ole nukleoole ja histoone, see sisaldab ühte kromosoomi, sellel on haploidne (üksik) geenide komplekt ja ta ei ole võimeline mitootiliseks jagunemiseks.

  Nukleoid asub bakteriraku keskel, sisaldab kaheahelalist DNA molekuli, vähesel määral RNA-d ja valke. Enamikus bakterites on umbes 2 nm läbimõõduga, umbes 1 m pikkune kaheahelaline DNA molekul molekulmassiga 1–3 x 109 Da suletud rõngasse ja tihedalt pakitud nagu mähis. Mükoplasmades on DNA molekulmass rakuliste organismide jaoks väikseim (0,4–0,8 × 109 Da).

  Prokarüootne DNA on üles ehitatud samamoodi nagu eukarüootidel (joonis 25).

  Riis. 25. Prokarüootide DNA struktuur:

  AGA- desoksüriboosi ja fosforhappe vahelduvatest jääkidest moodustunud DNA ahela fragment. Deoksüriboosi esimese süsinikuaatomiga on seotud lämmastikalus: 1 - tsütosiin; 2 - guaniin.

  B- DNA kaksikheeliks: D- desoksüriboos; F - fosfaat; A - adeniin; T - tümiin; G - guaniin; C - tsütosiin

  DNA molekulil on palju negatiivseid laenguid, kuna iga fosfaadijääk sisaldab ioniseeritud hüdroksüülrühma. Eukarüootides neutraliseeritakse negatiivsed laengud DNA kompleksi moodustumisega peamiste valkude – histoonidega. Prokarüootsetes rakkudes histoone ei ole, seetõttu toimub laengu neutraliseerimine DNA interaktsioonil polüamiinide ja Mg2+ ioonidega.

  Analoogiliselt eukarüootsete kromosoomidega nimetatakse bakteri DNA-d sageli kromosoomiks. See on rakus esindatud ainsuses, kuna bakterid on haploidsed. Kuid enne rakkude jagunemist nukleoidide arv kahekordistub ja jagunemise ajal suureneb see 4 või enama. Seetõttu ei lange terminid "nukleoid" ja "kromosoom" alati kokku. Kui rakud puutuvad kokku teatud teguritega (temperatuur, pH, ioniseeriv kiirgus, raskmetallide soolad, mõned antibiootikumid jne), tekivad paljud kromosoomi koopiad. Kui nende tegurite mõju kõrvaldatakse, samuti pärast üleminekut statsionaarsesse faasi, leitakse rakkudest üks kromosoomi koopia.

  Pikka aega arvati, et bakterikromosoomi DNA ahelate jaotumises ei ole võimalik jälgida seaduspärasust. Spetsiaalsed uuringud on näidanud, et prokarüootsed kromosoomid on väga järjestatud struktuur. Osa selle struktuuri DNA-st on esindatud 20–100 sõltumatult superkeerdunud ahelast koosneva süsteemiga. Superspireeritud silmused vastavad hetkel mitteaktiivsetele DNA piirkondadele ja asuvad nukleoidi keskel. Nukleoidi perifeerias on despiraliseeritud alad, kus sünteesitakse messenger RNA (mRNA). Kuna transkriptsiooni- ja translatsiooniprotsessid kulgevad bakterites samaaegselt, saab sama mRNA molekuli samaaegselt seostada DNA ja ribosoomidega.

  Lisaks nukleoidile võib bakteriraku tsütoplasma sisaldada plasmiidid - ekstrakromosomaalse pärilikkuse tegurid madalama molekulmassiga kaheahelalise DNA täiendavate autonoomsete ringikujuliste molekulide kujul. Plasmiidid kodeerivad ka pärilikku teavet, kuid see ei ole bakteriraku jaoks elulise tähtsusega.

  Nukleiidi funktsioonid:

  1. Päriliku teabe säilitamine ja edastamine, sealhulgas patogeensustegurite süntees.

  Nukleoidide tuvastamine:

  1. Elektronmikroskoopia: üliõhukeste lõikude elektronide difraktsioonimustritel on nukleoidil väiksema optilise tihedusega valgustsoonid fibrillaarsete filamentsete DNA struktuuridega (joonis 26). Vaatamata tuumamembraani puudumisele on nukleoid tsütoplasmast üsna selgelt eraldatud.

  2. Looduslike preparaatide faasikontrastmikroskoopia.

  3. Valgusmikroskoopia peale värvimist DNA-spetsiifiliste meetoditega Felgeni järgi, Paškovi või Romanovsky-Giemsa järgi:

  - preparaat fikseeritakse metüülalkoholiga;

  - fikseeritud preparaadile valatakse 24 tunniks Romanovsky-Giemsa värvaine (kolme värvi võrdsetes osades - taevasinine, eosiin ja metüleensinine segu, lahustatud metanoolis);

  - värv nõrutatakse, preparaat pestakse destilleeritud veega, kuivatatakse ja mikroskoobitakse: nukleoid värvub lillaks ja paikneb hajusalt tsütoplasmas, värvitakse kahvaturoosa värviga.

  Loe ka:

  Bakterirakkude keemilise koostise tunnused

  Bakteriraku struktuur. Peamised erinevused prokarüootide ja eukarüootide vahel. Bakteriraku üksikute struktuurielementide funktsioonid. Grampositiivsete ja gramnegatiivsete bakterite rakuseinte keemilise koostise tunnused.

