A baktériumok szerkezetét jól tanulmányozzák a teljes sejtek és ultravékony metszeteik elektronmikroszkópos vizsgálatával, valamint más módszerekkel. A baktériumsejtet sejtfalból és citoplazmatikus membránból álló membrán veszi körül. A héj alatt protoplazma található, amely zárványokkal ellátott citoplazmából és egy örökletes készülékből áll - a mag analógja, az úgynevezett nukleoid (2.2. ábra). Vannak további struktúrák: kapszula, mikrokapszula, nyálka, flagella, pili. Egyes baktériumok kedvezőtlen körülmények között képesek spórákat képezni.

Rizs. 2.2. A baktériumsejt felépítése: 1 - kapszula; 2 - sejtfal; 3 - citoplazmatikus membrán; 4 - mezoszómák; 5 - nukleoid; 6 - plazmid; 7 - riboszómák; 8 - zárványok; 9 - flagellum; 10 - ivott (villi)

sejtfal- erős, rugalmas szerkezet, amely a baktériumoknak bizonyos formát ad, és az alatta lévő citoplazmatikus membránnal együtt visszafogja a magas ozmotikus nyomást a baktériumsejtben. Részt vesz a sejtosztódás folyamatában és a metabolitok szállításában, receptorai vannak bakteriofágokhoz, bakteriocinokhoz és különféle anyagokhoz. A Gram-pozitív baktériumok legvastagabb sejtfala (2.3. ábra). Tehát, ha a Gram-negatív baktériumok sejtfalának vastagsága körülbelül 15-20 nm, akkor a Gram-pozitív baktériumokban elérheti az 50 nm-t vagy még többet is.

A baktériumok sejtfala abból áll peptidoglikán. A peptidoglikán egy polimer. Párhuzamos poliszacharid-glikánláncok képviselik, amelyek ismétlődő N-acetil-glükózamin és N-acetil-muraminsav-maradékokból állnak, amelyeket glikozidos kötéssel kapcsolnak össze. Ezt a kötést a lizozim, az acetilmuramidáz bontja meg.

Egy tetrapeptid kovalens kötéssel kapcsolódik az N-acetil-muraminsavhoz. A tetrapeptid L-alaninból áll, amely N-acetil-muraminsavhoz kapcsolódik; D-glutamin, amely a gram-pozitív baktériumokban az L-lizinhez kapcsolódik, a gram-pozitív baktériumokban

Rizs. 2.3. A bakteriális sejtfal architektonikája

baktériumok - diaminopimelinsavval (DAP), amely a lizin prekurzora az aminosavak bakteriális bioszintézisének folyamatában, és egyedülálló vegyület, amely csak a baktériumokban található; A 4. aminosav a D-alanin (2.4. ábra).

A gram-pozitív baktériumok sejtfala kis mennyiségű poliszacharidot, lipidet és fehérjét tartalmaz. E baktériumok sejtfalának fő alkotóeleme egy többrétegű peptidoglikán (murein, mukopeptid), amely a sejtfal tömegének 40-90%-át teszi ki. A Gram-pozitív baktériumokban a peptidoglikán különböző rétegeinek tetrapeptidjei 5 glicin (pentaglicin) maradékból álló polipeptidláncokkal kapcsolódnak egymáshoz, ami merev geometriai szerkezetet ad a peptidoglikánnak (2.4. ábra, b). Kovalensen kötődik a Gram-pozitív baktériumok sejtfalának peptidoglikánjához teichoinsavak(görögből. tekhos- fal), melynek molekulái 8-50 glicerin és ribitolmaradékból álló láncok, amelyeket foszfáthidak kötnek össze. A baktériumok alakját és erejét a többrétegű merev rostos szerkezet adja, a peptidoglikán térhálós peptid keresztkötéseivel.

Rizs. 2.4. A peptidoglikán szerkezete: a - Gram-negatív baktériumok; b - Gram-pozitív baktériumok

A Gram-pozitív baktériumok azon képessége, hogy megtartsák az enciánibolyát jóddal kombinálva (a baktériumok kékeslila színe) a Gram-festés során, összefügg a többrétegű peptidoglikán azon tulajdonságával, hogy kölcsönhatásba lép a festékkel. Ezenkívül a baktériumkenet alkohollal történő későbbi kezelése a peptidoglikán pórusainak beszűkülését okozza, és ezáltal visszatartja a festéket a sejtfalban.

A Gram-negatív baktériumok alkohollal való érintkezés után elveszítik a festéket, ami a kisebb mennyiségű peptidoglikánnak köszönhető (a sejtfal tömegének 5-10%-a); alkohollal elszíneződnek, fukszinnal vagy szafraninnal kezelve kipirosodnak. Ez a sejtfal szerkezeti sajátosságainak köszönhető. A Gram-negatív baktériumok sejtfalában a peptidoglikánt 1-2 réteg képviseli. A rétegek tetrapeptidjei közvetlen peptidkötéssel kapcsolódnak egymáshoz az egyik tetrapeptid DAP aminocsoportja és egy másik réteg tetrapeptidjének D-alanin karboxilcsoportja között (2.4. ábra, a). A peptidoglikánon kívül egy réteg található lipoprotein, DAP-on keresztül peptidoglikánhoz kötődnek. Ezt követi külső membrán sejtfal.

külső membrán egy mozaik szerkezet, amelyet lipopoliszacharidok (LPS), foszfolipidek és fehérjék képviselnek. Belső rétegét foszfolipidek képviselik, a külső rétegben pedig az LPS található (2.5. ábra). Így a külső mem-

Rizs. 2.5. A lipopoliszacharid szerkezete

a brán aszimmetrikus. A külső membrán LPS-e három fragmensből áll:

Lipid A - konzervatív szerkezet, majdnem ugyanaz a gram-negatív baktériumokban. A lipid A foszforilált glükózamin diszacharid egységekből áll, amelyekhez hosszú zsírsavláncok kapcsolódnak (lásd a 2.5. ábrát);

A tehénrész magja vagy rúdja (lat. mag- mag), viszonylag konzervatív oligoszacharid szerkezet;

Nagyon variábilis O-specifikus poliszacharid lánc, amely azonos oligoszacharid szekvenciák ismétlődéséből jön létre.

Az LPS-t a lipid A rögzíti a külső membránban, amely meghatározza az LPS toxicitását, ezért endotoxinnal azonosítják. A baktériumok antibiotikumok általi elpusztítása nagy mennyiségű endotoxin felszabadulásához vezet, ami endotoxikus sokkot okozhat a betegben. A lipid A-tól az LPS magja vagy magrésze távozik. Az LPS magjának legállandóbb része a ketodezoxioktonsav. O-specifikus poliszacharid lánc, amely az LPS molekula magrészéből nyúlik ki,

ismétlődő oligoszacharid egységekből áll, meghatározza egy bizonyos baktériumtörzs szerocsoportját, szerovariáját (az immunszérum segítségével kimutatható baktériumtípus). Így az LPS fogalma az O-antigénre vonatkozó elképzelésekhez kapcsolódik, amelyek szerint a baktériumok megkülönböztethetők. A genetikai változások hibákhoz, a bakteriális LPS lerövidüléséhez vezethetnek, és ennek eredményeként az R-formák durva kolóniáinak megjelenéséhez, amelyek elveszítik O-antigén-specifitását.

