Struktura bakterija je dobro proučavana elektronskom mikroskopom celih ćelija i njihovih ultratankih preseka, kao i drugim metodama. Bakterijska stanica je okružena membranom koja se sastoji od ćelijskog zida i citoplazmatske membrane. Ispod ljuske je protoplazma, koja se sastoji od citoplazme s inkluzijama i nasljednog aparata - analoga jezgra, koji se naziva nukleoid (slika 2.2). Postoje dodatne strukture: kapsula, mikrokapsula, sluz, flagella, pili. Neke bakterije u nepovoljnim uslovima mogu formirati spore.

Rice. 2.2. Građa bakterijske ćelije: 1 - kapsula; 2 - ćelijski zid; 3 - citoplazmatska membrana; 4 - mezozomi; 5 - nukleoid; 6 - plazmid; 7 - ribozomi; 8 - inkluzije; 9 - flagellum; 10 - pio (resice)

ćelijski zid- snažna, elastična struktura koja bakterijama daje određeni oblik i, zajedno sa citoplazmatskom membranom ispod, sputava visoki osmotski tlak u bakterijskoj ćeliji. Uključen je u proces diobe stanica i transport metabolita, ima receptore za bakteriofage, bakteriocine i razne supstance. Najdeblji ćelijski zid kod gram-pozitivnih bakterija (slika 2.3). Dakle, ako je debljina stanične stijenke gram-negativnih bakterija oko 15-20 nm, onda kod gram-pozitivnih bakterija može doseći 50 nm ili više.

Ćelijski zid bakterija se sastoji od peptidoglikan. Peptidoglikan je polimer. Predstavljaju ga paralelni polisaharidni glikanski lanci, koji se sastoje od ponavljajućih ostataka N-acetilglukozamina i N-acetilmuramske kiseline povezanih glikozidnom vezom. Ovu vezu razbija lizozim, koji je acetilmuramidaza.

Tetrapeptid je vezan za N-acetilmuramsku kiselinu kovalentnim vezama. Tetrapeptid se sastoji od L-alanina, koji je vezan za N-acetilmuramsku kiselinu; D-glutamin, koji je u gram-pozitivnim bakterijama vezan za L-lizin, a kod gram-pozitivnih bakterija

Rice. 2.3.Šema arhitektonike bakterijskog ćelijskog zida

bakterije - s diaminopimelnom kiselinom (DAP), koja je prekursor lizina u procesu bakterijske biosinteze aminokiselina i jedinstveno je jedinjenje koje se nalazi samo u bakterijama; Četvrta aminokiselina je D-alanin (slika 2.4).

Stanični zid gram-pozitivnih bakterija sadrži malu količinu polisaharida, lipida i proteina. Glavna komponenta ćelijskog zida ovih bakterija je višeslojni peptidoglikan (murein, mukopeptid), koji čini 40-90% mase ćelijskog zida. Tetrapeptidi različitih slojeva peptidoglikana u gram-pozitivnim bakterijama su međusobno povezani polipeptidnim lancima od 5 glicinskih (pentaglicinskih) ostataka, što peptidoglikanu daje krutu geometrijsku strukturu (slika 2.4, b). Kovalentno vezan za peptidoglikan ćelijskog zida Gram-pozitivnih bakterija teihoične kiseline(iz grčkog. tekhos- zid), čiji su molekuli lanci od 8-50 ostataka glicerola i ribitola povezanih fosfatnim mostovima. Oblik i snagu bakterije daje kruta vlaknasta struktura višeslojne, sa umreženim peptidnim poprečnim vezama peptidoglikana.

Rice. 2.4. Struktura peptidoglikana: a - Gram-negativne bakterije; b - gram-pozitivne bakterije

Sposobnost gram-pozitivnih bakterija da zadrže gentian violet u kombinaciji sa jodom (plavo-ljubičasta boja bakterija) tokom bojenja po Gramu povezana je sa svojstvom višeslojnog peptidoglikana da komunicira sa bojom. Osim toga, naknadno tretiranje razmaza bakterija alkoholom uzrokuje sužavanje pora u peptidoglikanu i na taj način zadržava boju u ćelijskom zidu.

Gram-negativne bakterije nakon izlaganja alkoholu gube boju, što je zbog manje količine peptidoglikana (5-10% mase ćelijskog zida); oni su obojeni alkoholom, a kada se tretiraju fuksinom ili safraninom, postaju crveni. To je zbog strukturnih karakteristika ćelijskog zida. Peptidoglikan u ćelijskom zidu gram-negativnih bakterija predstavljen je sa 1-2 sloja. Tetrapeptidi slojeva su međusobno povezani direktnom peptidnom vezom između amino grupe DAP jednog tetrapeptida i karboksilne grupe D-alanina tetrapeptida drugog sloja (slika 2.4, a). Izvan peptidoglikana nalazi se sloj lipoprotein, vezan za peptidoglikan preko DAP-a. Prati ga vanjska membranaćelijski zid.

vanjska membrana je mozaična struktura koju predstavljaju lipopolisaharidi (LPS), fosfolipidi i proteini. Njegov unutrašnji sloj predstavljaju fosfolipidi, a LPS se nalazi u spoljašnjem sloju (slika 2.5). Dakle, spoljna mem-

Rice. 2.5. Struktura lipopolisaharida

brana je asimetrična. LPS vanjske membrane sastoji se od tri fragmenta:

Lipid A - konzervativna struktura, gotovo ista kod gram-negativnih bakterija. Lipid A se sastoji od fosforiliranih glukozamin disaharidnih jedinica za koje su vezani dugi lanci masnih kiselina (vidi sliku 2.5);

Jezgro, ili štap, kravljeg dijela (od lat. jezgro- jezgro), relativno konzervativna struktura oligosaharida;

Visoko varijabilni O-specifičan polisaharidni lanac formiran ponavljanjem identičnih oligosaharidnih sekvenci.

LPS je usidren u vanjskoj membrani pomoću lipida A, koji određuje toksičnost LPS-a i stoga se identificira s endotoksinom. Uništavanje bakterija antibioticima dovodi do oslobađanja velikih količina endotoksina, što može izazvati endotoksični šok kod pacijenta. Od lipida A polazi jezgro, ili središnji dio LPS-a. Najstalniji dio jezgre LPS-a je ketodeoksioktonska kiselina. O-specifični polisaharidni lanac koji se proteže od središnjeg dijela molekule LPS,

koji se sastoji od ponavljajućih oligosaharidnih jedinica, određuje serogrupu, serovar (vrsta bakterija otkrivena pomoću imunološkog seruma) određenog soja bakterija. Dakle, koncept LPS je povezan sa idejama o O-antigenu, prema kojem se bakterije mogu razlikovati. Genetske promjene mogu dovesti do defekta, skraćivanja bakterijskog LPS-a i kao rezultat toga do pojave grubih kolonija R-forma koje gube svoju specifičnost O-antigena.