  Bakterirakk koosneb rakuseinast, tsütoplasmaatilisest membraanist, tsütoplasmast koos lisanditega ja tuumast, mida nimetatakse nukleoidiks. On täiendavaid struktuure: kapsel, mikrokapsel, lima, flagella, pili. Mõned bakterid on ebasoodsates tingimustes võimelised moodustama eoseid.
  Erinevused raku struktuuris
  1) Prokarüootidel ei ole tuuma, kuid eukarüootidel on.
  2) Organellidest pärit prokarüootidel on ainult ribosoomid (väikesed, 70S), eukarüootidel aga lisaks ribosoomidele (suured, 80S) palju teisi organelle: mitokondrid, ER, rakukeskus jne.
  3) Prokarüootne rakk on palju väiksem kui eukarüootne rakk: läbimõõt 10 korda, maht 1000 korda.
  1) DNA on prokarüootidel ringikujuline ja eukarüootidel lineaarne
  2) Prokarüootidel on DNA alasti, peaaegu ei ole valkudega seotud, samas kui eukarüootides on DNA seotud valkudega vahekorras 50/50, moodustub kromosoom
  3) Prokarüootidel asub DNA tsütoplasma spetsiaalses piirkonnas, mida nimetatakse nukleoidiks, eukarüootidel aga tuumas.
  Bakteriraku püsivad komponendid.
  Nukleoid - prokarüootide tuuma ekvivalent
  Rakusein on Gr+ ja Gr-bakteritel erinev. Määrab ja säilitab püsiva vormi, tagab side väliskeskkonnaga, määrab bakterite antigeense spetsiifilisuse ja omab olulisi immunospetsiifilisi omadusi; rakuseina sünteesi rikkumine viib bakterite L-vormide moodustumiseni.
  Gr+: see värvus on seotud teikhoiin- ja dipoteihhapete sisaldusega CS-s, mis tungivad sellest läbi ja fikseerivad selle tsütoplasmas. Peptidoglükaan on paks, koosneb plasmamembraanist, mis on seotud beeta-glükosiidsidemetega.
  Gr -: õhuke peptidoglükaanide kiht, välismembraani esindavad lipopolüsahhariidid glükokoproteiinid, glükolipiidid.
  CPM – koosneb lipoproteiinidest. Tajub kogu rakku sisenevat keemilist teavet. See on peamine takistus. Osaleb nukleoidide ja plasmiidide replikatsiooni protsessis; sisaldab suurt hulka ensüüme; Osaleb rakuseina komponentide sünteesis.
  Mesosoomid on mitokondrite analoogid bakterirakus
  Ribosoomid 70S on arvukad väikesed graanulid, mis paiknevad tsütoplasmas.
  EBAALANE:
  Flagella: koosneb flagelliini valgust, pärineb CMP-st, põhifunktsioon on motoorne.
  Pili: tänu neile toimub peremeesraku külge kinnitumine
  Plasmiidid. Kapsel, eosed, kandmised.

  Põhiartikkel: Supramembraanne kompleks

  Bakterite supramembraanset aparaati esindab rakusein, mille spetsiifiline korraldus on aluseks nende jagamisel kaheks mittetaksonoomiliseks rühmaks (grampositiivsed ja gramnegatiivsed vormid) ja korreleerub väga suure hulga bakteritega. morfofunktsionaalsed, metaboolsed ja geneetilised omadused. Prokarüootide rakusein on sisuliselt polüfunktsionaalne organoid, mis tuleneb protoplastist ja kannab märkimisväärset osa raku metaboolsest koormusest.

  Grampositiivsete bakterite rakusein

  Rakuseina struktuur

  Gram-positiivsetel bakteritel (joonis 12, A) on rakusein üldiselt lihtsam. Rakuseina välimised kihid moodustuvad valkudest koos lipiididega. Mõnel bakteriliigil on suhteliselt hiljuti avastatud pindmiste valgugloobulite kiht, mille kuju, suurus ja asukoht on liigile omased. Rakuseina sisse ja ka otse selle pinnale asetatakse ensüümid, mis lagundavad substraadid madala molekulmassiga komponentideks, mis seejärel transporditakse läbi tsütoplasmaatilise membraani rakku. See sisaldab ka ensüüme, mis sünteesivad rakuväliseid polümeere, näiteks kapsli polüsahhariide.

  Polüsahhariidi kapsel

  Polüsahhariidkapsel, mis katab mitmete bakterite rakuseina väljastpoolt, on peamiselt erilise adaptiivse tähtsusega ning selle olemasolu ei ole raku elulise aktiivsuse säilitamiseks vajalik. Seega tagab see rakkude kinnitumise tihedate substraatide pinnale, akumuleerib mõningaid mineraalaineid ning patogeensetes vormides hoiab ära nende fagotsütoosi.

  Murein

  Jäik mureiinikiht külgneb otse tsütoplasmaatilise membraaniga.

  Mureiin ehk peptidoglükaan on oligopeptiidsete ristsidemetega atsetüülglükoosamiini ja atsetüülmuraamhappe kopolümeer. Võimalik, et mureiinikiht on üks hiiglaslik kotimolekul, mis tagab rakuseina jäikuse ja selle individuaalse kuju.

  Teichoiinhapped

  Mureilise kihiga on tihedas kontaktis grampositiivsete bakterite seina teine ​​polümeer - teikhoiinhapped. Neile omistatakse katioonide akumulaatori ning raku ja keskkonna vahelise ioonivahetuse regulaatori roll.