Nem minden Gram-negatív baktérium rendelkezik teljes O-specifikus poliszacharid lánccal, amely ismétlődő oligoszacharid egységekből áll. Különösen a nemzetséghez tartozó baktériumok Neisseria rövid glikolipidje van, amelyet lipooligoszacharidnak (LOS) neveznek. Összehasonlítható az R-formával, amely elvesztette az O-antigén specifitását, amit a durva mutáns törzsekben figyeltek meg. E. coli. A VOC szerkezete hasonlít a humán citoplazmatikus membrán glikoszfingolipidére, így a VOC utánozza a mikrobát, lehetővé téve az számára, hogy elkerülje a gazdaszervezet immunválaszát.

A külső membrán mátrixának fehérjéi úgy hatolnak át rajta, hogy a fehérjemolekulák, ún. porinok, hidrofil pórusokat határolnak, amelyeken víz és kis, legfeljebb 700 D relatív tömegű hidrofil molekulák haladnak át.

A külső és a citoplazmatikus membrán között van periplazmatikus tér, vagy enzimeket (proteázokat, lipázokat, foszfatázokat, nukleázokat, β-laktamázokat) tartalmazó periplazmák, valamint a transzportrendszerek komponensei.

A bakteriális sejtfal szintézisének megsértése esetén a lizozim, a penicillin, a test védőfaktorai és más vegyületek hatására megváltozott (gyakran gömb alakú) sejtek képződnek: protoplasztok- sejtfaltól teljesen mentes baktériumok; szferoplasztok Részben megőrzött sejtfalú baktériumok. A sejtfal-inhibitor eltávolítása után az ilyen megváltozott baktériumok visszafordíthatják, pl. teljes értékű sejtfalat szerezzen és visszaállítsa eredeti formáját.

Azokat a szferoid vagy protoplaszt típusú baktériumokat, amelyek antibiotikumok vagy más tényezők hatására elvesztették a peptidoglikán szintézisére való képességüket, és képesek szaporodni, ún. L alakú(a D. Lister Institute nevéből, ahol először

tanulmányozták). Az L-formák mutációk következtében is kialakulhatnak. Ozmotikusan érzékeny, gömb alakú, lombik alakú, különböző méretű sejtek, beleértve a baktériumszűrőkön átmenőket is. Egyes L-formák (instabilok), ha eltávolítják azt a faktort, amely a baktériumok változásához vezetett, megfordulhat, és visszatérhet az eredeti baktériumsejthez. Az L-formák számos fertőző betegség kórokozóját képezhetik.

citoplazmatikus membrán ultravékony metszetek elektronmikroszkópos vizsgálatakor ez egy háromrétegű membrán (2, egyenként 2,5 nm vastag sötét réteget egy világos - köztes) választ el. Szerkezetében hasonló az állati sejtek plazmolemmájához, és kettős lipidrétegből, főleg foszfolipidekből áll, beágyazott felülettel és integrált fehérjékkel, mintha áthatolna a membrán szerkezetén. Ezek egy része az anyagok szállításában részt vevő permeáz. Az eukarióta sejtekkel ellentétben a baktériumsejt citoplazmatikus membránjában (a mikoplazmák kivételével) nincsenek szterolok.

A citoplazmatikus membrán egy dinamikus szerkezet, mobil komponensekkel, ezért mobil folyadékszerkezetként mutatják be. Körülveszi a baktériumok citoplazmájának külső részét, részt vesz az ozmotikus nyomás szabályozásában, az anyagok szállításában és a sejt energia-anyagcseréjében (az elektrontranszport lánc enzimjei, az adenozin-trifoszfatáz - ATPáz stb. miatt). A túlzott növekedéssel (a sejtfal növekedéséhez képest) a citoplazma membrán invaginátumok - invaginációk bonyolultan csavarodott membránszerkezetek formájában, ún. mezoszómák. A kevésbé bonyolult csavart struktúrákat intracitoplazmatikus membránoknak nevezzük. A mezoszómák és az intracitoplazmatikus membránok szerepe nem teljesen tisztázott. Még azt is feltételezik, hogy ezek olyan műtermékek, amelyek az elektronmikroszkópos készítmény előkészítése (rögzítése) után keletkeznek. Ennek ellenére úgy gondolják, hogy a citoplazma membrán származékai részt vesznek a sejtosztódásban, energiát adva a sejtfal szintéziséhez, részt vesznek az anyagok kiválasztásában, a spóraképzésben, pl. nagy energiafogyasztású folyamatokban. A citoplazma foglalja el a baktériumok nagy részét

Egy nális sejt, és oldható fehérjékből, ribonukleinsavakból, zárványokból és számos kis szemcsékből áll - a fehérjék szintéziséért (transzlációjáért) felelős riboszómákból.

Riboszómák A baktériumok mérete körülbelül 20 nm, ülepedési együtthatója pedig 70S, ellentétben az eukarióta sejtekre jellemző 80S riboszómákkal. Ezért egyes antibiotikumok a bakteriális riboszómákhoz kötődnek, és gátolják a bakteriális fehérjeszintézist anélkül, hogy befolyásolnák az eukarióta sejtekben a fehérjeszintézist. A bakteriális riboszómák két alegységre disszociálhatnak: 50S és 30S. rRNS - a baktériumok konzervatív elemei (az evolúció „molekuláris órája”). A 16S rRNS a riboszómák kis alegységének, a 23S rRNS pedig a riboszómák nagy alegységének része. A 16S rRNS vizsgálata a génrendszertani alapja, lehetővé téve az élőlények rokonsági fokának felmérését.

A citoplazmában különféle zárványok találhatók glikogén granulátum, poliszacharidok, β-hidroxi-vajsav és polifoszfátok (volutin) formájában. Tápanyagfelesleggel felhalmozódnak a környezetben, és tartalék anyagokként működnek a táplálkozás és az energiaszükséglet szempontjából.

Voljutyin affinitása van az alapfestékekhez, és speciális festési módszerekkel (például Neisser szerint) könnyen kimutatható metakromatikus granulátum formájában. A toluidinkék vagy metilénkék a volutint vörös-ibolyára, a bakteriális citoplazmát pedig kékre festik. A diftéria bacillusban a volutin szemcsék jellegzetes elrendezése a sejt intenzíven festett pólusai formájában mutatkozik meg. A volutin metakromatikus festődése a polimerizált szervetlen polifoszfát magas tartalmához kapcsolódik. Elektronmikroszkóp alatt 0,1–1 µm méretű elektronsűrű szemcséknek tűnnek.

Nukleoid a baktériumok sejtmagjának megfelelője. A baktériumok központi zónájában található, kétszálú DNS formájában, szorosan összetömörítve, mint egy labda. A bakteriális nukleoid, az eukariótáktól eltérően, nem rendelkezik magburokkal, nukleolusszal és bázikus fehérjékkel (hisztonokkal). A legtöbb baktérium egy kromoszómát tartalmaz, amelyet egy gyűrűbe zárt DNS-molekula képvisel. De néhány baktériumnak két gyűrű alakú kromoszómája van. (V. cholerae)és lineáris kromoszómák (lásd 5.1.1. szakasz). A nukleoidot fénymikroszkóp alatt detektálják, miután specifikus DNS-sel megfestették

módszerek: Felgen vagy Romanovsky-Giemsa szerint. A baktériumok ultravékony metszeteinek elektrondiffrakciós mintázatán a nukleoid világos zónák formájában van kialakítva, fibrilláris, fonalszerű DNS-struktúrákkal, amelyek a kromoszóma-replikációban részt vevő citoplazmatikus membrán vagy mezoszóma bizonyos területeihez kapcsolódnak.