Nemaju sve Gram-negativne bakterije kompletan O-specifičan polisaharidni lanac koji se sastoji od ponavljajućih oligosaharidnih jedinica. Konkretno, bakterije iz roda Neisseria imaju kratki glikolipid koji se zove lipooligosaharid (LOS). Uporediv je sa R-formom, koji je izgubio O-antigensku specifičnost, uočeno kod mutantnih grubih sojeva. E. coli. Struktura VOC podsjeća na glikosfingolipid ljudske citoplazmatske membrane, tako da VOC oponaša mikrob, omogućavajući mu da izbjegne imunološki odgovor domaćina.

Proteini matriksa vanjske membrane prožimaju ga tako da proteinski molekuli tzv. porini, oni graniče sa hidrofilnim porama kroz koje prolaze voda i mali hidrofilni molekuli relativne mase do 700 D.

Između vanjske i citoplazmatske membrane nalazi se periplazmatski prostor, ili periplazma koja sadrži enzime (proteaze, lipaze, fosfataze, nukleaze, β-laktamaze), kao i komponente transportnih sistema.

U slučaju kršenja sinteze ćelijskog zida bakterije pod utjecajem lizozima, penicilina, zaštitnih faktora tijela i drugih spojeva, formiraju se ćelije promijenjenog (često sfernog) oblika: protoplasti- bakterije potpuno lišene ćelijskog zida; sferoplasti Bakterije sa djelimično očuvanim ćelijskim zidom. Nakon uklanjanja inhibitora ćelijskog zida, takve izmijenjene bakterije mogu se preokrenuti, tj. stječu punopravni ćelijski zid i vraćaju njegov izvorni oblik.

Bakterije tipa sferoida ili protoplasta koje su izgubile sposobnost sinteze peptidoglikana pod uticajem antibiotika ili drugih faktora i sposobne su da se razmnožavaju nazivaju se L-oblika(od naziva Instituta D. Lister, gdje su prvo

proučavani ste). L-oblici također mogu nastati kao rezultat mutacija. To su osmotski osjetljive, sferične ćelije u obliku bočice različitih veličina, uključujući i one koje prolaze kroz bakterijske filtere. Neki L-oblici (nestabilni) kada se ukloni faktor koji je doveo do promjena u bakteriji, mogu se obrnuti, vraćajući se u prvobitnu bakterijsku ćeliju. L-oblici mogu formirati mnoge patogene zaraznih bolesti.

citoplazmatska membrana pod elektronskom mikroskopijom ultratankih preseka, radi se o troslojnoj membrani (2 tamna sloja debljine 2,5 nm svaki su razdvojena svetlim - srednjim). Po strukturi je sličan plazmolemi životinjskih ćelija i sastoji se od dvostrukog sloja lipida, uglavnom fosfolipida, sa ugrađenim površinskim i integralnim proteinima, koji kao da prodiru kroz strukturu membrane. Neke od njih su permeaze uključene u transport supstanci. Za razliku od eukariotskih ćelija, u citoplazmatskoj membrani bakterijske ćelije nema sterola (s izuzetkom mikoplazme).

Citoplazmatska membrana je dinamička struktura sa pokretnim komponentama, pa je predstavljena kao pokretna fluidna struktura. Okružuje vanjski dio citoplazme bakterije i učestvuje u regulaciji osmotskog tlaka, transportu tvari i energetskom metabolizmu stanice (zbog enzima lanca transporta elektrona, adenozin trifosfataze – ATPaze itd.). S prekomjernim rastom (u odnosu na rast ćelijskog zida), citoplazmatska membrana formira invaginate - invaginacije u obliku složeno uvijenih membranskih struktura tzv. mezozomi. Manje složene uvrnute strukture nazivaju se intracitoplazmatske membrane. Uloga mezozoma i intracitoplazmatskih membrana nije u potpunosti razjašnjena. Čak se sugerira da su oni artefakt koji nastaje nakon pripreme (fiksacije) preparata za elektronsku mikroskopiju. Ipak, smatra se da derivati ​​citoplazmatske membrane učestvuju u diobi ćelije, dajući energiju za sintezu ćelijskog zida, učestvuju u izlučivanju supstanci, formiranju spora, tj. u procesima sa velikom potrošnjom energije. Citoplazma zauzima najveći dio bakterije

nalnu ćeliju i sastoji se od rastvorljivih proteina, ribonukleinskih kiselina, inkluzija i brojnih malih granula - ribozoma odgovornih za sintezu (translaciju) proteina.

Ribosomi bakterije imaju veličinu od oko 20 nm i koeficijent sedimentacije od 70S, za razliku od 80S ribozoma karakterističnih za eukariotske stanice. Stoga se neki antibiotici vezuju za bakterijske ribozome i inhibiraju sintezu bakterijskih proteina bez utjecaja na sintezu proteina u eukariotskim stanicama. Bakterijski ribozomi se mogu disocirati u dvije podjedinice: 50S i 30S. rRNA - konzervativni elementi bakterija ("molekularni sat" evolucije). 16S rRNA je dio male podjedinice ribozoma, a 23S rRNA dio je velike podjedinice ribozoma. Proučavanje 16S rRNA je osnova genske sistematike, što omogućava procjenu stepena srodnosti organizama.

U citoplazmi se nalaze različite inkluzije u obliku granula glikogena, polisaharida, β-hidroksimaslačne kiseline i polifosfata (volutina). Akumuliraju se s viškom hranjivih tvari u okolišu i djeluju kao rezervne tvari za potrebe ishrane i energije.

Volyutin ima afinitet prema osnovnim bojama i lako se otkriva posebnim metodama bojenja (na primjer, prema Neiseru) u obliku metakromatskih granula. Toluidin plavo ili metilen plavo boje volutin crveno-ljubičasto, a citoplazmu bakterije plavo. Karakterističan raspored granula volutina otkriva se kod bacila difterije u obliku intenzivno obojenih stubova ćelije. Metakromatsko bojenje volutina povezano je sa visokim sadržajem polimerizovanog neorganskog polifosfata. Pod elektronskom mikroskopom izgledaju kao granule guste elektronom veličine 0,1-1 µm.

Nukleoid je ekvivalent jezgri kod bakterija. Nalazi se u središnjoj zoni bakterija u obliku dvolančane DNK, čvrsto zbijene poput lopte. Bakterijski nukleoid, za razliku od eukariota, nema nuklearni omotač, nukleolus i osnovne proteine ​​(histone). Većina bakterija sadrži jedan hromozom, predstavljen molekulom DNK zatvorenom u prsten. Ali neke bakterije imaju dva hromozoma u obliku prstena. (V. kolera) i linearni hromozomi (videti odeljak 5.1.1). Nukleoid se detektuje pod svetlosnim mikroskopom nakon bojenja specifičnom DNK

metode: prema Felgenu ili prema Romanovsky-Giemsi. Na obrascima elektronske difrakcije ultratankih sekcija bakterija, nukleoid ima oblik svjetlosnih zona s fibrilarnim, nitistim strukturama DNK povezane s određenim područjima s citoplazmatskom membranom ili mezozomom uključenim u replikaciju hromozoma.

Pored nukleoida, bakterijska ćelija sadrži ekstrahromozomske faktore naslijeđa - plazmide (vidi odjeljak 5.1.2), koji su kovalentno zatvoreni DNK prstenovi.