  Gramnegatiivsete bakterite rakusein

  Rakuseina struktuur

  Võrreldes grampositiivsete vormidega on gramnegatiivsete bakterite rakusein keerulisem ja selle füsioloogiline tähtsus võrreldamatult laiem. Lisaks mureiinikihile asub pinnale lähemal teine ​​proteiin-lipiidmembraan (joon. 12, B, C), mis sisaldab lipopolüsahhariide. See on kovalentselt seotud mureiiniga lipoproteiini molekulide ristsidemete kaudu. Selle membraani põhiülesanne on molekulaarsõela roll, lisaks paiknevad selle välis- ja sisepinnal ensüümid.

  3. Bakteriraku ehitus.

  Välise ja tsütoplasmaatilise membraaniga piiratud ruumi nimetatakse periplasmaatiliseks ja see on gramnegatiivsete bakterite ainulaadne omadus. Selle mahus on lokaliseeritud terve hulk ensüüme - fosfataasid, hüdrolaasid, nukleaasid jne. Need lagundavad suhteliselt suure molekulmassiga toitainete substraate ja hävitavad ka omaenda rakumaterjali, mis tsütoplasmast keskkonda satub. Teatud määral võib periplasmaatilist ruumi võrrelda eukarüootse lüsosoomiga. Periplasmaatilises tsoonis on võimalik mitte ainult läbi viia kõige tõhusamaid ensümaatilisi reaktsioone, vaid ka eraldada tsütoplasmast ühendeid, mis ohustavad selle normaalset toimimist. Materjal saidilt http://wiki-med.com

  Bakteriraku seina funktsioonid

  Nii grampositiivsete kui ka gramnegatiivsete vormide puhul täidab rakusein molekulaarsõela rolli, teostades selektiivselt ioonide, substraatide ja metaboliitide passiivset transporti. Bakteritel, millel on viburite tõttu võime aktiivselt liikuda, on rakusein lokomotoorse mehhanismi komponent. Lõpuks on rakuseina üksikud lõigud tihedalt seotud tsütoplasmaatilise membraaniga nukleoidide kinnitustsoonis ja mängivad olulist rolli selle replikatsioonis ja segregatsioonis.

  Ühel bakteriliigil tagab rakuseinas peituvas olekus esineva vana rakuseina hävimise protsessi vähemalt nelja hüdrolüütiliste ensüümide süsteemi töö. Rakkude jagunemise ajal toimub nende süsteemide regulaarne ja rangelt järjestikune aktiveerimine, mis viib bakteriraku vana ("ema") kesta järkjärgulise hävimiseni ja koorumiseni.

  Materjal saidilt http://Wiki-Med.com

  Sellel lehel on materjalid teemadel:

  • .grampositiivsete bakterite rakuseina põhikomponent on

  • bakteriraku seina funktsioonid

  • bakteriraku seina struktuuri tunnused

  • rakuseina struktuur

  • bakteriraku seina iseloomustus

  Grampositiivsete bakterite rakusein sisaldab vähesel määral polüsahhariide, lipiide, valke. Nende bakterite rakuseina põhikomponendiks on mitmekihiline peptidoglükaan (mureiin, mukopeptiid), mis moodustab 40-90% rakuseina massist. Teichoiinhapped (kreeka keelest teichos - sein) on kovalentselt seotud grampositiivsete bakterite rakuseina peptidoglükaaniga.
  Gramnegatiivsete bakterite rakusein sisaldab välimist membraani, mis on lipoproteiini kaudu ühendatud peptidoglükaani all oleva kihiga. Bakterite üliõhukestel lõikudel on välismembraanil laineline kolmekihiline struktuur, mis sarnaneb sisemembraaniga, mida nimetatakse tsütoplasmaatiliseks. Nende membraanide põhikomponent on bimolekulaarne (topelt) lipiidide kiht. Välismembraani sisemist kihti esindavad fosfolipiidid ja välimine kiht sisaldab lipopolüsahhariidi (LPS). Välismembraani lipopolüsahhariid koosneb kolmest fragmendist: lipiid A - konservatiivne struktuur, peaaegu sama gramnegatiivsetes bakterites; tuum ehk tuum, südamikuosa (lat. tuum - tuum), suhteliselt konservatiivne oligosahhariidstruktuur (LPS-i südamiku konstantseim osa on ketodeoksüoktoonhape); väga varieeruv O-spetsiifiline polüsahhariidahel, mis moodustub identsete oligosahhariidjärjestuste (O-antigeen) kordumisest. Välismembraani maatriksis olevad valgud imbuvad sellest läbi nii, et valgumolekulid, mida nimetatakse poriinideks, piiravad hüdrofiilseid poore, millest vesi ja väikesed hüdrofiilsed molekulid läbivad.
  Bakteriraku seina sünteesi rikkumine lüsosüümi mõjul,
  moodustuvad penitsilliin, keha kaitsefaktorid, modifitseeritud (sageli sfäärilise) kujuga rakud: protoplastid - bakterid, millel puudub täielikult rakuseina; sferoplastid on osaliselt säilinud rakuseinaga bakterid. Sfero- või protoplasti tüüpi baktereid, mis on antibiootikumide või muude tegurite mõjul kaotanud võime sünteesida peptidoglükaani ja on võimelised paljunema, nimetatakse L-vormideks.
  Need on osmootselt tundlikud, sfäärilised, erineva suurusega kolvikujulised rakud, sealhulgas need, mis läbivad bakterifiltreid. Mõned L-vormid (ebastabiilsed), kui bakterites muutusi põhjustanud tegur on eemaldatud, võivad muutuda, "naastes" algse bakteriraku juurde.
  Välis- ja tsütoplasmaatilise membraani vahele jääb periplasmaatiline ruum ehk periplasma, mis sisaldab ensüüme (proteaase, lipaase, fosfataase, nukleaase, beeta-laktomaase) ja transpordisüsteemide komponente.

