Struktura bakterija dobro je proučena elektronskom mikroskopijom cijelih stanica i njihovih ultratankih presjeka, kao i drugim metodama. Bakterijska stanica je okružena membranom koja se sastoji od stanične stijenke i citoplazmatske membrane. Pod ljuskom je protoplazma, koja se sastoji od citoplazme s inkluzijama i nasljednim aparatom - analogom jezgre, nazvanim nukleoid (slika 2.2). Postoje dodatne strukture: kapsula, mikrokapsula, sluz, flagela, pili. Neke bakterije u nepovoljnim uvjetima mogu stvarati spore.

Riža. 2.2. Građa bakterijske stanice: 1 - kapsula; 2 - stanična stijenka; 3 - citoplazmatska membrana; 4 - mezosomi; 5 - nukleoid; 6 - plazmid; 7 - ribosomi; 8 - inkluzije; 9 - flagellum; 10 - pio (resice)

stanične stijenke- jaka, elastična struktura koja daje bakteriji određeni oblik i zajedno s citoplazmatskom membranom koja leži ispod nje, zadržava visok osmotski tlak u bakterijskoj stanici. Sudjeluje u procesu diobe stanica i transportu metabolita, ima receptore za bakteriofage, bakteriocine i razne tvari. Najdeblja stanična stijenka u gram-pozitivnih bakterija (slika 2.3). Dakle, ako je debljina stanične stijenke gram-negativnih bakterija oko 15-20 nm, tada kod gram-pozitivnih bakterija može doseći 50 nm ili više.

Stanična stijenka bakterija sastoji se 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 prekida lizozim, koji je acetilmuramidaza.

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

Riža. 2.3. Shema arhitektonike bakterijske stanične stijenke

bakterije - s diaminopimeličnom kiselinom (DAP), koja je prekursor lizina u procesu bakterijske biosinteze aminokiselina i jedinstven je spoj koji se nalazi samo u bakterijama; Četvrta aminokiselina je D-alanin (slika 2.4).

Stanična stijenka gram-pozitivnih bakterija sadrži malu količinu polisaharida, lipida i proteina. Glavni sastojak stanične stijenke ovih bakterija je višeslojni peptidoglikan (murein, mukopeptid), koji čini 40-90% mase stanične stijenke. Tetrapeptidi različitih slojeva peptidoglikana u gram-pozitivnim bakterijama međusobno su povezani polipeptidnim lancima od 5 ostataka glicina (pentaglicina), što peptidoglikanu daje krutu geometrijsku strukturu (slika 2.4, b). Kovalentno vezan za peptidoglikan stanične stijenke Gram-pozitivnih bakterija teihoične kiseline(od grčkog. tekhos- zid), čije su molekule lanci od 8-50 ostataka glicerola i ribitola povezanih fosfatnim mostovima. Oblik i snagu bakterije daje kruta vlaknasta struktura višesloja, s umreženim peptidnim vezama peptidoglikana.

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

Sposobnost gram-pozitivnih bakterija da zadrže encijan violet u kombinaciji s jodom (plavo-ljubičasta boja bakterija) tijekom bojanja po Gramu povezana je sa svojstvom višeslojnog peptidoglikana da stupa u interakciju s bojom. Osim toga, naknadni tretman razmaza bakterije alkoholom uzrokuje sužavanje pora u peptidoglikanu i time zadržava boju u staničnoj stijenci.

Gram-negativne bakterije nakon izlaganja alkoholu gube boju, što je posljedica manje količine peptidoglikana (5-10% mase stanične stijenke); alkoholom se obezboje, a tretiranjem fuksinom ili safraninom pocrvene. To je zbog strukturnih značajki stanične stijenke. Peptidoglikan u staničnoj stijenci gram-negativnih bakterija predstavljen je s 1-2 sloja. Tetrapeptidi slojeva međusobno su povezani izravnom peptidnom vezom između amino skupine DAP jednog tetrapeptida i karboksilne skupine D-alanina tetrapeptida drugog sloja (slika 2.4, a). Izvan peptidoglikana je sloj lipoprotein, vezan za peptidoglikan putem DAP-a. Slijedi ga vanjska membrana stanične stijenke.

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

Riža. 2.5. Struktura lipopolisaharida

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

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

Jezgra, ili šipka, kravljeg dijela (od lat. jezgra- jezgra), relativno konzervativna struktura oligosaharida;

Visoko varijabilni polisaharidni lanac specifičan za O formiran ponavljanjem identičnih sekvenci oligosaharida.

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 velike količine endotoksina, što može izazvati endotoksični šok kod bolesnika. Od lipida A polazi jezgra, odnosno jezgreni dio LPS-a. Najkonstantniji dio jezgre LPS je ketodeoksioktonska kiselina. O-specifični polisaharidni lanac koji se proteže od središnjeg dijela LPS molekule,

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

Nemaju sve Gram-negativne bakterije kompletan O-specifičan polisaharidni lanac koji se sastoji od ponavljajućih oligosaharidnih jedinica. Konkretno, bakterije roda Neisseria imaju kratki glikolipid koji se naziva lipooligosaharid (LOS). Usporediv je s R-formom, koja je izgubila O-antigensku specifičnost, uočenom u mutantnim grubim sojevima. E coli. Struktura VOC-a nalikuje glikosfingolipidu ljudske citoplazmatske membrane, tako da VOC oponaša mikrob, dopuštajući mu da izbjegne imunološki odgovor domaćina.

Proteini matriksa vanjske membrane prožimaju je na način da molekule proteina, tzv. porins, obrubljuju hidrofilne pore kroz koje prolaze voda i male hidrofilne molekule relativne mase do 700 D.

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

U slučaju kršenja sinteze bakterijske stanične stijenke pod utjecajem lizozima, penicilina, zaštitnih čimbenika tijela i drugih spojeva, nastaju stanice promijenjenog (često sferičnog) oblika: protoplasti- bakterije potpuno lišene stanične stijenke; sferoplasti Bakterije s djelomično očuvanom staničnom stijenkom. Nakon uklanjanja inhibitora stanične stijenke, tako promijenjene bakterije mogu se preokrenuti, tj. dobiti punu staničnu stijenku i vratiti joj izvorni oblik.