Kapsula, mikrokapsula, sluz.kapsula - mukozna struktura debljine više od 0,2 µm, snažno povezana sa staničnim zidom bakterije i ima dobro definirane vanjske granice. Kapsula se razlikuje u brisevima-otiscima od patološkog materijala. U čistim kulturama bakterija kapsula se formira rjeđe. Detektira se posebnim metodama razmazivanja prema Burri-Gins-u, koje stvaraju negativan kontrast tvari kapsule: tinta stvara tamnu pozadinu oko kapsule. Kapsula se sastoji od polisaharida (egzopolisaharida), ponekad polipeptida, na primjer, u bacilu antraksa, sastoji se od polimera D-glutaminske kiseline. Kapsula je hidrofilna, sadrži veliku količinu vode. Sprječava fagocitozu bakterija. Kapsula je antigena: antitijela na kapsulu uzrokuju njeno povećanje (reakcija oticanja kapsule).

Nastaju mnoge bakterije mikrokapsula- formiranje sluzokože debljine manje od 0,2 mikrona, otkriveno samo elektronskom mikroskopijom.

Za razliku od kapsule sluz - mukoidni egzopolisaharidi koji nemaju jasne vanjske granice. Sluz je rastvorljiv u vodi.

Mukoidni egzopolisaharidi su karakteristični za mukoidne sojeve Pseudomonas aeruginosa, koji se često nalaze u sputumu pacijenata sa cističnom fibrozom. Bakterijski egzopolisaharidi su uključeni u adheziju (ljepljenje za supstrate); nazivaju se i glikokaliksi.

Kapsula i sluz štite bakterije od oštećenja i isušivanja, jer, kao hidrofilni, dobro vežu vodu i sprječavaju djelovanje zaštitnih faktora makroorganizma i bakteriofaga.

Flagella bakterije određuju pokretljivost bakterijske ćelije. Flagele su tanki filamenti koji preuzimaju

koji potiču iz citoplazmatske membrane, duži su od same ćelije. Flagele su debele 12-20 nm i dugačke 3-15 µm. Sastoje se od tri dijela: spiralne niti, kuke i bazalnog tijela koje sadrži štap sa posebnim diskovima (jedan par diskova kod gram-pozitivnih i dva para kod gram-negativnih bakterija). Diskovi flagele su pričvršćeni za citoplazmatsku membranu i ćelijski zid. To stvara efekat elektromotora sa šipkom - rotorom koji rotira flagellum. Kao izvor energije koristi se razlika protonskih potencijala na citoplazmatskoj membrani. Mehanizam rotacije obezbeđuje proton ATP sintetaza. Brzina rotacije flageluma može doseći 100 o/min. Ako bakterija ima nekoliko flagela, one počinju sinhrono rotirati, preplićući se u jedan snop, tvoreći neku vrstu propelera.

Flagele se sastoje od proteina koji se zove flagelin. (flagellum- flagellum), koji je antigen - takozvani H-antigen. Podjedinice flagelina su umotane.

Broj flagela kod bakterija različitih vrsta varira od jedne (monotrih) u Vibrio cholerae do deset ili stotina koje se protežu duž perimetra bakterije (peritrih), u Escherichia coli, Proteus, itd. Lofotrihi imaju snop bičaka na jednom kraju ćelije. Amfitrihi imaju jedan bičak ili snop flagela na suprotnim krajevima ćelije.

Flagele se otkrivaju elektronskom mikroskopom preparata prskanih teškim metalima, ili u svjetlosnom mikroskopu nakon obrade posebnim metodama baziranim na jetkanju i adsorpciji različitih tvari, što dovodi do povećanja debljine flagele (na primjer, nakon posrebrenja).

Resice ili pili (fimbrije)- filamentozne formacije, tanje i kraće (3-10 nm * 0,3-10 mikrona) od flagela. Pili se protežu od površine ćelije i sastoje se od proteina pilina. Poznato je nekoliko vrsta testera. Pili opšteg tipa su odgovorni za vezivanje za supstrat, ishranu i metabolizam vode i soli. Brojni su - nekoliko stotina po ćeliji. Spolni pili (1-3 po ćeliji) stvaraju kontakt između ćelija, prenoseći genetske informacije između njih konjugacijom (vidi Poglavlje 5). Posebno su zanimljivi pili tipa IV, kod kojih su krajevi hidrofobni, zbog čega se uvijaju, ovi pili se nazivaju i kovrče. Smješten-

nalaze se na polovima ćelije. Ovi pili se nalaze u patogenim bakterijama. Imaju antigena svojstva, uspostavljaju kontakt između bakterije i ćelije domaćina i učestvuju u formiranju biofilma (vidi Poglavlje 3). Mnogi pili su receptori za bakteriofage.

Sporovi - osebujan oblik bakterija u mirovanju sa gram-pozitivnim tipom strukture stanične stijenke. bakterije roda koje stvaraju spore bacil, kod kojih veličina spora ne prelazi prečnik ćelije, nazivaju se bacili. Bakterije koje tvore spore kod kojih je veličina spora veća od prečnika ćelije, zbog čega imaju oblik vretena, nazivaju se klostridija, kao što su bakterije iz roda Clostridium(od lat. Clostridium- vreteno). Spore su otporne na kiseline, pa su obojene crvenom bojom po Aujeszky metodi ili po Ziehl-Nelsen metodi, a vegetativna ćelija je plava.

Sporulacija, oblik i lokacija spora u ćeliji (vegetativno) svojstvo su vrste bakterija, što ih omogućava međusobno razlikovanje. Oblik spora je ovalan i sferičan, lokacija u ćeliji je terminalna, tj. na kraju štapića (kod uzročnika tetanusa), subterminalni - bliže kraju štapića (kod uzročnika botulizma, gasne gangrene) i centralni (kod bacila antraksa).

Proces sporulacije (sporulacije) prolazi kroz niz faza, tokom kojih se dio citoplazme i hromozom bakterijske vegetativne ćelije odvajaju, okruženi rastućom citoplazmatskom membranom, i formira se prospora.

Protoplast prospore sadrži nukleoid, sistem za sintezu proteina i sistem za proizvodnju energije zasnovan na glikolizi. Citohromi su odsutni čak i u aerobima. Ne sadrži ATP, energija za klijanje se pohranjuje u obliku 3-glicerol fosfata.

Prospora je okružena sa dvije citoplazmatske membrane. Sloj koji okružuje unutrašnju membranu spore naziva se zid spora, sastoji se od peptidoglikana i glavni je izvor ćelijskog zida tokom klijanja spora.

Između vanjske membrane i zida spore formira se debeo sloj koji se sastoji od peptidoglikana, koji ima mnogo poprečnih veza, - korteks.

Izvan vanjske citoplazmatske membrane nalazi se ljuska spora, koji se sastoje od proteina sličnih keratinu,

koji sadrže višestruke intramolekularne disulfidne veze. Ova ljuska pruža otpornost na hemijske agense. Spore nekih bakterija imaju dodatni pokrov - exosporium lipoproteinske prirode. Tako se formira višeslojna slabo propusna ljuska.