  Ultraõhukeste lõikude elektronmikroskoopia all olev tsütoplasmaatiline membraan on kolmekihiline membraan (2 tumedat kihti paksusega 2,5 nm on eraldatud heledaga - vahepealne). Oma struktuurilt sarnaneb see loomarakkude plasmalemmaga ja koosneb kahekordsest sisseehitatud pinnaga fosfolipiidide kihist ja integreeritud valkudest, mis tungivad justkui läbi membraanistruktuuri. Ülemäärase kasvu korral (võrreldes rakuseina kasvuga) moodustuvad tsütoplasmaatilise membraani invaginaadid - invaginatsioonid keerukalt keerdunud membraanstruktuuride kujul, mida nimetatakse mesosoomideks. Vähem keerulisi keerdunud struktuure nimetatakse intratsütoplasmaatilisteks membraanideks.

  Tsütoplasma

  Tsütoplasma koosneb lahustuvatest valkudest, ribonukleiinhapetest, inklusioonidest ja arvukatest väikestest graanulitest - ribosoomidest, mis vastutavad valkude sünteesi (tõlke) eest. Bakterite ribosoomid on umbes 20 nm suurused ja nende settimiskoefitsient on 70S, erinevalt eukarüootsetele rakkudele iseloomulikest 80S ribosoomidest. Ribosomaalne RNA (rRNA) on bakterite konservatiivsed elemendid (evolutsiooni "molekulaarne kell"). 16S rRNA on osa ribosoomide väikesest subühikust ja 23S rRNA on osa ribosoomide suurest subühikust. 16S rRNA uurimine on geenisüstemaatika aluseks, võimaldades hinnata organismide sugulusastet.
  Tsütoplasmas on glükogeeni graanulite, polüsahhariidide, beeta-hüdroksüvõihappe ja polüfosfaatide (volutiin) kujul mitmesuguseid kandmisi.

  raku sein

  Need on varuained bakterite toitumis- ja energiavajaduseks. Volyutinil on afiinsus põhivärvide suhtes ja seda on lihtne tuvastada spetsiaalsete värvimismeetodite abil (näiteks Neisseri järgi) metakromaatiliste graanulite kujul. Volutiini graanulite iseloomulik paigutus ilmneb difteeriabatsillis raku intensiivselt määrdunud pooluste kujul.

  Nukleoid

  Nukleoid on bakteri tuuma ekvivalent. See paikneb bakterite keskses tsoonis kaheahelalise DNA kujul, suletuna rõngasse ja tihedalt nagu pall. Erinevalt eukarüootidest ei ole bakterite tuumal tuumamembraani, tuuma ja aluselisi valke (histone). Tavaliselt sisaldab bakterirakk ühte kromosoomi, mida esindab rõngasse suletud DNA molekul.
  Lisaks nukleoidile, mida esindab üks kromosoom, sisaldab bakterirakk kromosoomiväliseid pärilikkuse tegureid - plasmiide, mis on kovalentselt suletud DNA rõngad.

  Kapsel, mikrokapsel, lima

  Kapsel on rohkem kui 0,2 µm paksune limane struktuur, mis on kindlalt bakteriraku seina külge kinnitatud ja millel on selgelt määratletud välispiirid. Kapsel on patoloogilisest materjalist eristatav määrdumiste-jälgede järgi. Bakterite puhaskultuurides moodustub kapsel harvemini. See tuvastatakse spetsiaalsete määrdumismeetoditega (näiteks Burri-Ginsi järgi), mis loovad kapsli ainete negatiivse kontrasti: tint loob kapsli ümber tumeda tausta. Kapsel koosneb polüsahhariididest (eksopolüsahhariididest), mõnikord polüpeptiididest, näiteks siberi katku batsillides, see koosneb D-glutamiinhappe polümeeridest. Kapsel on hüdrofiilne ja takistab bakterite fagotsütoosi. Kapsel on antigeenne: kapsli vastased antikehad põhjustavad selle suurenemist (kapsli turse reaktsioon).
  Paljud bakterid moodustavad mikrokapsli – alla 0,2 mikroni paksuse limamoodustise, mida saab tuvastada vaid elektronmikroskoopiaga. Kapslist tuleb eristada slieb - mukoidseid eksopolüsahhariide, millel pole selgeid piire. Lima on vees lahustuv.
  Bakteriaalsed eksopolüsahhariidid osalevad adhesioonis (kleepuvad substraatide külge), neid nimetatakse ka glükokalüksiks. Peale sünteesi
  eksopolüsahhariidid bakterite poolt, on nende tekkeks veel üks mehhanism: rakuväliste bakteriaalsete ensüümide toimel disahhariididele. Selle tulemusena moodustuvad dekstraanid ja levaanid.