Bakterije sferoidnog ili protoplastnog tipa koje su pod utjecajem antibiotika ili drugih čimbenika izgubile sposobnost sintetiziranja peptidoglikana i sposobne su se razmnožavati nazivaju se U obliku slova L(od naziva Instituta D. Lister, gdje su prvi put

bili ste proučavani). L-forme također mogu nastati kao rezultat mutacija. To su osmotski osjetljive, sferične stanice u obliku tikvice različitih veličina, uključujući i one koje prolaze kroz bakterijske filtre. Neki L-oblici (nestabilni) kada se ukloni čimbenik koji je doveo do promjena u bakteriji, mogu se preokrenuti, vraćajući se u izvornu bakterijsku stanicu. L-forme mogu tvoriti mnoge uzročnike zaraznih bolesti.

citoplazmatska membrana pod elektronskom mikroskopijom ultratankih presjeka radi se o troslojnoj membrani (2 tamna sloja debljine 2,5 nm svaki su odvojena svijetlim - intermedijerom). U strukturi je sličan plazmolemi životinjskih stanica i sastoji se od dvostrukog sloja lipida, uglavnom fosfolipida, s ugrađenim površinskim i integralnim proteinima, kao da prodiru kroz strukturu membrane. Neki od njih su permeaze uključene u transport tvari. Za razliku od eukariotskih stanica, u citoplazmatskoj membrani bakterijske stanice nema sterola (iznimka su mikoplazme).

Citoplazmatska membrana je dinamička struktura s pokretnim komponentama, stoga se prikazuje kao pokretna fluidna struktura. Okružuje vanjski dio citoplazme bakterija i sudjeluje u regulaciji osmotskog tlaka, transportu tvari i energetskom metabolizmu stanice (zbog enzima transportnog lanca elektrona, adenozin trifosfataze - ATPaze i dr.). Pretjeranim rastom (u usporedbi s rastom stanične stijenke) citoplazmatska membrana stvara invaginate – invaginacije u obliku složeno uvijenih membranskih struktura, tzv. mezosomi. Manje složene upletene strukture nazivaju se intracitoplazmatske membrane. Uloga mezosoma i intracitoplazmatskih membrana nije u potpunosti razjašnjena. Čak se sugerira da su artefakt koji nastaje nakon pripreme (fiksacije) preparata za elektronsku mikroskopiju. Ipak, vjeruje se da su derivati ​​citoplazmatske membrane uključeni u diobu stanica, osiguravajući energiju za sintezu stanične stijenke, sudjeluju u izlučivanju tvari, stvaranju spora, tj. u procesima s velikim utroškom energije. Citoplazma zauzima najveći dio bakterije

nalnu stanicu i sastoji se od topljivih proteina, ribonukleinskih kiselina, inkluzija i brojnih malih granula - ribosoma odgovornih za sintezu (translaciju) proteina.

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

U citoplazmi postoje različite inkluzije u obliku glikogenskih granula, polisaharida, β-hidroksimaslačne kiseline i polifosfata (volutin). Akumuliraju se s viškom hranjivih tvari u okolišu i služe kao rezervne tvari za prehrambene i energetske potrebe.

Volyutin ima afinitet prema osnovnim bojama i lako se otkriva posebnim metodama bojenja (na primjer, prema Neisseru) u obliku metakromatskih granula. Toluidinsko modrilo ili metilensko modrilo boji volutin crveno-ljubičasto, a bakterijsku citoplazmu plavo. Karakterističan raspored granula volutina otkriva se kod bacila difterije u obliku intenzivno obojenih polova stanice. Metakromatsko bojenje volutina povezano je s visokim sadržajem polimeriziranog anorganskog polifosfata. Pod elektronskom mikroskopijom izgledaju kao zrnca s elektronskom gustinom veličine 0,1–1 µm.

Nukleoid je ekvivalent jezgre u bakterijama. Nalazi se u središnjoj zoni bakterije u obliku dvolančane DNA, zbijene poput lopte. Bakterijski nukleoid, za razliku od eukariota, nema jezgrinu ovojnicu, jezgru i bazične proteine ​​(histone). Većina bakterija sadrži jedan kromosom, predstavljen molekulom DNA zatvorenom u prsten. Ali neke bakterije imaju dva hromosoma u obliku prstena. (V. cholerae) i linearni kromosomi (vidi odjeljak 5.1.1). Nukleoid se otkriva pod svjetlosnim mikroskopom nakon bojenja specifičnom DNA

metode: prema Felgenu ili prema Romanovsky-Giemsi. Na obrascima difrakcije elektrona ultratankih presjeka bakterija, nukleoid ima oblik svijetlih zona s fibrilarnim, nitimastim strukturama DNA povezane s određenim područjima s citoplazmatskom membranom ili mezosomom uključenim u replikaciju kromosoma.

Osim nukleoida, bakterijska stanica sadrži izvankromosomske čimbenike nasljeđa - plazmide (vidi odjeljak 5.1.2), koji su kovalentno zatvoreni prstenovi DNA.

Kapsula, mikrokapsula, sluz.kapsula - sluzava struktura debela od 0,2 mikrona, čvrsto povezana sa staničnom stijenkom bakterije i ima jasno definirane vanjske granice. Kapsula se razlikuje u razmazima-otiscima patološkog materijala. U čistim kulturama bakterija kapsula se stvara rjeđe. Detektira se posebnim metodama bojenja razmaza po Burri-Ginsu, 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: protutijela na kapsulu uzrokuju njezin porast (reakcija bubrenja kapsule).

Nastaju mnoge bakterije mikrokapsula- mukozna formacija debljine manje od 0,2 mikrona, otkrivena samo elektronskom mikroskopijom.

Razlikovati od kapsule sluz - mukoidni egzopolisaharidi koji nemaju jasne vanjske granice. Sluz je topiv u vodi.