A nukleoidon kívül a baktériumsejt extrakromoszómális öröklődési faktorokat tartalmaz – plazmidokat (lásd 5.1.2. fejezet), amelyek kovalensen zárt DNS-gyűrűk.

Kapszula, mikrokapszula, nyálka.kapszula - 0,2 µm-nél vastagabb nyálkahártya szerkezet, amely erősen kapcsolódik a bakteriális sejtfalhoz, és jól meghatározott külső határokkal rendelkezik. A kapszula kenetekben-lenyomatokban megkülönböztethető a kóros anyagtól. A tiszta baktériumkultúrákban a kapszula ritkábban képződik. A Burri-Gins szerinti speciális kenetfestési módszerekkel érzékelik, amelyek negatív kontrasztot hoznak létre a kapszula anyagai között: a tinta sötét hátteret hoz létre a kapszula körül. A kapszula poliszacharidokból (exopoliszacharidokból), néha polipeptidekből áll, például az anthrax bacillusban, D-glutaminsav polimerekből áll. A kapszula hidrofil, nagy mennyiségű vizet tartalmaz. Megakadályozza a baktériumok fagocitózisát. A kapszula antigén: a kapszula elleni antitestek növekedését okozzák (kapszuladuzzadási reakció).

Sok baktérium képződik mikrokapszula- 0,2 mikronnál kisebb vastagságú nyálkahártya képződés, csak elektronmikroszkóppal detektálható.

Meg kell különböztetni a kapszulától nyálka - nyálkahártya exopoliszacharidok, amelyek nem rendelkeznek egyértelmű külső határokkal. A nyálka vízben oldódik.

A mukoid exopoliszacharidok a Pseudomonas aeruginosa nyálkahártya törzseire jellemzőek, gyakran megtalálhatók a cisztás fibrózisban szenvedő betegek köpetében. A bakteriális exopoliszacharidok részt vesznek az adhézióban (az aljzathoz tapadnak); glikokalixnak is nevezik.

A kapszula és a nyálka megvédi a baktériumokat a károsodástól és a kiszáradástól, mivel hidrofil lévén jól megköti a vizet és megakadályozza a makroorganizmus és a bakteriofágok védőfaktorainak hatását.

Flagella baktériumok határozzák meg a baktériumsejt mobilitását. A zászlók vékony szálak, amelyek felvesznek

a citoplazma membránból származó, hosszabbak, mint maga a sejt. A flagellák 12-20 nm vastagok és 3-15 µm hosszúak. Három részből állnak: egy spirálszálból, egy kampóból és egy alaptestből, amely speciális korongokkal ellátott rudat tartalmaz (egy pár korong a gram-pozitív és két pár a gram-negatív baktériumokban). A flagellák korongjai a citoplazma membránhoz és a sejtfalhoz kapcsolódnak. Ez egy rúddal ellátott villanymotor hatását hozza létre - egy rotor, amely forgatja a flagellumot. A citoplazma membránján lévő protonpotenciálok különbségét energiaforrásként használják fel. A rotációs mechanizmust a proton ATP szintetáz biztosítja. A flagellum forgási sebessége elérheti a 100 ford./perc értéket. Ha egy baktériumnak több flagellája van, azok szinkronban forogni kezdenek, egyetlen köteggé fonódnak össze, egyfajta légcsavart alkotva.

A flagellák egy flagellin nevű fehérjéből állnak. (flagellum- flagellum), amely egy antigén - az úgynevezett H-antigén. A flagellin alegységek feltekerednek.

A különböző fajokhoz tartozó baktériumokban a flagellák száma egytől (monotrich) a Vibrio cholerae-ben a baktérium kerülete mentén tíz vagy százig terjed (peritrich), Escherichia coliban, Proteusban stb. A Lofotrich-félék egyik végén egy köteg flagella található a sejt. Az amphitrichusban egy flagellum vagy egy köteg flagella található a sejt ellentétes végén.

A flagellákat nehézfémekkel permetezett készítmények elektronmikroszkóppal vagy fénymikroszkóppal mutatják ki, speciális módszerekkel történő feldolgozás után, amelyek különböző anyagok maratásán és adszorpcióján alapulnak, ami a flagellák vastagságának növekedéséhez vezet (például ezüstözés után).

Villi vagy pili (fimbriae)- fonalas képződmények, vékonyabbak és rövidebbek (3-10 nm * 0,3-10 mikron), mint a flagellák. A Pili a sejtfelszínről nyúlik ki, és a pilin fehérjéből áll. Többféle fűrész ismert. Az általános típusú pilák felelősek az aljzathoz való kötődésért, a táplálkozásért és a víz-só anyagcseréért. Számos – sejtenként több száz. A nemi pilusok (sejtenként 1-3) kapcsolatot teremtenek a sejtek között, és a genetikai információkat konjugáció útján továbbítják közöttük (lásd 5. fejezet). Különös érdeklődésre tartanak számot a IV-es típusú pilusok, amelyeknél a végei hidrofóbok, aminek következtében csavarodnak, ezeket a pilusokat göndörnek is nevezik. található-

a sejt pólusain helyezkednek el. Ezek a pilusok patogén baktériumokban találhatók. Antigén tulajdonságokkal rendelkeznek, kapcsolatba lépnek a baktérium és a gazdasejt között, és részt vesznek a biofilm kialakításában (lásd 3. fejezet). Sok pili a bakteriofágok receptora.

Viták - a nyugvó baktériumok sajátos formája, gram-pozitív típusú sejtfalszerkezettel. nemzetséghez tartozó spóraképző baktériumok bacilus, amelyekben a spóra mérete nem haladja meg a sejt átmérőjét, bacilusoknak nevezzük. Azokat a spóraképző baktériumokat, amelyeknél a spóra mérete meghaladja a sejt átmérőjét, ezért orsó formát öltenek, ún. klostridiumok, mint például a nemzetséghez tartozó baktériumok Clostridium(a lat. Clostridium- orsó). A spórák savállóak, ezért Aujeszky módszerrel vagy Ziehl-Nelsen módszerrel vörösre festődnek, a vegetatív sejt pedig kék színű.

A spórák kialakulása, a spórák alakja és elhelyezkedése a sejtben (vegetatív) a baktériumok faji sajátossága, amely lehetővé teszi azok egymástól való megkülönböztetését. A spórák alakja ovális és gömb alakú, a sejtben való elhelyezkedésük terminális, i.e. a pálcika végén (tetanusz kórokozójában), subterminálisan - közelebb a pálcika végéhez (botulizmus, gáz gangréna kórokozóiban) és központi (anthrax bacillusokban).

A sporuláció (sporuláció) folyamata több szakaszon megy keresztül, melynek során a baktérium vegetatív sejt citoplazmájának egy része és kromoszómája elválik, növekvő citoplazmatikus membrán veszi körül, és prospóra képződik.

A prospóra protoplaszt egy nukleoidot, egy fehérjeszintetizáló rendszert és egy glikolízisen alapuló energiatermelő rendszert tartalmaz. A citokrómok még az aerobokban is hiányoznak. Nem tartalmaz ATP-t, a csíráztatáshoz szükséges energiát 3-glicerin-foszfát formájában tárolják.

A prospórát két citoplazmatikus membrán veszi körül. A spóra belső membránját körülvevő réteget ún spórafal, peptidoglikánból áll, és a sejtfal fő forrása a spórák csírázása során.

A külső membrán és a spórafal között vastag réteg képződik, amely peptidoglikánból áll, amely sok keresztkötést tartalmaz, - kéreg.

