La struttura dei batteri è ben studiata utilizzando la microscopia elettronica di cellule intere e delle loro sezioni ultrasottili, nonché altri metodi. Una cellula batterica è circondata da una membrana costituita da una parete cellulare e da una membrana citoplasmatica. Sotto il guscio c'è il protoplasma, costituito da citoplasma con inclusioni e un apparato ereditario, un analogo del nucleo, chiamato nucleoide (Fig. 2.2). Ci sono strutture aggiuntive: capsula, microcapsula, muco, flagelli, pili. Alcuni batteri in condizioni avverse sono in grado di formare spore.

Riso. 2.2. Struttura di una cellula batterica: 1 - capsula; 2 - parete cellulare; 3 - membrana citoplasmatica; 4 - mesosomi; 5 - nucleoide; 6 - plasmide; 7 - ribosomi; 8 - inclusioni; 9 - flagello; 10 - bevuto (villi)

parete cellulare- una struttura forte ed elastica che conferisce ai batteri una certa forma e, insieme alla membrana citoplasmatica sottostante, trattiene l'elevata pressione osmotica nella cellula batterica. È coinvolto nel processo di divisione cellulare e trasporto di metaboliti, ha recettori per batteriofagi, batteriocine e varie sostanze. La parete cellulare più spessa nei batteri gram-positivi (Fig. 2.3). Quindi, se lo spessore della parete cellulare dei batteri gram-negativi è di circa 15-20 nm, nei batteri gram-positivi può raggiungere 50 nm o più.

La parete cellulare dei batteri è costituita da peptidoglicano. Il peptidoglicano è un polimero. È rappresentato da catene glicani polisaccaridiche parallele, costituite da residui ripetuti di N-acetilglucosamina e acido N-acetilmuramico collegati da un legame glicosidico. Questo legame è rotto dal lisozima, che è l'acetilmuramidasi.

Un tetrapeptide è legato all'acido N-acetilmuramico mediante legami covalenti. Il tetrapeptide è costituito da L-alanina, che è legata all'acido N-acetilmuramico; D-glutamina, che nei batteri gram-positivi è collegata alla L-lisina e nei batteri gram-positivi

Riso. 2.3. Schema dell'architettura della parete cellulare batterica

batteri - con acido diaminopimelico (DAP), che è un precursore della lisina nel processo di biosintesi batterica degli aminoacidi ed è un composto unico che si trova solo nei batteri; Il 4° amminoacido è la D-alanina (Fig. 2.4).

La parete cellulare dei batteri gram-positivi contiene una piccola quantità di polisaccaridi, lipidi e proteine. Il componente principale della parete cellulare di questi batteri è un peptidoglicano multistrato (mureina, mucopeptide), che costituisce il 40-90% della massa della parete cellulare. I tetrapeptidi di diversi strati di peptidoglicano nei batteri gram-positivi sono collegati tra loro da catene polipeptidiche di 5 residui di glicina (pentaglicina), che conferiscono al peptidoglicano una struttura geometrica rigida (Fig. 2.4, b). Legato in modo covalente al peptidoglicano della parete cellulare dei batteri Gram-positivi acidi teicoici(dal greco. techos- parete), le cui molecole sono catene di 8-50 residui di glicerolo e ribitolo collegate da ponti di fosfato. La forma e la forza dei batteri è data dalla struttura fibrosa rigida del multistrato, con reticolazioni peptidiche reticolate di peptidoglicano.

Riso. 2.4. Struttura del peptidoglicano: a - Batteri Gram-negativi; b - batteri gram-positivi

La capacità dei batteri gram-positivi di trattenere la violetta di genziana in combinazione con lo iodio (colore blu-viola dei batteri) durante la colorazione di Gram è associata alla proprietà del peptidoglicano multistrato di interagire con il colorante. Inoltre, il successivo trattamento di uno striscio di batteri con alcol provoca un restringimento dei pori nel peptidoglicano e quindi trattiene il colorante nella parete cellulare.

I batteri Gram-negativi dopo l'esposizione all'alcol perdono il colorante, che è dovuto a una minore quantità di peptidoglicano (5-10% della massa della parete cellulare); sono scoloriti con l'alcol e, se trattati con fucsina o safranina, diventano rossi. Ciò è dovuto alle caratteristiche strutturali della parete cellulare. Il peptidoglicano nella parete cellulare dei batteri gram-negativi è rappresentato da 1-2 strati. I tetrapeptidi degli strati sono interconnessi da un legame peptidico diretto tra il gruppo amminico del DAP di un tetrapeptide e il gruppo carbossilico della D-alanina del tetrapeptide di un altro strato (Fig. 2.4, a). Al di fuori del peptidoglicano c'è uno strato lipoproteina, legato al peptidoglicano tramite DAP. È seguito da membrana esterna parete cellulare.