Sporulacija je praćena intenzivnom potrošnjom prospore, a zatim i pojavom ljuske spora dipikolinske kiseline i jona kalcija. Spora stječe otpornost na toplinu, što je povezano s prisustvom kalcijum dipikolinata u njoj.

Spora može dugo opstati zbog prisustva višeslojne ljuske, kalcijum dipikolinata, niskog sadržaja vode i sporih metaboličkih procesa. U tlu, na primjer, patogeni antraksa i tetanusa mogu opstati decenijama.

Pod povoljnim uslovima, spore klijaju kroz tri uzastopne faze: aktivacija, inicijacija, rast. U ovom slučaju iz jedne spore nastaje jedna bakterija. Aktivacija je spremnost za klijanje. Na temperaturi od 60-80 °C spora se aktivira za klijanje. Početak klijanja traje nekoliko minuta. Fazu rasta karakterizira brz rast, praćen uništavanjem ljuske i oslobađanjem sadnice.

Vrijeme čitanja: 6 min

Moderna nauka je napravila fantastičan napredak u posljednjih nekoliko stoljeća. Međutim, neke misterije i dalje uzbuđuju umove istaknutih naučnika.

Danas nije pronađen odgovor na hitno pitanje - koliko vrsta bakterija postoji na našoj ogromnoj planeti?

Bakterija- organizam sa jedinstvenom unutrašnjom organizacijom, koju karakterišu svi procesi karakteristični za žive organizme. Bakterijska ćelija ima mnogo neverovatnih karakteristika, od kojih je jedna raznovrsnost oblika.

Bakterijska stanica može biti sferna, štapićasta, kubična ili zvijezdasta. Osim toga, bakterije su blago savijene ili formiraju razne kovrče.

Oblik ćelije igra važnu ulogu u pravilnom funkcionisanju mikroorganizma, jer može uticati na sposobnost bakterije da se veže za druge površine, dobije potrebne supstance i kreće.

Minimalna veličina ćelije je obično 0,5 µm, međutim, u izuzetnim slučajevima, veličina bakterije može doseći 5,0 µm.

Struktura ćelije bilo koje bakterije je strogo uređena. Njegova struktura značajno se razlikuje od strukture drugih ćelija, kao što su biljke i životinje. Ćelije svih vrsta bakterija nemaju elemente kao što su: diferencirano jezgro, intracelularne membrane, mitohondrije, lizozomi.

Bakterije imaju specifične strukturne komponente - trajne i nestalne.

Stalne komponente uključuju: citoplazmatsku membranu (plazmolema), ćelijski zid, nukleoid, citoplazmu. Nestalne strukture su: kapsula, flagele, plazmidi, pili, resice, fimbrije, spore.

citoplazmatska membrana

Svaka bakterija je obavijena citoplazmatskom membranom (plazmolema), koja uključuje 3 sloja. Membrana sadrži globuline odgovorne za selektivni transport različitih supstanci u ćeliju.

Plazma membrana također obavlja sljedeće važne funkcije:

• mehanički- osigurava autonomno funkcionisanje bakterije i svih strukturnih elemenata;
• receptor- proteini koji se nalaze u plazmalemi djeluju kao receptori, odnosno pomažu ćeliji da percipira različite signale;
• energije Neki proteini su odgovorni za funkciju prijenosa energije.

Kršenje funkcioniranja plazma membrane dovodi do činjenice da se bakterija urušava i umire.

ćelijski zid

Strukturna komponenta svojstvena samo bakterijskim stanicama je stanični zid. Ovo je kruta propusna membrana, koja djeluje kao važna komponenta strukturnog skeleta ćelije. Nalazi se na vanjskoj strani citoplazmatske membrane.

Ćelijski zid obavlja funkciju zaštite, a osim toga daje ćeliji trajni oblik. Njegova površina je prekrivena brojnim sporama koje propuštaju potrebne tvari i uklanjaju produkte raspadanja iz mikroorganizma.

Zaštita unutrašnjih komponenti od osmotskih i mehaničkih uticaja je još jedna funkcija zida. Ima nezamjenjivu ulogu u kontroli diobe ćelije i raspodjeli nasljednih osobina u njoj. Sadrži peptidoglikan, koji ćeliji daje vrijedne imunobiološke karakteristike.

Debljina ćelijskog zida kreće se od 0,01 do 0,04 µm. S godinama bakterije rastu i količina materijala od kojeg je izgrađena u skladu s tim se povećava.

Nukleoid

Nukleoid je prokariot, koji pohranjuje sve nasljedne informacije bakterijske stanice. Nukleoid se nalazi u središnjem dijelu bakterije. Njegova svojstva su ekvivalentna kernelu.

Nukleoid je jedan molekul DNK zatvoren u prsten. Dužina molekula je 1 mm, a količina informacija je oko 1000 karakteristika.

Nukleoid je glavni nosilac materijala o svojstvima bakterije i glavni faktor u prenošenju ovih svojstava na potomstvo. Nukleoid u bakterijskim stanicama nema nukleolu, membranu ili bazične proteine.

Citoplazma

Citoplazma- vodeni rastvor koji sadrži sledeće komponente: mineralna jedinjenja, hranljive materije, proteine, ugljene hidrate i lipide. Omjer ovih tvari ovisi o starosti i vrsti bakterije.

Citoplazma sadrži različite strukturne komponente: ribozomi, granule i mezozomi.

• Ribosomi su odgovorni za sintezu proteina. Njihov hemijski sastav uključuje RNK molekule i proteine.
• Mezozomi su uključeni u formiranje spora i reprodukciju ćelija. Može biti u obliku mjehurića, petlje, tubula.
• Granule služe kao dodatni energetski resurs za bakterijske ćelije. Ovi elementi dolaze u različitim oblicima. Sadrže polisaharide, škrob, masne kapljice.

Kapsula

Kapsula To je mukozna struktura čvrsto vezana za ćelijski zid. Promatrajući ga pod svjetlosnim mikroskopom, može se vidjeti da kapsula obavija ćeliju i da njene vanjske granice imaju jasno definiranu konturu. U bakterijskoj ćeliji, kapsula služi kao zaštitna barijera protiv faga (virusa).

Bakterije formiraju kapsulu kada uslovi okoline postanu agresivni. Kapsula uključuje u svom sastavu uglavnom polisaharide, au određenim slučajevima može sadržavati vlakna, glikoproteine, polipeptide.

Glavne funkcije kapsule:

• • adhezija sa ćelijama u ljudskom tijelu. Na primjer, streptokoki se lijepe sa zubnom caklinom i, u savezu s drugim mikrobima, izazivaju karijes;
  • zaštita od negativnih uslova okoline: toksičnih materija, mehaničkih oštećenja, povišenog nivoa kiseonika;
  • učešće u metabolizmu vode (zaštita ćelija od isušivanja);
  • stvaranje dodatne osmotske barijere.

Kapsula formira 2 sloja:

• unutrašnji - dio sloja citoplazme;
• vanjski - rezultat funkcije izlučivanja bakterije.