  Flagella

  Bakterite lipud määravad bakteriraku liikuvuse. Lipud on õhukesed niidid, mis pärinevad tsütoplasmaatilisest membraanist ja on pikemad kui rakk ise. Lipukesed on 12–20 nm paksused ja 3–15 µm pikad. Need koosnevad 3 osast: spiraalne niit, konks ja põhikorpus, mis sisaldab spetsiaalsete ketastega varda (1 paar kettaid grampositiivsetes ja 2 paari kettaid gramnegatiivsetes bakterites). Lipu kettad on kinnitatud tsütoplasmaatilise membraani ja rakuseina külge. See loob elektrimootori efekti mootorivardaga, mis pöörleb lipulit. Lipud koosnevad valgust - flagelliinist (lippudest - flagellum); on H-antigeen. Flagelliini allüksused on keritud.
  Erinevate liikide bakterite vippude arv varieerub ühest (monotrich) Vibrio cholerae bakteris kuni kümne või sadade liputeni, mis ulatuvad mööda bakteri perimeetrit (peritrich) Escherichia coli, Proteus jne. raku lõpp. Amfitrikul on raku vastasotstes üks lipu või kimp.

  joomine

  Pili (fimbriae, villi) - niitjad moodustised, õhemad ja lühemad (3-10 nm x 0,3-10 mikronit) kui vibur. Pili ulatub raku pinnalt ja koosneb piliini valgust, millel on antigeenne toime. Seal on pilusid, mis vastutavad adhesiooni eest, st bakterite kinnitumise eest mõjutatud rakule, samuti pilusid, mis vastutavad toitumise, vee-soola ainevahetuse ja seksuaalse (F-pili) ehk konjugatsioonipiluside eest. Jooke oli ohtralt – mitusada puuri kohta. Soopilusid on aga tavaliselt 1-3 raku kohta: need moodustuvad nn "meessoost" doonorrakkudest, mis sisaldavad edasikanduvaid plasmiide ​​(F-, R-, Col-plasmiide). Soopilude eripäraks on interaktsioon spetsiaalsete "isaste" sfääriliste bakteriofaagidega, mis adsorbeeritakse intensiivselt soopilustele.

  poleemika

  Eosed on uinuvate firmicute bakterite omapärane vorm, st. bakterid
  grampositiivset tüüpi rakuseina struktuuriga. Eosed tekivad bakterite eksisteerimiseks ebasoodsates tingimustes (kuivamine, toitainete defitsiit jne. Bakteriraku sees tekib üks eos (endospoor) Eoste teke aitab kaasa liigi säilimisele ega ole paljunemisviis eoseid moodustavates bakterites perekonnast Bacillus on eosed, mis ei ületa raku läbimõõtu. Baktereid, mille eoste suurus ületab raku läbimõõdu, nimetatakse klostridiumiks, näiteks perekonna Clostridium (lat. Clostridium - spindle).Eosed on happekindlad, seetõttu värvitakse need Aujeszky meetodil või Ziehl-Neelseni meetodil punaseks ja vegetatiivne rakk siniseks.

  Vaidluse kuju võib olla ovaalne, sfääriline; asukoht lahtris on terminal, st. pulga otsas (teetanuse tekitajas), subterminaalne - pulga otsale lähemal (botulismi, gaasigangreeni patogeenide korral) ja tsentraalne (siberi katku batsillides). Spoor püsib pikka aega mitmekihilise kesta, kaltsiumdipikolinaadi, madala veesisalduse ja aeglaste ainevahetusprotsesside tõttu. Soodsates tingimustes idanevad eosed läbi kolme järjestikuse etapi: aktiveerimine, initsiatsioon, idanemine.

  Bakterid: elupaigad, struktuur, eluprotsessid, tähendus

  2. b) Bakteriraku ehitus

  Bakterite rakusein määrab nende kuju ja tagab raku sisemise sisu säilimise. Vastavalt rakuseina keemilise koostise ja struktuuri iseärasustele eristatakse baktereid värvimise teel grammi ...

  Bakteriraku seina biopolümeerid

  Bakteriraku struktuur

  Bakterite struktuuri uuritakse tervete rakkude ja nende ultraviolettlõigete elektronmikroskoopia abil. Bakteriraku peamised struktuurid on: rakusein, tsütoplasmaatiline membraan, tsütoplasma koos inklusioonide ja tuumaga ...

  Keha humoraalne regulatsioon

  3. Rakumembraanide ehituse, omaduste ja funktsioonide tunnused

  Elusrakkude mitmekesisus

  1.1 Eukarüootsete rakkude ehituse üldplaan, mis iseloomustab ka loomaraku ehitust

  Rakk on elustiku struktuurne ja funktsionaalne üksus. Kõiki eukarüootseid rakke iseloomustavad järgmised struktuurid: 1) Rakumembraan on organoid, mis piirab raku sisaldust keskkonnast ...

  Elusrakkude mitmekesisus

  1.2 Taimeraku ehituslikud iseärasused

  Taimerakkudes on organellid, mis on iseloomulikud ka loomadele, näiteks tuum, endoplasmaatiline retikulum, ribosoomid, mitokondrid, Golgi aparaat (vt joonis 2). Neil puudub rakukeskus ja lüsosoomide funktsiooni täidavad vakuoolid ...

  Elusrakkude mitmekesisus

  1.3 Seeneraku ehituslikud iseärasused

  Enamikus seentes on rakk oma struktuurilt ja tema poolt täidetavatelt funktsioonidelt üldiselt sarnane taimerakuga. See koosneb kõvast kestast ja sisemisest sisust, mis on tsütoplasmaatiline süsteem ...

  Elusrakkude mitmekesisus

  1.4 Prokarüootsete rakkude ehituse üldplaan, mis iseloomustab ka bakteriraku ehitust

  Prokarüootne rakk on paigutatud järgmiselt. Nende rakkude peamine omadus on morfoloogiliselt väljendunud tuuma puudumine, kuid seal on tsoon, milles asub DNA (nukleoid).