Mukoidni egzopolisaharidi karakteristični su za mukoidne sojeve Pseudomonas aeruginosa, često se nalaze u ispljuvku bolesnika s cističnom fibrozom. Bakterijski egzopolisaharidi sudjeluju u adheziji (lijepljenju za podloge); nazivaju se i glikokaliks.

Čahura i sluz štite bakterije od oštećenja i isušivanja, jer kao hidrofilni dobro vežu vodu i sprječavaju djelovanje zaštitnih čimbenika makroorganizama i bakteriofaga.

Bičevi bakterije određuju pokretljivost bakterijske stanice. Flagele su tanke niti koje se

koji potječu iz citoplazmatske membrane, duži su od same stanice. Flagele su debele 12-20 nm i dugačke 3-15 µm. Sastoje se od tri dijela: spiralne niti, kukice i bazalnog tijela u kojem se nalazi štapić s posebnim diskovima (jedan par diskova kod gram-pozitivnih i dva para kod gram-negativnih bakterija). Diskovi flagela pričvršćeni su za citoplazmatsku membranu i staničnu stijenku. To stvara učinak elektromotora sa šipkom - rotorom koji okreće flagellum. Kao izvor energije koristi se razlika protonskih potencijala na citoplazmatskoj membrani. Mehanizam rotacije osigurava proton ATP sintetaza. Brzina rotacije flagelluma može doseći 100 okretaja u minuti. Ako bakterija ima nekoliko flagela, počinju se okretati sinkrono, ispreplićući se u jedan snop, tvoreći neku vrstu propelera.

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

Broj flagela kod bakterija različitih vrsta varira od jednog (monotrich) kod Vibrio cholerae do deset ili stotina koje se protežu duž perimetra bakterije (peritrih), kod Escherichia coli, Proteus itd. Lofotrihi imaju snop flagela na jednom kraju ćelije. Amphitrichousi imaju jedan bič ili snop bičeva na suprotnim krajevima stanice.

Flagele se otkrivaju elektronskom mikroskopijom preparata raspršenih teškim metalima ili u svjetlosnom mikroskopu nakon obrade posebnim metodama koje se temelje na jetkanju i adsorpciji različitih tvari, što dovodi do povećanja debljine flagela (na primjer, nakon posrebrenja).

Resice, ili pili (fimbrije)- nitaste tvorevine, tanje i kraće (3-10 nm * 0,3-10 mikrona) od flagela. Pili se protežu od površine stanice i sastoje se od proteina pilina. Poznato je više vrsta pila. Pili općeg tipa odgovorni su za pričvršćivanje na podlogu, prehranu i metabolizam vode i soli. Brojni su - nekoliko stotina po stanici. Spolni pili (1-3 po stanici) stvaraju kontakt između stanica, prenoseći genetske informacije između njih konjugacijom (vidi 5. poglavlje). Posebno su zanimljivi pili tipa IV, kod kojih su krajevi hidrofobni, zbog čega se uvijaju, te se pili još nazivaju i kovrče. Nalazi se-

nalaze se na polovima stanice. Ovi pili se nalaze u patogenim bakterijama. Imaju antigenska svojstva, uspostavljaju kontakt između bakterije i stanice domaćina i sudjeluju u stvaranju biofilma (vidi Poglavlje 3). Mnogi pili su receptori za bakteriofage.

Sporovi - osebujan oblik mirujućih bakterija s gram-pozitivnim tipom strukture stanične stijenke. bakterije roda koje stvaraju spore bacil, kod kojih veličina spore ne prelazi promjer stanice, nazivaju se bacili. Spore koje tvore bakterije kod kojih veličina spore premašuje promjer stanice, zbog čega poprimaju oblik vretena, nazivaju se klostridija, kao što su bakterije roda Clostridium(od lat. Clostridium- vreteno). Spore su otporne na kiseline, pa se boje crveno prema metodi Aujeszkog ili prema metodi Ziehl-Nelsena, a vegetativna stanica je plava.

Sporulacija, oblik i položaj spora u stanici (vegetativno) je svojstvo vrste bakterija, koje ih omogućuje međusobno razlikovanje. Oblik spora je ovalan i sferičan, mjesto u stanici je terminalno, tj. na kraju štapića (kod uzročnika tetanusa), subterminalni - bliže kraju štapića (kod uzročnika botulizma, plinske gangrene) i središnji (kod bacila antraksa).

Proces sporulacije (sporulacije) prolazi kroz niz faza, tijekom kojih se dio citoplazme i kromosoma bakterijske vegetativne stanice odvajaju, okružuju rastućom citoplazmatskom membranom, te nastaje prospora.

Protoplast prospore sadrži nukleoid, sustav za sintezu proteina i sustav za proizvodnju energije koji se temelji na glikolizi. Citokroma nema čak ni u aerobima. Ne sadrži ATP, energija za klijanje pohranjena je u obliku 3-glicerol fosfata.

Prospora je okružena dvjema citoplazmatskim membranama. Sloj koji okružuje unutarnju membranu spore naziva se stijenka spora, sastoji se od peptidoglikana i glavni je izvor stanične stijenke tijekom klijanja spora.

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

Izvan vanjske citoplazmatske membrane nalazi se ljuska spore, koji se sastoji od proteina sličnih keratinu,

koji sadrži više intramolekulskih disulfidnih veza. Ova ljuska pruža otpornost na kemijska sredstva. Spore nekih bakterija imaju dodatni pokrov - egzosporija prirode lipoproteina. Tako nastaje višeslojna slabo propusna ljuska.

Sporulacija je popraćena intenzivnim trošenjem prospore, a potom i nastajanjem ovojnice dipikolinske kiseline i kalcijevih iona. Spora dobiva otpornost na toplinu, što je povezano s prisutnošću kalcijevog dipikolinata u njemu.

Spora može postojati dugo vremena zbog prisutnosti višeslojne ljuske, kalcijevog dipikolinata, niskog sadržaja vode i usporenih metaboličkih procesa. U tlu, na primjer, uzročnici antraksa i tetanusa mogu postojati desetljećima.