Klasifikacija je zasnovana na strukturnim karakteristikama kapsula. Oni su:

• normalno;
• složene kapsule;
• sa poprečnim prugastim vlaknima;
• diskontinuirane kapsule.

Neke bakterije formiraju i mikrokapsulu, koja je sluzava formacija. Mikrokapsula se može otkriti samo pod elektronskim mikroskopom, jer je debljina ovog elementa samo 0,2 mikrona ili čak i manje.

Flagella

Većina bakterija ima površinske strukture ćelije koje joj omogućavaju pokretljivost i kretanje - flagele. To su dugi procesi u obliku ljevoruke spirale, izgrađene od flagelina (kontraktilnog proteina).

Glavna funkcija flagela je da omogućavaju bakterijama da se kreću u tečnom okruženju u potrazi za povoljnijim uslovima. Broj flagela u jednoj ćeliji može varirati: od jedne do nekoliko flagela, flagela na cijeloj površini ćelije ili samo na jednom od njenih polova.

Postoji nekoliko vrsta bakterija, ovisno o broju flagela u njima:

• Monotrichous- imaju samo jednu bičicu.
• lophotrichous- imaju određeni broj flagela na jednom kraju bakterije.
• amphitriches- karakterizira prisustvo flagela na polarnim suprotnim polovima.
• Peritrichi- flagele se nalaze po cijeloj površini bakterije, karakterizira ih sporo i glatko kretanje.
• Atrichi- flagele su odsutne.

Flagele obavljaju motoričku aktivnost, čineći rotacijske pokrete. Ako bakterija nema flagelu, ona se i dalje može kretati, odnosno kliziti uz pomoć sluzi po površini ćelije.

Plazmidi

Plazmidi su male mobilne DNK molekule odvojene od faktora hromozomskog naslijeđa. Ove komponente obično sadrže genetski materijal koji čini bakteriju otpornijom na antibiotike.

Oni mogu prenijeti svoja svojstva s jednog mikroorganizma na drugi. Uprkos svim svojim karakteristikama, plazmidi ne djeluju kao važni elementi za život bakterijske stanice.

Pili, resice, fimbrije

Ove strukture su lokalizirane na površini bakterija. Broje od dvije jedinice do nekoliko hiljada po ćeliji. I pokretna ćelija bakterije i nepokretna ćelija imaju ove strukturne elemente, jer nemaju nikakav uticaj na sposobnost kretanja.

Kvantitativno, pili dostižu nekoliko stotina po bakteriji. Postoje pili koji su odgovorni za ishranu, metabolizam vode i soli, kao i za konjugaciju (spol) pilija.

Resice se odlikuju šupljim cilindričnim oblikom. Kroz ove strukture virusi ulaze u bakteriju.

Resice se ne smatraju bitnim komponentama bakterije, jer se i bez njih proces diobe i rasta može uspješno završiti.

Fimbrije se po pravilu nalaze na jednom kraju ćelije. Ove strukture omogućavaju da se mikroorganizam fiksira u tkivima tijela. Neke fimbrije imaju posebne proteine ​​koji su u kontaktu sa receptorskim završecima ćelija.

Fimbrije se razlikuju od flagela po tome što su deblje i kraće, a također ne ostvaruju funkciju kretanja.

kontroverza

Spore se formiraju u slučaju negativne fizičke ili hemijske manipulacije bakterijom (kao rezultat sušenja ili nedostatka nutrijenata). Različite su po veličini spora, jer mogu biti potpuno različite u različitim ćelijama. Oblik spora se također razlikuje - ovalni su ili sferni.

Po lokaciji u ćeliji, spore se dijele na:

• centralni - njihov položaj u samom centru, kao, na primjer, kod antraksa;
• subterminalni - nalazi se na kraju štapa, dajući oblik batine (u uzročniku plinske gangrene).

U povoljnom okruženju, životni ciklus spora uključuje sljedeće faze:

• pripremna faza;
• faza aktivacije;
• faza inicijacije;
• faza klijanja.

Spore se odlikuju posebnom vitalnošću koja se postiže zahvaljujući njihovoj ljusci. Višeslojna je i sastoji se uglavnom od proteina. Povećana otpornost spora na negativne uvjete i vanjske utjecaje osigurava se upravo zahvaljujući proteinima.

Strukturne komponente ćelije su ljuska bakterija, koja se sastoji od ćelijskog zida, citoplazmatske membrane, a ponekad i kapsule; citoplazma; ribosomi; razne citoplazmatske inkluzije; nukleoid (nukleus). Neke vrste bakterija imaju i spore, flagele, cilije (pili, fimbrije) (slika 2).

ćelijski zid obavezno stvaranje bakterija većine vrsta. Njegova struktura ovisi o vrsti i pripadnosti
bakterija u grupe diferencirane bojenjem po Gramu. Masa ćelijskog zida je oko 20% suve mase cele ćelije, debljina je od 15 do 80 nm.

Rice. 3. Shema strukture bakterijske ćelije

1 - kapsula; 2 - ćelijski zid; 3 - citoplazmatska membrana; 4 - citoplazma; 5 - mezozomi; 6 - ribozomi; 7 - nukleoid; 8 - formacije intracitoplazmatske membrane; 9 - kapi masti; 10 - granule polisaharida; 11 - polifosfatne granule; 12 - inkluzije sumpora; 13 - flagella; 14 - bazalno tijelo

Ćelijski zid ima pore prečnika do 1 nm, pa je to polupropusna membrana kroz koju prodiru hranjive tvari i oslobađaju se produkti metabolizma.

Ove tvari mogu prodrijeti u mikrobnu ćeliju tek nakon prethodnog hidrolitičkog cijepanja specifičnim enzimima koje luče bakterije u vanjsko okruženje.

Hemijski sastav ćelijskog zida je heterogen, ali je konstantan za određenu vrstu bakterije koja se koristi za identifikaciju. U sastavu ćelijskog zida pronađena su azotna jedinjenja, lipidi, celuloza, polisaharidi, pektinske supstance.

Najvažnija hemijska komponenta ćelijskog zida je složeni polisaharidni peptid. Naziva se i peptidoglikan, glikopeptid, murein (od lat. Murus - zid).

Murein je strukturni polimer sastavljen od molekula glikana formiranih od acetilglukozamina i acetilmuramske kiseline. Njegova sinteza se odvija u citoplazmi na nivou citoplazmatske membrane.

Različiti peptidoglikan stanične stijenke ima specifičan sastav aminokiselina i, ovisno o tome, određeni kemotip, koji se uzima u obzir pri identifikaciji mliječne kiseline i drugih bakterija.

U ćelijskom zidu Gram-negativnih bakterija peptidoglikan je predstavljen u jednom sloju, dok u zidu Gram-pozitivnih bakterija formira nekoliko slojeva.

Godine 1884, Gram je predložio metodu bojenja tkiva koja se koristila za bojenje prokariotskih ćelija. Ako se tijekom bojenja po Gramu fiksirane stanice tretiraju alkoholnom otopinom kristalno ljubičaste boje, a zatim otopinom joda, tada te tvari formiraju stabilan obojeni kompleks s mureinom.