A külső citoplazmatikus membránon kívül található spórahéj, keratinszerű fehérjékből áll,

több intramolekuláris diszulfid kötést tartalmaz. Ez a héj ellenáll a vegyi anyagoknak. Egyes baktériumok spóráinak további burkolata van - exosporium lipoprotein természet. Így egy többrétegű, rosszul áteresztő héj képződik.

A sporuláció a prospóra intenzív fogyasztásával, majd a dipikolinsav és a kalciumionok felbukkanó spórahéjával jár együtt. A spóra hőállóságot szerez, ami a kalcium-dipikolinát jelenlétével függ össze.

A spóra hosszú ideig fennmaradhat a többrétegű héj, a kalcium-dipikolinát, az alacsony víztartalom és a lassú anyagcsere-folyamatok miatt. A talajban például a lépfene és a tetanusz kórokozói évtizedekig fennmaradhatnak.

Kedvező körülmények között a spórák három egymást követő szakaszon keresztül csíráznak: aktiválás, beindulás, növekedés. Ebben az esetben egy spórából egy baktérium képződik. Az aktiválás a csírázásra való készenlét. 60-80 °C hőmérsékleten a spóra aktiválódik a csírázáshoz. A csírázás beindítása néhány percig tart. A növekedési szakaszt gyors növekedés jellemzi, amelyet a héj pusztulása és a palánta kiszabadulása kísér.

Olvasási idő: 6 perc

A modern tudomány az elmúlt évszázadokban fantasztikus fejlődésen ment keresztül. Néhány rejtély azonban még mindig izgatja a kiemelkedő tudósok elméjét.

Ma nem találták meg a választ a sürgető kérdésre - hányféle baktérium létezik hatalmas bolygónkon?

Baktérium- egyedi belső szerveződésű szervezet, amelyet az élő szervezetekre jellemző összes folyamat jellemez. A baktériumsejtnek számos csodálatos tulajdonsága van, amelyek közül az egyik a változatos alakzat.

A baktériumsejt lehet gömb alakú, rúd alakú, köbös vagy csillag alakú. Ezenkívül a baktériumok enyhén hajlottak, vagy különféle fürtöket képeznek.

A sejt alakja fontos szerepet játszik a mikroorganizmus megfelelő működésében, mivel befolyásolhatja a baktérium más felületekhez való kötődését, a szükséges anyagok beszerzését, mozgását.

A minimális sejtméret általában 0,5 µm, de kivételes esetekben a baktérium mérete elérheti az 5,0 µm-t is.

Bármely baktérium sejtjének szerkezete szigorúan rendezett. Szerkezete jelentősen eltér más sejtek, például növények és állatok szerkezetétől. Minden típusú baktérium sejtjei nem rendelkeznek olyan elemekkel, mint: differenciált sejtmag, intracelluláris membránok, mitokondriumok, lizoszómák.

A baktériumoknak sajátos szerkezeti összetevői vannak - állandó és nem állandó.

Az állandó komponensek a következők: citoplazmatikus membrán (plazmolemma), sejtfal, nukleoid, citoplazma. Nem állandó struktúrák: kapszula, flagella, plazmidok, pili, bolyhok, fimbriák, spórák.

citoplazmatikus membrán

Minden baktériumot citoplazmatikus membrán (plazmolemma) vesz körül, amely 3 rétegből áll. A membrán globulinokat tartalmaz, amelyek különböző anyagok szelektív szállításáért felelősek a sejtbe.

A plazmamembrán a következő fontos funkciókat is ellátja:

• mechanikai- biztosítja a baktérium és minden szerkezeti elem autonóm működését;
• receptor- a plazmalemmában elhelyezkedő fehérjék receptorként működnek, azaz segítik a sejtet a különféle jelek érzékelésében;
• energia Egyes fehérjék felelősek az energiaátvitel funkcióiért.

A plazmamembrán működésének megsértése ahhoz a tényhez vezet, hogy a baktérium összeomlik és meghal.

sejtfal

A csak a baktériumsejtekben rejlő szerkezeti komponens a sejtfal. Ez egy merev, áteresztő membrán, amely a sejt szerkezeti vázának fontos összetevőjeként működik. A citoplazma membrán külső oldalán található.

A sejtfal védő funkciót lát el, emellett pedig állandó formát ad a sejtnek. Felületét számos spóra borítja, amelyek beengedik a szükséges anyagokat és eltávolítják a bomlástermékeket a mikroorganizmusból.

A fal másik funkciója a belső alkatrészek védelme az ozmotikus és mechanikai hatásokkal szemben. Nélkülözhetetlen szerepet játszik a sejtosztódás szabályozásában és a benne lévő örökletes tulajdonságok eloszlásában. Peptidoglikánt tartalmaz, amely értékes immunbiológiai tulajdonságokat ad a sejtnek.

A sejtfal vastagsága 0,01 és 0,04 µm között van. Az életkor előrehaladtával a baktériumok szaporodnak, és ennek megfelelően növekszik az anyag mennyisége, amelyből épül.

Nukleoid

Nukleoid egy prokarióta, amely a baktériumsejt összes örökletes információját tárolja. A nukleoid a baktérium központi részében található. Tulajdonságai egyenértékűek a kernellel.

A nukleoid egyetlen, gyűrűbe zárt DNS-molekula. A molekula hossza 1 mm, az információ mennyisége pedig körülbelül 1000 jellemző.

A nukleoid a baktérium tulajdonságairól szóló anyag fő hordozója, és a fő tényező ezeknek a tulajdonságoknak az utódokra való átvitelében. A baktériumsejtekben lévő nukleoidnak nincs magja, membránja vagy bázikus fehérjéi.

Citoplazma

Citoplazma- vizes oldat, amely a következő összetevőket tartalmazza: ásványi vegyületek, tápanyagok, fehérjék, szénhidrátok és lipidek. Ezen anyagok aránya a baktériumok korától és típusától függ.

A citoplazma különféle szerkezeti komponenseket tartalmaz: riboszómák, szemcsék és mezoszómák.

• A riboszómák felelősek a fehérjeszintézisért. Kémiai összetételük RNS-molekulákat és fehérjét tartalmaz.
• A mezoszómák részt vesznek a spóraképzésben és a sejtszaporodásban. Lehet buborék, hurok, tubulus formájában.
• A granulátumok kiegészítő energiaforrásként szolgálnak a baktériumsejtek számára. Ezek az elemek többféle formában jelennek meg. Poliszacharidokat, keményítőt, zsírcseppeket tartalmaznak.

Kapszula

Kapszula Ez egy nyálkás szerkezet, amely szorosan kötődik a sejtfalhoz. Fénymikroszkóppal vizsgálva látható, hogy a kapszula beborítja a sejtet, és külső határai jól körülhatárolható kontúrral rendelkeznek. A baktériumsejtben a kapszula védőgátként szolgál a fágok (vírusok) ellen.

A baktériumok kapszulát képeznek, amikor a környezeti feltételek agresszívvé válnak. A kapszula összetételében főként poliszacharidokat tartalmaz, és bizonyos esetekben tartalmazhat rostot, glikoproteineket, polipeptideket.

A kapszula fő funkciói:

• • adhézió az emberi test sejtjeivel. Például a streptococcusok összetapadnak a fogzománccal, és más mikrobákkal szövetségben fogszuvasodást okoznak;
  • védelem a negatív környezeti feltételektől: mérgező anyagok, mechanikai sérülések, emelkedett oxigénszint;
  • részvétel a vízanyagcserében (a sejtek védelme a kiszáradástól);
  • további ozmotikus gát létrehozása.