  Bakteriraku struktuur

  Tsütoplasma sisaldab ribosoome...

  Mikrobioloogia alused

  1. Kirjeldage bakteriraku ehitust. Joonistage raku organellid

  Bakterid on mikroskoopilised taimeorganismid. Enamik neist on üherakulised organismid, mis ei sisalda klorofülli ja paljunevad lõhustumise teel. Bakterite kuju on sfääriline, vardakujuline ja keerdunud ...

  Nägemis- ja kuulmissensoorsete süsteemide omadused

  13. Liht-, kompleks- ja ülikeerulised rakud ning nende funktsioonid

  "Lihtsad" ja "keerulised" rakud. Lihtsatele lineaarsetele stiimulitele (lõhed, servad või tumedad ribad) reageerivaid neuroneid nimetati "lihtsateks", samas kui neid, mis reageerivad keeruka konfiguratsiooniga stiimulitele ja liikuvatele stiimulitele, nimetati "kompleksiks".

  Raku struktuuri tunnused

  1. Rakk kui keha elementaarne struktuuriüksus. Raku põhikomponendid

  Rakk on elu põhiline struktuurne ja funktsionaalne üksus, mida piirab poolläbilaskev membraan ja mis on võimeline isepaljunema. Taimerakus on kõigepealt vaja vahet teha rakumembraanil ja sisul ...

  Brjanski oblasti metssigade populatsiooni levik ja dünaamika

  1.1 Konstruktsiooni iseärasused

  Metssiga (Sus scrofa L.) on massiivne madalate suhteliselt peenikeste jalgadega loom. Keha on suhteliselt lühike, esiosa on väga massiivne, abaluude tagaosa on tugevalt üles tõstetud, kael on paks, lühike, peaaegu liikumatu ...

  Valkude struktuur, omadused ja funktsioonid

  2. Rakuorganellide funktsioonid

  Rakuorganellid ja nende funktsioonid: 1. Rakumembraan - koosneb 3 kihist: 1. jäik rakusein; 2. õhuke kiht pektiini; 3. õhuke tsütoplasmaatiline filament. Rakusein pakub mehaanilist tuge ja kaitset...

  4.1 Konstruktsiooni iseärasused

  Tallus on plasmoodium, mis suudab substraadi pinnal või sees amööbitaolisi liigutusi teha. Sugulise paljunemise käigus muutuvad plasmoodiad viljakehadeks, mida nimetatakse eoskarpideks ...

  Limahallituste taksonoomiline rühm

  5.1 Konstruktsiooni iseärasused

  Vegetatiivne keha mitmetuumalise protoplasti kujul, mis ei ole võimeline iseseisvalt liikuma ja asub peremeestaime raku sees. Spetsiaalseid sporulatsioone ei moodustu. Talvitusfaasi esindavad eosed ...

  Raku energiasüsteem. Lihaskoe klassifikatsioon. Sperma struktuur

  Raku energiasüsteem. Mitokondrite ja plastiidide ehituse üldplaan, nende funktsioonid. Mitokondrite ja kloroplastide sümbiootilise päritolu hüpotees

  Eukarüootsetel rakkudel on ainulaadne organell, mitokondrid, milles oksüdatiivse fosforüülimise käigus moodustuvad ATP molekulid. Sageli öeldakse, et mitokondrid on raku jõujaamad (joonis 1) ...

  Bakteriraku struktuur

  Enamiku bakterite tsütoplasma on ümbritsetud membraanidega: rakusein, tsütoplasmaatiline membraan ja kapsli (limaskesta) kiht. Need struktuurid osalevad ainevahetuses, toiduained sisenevad rakumembraanide kaudu ja ainevahetusproduktid eemaldatakse. Need kaitsevad rakku kahjulike keskkonnategurite toime eest, määravad suuresti ära raku pinnaomadused (pindpinevus, elektrilaeng, osmootne olek jne). Need struktuurid elusas bakterirakus on pidevas funktsionaalses koostoimes.

  raku sein. Bakterirakk on väliskeskkonnast eraldatud rakuseinaga. Selle paksus on 10-20 nm, mass ulatub 20-50% raku massist. See on kompleksne polüfunktsionaalne süsteem, mis määrab raku kuju püsivuse, selle pinnalaengu, anatoomilise terviklikkuse, faagide adsorbeerimisvõime, immuunreaktsioonides osalemise, kontakti väliskeskkonnaga ja kaitse ebasoodsate välismõjude eest. Rakusein on elastsuse ja piisava tugevusega, talub rakusisest rõhku 1-2 MPa.

  Rakuseina põhikomponendid on peptidoglükaanid(glükopeptiidid, mukopeptiidid, mureiinid, glükosaminopeptiidid), mida leidub ainult prokarüootides. Spetsiifiline peptidoglükaani heteropolümeer koosneb N-atsetüülglükoosamiini ja N-atsetüülmuraamhappe vahelduvatest jääkidest, mis on omavahel seotud β-1-4-glükosiidsidemetega, diaminopimeelhape (DAP), D-glutamiinhape, L- ja D-alaniin vahekorras 1 :1:1:1:2. Glükosiid- ja peptiidsidemed, mis ühendavad peptidoglükaanide alaühikuid, annavad neile molekulaarvõrgu või koti struktuuri. Prokarüootide rakuseina mureiinivõrgustikku kuuluvad ka teikhoiinhapped, polüpeptiidid, lipopolüsahhariidid, lipoproteiinid jne.Rakusein on jäik ja just see omadus määrab bakteriseina kuju. Rakuseinal on pisikesed poorid, mille kaudu transporditakse ainevahetusprodukte.