Kod homopozitivnih mikroorganizama obojeni ljubičasti kompleks se ne otapa pod utjecajem etanola i, shodno tome, ne mijenja boju; kada se boje fuksinom (crvena boja), stanice ostaju tamno ljubičaste.

Kod gram-negativnih vrsta mikroorganizama, gentian violet se otopi u etanolu i ispere vodom, a kada se boji fuksinom, stanica postaje crvena.

Sposobnost mikroorganizama da se boje analinskim bojama i po Gram metodi naziva se tinktorijalna svojstva . Moraju se proučavati u mladim (18-24 sata) kulturama, jer neke Gram-pozitivne bakterije u starim kulturama gube sposobnost da pozitivno boje Gram metodom.

Značaj peptidoglikana je u tome što, zahvaljujući njemu, ćelijski zid ima krutost, tj. elastičnost i zaštitni je okvir bakterijske ćelije.

Kada se peptidoglikan uništi, na primjer, pod djelovanjem lizozima, stanični zid gubi svoju krutost i kolabira. Sadržaj ćelije (citoplazma), zajedno sa citoplazmatskom membranom, poprima sferni oblik, odnosno postaje protoplast (sferoplast).

Mnogi enzimi koji sintetiziraju i razgrađuju su povezani sa ćelijskim zidom. Komponente ćelijskog zida se sintetišu u citoplazmatskoj membrani i zatim transportuju u ćelijski zid.

citoplazmatska membrana nalazi se ispod ćelijskog zida i usko uz njegovu unutrašnju površinu. To je polupropusna membrana koja okružuje citoplazmu i unutrašnji sadržaj ćelije - protoplast. Citoplazmatska membrana je zadebljani vanjski sloj citoplazme.

Citoplazmatska membrana je glavna barijera između citoplazme i okoline, kršenje njenog integriteta dovodi do smrti ćelije. Sastoji se od proteina (50-75%), lipida (15-45%), u mnogim vrstama - ugljenih hidrata (1-19%).

Glavna lipidna komponenta membrane su fosfo- i glikolipidi.

Citoplazmatska membrana, uz pomoć enzima lokaliziranih u njoj, obavlja različite funkcije: sintetizira membranske lipide - komponente ćelijskog zida; membranski enzimi - selektivno transportuju različite organske i neorganske molekule i ione kroz membranu, membrana je uključena u transformaciju ćelijske energije, kao i u replikaciji hromozoma, u prijenosu elektrohemijske energije i elektrona.

Dakle, citoplazmatska membrana osigurava selektivan ulazak u ćeliju i uklanjanje iz nje različitih tvari i iona.

Derivati ​​citoplazmatske membrane su mezozomi . To su sferne strukture koje nastaju kada se membrana uvije u uvojak. Nalaze se s obje strane - na mjestu formiranja ćelijskog septuma ili u blizini zone lokalizacije nuklearne DNK.

Mezozomi su funkcionalno ekvivalentni mitohondrijima u ćelijama viših organizama. Učestvuju u redoks reakcijama bakterija, igraju važnu ulogu u sintezi organskih supstanci, u formiranju ćelijskog zida.

Kapsula je derivat vanjskog sloja ćelijskog omotača i predstavlja sluznicu koja okružuje jednu ili više mikrobnih ćelija. Njegova debljina može doseći 10 mikrona, što je višestruko veće od debljine same bakterije.

Kapsula ima zaštitnu funkciju. Hemijski sastav bakterijske kapsule je različit. U većini slučajeva sastoji se od složenih polisaharida, mukopolisaharida, ponekad i polipeptida.

Kapsulacija je obično osobina vrste. Međutim, izgled mikrokapsule često ovisi o uvjetima uzgoja bakterija.

Citoplazma- složen koloidni sistem sa velikom količinom vode (80-85%), u kojem su dispergovani proteini, ugljeni hidrati, lipidi, kao i mineralna jedinjenja i druge supstance.

Citoplazma je sadržaj ćelije okružen citoplazmatskom membranom. Podijeljen je na dva funkcionalna dijela.

Jedan dio citoplazme je u stanju sola (rastvora), ima homogenu strukturu i sadrži skup rastvorljivih ribonukleinskih kiselina, proteina enzima i metaboličkih proizvoda.

Drugi dio predstavljaju ribozomi, inkluzije različite kemijske prirode, genetski aparati i druge intracitoplazmatske strukture.

Ribosomi- to su submikroskopske granule, koje su sferne nukleoproteinske čestice prečnika od 10 do 20 nm, molekulske težine oko 2-4 miliona.

Ribosomi prokariota sastoje se od 60% RNK (ribonukleinske kiseline), smještene u centru, i 40 % protein koji spolja oblaže nukleinsku kiselinu.

Citoplazmatske inkluzije su metabolički proizvodi, kao i rezervni proizvodi, zbog kojih ćelija živi u uslovima nedostatka nutrijenata.

Genetski materijal prokariota sastoji se od dvostrukog lanca deoksiribonukleinske kiseline (DNK) kompaktne strukture koja se nalazi u središnjem dijelu citoplazme i nije odvojena od nje membranom. Bakterijska DNK se po strukturi ne razlikuje od eukariotske DNK, ali budući da nije odvojena od citoplazme membranom, genetski materijal se naziva nukleoid ili genophore. Nuklearne strukture su sfernog ili potkovičastog oblika.

kontroverza bakterije su uspavani oblik koji se ne razmnožava. Nastaju unutar ćelije, okrugle su ili ovalne formacije. Spore tvore pretežno gram-pozitivne bakterije, štapićastog oblika sa aerobnim i anaerobnim tipom disanja u starim kulturama, kao i u nepovoljnim uvjetima okoline (nedostatak hranjivih tvari i vlage, nakupljanje metaboličkih produkata u podlozi, promjene pH i temperature uzgoja , prisustvo ili odsustvo atmosferskog kiseonika i sl.) može preći na alternativni razvojni program, što rezultira sporovima. U tom slučaju u ćeliji se formira jedna spora. To ukazuje da je sporulacija u bakterijama adaptacija za očuvanje vrste (pojedinca), a ne način njihove reprodukcije. Proces sporulacije se po pravilu dešava u spoljašnjoj sredini u roku od 18-24 sata.

Zrela spora je otprilike 0,1 zapremine matične ćelije. Spore u različitim bakterijama razlikuju se po obliku, veličini, položaju u ćeliji.

Mikroorganizmi čiji prečnik spora ne prelazi širinu vegetativne ćelije nazivaju se bacili, bakterije koje imaju spore, čiji je prečnik 1,5-2 puta veći od prečnika ćelije, nazivaju se klostridija.

Unutar mikrobne ćelije, spora se može nalaziti u sredini - centralna pozicija, na kraju - terminalna i između centra i kraja ćelije - subterminalna pozicija.

Flagella bakterije su lokomotorni organi (organi kretanja), uz pomoć kojih se bakterije mogu kretati brzinom do 50-60 mikrona/s. Istovremeno, za 1 s, bakterije pokrivaju dužinu svog tijela za 50-100 puta. Dužina flagele je veća od dužine bakterije za 5-6 puta. Debljina flagele je u prosjeku 12-30 nm.