A kapszula 2 rétegből áll:

• belső - a citoplazmaréteg része;
• külső - a baktérium kiválasztó funkciójának eredménye.

Az osztályozás a kapszulák szerkezeti jellemzői alapján történt. Ők:

• Normál;
• komplex kapszulák;
• keresztcsíkos fibrillákkal;
• nem folyamatos kapszulák.

Egyes baktériumok mikrokapszulát is alkotnak, amely nyálkahártya képződmény. A mikrokapszula csak elektronmikroszkóp alatt detektálható, mivel ennek az elemnek a vastagsága mindössze 0,2 mikron vagy még ennél is kisebb.

Flagella

A legtöbb baktériumnak a sejt felszíni szerkezete van, amely biztosítja a mobilitást és a mozgást - flagella. Ezek hosszú folyamatok egy balkezes spirál formájában, amely flagellinből (összehúzódó fehérjéből) épül fel.

A flagellák fő funkciója, hogy lehetővé teszik a baktériumok folyékony környezetben történő mozgását a kedvezőbb körülmények keresése érdekében. A flagellák száma egy sejtben változhat: egytől több flagelláig, a sejt teljes felületén vagy csak az egyik pólusán a flagellák.

Többféle baktérium létezik, a bennük lévő flagellák számától függően:

• Egykedvű- csak egy flagellumjuk van.
• lophotrichus- bizonyos számú flagella van a baktérium egyik végén.
• amphitricches- flagellák jelenléte jellemzi a poláris ellentétes pólusokon.
• Peritrichi- a flagellák a baktérium teljes felületén találhatók, lassú és egyenletes mozgás jellemzi őket.
• Atrichi- a flagellák hiányoznak.

A flagella motoros tevékenységet végez, forgó mozgásokat végez. Ha a baktériumnak nincs flagellája, akkor is képes mozogni, vagy inkább elcsúszni a nyálka segítségével a sejt felszínén.

Plazmidok

A plazmidok kis mobil DNS-molekulák, amelyek elkülönülnek a kromoszómális öröklődési tényezőktől. Ezek az összetevők általában olyan genetikai anyagot tartalmaznak, amely ellenállóbbá teszi a baktériumot az antibiotikumokkal szemben.

Tulajdonságaikat egyik mikroorganizmusról a másikra átvihetik. Minden jellemzőjük ellenére a plazmidok nem működnek fontos elemként a baktériumsejt életében.

Pili, villi, fimbriae

Ezek a struktúrák a baktériumok felületén lokalizálódnak. Két egységtől több ezerig számítanak cellánként. Mind a bakteriális mozgékony sejt, mind az immobil sejt rendelkezik ezekkel a szerkezeti elemekkel, mivel ezek nem befolyásolják a mozgásképességet.

Mennyiségileg a pilik baktériumonként több százat is elérnek. Vannak pilik, amelyek felelősek a táplálkozásért, a víz-só anyagcseréért, valamint a konjugációs (szex) pilik.

A bolyhokat üreges hengeres forma jellemzi. Ezeken a struktúrákon keresztül jutnak be a vírusok a baktériumba.

A villit nem tekintik a baktériumok nélkülözhetetlen alkotóelemeinek, hiszen nélkülük is sikeresen lezajlik az osztódási és növekedési folyamat.

A fimbriák általában a sejt egyik végén találhatók. Ezek a struktúrák lehetővé teszik a mikroorganizmus rögzítését a test szöveteiben. Egyes fimbriákban speciális fehérjék vannak, amelyek érintkeznek a sejtek receptorvégződéseivel.

A fimbriák abban különböznek a flagelláktól, hogy vastagabbak és rövidebbek, és nem ismerik a mozgás funkcióját.

vita

A baktérium negatív fizikai vagy kémiai manipulációja esetén (száradás vagy tápanyaghiány következtében) keletkeznek spórák. Spóraméretük változatos, mivel különböző sejtekben teljesen eltérőek lehetnek. A spórák alakja is különbözik - oválisak vagy gömb alakúak.

A sejtben való elhelyezkedésük szerint a spórákat a következőkre osztják:

• központi - helyzetük a közepén, például lépfenében;
• alterminális - a rúd végén található, és klub alakot ad (a gáz gangréna kórokozójában).

Kedvező környezetben a spórák életciklusa a következő szakaszokat tartalmazza:

• előkészítő szakasz;
• aktiválási szakasz;
• beavatási szakasz;
• csírázási szakasz.

A spórákat különleges vitalitásuk jellemzi, amelyet héjuk miatt érnek el. Többrétegű, és főleg fehérjékből áll. A spórák megnövekedett ellenállása a negatív körülményekkel és a külső hatásokkal szemben pontosan a fehérjéknek köszönhetően biztosított.

A sejt szerkezeti összetevői a baktériumok héja, amely sejtfalból, citoplazmatikus membránból és néha kapszulából áll; citoplazma; riboszómák; különböző citoplazma zárványok; nukleoid (mag). Egyes baktériumfajtáknak spórái, flagellái, csillói (pili, fimbriae) is vannak (2. ábra).

sejtfal a legtöbb fajnál kötelező baktériumképződés. Felépítése típustól és hovatartozástól függ
baktériumok Gram-festéssel differenciált csoportjaiba. A sejtfal tömege a teljes sejt száraz tömegének körülbelül 20%-a, vastagsága 15-80 nm.

Rizs. 3. A baktériumsejt felépítésének vázlata

1 - kapszula; 2 - sejtfal; 3 - citoplazmatikus membrán; 4 - citoplazma; 5 - mezoszómák; 6 - riboszómák; 7 - nukleoid; 8 - intracitoplazmatikus membránképződmények; 9 - zsírcseppek; 10 - poliszacharid granulátum; 11 - polifoszfát granulátum; 12 - kénzárványok; 13 - flagella; 14 - alaptest

A sejtfal akár 1 nm átmérőjű pórusokkal rendelkezik, így egy félig áteresztő membrán, amelyen keresztül a tápanyagok behatolnak, és anyagcseretermékek szabadulnak fel.

Ezek az anyagok csak a baktériumok által a külső környezetbe szekretált specifikus enzimek által történő előzetes hidrolitikus hasítás után tudnak behatolni a mikrobiális sejtbe.

A sejtfal kémiai összetétele heterogén, de egy bizonyos típusú baktérium esetében állandó, amelyet azonosításra használnak. A sejtfal összetételében nitrogéntartalmú vegyületeket, lipideket, cellulózt, poliszacharidokat, pektin anyagokat találtak.

A sejtfal legfontosabb kémiai komponense egy komplex poliszacharid peptid. Peptidoglikánnak, glikopeptidnek, mureinnak is nevezik (a lat. Murus - fal).

A Murein egy szerkezeti polimer, amely acetil-glükózamin és acetilmuraminsav által képzett glikánmolekulákból áll. Szintézise a citoplazmában, a citoplazma membrán szintjén történik.

A különféle típusú sejtfal-peptidoglikánok specifikus aminosav-összetétellel és ettől függően egy bizonyos kemotípussal rendelkeznek, amelyet figyelembe vesznek a tejsav és más baktériumok azonosításakor.

A Gram-negatív baktériumok sejtfalában a peptidoglikán egyetlen rétegben, míg a Gram-pozitív baktériumok sejtfalában több réteget alkot.