  Grami plekk. Enamik baktereid jagunevad olenevalt keemilisest koostisest kahte rühma. Seda omadust märkas esmakordselt 1884. aastal Taani füüsik H. Gram. Sisuliselt on see, et kui baktereid värvida emajuurvioletiga (kristallviolett, metüülviolet jne), moodustab mõnes bakteris joodiga värvaine ühendi, mis jääb rakkudesse alkoholiga töötlemisel kinni. Sellised bakterid on värvitud sinakasvioletseks ja neid nimetatakse grampositiivseteks (Gr +). Värvunud bakterid on gramnegatiivsed (Gr -), neid värvitakse kontrastvärviga (magenta). Grami plekk on diagnostiline, kuid ainult prokarüootide puhul, millel on rakusein.

  
  

  Grampositiivsete bakterite struktuur ja keemiline koostis erinevad oluliselt gramnegatiivsetest. Grampositiivsetel bakteritel on rakusein paksem, homogeenne, amorfne, sisaldab palju mureiini, mis on seotud teikhoehapetega. Gramnegatiivsetel bakteritel on rakusein õhem, kihiline, sisaldab vähe mureiini (5-10%), teikhoehapped puuduvad.

  Tabel 1.1 Gr+ ja Gr- bakterite keemiline koostis

  Olulised organellid on: tuumaaparaat, tsütoplasma, tsütoplasmaatiline membraan.

  Valikuline(alaealine) konstruktsioonielemendid on Märksõnad: rakusein, kapsel, eosed, pili, flagella.

  1. Bakteriraku keskel on nukleoid- tuumamoodustis, mida enamasti esindab üks rõngakujuline kromosoom. Koosneb kaheahelalisest DNA ahelast. Nukleoidi ei eralda tsütoplasmast tuumamembraan.

  2.Tsütoplasma- kompleksne kolloidsüsteem, mis sisaldab mitmesuguseid metaboolse päritoluga inklusioone (volutiini graanulid, glükogeen, granuloos jne), ribosoome ja muid valke sünteesiva süsteemi elemente, plasmiide ​​(ekstranukleoidne DNA), mesosoomid(moodustunud tsütoplasmaatilise membraani invagineerimise tulemusena tsütoplasmasse, osalevad energia metabolismis, eoste moodustumisel, rakkudevahelise vaheseina moodustumisel jagunemise käigus).

  3.tsütoplasmaatiline membraan piirab tsütoplasma väljastpoolt, on kolmekihilise struktuuriga ja täidab mitmeid olulisi funktsioone - barjäär (loob ja hoiab osmootset rõhku), energia (sisaldab palju ensüümsüsteeme - hingamis-, redoks-, teostab elektronide ülekandmist), transport (ülekanne) erinevate ainete rakku ja rakust).

  4.raku sein- omane enamikule bakteritele (välja arvatud mükoplasmad, acholeplasmad ja mõned muud mikroorganismid, millel puudub tõeline rakuseina). Sellel on mitmeid funktsioone, esiteks tagab see mehaanilise kaitse ja rakkude püsiva kuju, bakterite antigeensed omadused on suuresti seotud selle olemasoluga. See koosneb kahest põhikihist, millest välimine on plastilisem, sisemine jäik.

  Rakuseina peamine keemiline ühend, mis on spetsiifiline ainult bakteritele - peptidoglükaan(muureiinhapped). Bakterite taksonoomia jaoks oluline tunnus sõltub bakteriraku seina struktuurist ja keemilisest koostisest. seoses Grami plekiga. Selle kohaselt eristatakse kahte suurt rühma - grampositiivsed ("gram +") ja gramnegatiivsed ("gram -") bakterid. Gram-positiivsete bakterite sein säilitab joodikompleksi pärast Gram-värvimist. emajuurviolett(värvitud sinakasvioletseks), gramnegatiivsed bakterid kaotavad pärast töötlemist selle kompleksi ja vastava värvuse ning värvitakse fuksiiniga värvides roosaks.

  Grampositiivsete bakterite rakuseina omadused.

  Võimas, paks, komplitseerimata korrastatud rakusein, milles domineerivad peptidoglükaan ja teikhoiinhapped, puuduvad lipopolüsahhariidid (LPS), sageli ei ole diaminopimeelhapet.

  Gramnegatiivsete bakterite rakuseina omadused.

  Rakusein on palju õhem kui grampositiivsetel bakteritel, sisaldab LPS-i, lipoproteiine, fosfolipiide, diaminopimeelhapet. See on keerulisem - seal on välimine membraan, seega on rakusein kolmekihiline.

  Gram-positiivsete bakterite töötlemisel peptidoglükaani hävitavate ensüümidega ilmnevad struktuurid, millel puudub täielikult rakuseina - protoplastid. Gram-negatiivsete bakterite töötlemine lüsosüümiga hävitab ainult peptidoglükaani kihi ilma välismembraani täielikult hävitamata; selliseid struktuure nimetatakse sferoplastid. Protoplastid ja sferoplastid on sfäärilise kujuga (see omadus on seotud osmootse rõhuga ja on iseloomulik kõigile rakuvabadele bakterivormidele).

  L- bakterite vormid.