Broj flagela, njihova veličina i lokacija su konstantni za određene vrste prokariota i stoga se uzimaju u obzir pri njihovoj identifikaciji.

U zavisnosti od broja i položaja flagela, bakterije se dijele na monotrihe (monopolarne monotrihe) - ćelije s jednim flagelom na jednom od krajeva, lofotrihe (monopolarne polytrichous) - snop flagela se nalaze na jednom od krajeva, amfitrihe (bipolarne polytrichous) - flagele se nalaze na svakom od polova, peritrichous - flagele se nalaze na cijeloj površini ćelije (slika 4) i atrichous - bakterije bez flagele.

Priroda kretanja bakterija zavisi od broja flagela, starosti, karakteristika kulture, temperature, prisustva raznih hemikalija i drugih faktora. Monotrichous imaju najveću pokretljivost.

Flagele se češće nalaze kod štapićastih bakterija; one nisu vitalne ćelijske strukture, jer postoje varijante pokretnih bakterija bez biča.

Bakterijska ćelija kao cjelina uređena je prilično jednostavno. Od vanjskog okruženja odvojena je citoplazmatskom membranom i ispunjena citoplazmom, u kojoj se nalazi nukleoidna zona, uključujući i kružnu molekulu DNK, sa koje transkribirana mRNA može "visiti", za koju su, pak, vezani ribosomi, sintetizirajući protein na svom matriksu istovremeno sa procesom sinteze samog proteina.matrice. Istovremeno, DNK se može povezati s proteinima koji vrše njegovu replikaciju i popravku. Bakterijski ribozomi su manji od eukariotskih i imaju koeficijent sedimentacije od 70S. Njih, kao i eukariotske, formiraju dvije podjedinice - mala (30S), koja uključuje 16S rRNA, i velika - 50S, uključujući molekule 23S i 5S rRNA.

Fotografija dobijena uz pomoć transmisione mikroskopije (slika 1) jasno pokazuje svijetlu zonu u kojoj se nalazi genetski aparat i odvijaju se procesi transkripcije i translacije. Ribosomi su vidljivi kao male granularne inkluzije.

Najčešće, u bakterijskoj ćeliji, genom je predstavljen samo jednim molekulom DNK, koji je zatvoren u prsten, ali postoje izuzeci. Neke bakterije mogu imati više od jednog molekula DNK. Na primjer, Deinococus radiodurans, bakterija poznata po svojoj fenomenalnoj otpornosti na zračenje i sposobnosti da sigurno izdrži dozu zračenja koja je 2000 puta veća od smrtonosne doze za ljude, ima dvije kopije svoje genomske DNK. Poznato je da bakterije imaju tri ili četiri kopije. Neke vrste DNK možda nisu zatvorene u krug, a neke Agrobacterium sadrže jednu kružnu i jednu linearnu DNK.

Pored nukleoida, genetski materijal može biti prisutan u ćeliji u obliku dodatnih malih kružnih DNK molekula - plazmida. Plazmidi se repliciraju nezavisno od nukleoida i često sadrže gene koji su korisni za ćeliju, dajući ćeliji, na primer, otpornost na antibiotike, sposobnost da apsorbuje nove supstrate, sposobnost konjugacije i još mnogo toga. Plazmidi se mogu prenijeti kako iz matične ćelije u ćeliju kćer, tako i horizontalnim transferom iz jedne ćelije u drugu.

Bakterijska stanica je najčešće okružena ne samo membranom, već i staničnim zidom, a prema vrsti strukture ćelijskog zida bakterije se dijele u dvije grupe - gram-pozitivne i gram-negativne.

Ćelijski zid bakterije formira peptidoglikan - murein. Na molekularnom nivou, sloj mureina je mreža koju čine molekuli N-acetilglukozamina i N-acetilmuramske kiseline, umreženi u duge lance β-1-4-glikozidnim vezama, susjedni lanci su pak povezani poprečnim peptidni mostovi (slika 2). Tako se ispostavlja jedna velika mreža koja okružuje ćeliju.

Gram-pozitivne bakterije imaju debeo ćelijski zid koji se nalazi na vrhu membrane. Murein je umrežen sa drugom vrstom molekula - teihoinskom i lipoteihoičnom (ako su povezane sa membranskim lipidima) kiselinama. Vjeruje se da ovi molekuli daju elastičnost ćelijskom zidu pod poprečnom kompresijom i zatezanjem, djelujući kao opruge. Budući da je sloj mureina debeo, lako se boji Gram metodom: ćelije izgledaju svijetlo ljubičasto jer se boja (encijan ili metil ljubičasta) zaglavi u sloju ćelijskog zida.

Kod Gram negativnih bakterija sloj mureina je vrlo tanak (sa izuzetkom cijanobakterija), pa se pri bojenju po Gramu ljubičasta boja ispere, a stanice se boje u boju druge boje (slika 3. ).

Ćelijski zid gram-negativnih bakterija prekriven je na vrhu drugom, vanjskom, membranom koja je vezana za peptidoglikan pomoću lipoproteina. Prostor između citoplazmatske membrane i vanjske membrane naziva se periplazma. Vanjska membrana sadrži lipopoliproteine, lipopolisaharide (LPS), kao i proteine ​​koji formiraju hidrofilne pore. Komponente vanjske membrane često su odgovorne za interakciju ćelije s vanjskim okruženjem. Sadrži antigene, receptore za fage, molekule uključene u konjugaciju, itd.

Budući da se Gram-pozitivne i Gram-negativne ćelije razlikuju po građi integumenta (Sl. 4, gore), razlikuje se i aparat koji učvršćuje bičak u ćelijski integument (Sl. 4, dole).

Flagelum gram-pozitivnih bakterija je usidren u membrani pomoću dva proteinska prstena (S-prsten i M-prsten) i pokreće ga sistem proteina koji, trošeći energiju, tjeraju filament da se okreće. Kod gram-negativnih bakterija, osim ovog dizajna, postoje još dva prstena koji dodatno fiksiraju flagelum u vanjskoj membrani i ćelijskom zidu.

Sam bakterijski flagelum sastoji se od proteina flagelina, čije su podjedinice povezane u spiralu koja ima šupljinu unutar i formira nit. Konac je fleksibilno pričvršćen na aparat za sidrenje i torziju pomoću kuke.

Osim flagela, na površini bakterijskih stanica mogu postojati i druge izrasline - pili. To su proteinske resice koje omogućavaju bakterijama da se prianjaju na različite površine (povećavaju hidrofobnost ćelije) ili učestvuju u transportu metabolita i procesu konjugacije (F-pili).

Bakterijska ćelija obično ne sadrži nikakve membranske strukture unutar, uključujući vezikule, ali mogu postojati različite vrste inkluzija (rezervni lipidi, sumpor) i mjehurići plina okruženi proteinskom membranom. Bez membrane, ćelija može skladištiti molekule polisaharida, cijanofikin (kao depo dušika), a može sadržavati i karboksisome - vezikule koje sadrže enzim RuBisCO, neophodan za fiksiranje ugljičnog dioksida u Calvinovom ciklusu.