Pod povoljnim uvjetima, spore klijaju kroz tri uzastopna stadija: aktivacija, inicijacija, rast. U tom 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. Stadij rasta karakterizira brz rast, popraćen uništavanjem ljuske i oslobađanjem sadnice.

Vrijeme čitanja: 6 min

Moderna je znanost u posljednjim stoljećima fantastično napredovala. Međutim, neke misterije još uvijek uzbuđuju umove istaknutih znanstvenika.

Danas nije pronađen odgovor na hitno pitanje - koliko vrsta bakterija postoji na našem ogromnom planetu?

Bakterija- organizam jedinstvene unutarnje organizacije, koji karakteriziraju svi procesi karakteristični za žive organizme. Bakterijska stanica ima mnoge nevjerojatne značajke, a jedna od njih je raznolikost oblika.

Bakterijska stanica može biti sferična, štapićasta, kubična ili zvjezdasta. Osim toga, bakterije su lagano savijene ili tvore razne kovrče.

Oblik stanice igra važnu ulogu u pravilnom funkcioniranju mikroorganizma, jer može utjecati na sposobnost bakterije da se pričvrsti na druge površine, dobije potrebne tvari i kreće se.

Minimalna veličina stanice obično je 0,5 µm, no u iznimnim slučajevima veličina bakterije može doseći 5,0 µm.

Struktura stanice svake bakterije je strogo uređena. Njegova se građa bitno razlikuje od građe drugih stanica, primjerice biljaka i životinja. Stanice svih vrsta bakterija nemaju elemente kao što su: diferencirana jezgra, unutarstanične membrane, mitohondrije, lizosomi.

Bakterije imaju specifične građevne komponente – trajne i nepostojane.

U trajne komponente ubrajaju se: citoplazmatska membrana (plazmolema), stanična stijenka, nukleoid, citoplazma. Nestalne strukture su: kapsula, bičevi, plazmidi, pili, resice, fimbrije, spore.

citoplazmatska membrana

Svaka bakterija obavijena je citoplazmatskom membranom (plazmolema), koja se sastoji od 3 sloja. Membrana sadrži globuline odgovorne za selektivni transport raznih tvari u stanicu.

Plazma membrana također obavlja sljedeće važne funkcije:

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

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

stanične stijenke

Strukturna komponenta svojstvena samo bakterijskim stanicama je stanična stijenka. Ovo je kruta propusna membrana, koja djeluje kao važna komponenta strukturnog kostura stanice. Nalazi se na vanjskoj strani citoplazmatske membrane.

Stanična stijenka ima funkciju zaštite, a osim toga stanici daje trajni oblik. Njegova površina prekrivena je brojnim sporama koje propuštaju potrebne tvari i uklanjaju produkte raspadanja mikroorganizma.

Zaštita unutarnjih komponenti od osmotskih i mehaničkih učinaka još je jedna funkcija stijenke. Ima neizostavnu ulogu u kontroli diobe stanica i raspodjeli nasljednih svojstava u njoj. Sadrži peptidoglikan koji stanici daje vrijedna imunobiološka svojstva.

Debljina stanične stijenke kreće se od 0,01 do 0,04 µm. S godinama bakterije rastu i sukladno tome se povećava količina materijala od kojeg je izgrađena.

Nukleoid

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

Nukleoid je jedna molekula DNA zatvorena u prsten. Duljina molekule je 1 mm, a količina informacija je oko 1000 značajki.

Nukleoid je glavni nositelj materijala o svojstvima bakterije i glavni čimbenik u prijenosu tih svojstava na potomstvo. Nukleoid u bakterijskim stanicama nema jezgricu, membranu ili bazične proteine.

Citoplazma

Citoplazma- vodena otopina koja sadrži sljedeće komponente: mineralne spojeve, hranjive tvari, proteine, ugljikohidrate i lipide. Omjer ovih tvari ovisi o starosti i vrsti bakterije.

Citoplazma sadrži različite strukturne komponente: ribosomi, granule i mezosomi.

• Ribosomi su odgovorni za sintezu proteina. Njihov kemijski sastav uključuje RNA molekule i proteine.
• Mezosomi su uključeni u stvaranje spora i reprodukciju stanica. Može biti u obliku mjehurića, petlje, tubule.
• Granule služe kao dodatni izvor energije za bakterijske stanice. Ovi elementi dolaze u različitim oblicima. Sadrže polisaharide, škrob, masne kapljice.

Kapsula

Kapsula To je sluzava struktura čvrsto vezana za staničnu stijenku. Promatrajući je pod svjetlosnim mikroskopom, vidi se da kapsula obavija stanicu, a njezine vanjske granice imaju jasno izraženu konturu. U bakterijskoj stanici kapsula služi kao zaštitna barijera protiv faga (virusa).

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

Glavne funkcije kapsule:

• • prianjanje na stanice u ljudskom tijelu. Na primjer, streptokoki se lijepe za zubnu caklinu i u savezu s drugim mikrobima izazivaju karijes;
  • zaštita od negativnih uvjeta okoliša: otrovne tvari, mehanička oštećenja, povišena razina kisika;
  • sudjelovanje u metabolizmu vode (zaštita stanica od isušivanja);
  • stvaranje dodatne osmotske barijere.

Kapsula se sastoji od 2 sloja:

• unutarnji - dio sloja citoplazme;
• vanjski - rezultat ekskretorne funkcije bakterije.

Klasifikacija se temeljila na strukturnim značajkama kapsula. Oni su:

• normalan;
• složene kapsule;
• s poprečno prugastim fibrilama;
• diskontinuirane kapsule.

Neke bakterije stvaraju i mikrokapsulu, što je sluzava tvorevina. Mikrokapsula se može otkriti samo pod elektronskim mikroskopom, budući da je debljina ovog elementa samo 0,2 mikrona ili čak i manje.

Bičevi

Većina bakterija ima površinske strukture stanice koje osiguravaju njezinu pokretljivost i kretanje - flagele. To su dugi procesi u obliku lijeve spirale, građeni od flagelina (kontraktilnog proteina).