1884-ben Gram egy olyan szövetfestési módszert javasolt, amelyet prokarióta sejtek festésére használtak. Ha a Gram-festés során a rögzített sejteket kristályibolya festék alkoholos oldatával, majd jódoldattal kezeljük, akkor ezek az anyagok stabil színű komplexet képeznek mureinnal.

A homopozitív mikroorganizmusokban a festett ibolya komplex nem oldódik fel etanol hatására, és ennek megfelelően nem színeződik el; fukszinnel (vörös festékkel) festve a sejtek sötétlila színűek maradnak.

Gram-negatív mikroorganizmusfajokban az enciánibolyát etanolban feloldják és vízzel kimossák, fukszinnal megfestve a sejt kipirosodik.

A mikroorganizmusok analin festékekkel és Gram-módszer szerinti festési képességét ún tinctoriális tulajdonságok . Ezeket fiatal (18-24 órás) tenyészetekben kell tanulmányozni, mivel a régi tenyészetekben egyes Gram-pozitív baktériumok Gram-módszerrel elvesztik pozitív festődési képességüket.

A peptidoglikán jelentősége abban rejlik, hogy ennek köszönhetően a sejtfal merev, pl. rugalmassága, és a baktériumsejt védőkerete.

Amikor a peptidoglikán elpusztul, például lizozim hatására, a sejtfal elveszti merevségét és összeomlik. A sejt (citoplazma) tartalma a citoplazmatikus membránnal együtt gömb alakú formát kap, azaz protoplaszttá (szferoplaszt) válik.

Számos szintetizáló és lebontó enzim kapcsolódik a sejtfalhoz. A sejtfal komponensei a citoplazma membránban szintetizálódnak, majd a sejtfalba kerülnek.

citoplazmatikus membrán a sejtfal alatt található és szorosan annak belső felületével szomszédos. Ez egy félig áteresztő membrán, amely körülveszi a citoplazmát és a sejt belső tartalmát - a protoplasztot. A citoplazma membrán a citoplazma megvastagodott külső rétege.

A citoplazma membrán a fő gát a citoplazma és a környezet között, integritásának megsértése sejthalálhoz vezet. Fehérjékből (50-75%), lipidekből (15-45%), sok fajnál - szénhidrátokból (1-19%) áll.

A membrán fő lipid komponensei a foszfo- és glikolipidek.

A citoplazmatikus membrán a benne lokalizált enzimek segítségével különféle funkciókat lát el: szintetizálja a membránlipideket - a sejtfal összetevőit; membránenzimek - szelektíven szállítanak különféle szerves és szervetlen molekulákat és ionokat a membránon keresztül, a membrán részt vesz a sejtenergia átalakításában, valamint a kromoszóma replikációjában, az elektrokémiai energia és elektronok átvitelében.

Így a citoplazma membrán szelektív bejutást biztosít a sejtbe, és különféle anyagokat és ionokat távolít el belőle.

A citoplazma membrán származékai azok mezoszómák . Ezek gömb alakú struktúrák, amelyek akkor keletkeznek, amikor a membránt göndörödik. Mindkét oldalon találhatók - a sejtszeptum képződésének helyén vagy a nukleáris DNS lokalizációs zónájának közelében.

A mezoszómák funkcionálisan egyenértékűek a magasabb rendű szervezetek sejtjeiben lévő mitokondriumokkal. Részt vesznek a baktériumok redox reakcióiban, fontos szerepet játszanak a szerves anyagok szintézisében, a sejtfal kialakításában.

Kapszula a sejtburok külső rétegének származéka, és egy vagy több mikrobiális sejtet körülvevő nyálkahártya. Vastagsága elérheti a 10 mikront, ami sokszorosa maga a baktérium vastagságának.

A kapszula védő funkciót lát el. A bakteriális kapszula kémiai összetétele eltérő. A legtöbb esetben összetett poliszacharidokból, mukopoliszacharidokból, néha polipeptidekből áll.

A kapszulázás általában faji tulajdonság. A mikrokapszula megjelenése azonban gyakran a baktériumtenyésztés körülményeitől függ.

Citoplazma- komplex kolloid rendszer nagy mennyiségű vízzel (80-85%), amelyben fehérjék, szénhidrátok, lipidek, valamint ásványi vegyületek és egyéb anyagok diszpergálódnak.

A citoplazma egy sejt tartalma, amelyet citoplazmatikus membrán vesz körül. Két funkcionális részre oszlik.

A citoplazma egy része szol (oldat) állapotú, homogén szerkezetű, és oldható ribonukleinsavakat, enzimfehérjéket és anyagcseretermékeket tartalmaz.

A másik részt riboszómák, különféle kémiai természetű zárványok, genetikai apparátus és egyéb intracitoplazmatikus struktúrák képviselik.

Riboszómák- ezek szubmikroszkópos szemcsék, amelyek gömb alakú nukleoprotein részecskék, amelyek átmérője 10-20 nm, molekulatömege körülbelül 2-4 millió.

A prokarióták riboszómái 60%-ban RNS-ből (ribonukleinsavból) állnak, amely a központban helyezkedik el, és 40%-ban. % fehérje, amely kívülről bevonja a nukleinsavat.

Citoplazma zárványok anyagcseretermékek, valamint tartalék termékek, amelyek miatt a sejt tápanyaghiányos körülmények között él.

A prokarióták genetikai anyaga egy tömör szerkezetű dezoxiribonukleinsav (DNS) kettős szálából áll, amely a citoplazma központi részében helyezkedik el, és nem választja el tőle membrán. A bakteriális DNS szerkezetében nem különbözik az eukarióta DNS-től, de mivel nem választja el membrán a citoplazmától, a genetikai anyag ún. nukleoid vagy genofór. A nukleáris szerkezetek gömb vagy patkó alakúak.

vita a baktériumok alvó, nem szaporodó formák. A sejt belsejében képződnek, kerek vagy ovális formációk. A spórák túlnyomórészt Gram-pozitív baktériumokat képeznek, rúd alakúak, aerob és anaerob típusú légzéssel régi tenyészetekben, valamint kedvezőtlen környezeti viszonyok között (tápanyag- és nedvességhiány, anyagcseretermékek felhalmozódása a táptalajban, pH és tenyésztési hőmérséklet változása) , a légköri oxigén jelenléte vagy hiánya stb.) alternatív fejlesztési programra válthat, ami vitákat eredményez. Ebben az esetben a sejtben egy spóra képződik. Ez azt jelzi, hogy a baktériumok spórái a fajok (egyedek) megőrzéséhez való alkalmazkodást jelentik, és nem szaporodásuknak. A sporuláció folyamata általában 18-24 órán belül megtörténik a külső környezetben.

Egy érett spóra az anyasejt térfogatának körülbelül 0,1-e. A különböző baktériumokban lévő spórák alakja, mérete és elhelyezkedése a sejtben különbözik.

Olyan mikroorganizmusokat nevezünk, amelyek spóraátmérője nem haladja meg a vegetatív sejt szélességét bacilusok, azokat a baktériumokat, amelyek spórái vannak, amelyek átmérője 1,5-2-szer nagyobb, mint a sejt átmérője, ún. clostridia.

A mikrobiális sejt belsejében a spóra középen - a központi pozícióban, a végén - a terminálisban, valamint a sejt közepe és vége között - az alterminális pozícióban helyezkedhet el.

Flagella A baktériumok mozgásszervek (mozgásszervek), amelyek segítségével a baktériumok akár 50-60 mikron/s sebességgel is mozoghatnak. Ugyanakkor 1 másodpercig a baktériumok 50-100-szorosan borítják be testük hosszát. A flagella hossza 5-6-szor haladja meg a baktériumok hosszát. A flagella vastagsága átlagosan 12-30 nm.