  Mitmete bakterirakku negatiivselt mõjutavate tegurite (antibiootikumid, ensüümid, antikehad jne) mõjul L- muutumine bakterid, mis põhjustavad rakuseina püsivat või ajutist kaotust. L-transformatsioon ei ole mitte ainult varieeruvuse vorm, vaid ka bakterite kohanemine ebasoodsate elutingimustega. Antigeensete omaduste muutumise (O- ja K-antigeenide kadumise), virulentsuse ja muude tegurite vähenemise tulemusena omandavad L-vormid võime püsida pikka aega ( püsima) peremeesorganismis, säilitades aeglase nakkusprotsessi. Rakuseina kadumine muudab L-vormid tundlikuks antibiootikumide, antikehade ja erinevate kemoterapeutiliste ainete suhtes, mille rakenduspunkt on bakteriraku sein. Ebastabiilne L-kujuline tagurpidi klassikalisteks (algsete) bakterite vormideks, millel on rakusein. Samuti on olemas stabiilsed bakterite L-vormid, rakuseina puudumine ja võimetus muuta need bakterite klassikalisteks vormideks on geneetiliselt fikseeritud. Mitmel viisil on nad väga sarnased mükoplasmadele ja teistele mollicutes- bakterid, mille rakusein taksonoomilise tunnusena puudub. Mükoplasmadega seotud mikroorganismidel, kõige väiksematel prokarüootidel, puudub rakuseina ja nagu kõik bakteriaalsed seinata struktuurid, on neil sfääriline kuju.

  Bakterite pinnastruktuuridele(valikuline, nagu rakusein), hõlmavad kapsel, flagella, mikrovillid.

  Kapsel või limaskesta kiht ümbritseb paljude bakterite kesta. Eraldada mikrokapsel, tuvastatakse elektronmikroskoopiaga mikrofibrillide kihina ja makrokapsel tuvastatakse valgusmikroskoopia abil. Kapsel on kaitsestruktuur (eeskätt kuivamise eest), paljudes mikroobides on see patogeensusfaktor, takistab fagotsütoosi teket ning pärsib kaitsereaktsioonide esimesi etappe – äratundmist ja imendumist. Kell saprofüüdid kapslid tekivad väliskeskkonnas, patogeenides, sagedamini peremeesorganismis. Kapslite värvimiseks on mitmeid meetodeid, sõltuvalt nende keemilisest koostisest. Kapsel koosneb sageli polüsahhariididest (kõige tavalisem värv on Guinsu), harvem - polüpeptiididest.

  Flagella. Liikuvad bakterid võivad olla libisevad (liikuvad tahkel pinnal lainelaadsete kontraktsioonide tagajärjel) või hõljuvad, liikudes niitja spiraalselt painutatud valgu tõttu ( lipuline keemilise koostise järgi) moodustised - flagellas.

  Lipulite asukoha ja arvu järgi eristatakse mitmeid bakterite vorme.

  1. Monotrichous – neil on üks polaarne lipp.

  2. Lofotrichous - omab polaarset lipukimpu.

  3. Amphitrichous – neil on vibud diametraalselt vastaspoolustel.

  4. Peritrichous – neil on vibud kogu bakteriraku perimeetri ümber.

  Võime sihipäraseks liikumiseks (kemotaksis, aerotaksis, fototaksis) bakteritel on geneetiliselt määratud.

  Fimbriae ehk ripsmed- lühikesed niidid, mis ümbritsevad suurel hulgal bakterirakku, mille abil kinnituvad bakterid substraatide külge (näiteks limaskestade pinnale). Seega on fimbriad adhesiooni- ja kolonisatsioonifaktorid.

  F- joomine (viljakus)- aparaat bakteriaalne konjugatsioon, leidub väikestes kogustes õhukeste valguvillide kujul.

  Endospoorid ja sporulatsioon.

  sporulatsioon- viis teatud tüüpi bakterite säilitamiseks ebasoodsates keskkonnatingimustes. Endospoorid moodustuvad tsütoplasmas, on madala metaboolse aktiivsusega ja kõrge resistentsusega rakud ( vastupanu) kuivamise, keemiliste tegurite, kõrge temperatuuri ja muude ebasoodsate keskkonnategurite suhtes. Eoste tuvastamiseks kasutatakse sageli valgusmikroskoopiat. Orzeško sõnul. Kõrget vastupidavust seostatakse suure sisaldusega dipikoliinhappe kaltsiumisool eoskoores. Eoste paiknemine ja suurus erinevates mikroorganismides on erinev, millel on diferentsiaaldiagnostiline (taksonoomiline) väärtus. Eoste "elutsükli" peamised faasid sporulatsioon(sisaldab ettevalmistavat etappi, spoorieelset etappi, kesta moodustumist, küpsemist ja puhkeolekut) ja idanemine lõppedes vegetatiivse vormi kujunemisega. Sporulatsiooni protsess on geneetiliselt määratud.

  Kultiveerimata bakterite vormid.

  Paljudel gramnegatiivsetel bakteriliikidel, mis eoseid ei moodusta, on eriline kohanemisseisund – kasvatamata vormid. Neil on madal metaboolne aktiivsus ja nad ei paljune aktiivselt; ei moodusta kolooniaid tihedal toitainekeskkonnal, neid ei tuvastata põllukultuuride ajal. Need on väga vastupidavad ja võivad püsida elujõulisena mitu aastat. Klassikaliste bakterioloogiliste meetoditega ei tuvastata, tuvastatakse ainult geneetiliste meetoditega ( polümeraasi ahelreaktsioon - PCR).