Glavna funkcija flagela je da omogućuju bakterijama da se kreću u tekućem okruženju u potrazi za povoljnijim uvjetima. Broj bičeva u jednoj stanici može varirati: od jednog do nekoliko bičeva, bičevi na cijeloj površini stanice ili samo na jednom njezinom polu.

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

• Monotričan- imaju samo jedan flagelum.
• lofotričan- imaju određeni broj flagela na jednom kraju bakterije.
• amfitrihe- karakterizira prisutnost flagela na polarnim suprotnim polovima.
• Peritrichi- flagele se nalaze po cijeloj površini bakterije, karakterizira ih sporo i glatko kretanje.
• Atrichi- flagele su odsutne.

Flagella obavlja motoričku aktivnost, čineći rotacijske pokrete. Ako bakterija nema flagele, još uvijek se može kretati, odnosno klizati uz pomoć sluzi po površini stanice.

Plazmidi

Plazmidi su male mobilne molekule DNA odvojene od kromosomskih čimbenika nasljeđa. Ove komponente obično sadrže genetski materijal koji čini bakteriju otpornijom na antibiotike.

Svoja svojstva mogu prenositi s jednog mikroorganizma na drugi. Unatoč svim svojim značajkama, plazmidi ne djeluju kao važni elementi za život bakterijske stanice.

Pili, resice, fimbrije

Te su strukture lokalizirane na površini bakterija. Broje od dvije jedinice do nekoliko tisuća po ćeliji. I bakterijska pokretna i nepokretna stanica imaju ove strukturne elemente, budući da nemaju nikakvog utjecaja na sposobnost kretanja.

Kvantitativno, pili dosežu nekoliko stotina po bakteriji. Postoje pili koji su odgovorni za prehranu, metabolizam vode i soli, kao i konjugacijski (spolni) pili.

Resice karakterizira šuplji cilindrični oblik. Kroz te strukture virusi ulaze u bakteriju.

Resice se ne smatraju esencijalnim sastavnim dijelovima bakterije, budući da i bez njih proces diobe i rasta može biti uspješno dovršen.

Fimbrije se u pravilu nalaze na jednom kraju stanice. Ove strukture omogućuju mikroorganizmu da se učvrsti u tkivima tijela. Neke fimbrije imaju posebne proteine ​​koji su u kontaktu s receptorskim završecima stanica.

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

polemika

Spore nastaju u slučaju negativne fizičke ili kemijske manipulacije bakterije (kao posljedica sušenja ili nedostatka hranjivih tvari). Različite su veličine spora, budući da u različitim stanicama mogu biti potpuno različite. Oblik spora također se razlikuje - ovalne su ili sferične.

Prema položaju u stanici, spore se dijele na:

• središnji - njihov položaj u samom središtu, kao, na primjer, kod antraksa;
• subterminal - nalazi se na kraju štapa, dajući oblik kluba (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. Višeslojno je i sastoji se uglavnom od proteina. Povećana otpornost spora na negativne uvjete i vanjske utjecaje osigurava se upravo zahvaljujući proteinima.

Strukturne komponente stanice su ljuska bakterije, koja se sastoji od stanične stijenke, citoplazmatske membrane, a ponekad i kapsule; citoplazma; ribosomi; razne citoplazmatske inkluzije; nukleoid (nukleus). Neke vrste bakterija također imaju spore, bičeve, trepetljike (pili, fimbrije) (slika 2).

stanične stijenke obvezno stvaranje bakterija većine vrsta. Njegova struktura ovisi o vrsti i pripadnosti
bakterije u skupine diferencirane bojanjem po Gramu. Masa stanične stijenke je oko 20% suhe mase cijele stanice, debljina je od 15 do 80 nm.

Riža. 3. Shema građe bakterijske stanice

1 - kapsula; 2 - stanična stijenka; 3 - citoplazmatska membrana; 4 - citoplazma; 5 - mezosomi; 6 - ribosomi; 7 - nukleoid; 8 - intracitoplazmatske membranske formacije; 9 - masne kapi; 10 - granule polisaharida; 11 - granule polifosfata; 12 - inkluzije sumpora; 13 - flagela; 14 - bazalno tijelo

Stanična stijenka ima pore promjera do 1 nm, pa je polupropusna membrana kroz koju prodiru hranjive tvari i oslobađaju produkti metabolizma.

Te tvari mogu prodrijeti u mikrobnu stanicu tek nakon prethodnog hidrolitičkog cijepanja specifičnim enzimima koje bakterije izlučuju u vanjski okoliš.

Kemijski sastav stanične stijenke je heterogen, ali je konstantan za određenu vrstu bakterija, što služi za identifikaciju. U sastavu stanične stijenke pronađeni su dušični spojevi, lipidi, celuloza, polisaharidi, pektinske tvari.

Najvažnija kemijska komponenta stanične stijenke 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 razini citoplazmatske membrane.

Razni tipovi peptidoglikana stanične stijenke imaju specifičan aminokiselinski sastav i, ovisno o tome, određeni kemotip, koji se uzima u obzir pri identifikaciji mliječnokiselih i drugih bakterija.

U staničnoj stijenci Gram-negativnih bakterija peptidoglikan je predstavljen jednim slojem, dok u stijenci Gram-pozitivnih bakterija tvori više slojeva.

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

U homopozitivnim mikroorganizmima obojeni ljubičasti kompleks ne otapa se pod utjecajem etanola i, prema tome, ne gubi boju; kada se boje fuksinom (crvena boja), stanice ostaju tamnoljubičaste.

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

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

Značaj peptidoglikana je u tome što zahvaljujući njemu stanična stijenka ima krutost, tj. elastičnost, te je zaštitni okvir bakterijske stanice.

Kada se peptidoglikan uništi, na primjer, pod djelovanjem lizozima, stanična stijenka gubi krutost i kolabira. Sadržaj stanice (citoplazma) zajedno s citoplazmatskom membranom poprima kuglasti oblik, odnosno postaje protoplast (sferoplast).