A flagellák száma, mérete és elhelyezkedése bizonyos típusú prokarióták esetében állandó, ezért ezeket figyelembe veszik azonosításukkor.

A flagellák számától és elhelyezkedésétől függően a baktériumokat monotrich (monopoláris monotrich) - sejtekre osztják, amelyek egyik végén egy flagellum található, lophotrichus (monopoláris polytrichous) - az egyik végén flagellaköteg található, amfitrich (bipoláris) polytrichous) - a flagellák mindegyik póluson találhatók, a peritrichus - a flagellák a sejt teljes felületén találhatók (4. ábra) és atrichus - a flagelláktól mentes baktériumok.

A baktériumok mozgásának jellege függ a flagellák számától, életkorától, a tenyészet jellemzőitől, a hőmérséklettől, a különféle vegyszerek jelenlététől és egyéb tényezőktől. A monotrichok a legnagyobb mobilitásúak.

A flagellák gyakrabban fordulnak elő rúd alakú baktériumokban; ezek nem létfontosságú sejtstruktúrák, mivel a mozgékony baktériumoknak vannak nem lobogó változatai is.

A baktériumsejt egésze meglehetősen egyszerűen van elrendezve. A külső környezettől citoplazmatikus membrán választja el, és tele van citoplazmával, amelyben a nukleoid zóna található, benne egy kör alakú DNS-molekula, amelyről az átíródott mRNS „lelóghat”, amelyhez viszont riboszómák kapcsolódnak, A fehérje szintetizálása a mátrixán magával a fehérje szintézisének folyamatával egyidejűleg. Ugyanakkor a DNS kapcsolatba hozható olyan fehérjékkel, amelyek replikációját és javítását végzik. A bakteriális riboszómák kisebbek, mint az eukarióták, és ülepedési együtthatójuk 70S. Ezeket az eukariótákhoz hasonlóan két alegység alkotja - egy kicsi (30S), amely 16S rRNS-t tartalmaz, és egy nagy - 50S, beleértve a 23S és 5S rRNS molekulákat.

A transzmissziós mikroszkóppal készült fényképen (1. ábra) jól látható egy világos zóna, amelyben a genetikai apparátus helyezkedik el, a transzkripciós és transzlációs folyamatok zajlanak. A riboszómák kis szemcsés zárványként láthatók.

Leggyakrabban egy baktériumsejtben a genomot csak egy DNS-molekula képviseli, amely egy gyűrűbe záródik, de vannak kivételek. Egyes baktériumok egynél több DNS-molekulával rendelkezhetnek. Például a Deinococus radiodurans baktérium, amely a sugárzással szembeni fenomenális rezisztenciájáról ismert, és képes biztonságosan ellenállni az emberek halálos dózisának 2000-szeresét meghaladó sugárzásnak, genomi DNS-ének két másolata van. Ismeretes, hogy a baktériumoknak három vagy négy másolata van. Egyes DNS-fajok nem záródnak körbe, és néhány Agrobacterium egy körkörös és egy lineáris DNS-t tartalmaz.

A genetikai anyag a nukleoidon kívül további kis körkörös DNS-molekulák - plazmidok - formájában is jelen lehet a sejtben. A plazmidok a nukleoidtól függetlenül replikálódnak, és gyakran tartalmaznak olyan géneket, amelyek hasznosak a sejt számára, így például rezisztenciát biztosítanak az antibiotikumokkal szemben, képesek új szubsztrátokat felszívni, konjugálni és még sok mást. A plazmidok átvihetők az anyasejtből a leánysejtbe, és horizontális átvitellel egyik sejtből a másikba.

A baktériumsejtet leggyakrabban nemcsak membrán, hanem sejtfal is veszi körül, és a sejtfal szerkezetének típusa szerint a baktériumokat két csoportra osztják - gram-pozitívra és gram-negatívra.

A baktériumok sejtfalát a peptidoglikán - murein képezi. Molekuláris szinten a murein réteg egy hálózat, amelyet N-acetil-glükózamin és N-acetil-muraminsav molekulák alkotnak, amelyeket β-1-4-glikozidos kötésekkel hosszú láncokká kereszteznek, a szomszédos láncokat pedig keresztirányú kötéssel kötik össze. peptidhidak (2. ábra). Így kiderült, hogy egy nagy hálózat veszi körül a cellát.

A Gram-pozitív baktériumoknak vastag sejtfaluk van, amely a membrán tetején ül. A murein egy másik típusú molekulával térhálósodik - teichoin és lipoteichoic (ha kapcsolódnak a membrán lipidekhez) savakkal. Úgy gondolják, hogy ezek a molekulák rugalmasságot adnak a sejtfalnak keresztirányú összenyomás és feszültség hatására, és rugóként működnek. Mivel a murein réteg vastag, a Gram-módszerrel könnyen elszíneződik: a sejtek élénklilának tűnnek, mert a festék (tárnics vagy metilibolya) megakad a sejtfalrétegben.

A Gram-negatív baktériumokban a murein réteg nagyon vékony (a cianobaktériumok kivételével), ezért a Grammal történő festéskor az ibolya festék kimosódik, és a sejtek a második festék színére festődnek (3. ábra). ).

A Gram-negatív baktériumok sejtfalát felül egy másik, külső membrán borítja, amely lipoproteineken keresztül kapcsolódik a peptidoglikánhoz. A citoplazma membrán és a külső membrán közötti teret periplazmának nevezzük. A külső membrán lipopoliproteineket, lipopoliszacharidokat (LPS), valamint hidrofil pórusokat képező fehérjéket tartalmaz. A külső membrán összetevői gyakran felelősek a sejt kölcsönhatásáért a külső környezettel. Tartalmaz antigéneket, fágreceptorokat, konjugációban részt vevő molekulákat stb.

Mivel a Gram-pozitív és Gram-negatív sejtek az integumentum felépítésében különböznek (4. ábra, fent), a flagellum sejtrétegben rögzítő berendezése is különbözik (4. ábra, lent).

A Gram-pozitív baktériumok flagellumát két fehérjegyűrű (S-gyűrű és M-gyűrű) rögzíti a membránban, és egy olyan fehérjerendszer hajtja, amely energiát fogyasztva forog a filamentumban. A Gram-negatív baktériumokban ezen a kialakításon kívül további két gyűrű található, amelyek rögzítik a flagellumot a külső membránban és a sejtfalban.

Maga a bakteriális flagellum a flagellin fehérjéből áll, melynek alegységei egy hélixbe kapcsolódnak, amelynek belsejében üreg van, és fonalat képez. A menet egy horog segítségével rugalmasan rögzíthető a rögzítő- és torziós berendezéshez.

A flagellákon kívül más kinövések is lehetnek a baktériumsejtek felszínén - pili. Ezek olyan fehérjebolyhok, amelyek lehetővé teszik a baktériumok különböző felületekhez való megtapadását (növelve a sejt hidrofóbságát), vagy részt vesznek a metabolitok szállításában és a konjugációs folyamatban (F-pili).

A baktériumsejtben általában nem találhatók membránszerkezetek, beleértve a hólyagokat is, de előfordulhatnak különféle zárványok (tartalék lipidek, kén) és fehérjemembránnal körülvett gázbuborékok. Membrán nélkül a sejt tárolhat poliszacharid molekulákat, cianoficint (nitrogénraktárként), és tartalmazhat karboxiszómákat - a RuBisCO enzimet tartalmazó vezikulákat, amely a szén-dioxid rögzítéséhez szükséges a Calvin-ciklusban.