U mikrobiologiji, ovaj termin se odnosi na hranjivu tvar koju mikroorganizam može preuzeti.

Ovaj naziv grupa potiče od imena doktora G.K. Gram, koji je razvio metodu za bojenje bakterijskih staničnih zidova, koja omogućava razlikovanje stanica s različitim tipovima strukture stanične stijenke.

Ribuloza bisfosfat karboksilaza/oksigenaza

Glavne razlike između prokariotske (bakterijske) ćelije i eukariotske su: odsustvo formaliziranog jezgra (tj. nuklearne membrane), odsustvo intracelularnih membrana, nukleola, Golgijevog kompleksa, lizosoma i mitohondrija.

Glavne strukture bakterijske ćelije su:

Nukleoid - je nasljedni (genetski) materijal bakterijske ćelije, predstavljen 1 molekulom DNK, zatvoren u prsten i superzamotan (uvijen u labavu loptu). Dužina DNK je oko 1 mm. Količina informacija je oko 1000 gena (osobine). Nukleoid nije odvojen od citoplazme membranom.

Citoplazma je koloidna, tj. vodeni rastvor proteina, ugljenih hidrata. Lipidi, minerali, u kojima se nalaze ribozomi, inkluzije, plazmidi.

Sinteza proteina se odvija na ribosomima. Ribosomi prokariota razlikuju se od eukariotskih po manjim veličinama (70 S).

Inkluzije su rezervne hranjive tvari bakterijske ćelije, kao i nakupine pigmenata. Rezervne hranljive materije su: granule volutina (anorganski polifosfat), glikogen, granuloza, skrob, masne kapi, nakupine pigmenta, sumpor, kalcijum. Inkluzije, u pravilu, nastaju kada se bakterije uzgajaju na bogatim hranjivim podlogama i nestaju tijekom gladovanja.

Ćelijska membrana - ograničava citoplazmu. Sastoji se od dvostrukog sloja fosfolipida i ugrađenih membranskih proteina. CM, pored funkcije barijere i transporta, igraju ulogu centra metaboličke aktivnosti (za razliku od eukariotske ćelije). Membranski proteini odgovorni za transport esencijalnih supstanci u ćeliju nazivaju se permeaze. Na unutrašnjoj površini CM nalaze se enzimski ansambli, odnosno uređene akumulacije molekula enzima odgovornih za sintezu nosilaca energije - ATP molekula. CM može formirati invaginacije u citoplazmu, koje se nazivaju mezozomi. Postoje dvije vrste mezozoma:

Septal - formiraju poprečne pregrade u procesu diobe stanica.

Lateralni - služe za povećanje površine CM i povećanje brzine metaboličkih procesa.

Nukleoid, CP i CM formiraju protoplast.

Jedna od karakterističnih osobina bakterija je vrlo visok intracelularni osmotski tlak (od 5 do 20 atm), koji je rezultat intenzivnog metabolizma. Stoga, da bi se zaštitila od osmotskog šoka, bakterijska stanica je okružena snažnim ćelijskim zidom.

Prema strukturi ćelijskog zida, sve bakterije se dijele u 2 grupe: Imaju jednoslojni ćelijski zid - Gram-pozitivne. Imaju dvoslojni ćelijski zid - Gram-negativni. Imena Gram+ i Gram- imaju svoju istoriju. 1884. danski mikrobiolog Hans Christian Gram razvio je originalnu metodu za bojenje mikroba, zbog čega su neke bakterije obojene u plavo (gram+), a druge u crvenu (gram-). Hemijska osnova različitog obojenja bakterija prema Gram metodi razjašnjena je relativno nedavno - prije oko 35 godina. Pokazalo se da G- i G+ bakterije imaju različite strukture ćelijskog zida. Struktura ćelijskog zida G+ bakterija. Osnovu ćelijskog zida G+ bakterija čine 2 polimera: peptidoglikana i teihoične kiseline. Peptidoglikan je linearni polimer s naizmjeničnim ostacima muramske kiseline i acetilglukozamina. Tetrapeptid (protein) je kovalentno vezan za muramsku kiselinu. Nizovi peptidoglikana su međusobno povezani preko peptida i formiraju jak okvir – osnovu ćelijskog zida. Između lanaca peptidoglikana nalazi se još jedan polimer - teihoične kiseline (glicerol TK i ribitol TK) - polimer polifosfata. Teihoične kiseline djeluju na površini ćelijskog zida i glavni su antigeni G+ bakterija. Osim toga, Mg ribonukleat je uključen u ćelijski zid G+ bakterija. Zid G-bakterije se sastoji od 2 sloja: unutrašnji sloj je predstavljen mono- ili dvoslojem peptidoglikana (tanki sloj). Vanjski sloj se sastoji od lipopolisaharida, lipoproteina, proteina, fosfolipida. LPS svih G-bakterija imaju toksična i granična svojstva i nazivaju se endotoksini.

Kada su izložene određenim supstancama, kao što je penicilin, poremećena je sinteza peptidoglikanskog sloja. Istovremeno, od G+ bakterija nastaje protoplast, a od G-bakterija sferoplast (jer je vanjski sloj ćelijskog zida očuvan).

Pod određenim uslovima uzgoja, ćelije koje nemaju ćelijski zid zadržavaju sposobnost rasta i dijeljenja, a takvi oblici se nazivaju L-oblici (prema nazivu Instituta Lister, gdje je ovaj fenomen otkriven). U nekim slučajevima, nakon eliminacije faktora koji inhibira sintezu ćelijskog zida, L-oblici se mogu pretvoriti u svoje izvorne oblike.

Mnoge bakterije sintetiziraju mukoznu tvar, koja se sastoji od mukopolisaharida, koja se taloži na vanjskoj strani ćelijskog zida, okružujući bakterijsku ćeliju mukoznim omotačem. Ovo je kapsula. Funkcija kapsule je zaštita bakterija od fazocitoze.

Površinske strukture bakterijske ćelije.

Organi vezivanja za podlogu (adhezija) su pili (fimbrije) ili cilije. Počinju od ćelijske membrane. Sastoji se od pilin proteina. Broj pilija može dostići 400 po 1 ćeliji.

Organi prijenosa nasljednih informacija su F-drink ili sex-drink. F-pilule se formiraju samo ako je ćelija neparna u odnosu na plazmid, jer F-pili proteini kodiraju plazmidnu DNK. Oni su tanka duga cijev koja se veže za drugu bakterijsku ćeliju. Kroz formirani kanal, plazmid prelazi u susjednu bakterijsku ćeliju.

Organi kretanja - flagele - su spiralne niti. Njihova dužina može premašiti njihov prečnik 10 ili više puta. Flagele se sastoje od proteina flagelina. Baza flageluma je preko bazalnog tijela povezana sa ćelijskom membranom. Bazalno tijelo se sastoji od sistema prstenova koji, dok se rotiraju, prenose rotacijsko kretanje na bičak. Prema lokaciji flageluma, bakterije se dijele na mono-, lofo-, amfi-, peritrihozne.