Mnogi enzimi za sintezu i razgradnju povezani su sa staničnom stijenkom. Komponente stanične stijenke sintetiziraju se u citoplazmatskoj membrani i zatim transportiraju u staničnu stijenku.

citoplazmatska membrana smješten ispod stanične stijenke i tijesno uz njezinu unutarnju površinu. To je polupropusna membrana koja okružuje citoplazmu i unutarnji sadržaj stanice - protoplast. Citoplazmatska membrana je zadebljani vanjski sloj citoplazme.

Citoplazmatska membrana je glavna barijera između citoplazme i okoliša, kršenje njezinog integriteta dovodi do smrti stanice. Sastoji se od proteina (50-75%), lipida (15-45%), u mnogim vrstama - ugljikohidrata (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 stanične stijenke; membranski enzimi - selektivno prenose različite organske i anorganske molekule i ione kroz membranu, membrana sudjeluje u transformaciji stanične energije, kao i u replikaciji kromosoma, u prijenosu elektrokemijske energije i elektrona.

Dakle, citoplazmatska membrana osigurava selektivni ulazak u stanicu i uklanjanje iz nje različitih tvari i iona.

Derivati ​​citoplazmatske membrane su mezosomi . To su kuglaste strukture nastale kada se membrana uvije u kovrču. Nalaze se s obje strane - na mjestu formiranja stanične pregrade ili blizu zone lokalizacije nuklearne DNA.

Mezosomi su funkcionalno ekvivalentni mitohondrijima u stanicama viših organizama. Oni sudjeluju u redoks reakcijama bakterija, igraju važnu ulogu u sintezi organskih tvari, u formiranju stanične stijenke.

Kapsula je derivat vanjskog sloja stanične ovojnice i sluznica koja okružuje jednu ili više mikrobnih stanica. Njegova debljina može doseći 10 mikrona, što je mnogo puta više od debljine same bakterije.

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

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

Citoplazma- složeni koloidni sustav s velikom količinom vode (80-85%), u kojem su raspršeni proteini, ugljikohidrati, lipidi, kao i mineralni spojevi i druge tvari.

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

Jedan dio citoplazme je u stanju sola (otopine), ima homogenu strukturu i sadrži skup topljivih ribonukleinskih kiselina, enzimskih proteina i metaboličkih produkata.

Drugi dio predstavljaju ribosomi, inkluzije različite kemijske prirode, genetski aparat i druge intracitoplazmatske strukture.

Ribosomi- to su submikroskopske granule, koje su sferne nukleoproteinske čestice promjera od 10 do 20 nm, molekularne težine od oko 2-4 milijuna.

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

Citoplazmatske inkluzije su produkti metabolizma, kao i rezervni produkti, zbog kojih stanica živi u uvjetima nedostatka hranjivih tvari.

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

polemika bakterije su uspavani oblik koji se ne razmnožava. Nastaju unutar stanice, okrugle su ili ovalne tvorevine. Spore tvore pretežno gram-pozitivne bakterije, štapićastog oblika s aerobnim i anaerobnim tipom disanja u starim kulturama, kao iu nepovoljnim uvjetima okoline (nedostatak hranjivih tvari i vlage, nakupljanje produkata metabolizma u mediju, promjene pH i temperature uzgoja). , prisutnost ili odsutnost atmosferskog kisika itd.) mogu prijeći na alternativni razvojni program, što će rezultirati sporovima. U tom slučaju u stanici nastaje jedna spora. To ukazuje da je sporulacija kod bakterija prilagodba za očuvanje vrste (jedinke), a ne način njihova razmnožavanja. Proces sporulacije javlja se, u pravilu, u vanjskom okruženju unutar 18-24 sata.

Zrela spora zauzima približno 0,1 volumena matične stanice. Spore se kod različitih bakterija razlikuju po obliku, veličini, položaju u stanici.

Nazivaju se mikroorganizmi čiji promjer spora ne prelazi širinu vegetativne stanice bacili, bakterije koje imaju spore, čiji je promjer 1,5-2 puta veći od promjera stanice, nazivaju se klostridije.

Unutar mikrobne stanice spora se može nalaziti u sredini - središnje mjesto, na kraju - terminalno i između središta i kraja stanice - subterminalno mjesto.

Bičevi bakterije su lokomotorni organi (organi kretanja), uz pomoć kojih se bakterije mogu kretati brzinom do 50-60 mikrona/s. U isto vrijeme, za 1 s, bakterije prekrivaju duljinu svog tijela 50-100 puta. Duljina flagele premašuje duljinu bakterije za 5-6 puta. Debljina flagele je u prosjeku 12-30 nm.

Broj flagela, njihova veličina i položaj stalni su za pojedine vrste prokariota i stoga se uzimaju u obzir pri njihovoj identifikaciji.

Ovisno o broju i položaju bičeva, bakterije se dijele na monotrične (monopolarne monotrične) - stanice s jednim bičem na jednom od krajeva, lofotrične (monopolarne politrične) - snop bičeva nalazi se na jednom od krajeva, amfitrične (bipolarne). polytrichous) - bičevi se nalaze na svakom od polova, peritrihousni - bičevi se nalaze po cijeloj površini stanice (slika 4) i atrichous - bakterije lišene bičeva.

Priroda kretanja bakterija ovisi o broju flagela, starosti, karakteristikama kulture, temperaturi, prisutnosti raznih kemikalija i drugim čimbenicima. Monotrichous imaju najveću mobilnost.

Flagele se češće nalaze kod štapićastih bakterija; one nisu vitalne stanične strukture, budući da postoje neflagelirane varijante pokretnih bakterija.

Bakterijska stanica kao cjelina uređena je vrlo jednostavno. Odvojen je od vanjskog okoliša citoplazmatskom membranom i ispunjen citoplazmom, u kojoj se nalazi nukleoidna zona, uključujući kružnu molekulu DNA, s koje može "visjeti" transkribirana mRNA, na koju su pak pričvršćeni ribosomi, sintetizirajući protein na njegovoj matrici istovremeno s procesom sinteze samog proteina.matrice. U isto vrijeme, DNK se može povezati s proteinima koji provode njezinu replikaciju i popravak. Bakterijski ribosomi su manji od eukariotskih i imaju koeficijent sedimentacije 70S. Njih, kao i eukariotske, tvore dvije podjedinice - mala (30S), koja uključuje 16S rRNA, i velika - 50S, uključujući 23S i 5S rRNA molekule.