A mikrobiológiában ez a kifejezés olyan tápanyagot jelent, amelyet egy mikroorganizmus fel tud venni.

A csoportok e neve G.K. orvos nevéből származik. Gram, aki olyan módszert dolgozott ki a bakteriális sejtfalak festésére, amely lehetővé teszi a különböző típusú sejtfalszerkezetű sejtek megkülönböztetését.

Ribulóz-biszfoszfát-karboxiláz/oxigenáz

A fő különbségek a prokarióta (bakteriális) sejt és az eukarióta sejt között a következők: formalizált sejtmag (azaz nukleáris membrán) hiánya, intracelluláris membránok, nukleolusok, Golgi komplex, lizoszómák és mitokondriumok hiánya.

A baktériumsejtek fő szerkezetei a következők:

Nukleoid - egy bakteriális sejt örökletes (genetikai) anyaga, amelyet 1 DNS-molekula képvisel, gyűrűbe zárva és szupertekervényben (laza golyóvá csavarva). A DNS hossza körülbelül 1 mm. Az információ mennyisége körülbelül 1000 gén (tulajdonság). A nukleoidot nem választja el membrán a citoplazmától.

A citoplazma kolloid, azaz. fehérjék, szénhidrátok vizes oldata. Lipidek, ásványok, amelyekben riboszómák, zárványok, plazmidok vannak.

A fehérjeszintézis a riboszómákon megy végbe. A prokarióták riboszómái kisebb méretben (70 S) különböznek az eukariótáktól.

A zárványok a baktériumsejt tartalék tápanyagai, valamint a pigmentek felhalmozódása. A tartalék tápanyagok a következők: volutin granulátum (szervetlen polifoszfát), glikogén, granulóza, keményítő, zsírcseppek, pigment, kén, kalcium felhalmozódása. A zárványok általában akkor keletkeznek, amikor a baktériumokat gazdag tápközegen tenyésztik, és az éhezés során eltűnnek.

Sejtmembrán - korlátozza a citoplazmát. Kétrétegű foszfolipidekből és beágyazott membránfehérjékből áll. A CM-ek a gát- és transzportfunkciók mellett az anyagcsere-aktivitás központjának szerepét töltik be (ellentétben az eukarióta sejtekkel). Az alapvető anyagok sejtbe történő szállításáért felelős membránfehérjéket permeázoknak nevezzük. A CM belső felületén enzimegyüttesek, azaz az energiahordozók - ATP molekulák - szintéziséért felelős enzimmolekulák rendezett halmozódásai találhatók. A CM invaginációkat képezhet a citoplazmában, amelyeket mezoszómáknak neveznek. A mezoszómáknak két típusa van:

Septal - keresztirányú válaszfalakat képez a sejtosztódás folyamatában.

Oldalirányú - a CM felületének növelésére és az anyagcsere-folyamatok sebességének növelésére szolgál.

A nukleoid, a CP és a CM protoplasztot alkotnak.

A baktériumok egyik jellegzetes tulajdonsága a nagyon magas intracelluláris ozmotikus nyomás (5-20 atm), amely az intenzív anyagcsere eredménye. Ezért az ozmotikus sokk elleni védelem érdekében a baktériumsejtet erős sejtfal veszi körül.

A sejtfal szerkezete szerint minden baktérium 2 csoportra oszlik: Egyrétegű sejtfallal rendelkezik - Gram-pozitív. Kétrétegű sejtfallal rendelkezik - Gram-negatív. A Gram+ és Gram- neveknek megvan a maga története. Hans Christian Gram dán mikrobiológus 1884-ben kidolgozott egy eredeti módszert a mikrobák megfestésére, melynek eredményeként egyes baktériumok kékre (gram+), mások vörösre (gram-) festettek. A baktériumok Gram-módszer szerinti eltérő színezésének kémiai alapját viszonylag nemrégiben - körülbelül 35 évvel ezelőtt - sikerült tisztázni. Kiderült, hogy a G- és G+ baktériumok eltérő sejtfalszerkezettel rendelkeznek. A G+ baktériumok sejtfalának felépítése. A G+ baktériumok sejtfalának alapját 2 polimer alkotja: a peptidoglikán és a teichoinsav. A peptidoglikán egy lineáris polimer, váltakozó muraminsav- és acetil-glükózamin-maradékokkal. Egy tetrapeptid (fehérje) kovalensen kötődik muraminsavhoz. A peptidoglikán szálai peptideken keresztül kapcsolódnak egymáshoz, és erős vázat alkotnak - a sejtfal alapját. A peptidoglikán szálai között van egy másik polimer - teichoinsavak (glicerin TK és ribitol TK) - polifoszfátok polimerje. A teikhoinsavak a sejtfal felszínén hatnak, és a G+ baktériumok fő antigénjei. Ezenkívül a Mg-ribonukleát a G+ baktériumok sejtfalában is megtalálható. A G-baktériumok fala 2 rétegből áll: a belső réteget egy- vagy kétrétegű peptidoglikán (vékony réteg) képviseli. A külső réteg lipopoliszacharidokból, lipoproteinekből, fehérjékből, foszfolipidekből áll. Az összes G-baktérium LPS-je toxikus és küszöbértékkel rendelkezik, és endotoxinoknak nevezik.

Ha bizonyos anyagoknak, például penicillinnek van kitéve, a peptidoglikán réteg szintézise megszakad. Ugyanakkor a G+ baktériumokból protoplaszt, a G-baktériumokból pedig szferoplaszt képződik (mert a sejtfal külső rétege megmarad).

A tenyésztés bizonyos körülményei között a sejtfal nélküli sejtek megtartják növekedési és osztódási képességüket, az ilyen formákat L-formáknak nevezik (a jelenséget felfedező Lister Intézet neve után). Egyes esetekben a sejtfal szintézisét gátló faktor megszüntetése után az L-formák az eredeti formájukba fordulhatnak.

Sok baktérium szintetizál egy nyálkahártyát, amely mukopoliszacharidokból áll, és amely a sejtfal külső oldalán rakódik le, és nyálkahártyával körülveszi a baktériumsejtet. Ez egy kapszula. A kapszula feladata a baktériumok fazocitózis elleni védelme.

A baktériumsejt felszíni szerkezetei.

A szubsztrátumhoz kötődő (tapadó) szervek a pilusok (fimbriák) vagy csillók. A sejtmembránból indulnak ki. Pilin fehérjéből áll. A pilik száma elérheti a 400-at 1 cellánként.

Az örökletes információ átvitelének szervei az F-ivott vagy szexivott. F-pillák csak akkor keletkeznek, ha a sejt páratlan a plazmidhoz képest, mert Az F-pili fehérjék plazmid DNS-t kódolnak. Vékony, hosszú cső, amely egy másik baktériumsejthez kapcsolódik. A kialakult csatornán keresztül a plazmid átjut a szomszédos baktériumsejtbe.

A mozgásszervek - flagella - spirális szálak. Hosszúságuk 10-szer vagy többször is meghaladhatja átmérőjüket. A flagellák a flagellin fehérjéből állnak. A flagellum alapja a bazális testen keresztül kapcsolódik a sejtmembránhoz. Az alaptest gyűrűk rendszeréből áll, amelyek forgás közben forgó mozgást adnak át a flagellumnak. A flagellum elhelyezkedése szerint a baktériumokat mono-, lofo-, amphi- és peririchusra osztják.