Na fotografiji dobivenoj transmisijskim mikroskopom (slika 1) jasno se vidi svijetla zona u kojoj se nalazi genetski aparat i odvijaju procesi transkripcije i translacije. Ribosomi su vidljivi kao male granularne inkluzije.

Najčešće, u bakterijskoj stanici, genom je predstavljen samo jednom molekulom DNA, koja je zatvorena u prsten, ali postoje iznimke. Neke bakterije mogu imati više od jedne molekule DNK. Na primjer, Deinococus radiodurans, bakterija poznata po svojoj fenomenalnoj otpornosti na zračenje i sposobnosti da sigurno podnese dozu zračenja 2000 puta veću od smrtonosne doze za ljude, ima dvije kopije svoje genomske DNK. Poznato je da bakterije imaju tri ili četiri kopije. Neke vrste DNA možda nisu zatvorene u krug, a neke Agrobacterium sadrže jednu kružnu i jednu linearnu DNA.

Osim nukleoida, genetski materijal može biti prisutan u stanici u obliku dodatnih malih kružnih molekula DNA - plazmida. Plazmidi se repliciraju neovisno o nukleoidu i često sadrže gene koji su korisni za stanicu, dajući stanici, na primjer, otpornost na antibiotike, sposobnost apsorbiranja novih supstrata, sposobnost konjugacije i još mnogo toga. Plazmidi se mogu prenositi i iz stanice majke u stanicu kćer, a horizontalnim prijenosom mogu se prenositi iz jedne stanice u drugu.

Bakterijska stanica najčešće je okružena ne samo membranom, već i staničnom stijenkom, a prema vrsti građe stanične stijenke bakterije se dijele u dvije skupine – gram-pozitivne i gram-negativne.

Staničnu stijenku bakterija tvori peptidoglikan – murein. Na molekularnoj razini, mureinski sloj je mreža koju tvore molekule N-acetilglukozamina i N-acetilmuramske kiseline, umrežene u duge lance β-1-4-glikozidnim vezama, susjedni lanci su pak povezani poprečno peptidni mostovi (slika 2) . Tako ispada jedna velika mreža koja okružuje ćeliju.

Gram-pozitivne bakterije imaju debelu staničnu stijenku koja se nalazi na vrhu membrane. Murein je umrežen s drugom vrstom molekula - teihoičnom i lipoteihoičnom (ako su povezane s membranskim lipidima) kiselinom. Vjeruje se da te molekule daju elastičnost stanične stijenke pod poprečnom kompresijom i napetosti, djelujući kao opruge. Budući da je sloj mureina debeo, lako se mrlja metodom po Gramu: stanice izgledaju svijetloljubičaste jer se boja (gentian ili metilviolet) zaglavi u sloju stanične stijenke.

U Gram-negativnih bakterija, mureinski sloj je vrlo tanak (s izuzetkom cijanobakterija), stoga, kada se boji po Gramu, ljubičasta boja se ispire, a stanice se boje u boji druge boje (slika 3. ).

Stanična stijenka gram-negativnih bakterija prekrivena je s gornje strane drugom, vanjskom, membranom koja je lipoproteinima pričvršćena na peptidoglikan. Prostor između citoplazmatske membrane i vanjske membrane naziva se periplazma. Vanjska membrana sadrži lipopoliproteine, lipopolisaharide (LPS), kao i proteine ​​koji tvore hidrofilne pore. Komponente vanjske membrane često su odgovorne za interakciju stanice s vanjskim okolišem. Sadrži antigene, receptore faga, molekule uključene u konjugaciju itd.

Budući da se Gram-pozitivne i Gram-negativne stanice razlikuju u strukturi ovojnice (Slika 4, gore), razlikuje se i aparat koji učvršćuje bič u staničnoj ovojnici (Slika 4, dolje).

Bič gram-pozitivnih bakterija usidren je u membranu s dva proteinska prstena (S-prsten i M-prsten) i pokreće ga sustav proteina koji, trošeći energiju, tjeraju filament na vrtnju. Kod gram-negativnih bakterija, osim ovog dizajna, postoje još dva prstena koji dodatno učvršćuju bič u vanjskoj membrani i staničnoj stijenci.

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

Osim flagela, na površini bakterijskih stanica mogu postojati i drugi izdanci - pili. To su proteinske resice koje omogućuju prianjanje bakterija na različite površine (povećavaju hidrofobnost stanice) ili sudjeluju u transportu metabolita i procesu konjugacije (F-pili).

Bakterijska stanica obično ne sadrži membranske strukture, uključujući vezikule, ali mogu postojati razne vrste inkluzija (rezervni lipidi, sumpor) i mjehurići plina okruženi proteinskom membranom. Stanica bez membrane može skladištiti molekule polisaharida, cijanoficina (kao depo dušika), a može sadržavati i karboksisome - vezikule koje sadrže enzim RuBisCO, neophodan za fiksaciju ugljičnog dioksida u Calvinovom ciklusu.

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

Ovaj naziv grupa dolazi od imena liječnika G.K. Grama, koji je razvio metodu za bojenje staničnih stijenki bakterija, koja omogućuje razlikovanje stanica s različitim tipovima strukture stanične stijenke.

Ribuloza bisfosfat karboksilaza/oksigenaza

Glavne razlike između prokariotske (bakterijske) stanice i eukariotske su: nepostojanje formalizirane jezgre (tj. nuklearne membrane), nepostojanje unutarstaničnih membrana, jezgrica, Golgijevog kompleksa, lizosoma i mitohondrija.

Glavne strukture bakterijske stanice su:

Nukleoid - je nasljedni (genetski) materijal bakterijske stanice, predstavljen 1 molekulom DNA, zatvorenom u prsten i supersmotanom (uvijenom u labavu loptu). Duljina DNK je oko 1 mm. Količina informacija je oko 1000 gena (osobina). Nukleoid nije odvojen od citoplazme membranom.

Citoplazma je koloid, tj. vodena otopina proteina, ugljikohidrata. Lipidi, minerali, u kojima postoje ribosomi, inkluzije, plazmidi.

Sinteza proteina odvija se na ribosomima. Ribosomi prokariota se od eukariota razlikuju po manjoj veličini (70 S).

Inkluzije su rezervne hranjive tvari bakterijske stanice, kao i nakupine pigmenata. U rezervne hranjive tvari ubrajaju se: granule volutina (anorganski polifosfat), glikogen, granuloza, škrob, masne kapi, nakupine pigmenta, sumpor, kalcij. Inkluzije, u pravilu, nastaju kada se bakterije uzgajaju na bogatim hranjivim medijima i nestaju tijekom gladovanja.

Stanična membrana – ograničava citoplazmu. Sastoji se od dvostrukog sloja fosfolipida i ugrađenih membranskih proteina. CM, osim barijerne i transportne funkcije, imaju ulogu središta metaboličke aktivnosti (za razliku od eukariotske stanice). Membranski proteini odgovorni za prijenos esencijalnih tvari u stanicu nazivaju se permeaze. Na unutarnjoj površini CM nalaze se enzimski ansambli, tj. uređene nakupine enzimskih molekula odgovornih za sintezu nositelja energije - ATP molekula. CM može formirati invaginacije u citoplazmi, koje se nazivaju mezosomi. Postoje dvije vrste mezosoma:

Septal - formiraju poprečne pregrade u procesu diobe stanica.

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

Nukleoid, CP i CM čine protoplast.

Jedno od karakterističnih svojstava bakterija je vrlo visok intracelularni osmotski tlak (od 5 do 20 atm), koji je rezultat intenzivnog metabolizma. Stoga, radi zaštite od osmotskog šoka, bakterijska stanica je okružena čvrstom staničnom stijenkom.

Prema građi stanične stijenke sve bakterije se dijele u 2 skupine: Imaju jednoslojnu staničnu stijenku – Gram-pozitivne. Imaju dvoslojnu staničnu stijenku - Gram negativne. Imena Gram+ i Gram- imaju svoju povijest. Godine 1884. danski mikrobiolog Hans Christian Gram razvio je originalnu metodu za bojenje mikroba, prema kojoj su neke bakterije bile obojene plavo (gram+), a druge crveno (gram-). Kemijska osnova različite obojenosti bakterija prema Gramovoj metodi razjašnjena je relativno nedavno - prije oko 35 godina. Pokazalo se da G- i G+ bakterije imaju različite strukture stanične stijenke. Građa stanične stijenke G+ bakterija. Osnovu stanične stijenke G+ bakterija čine 2 polimera: peptidoglikana i teihoične kiseline. Peptidoglikan je linearni polimer s izmjeničnim ostacima muramske kiseline i acetilglukozamina. Tetrapeptid (protein) je kovalentno vezan na muramsku kiselinu. Niti peptidoglikana međusobno su povezani peptidima i čine čvrsti okvir – osnovu stanične stijenke. Između niti peptidoglikana nalazi se još jedan polimer – teihoične kiseline (glicerol TK i ribitol TK) – polimer polifosfata. Teihoične kiseline djeluju na površini stanične stijenke i glavni su antigeni G+ bakterija. Osim toga, Mg ribonukleat uključen je u staničnu stijenku G+ bakterija. Stijenka G-bakterija sastoji se od 2 sloja: unutarnji sloj predstavlja mono- ili dvosloj peptidoglikana (tanki sloj). Vanjski sloj sastoji se od lipopolisaharida, lipoproteina, proteina, fosfolipida. LPS svih G-bakterija imaju toksična svojstva i svojstva praga i nazivaju se endotoksini.

Kada je izložen određenim tvarima, kao što je penicilin, sinteza peptidoglikanskog sloja je poremećena. Pritom od G+ bakterija nastaje protoplast, a od G-bakterija sferoplast (jer je sačuvan vanjski sloj stanične stijenke).

Pod određenim uvjetima uzgoja, stanice bez stanične stijenke zadržavaju sposobnost rasta i diobe, pa se takvi oblici nazivaju L-oblici (prema nazivu Instituta Lister, gdje je ovaj fenomen otkriven). U nekim slučajevima, nakon eliminacije čimbenika koji inhibira sintezu stanične stijenke, L-oblici mogu prijeći u svoje izvorne oblike.

Mnoge bakterije sintetiziraju mukoznu tvar, koja se sastoji od mukopolisaharida, koja se taloži na vanjskoj strani stanične stijenke, okružujući bakterijsku stanicu sluzavim omotačem. Ovo je kapsula. Funkcija kapsule je zaštita bakterija od fazocitoze.

Površinske strukture bakterijske stanice.

Organi pričvršćivanja za podlogu (adhezije) su pili (fimbrije) ili cilije. Polaze od stanične membrane. Sastoji se od proteina pilina. Broj pila može doseći 400 po 1 stanici.

Organi prijenosa nasljedne informacije su F-drank ili spol-drank. F-pilule nastaju samo ako je stanica neparna plazmidu, jer F-pili proteini kodiraju plazmidnu DNA. Oni su tanka duga cijev koja se pričvršćuje na drugu bakterijsku stanicu. Kroz formirani kanal plazmid prelazi u susjednu bakterijsku stanicu.

Organi kretanja - flagele - su spiralne niti. Njihova duljina može premašiti njihov promjer za 10 ili više puta. Flagele su građene od proteina flagellina. Baza flageluma povezana je sa staničnom membranom kroz bazalno tijelo. Bazalno tijelo sastoji se od sustava prstenova koji, rotirajući, prenose rotacijsko gibanje na flagellum. Prema položaju flageluma bakterije se dijele na mono-, lofo-, amfi-, peritrične.