membrana esternaè una struttura a mosaico rappresentata da lipopolisaccaridi (LPS), fosfolipidi e proteine. Il suo strato interno è rappresentato da fosfolipidi e l'LPS si trova nello strato esterno (Fig. 2.5). Così, la memoria esterna

Riso. 2.5. Struttura del lipopolisaccaride

la brana è asimmetrica. L'LPS della membrana esterna è costituito da tre frammenti:

Lipido A - una struttura conservativa, quasi la stessa nei batteri gram-negativi. Il lipide A è costituito da unità disaccaridiche di glucosamina fosforilata a cui sono attaccate lunghe catene di acidi grassi (vedi Figura 2.5);

Il nucleo, o asta, della parte bovina (dal lat. nucleo- core), struttura oligosaccaridica relativamente conservativa;

Una catena polisaccaridica O-specifica altamente variabile formata ripetendo identiche sequenze di oligosaccaridi.

L'LPS è ancorato nella membrana esterna dal lipide A, che determina la tossicità dell'LPS ed è quindi identificato con l'endotossina. La distruzione dei batteri da parte degli antibiotici porta al rilascio di grandi quantità di endotossina, che può causare shock endotossico nel paziente. Dal lipide A, il nucleo, o la parte centrale dell'LPS, parte. La parte più costante del nucleo di LPS è l'acido chetodesossiottonico. Catena polisaccaridica O-specifica che si estende dalla parte centrale della molecola LPS,

costituito da unità di oligosaccaridi ripetute, determina il sierogruppo, serovar (un tipo di batterio rilevato utilizzando il siero immunitario) di un determinato ceppo batterico. Pertanto, il concetto di LPS è associato alle idee sull'antigene O, in base al quale i batteri possono essere differenziati. I cambiamenti genetici possono portare a difetti, accorciamento dell'LPS dei batteri e, di conseguenza, alla comparsa di colonie ruvide di forme R che perdono la loro specificità di antigene O.

Non tutti i batteri Gram-negativi hanno una catena polisaccaridica O-specifica completa costituita da unità oligosaccaridiche ripetute. In particolare i batteri del genere Neisseria hanno un glicolipide corto chiamato lipooligosaccaride (LOS). È paragonabile alla forma R, che ha perso la specificità antigenica O, osservata in ceppi grezzi mutanti. E.coli. La struttura del VOC ricorda quella del glicosfingolipide della membrana citoplasmatica umana, quindi il VOC imita il microbo, permettendogli di eludere la risposta immunitaria dell'ospite.

Le proteine ​​della matrice della membrana esterna la permeano in modo tale che le molecole proteiche, dette porine, delimitano i pori idrofili attraverso i quali passano acqua e piccole molecole idrofile con una massa relativa fino a 700 D.

Tra la membrana esterna e quella citoplasmatica c'è spazio periplasmatico, o periplasma contenenti enzimi (proteasi, lipasi, fosfatasi, nucleasi, β-lattamasi), nonché componenti dei sistemi di trasporto.

In caso di violazione della sintesi della parete cellulare batterica sotto l'influenza di lisozima, penicillina, fattori protettivi del corpo e altri composti, si formano cellule con una forma alterata (spesso sferica): protoplasti- batteri completamente privi di parete cellulare; sferoplasti Batteri con parete cellulare parzialmente conservata. Dopo la rimozione dell'inibitore della parete cellulare, tali batteri alterati possono invertire, i. acquisire una parete cellulare a tutti gli effetti e ripristinare la sua forma originale.

Sono chiamati batteri del tipo sferoide o protoplasto che hanno perso la capacità di sintetizzare il peptidoglicano sotto l'influenza di antibiotici o altri fattori e sono in grado di moltiplicarsi A forma di L(dal nome dell'Istituto D. Lister, dove per primi

sei stato studiato). Le forme L possono anche sorgere a causa di mutazioni. Sono cellule osmoticamente sensibili, sferiche, a forma di fiasco di varie dimensioni, comprese quelle che passano attraverso i filtri batterici. Alcune forme L (instabili) quando viene rimosso il fattore che ha portato ai cambiamenti nei batteri, possono invertire, tornando alla cellula batterica originale. Le forme L possono formare molti agenti patogeni di malattie infettive.

membrana citoplasmatica al microscopio elettronico di sezioni ultrasottili, è una membrana a tre strati (2 strati scuri di 2,5 nm di spessore ciascuno sono separati da uno chiaro - intermedio). Nella struttura, è simile al plasmolemma delle cellule animali ed è costituito da un doppio strato di lipidi, principalmente fosfolipidi, con superficie incorporata e proteine ​​integrali, come se penetrasse attraverso la struttura della membrana. Alcuni di essi sono permeasi coinvolti nel trasporto di sostanze. A differenza delle cellule eucariotiche, non ci sono steroli nella membrana citoplasmatica di una cellula batterica (ad eccezione dei micoplasmi).

La membrana citoplasmatica è una struttura dinamica con componenti mobili, pertanto si presenta come una struttura fluida mobile. Circonda la parte esterna del citoplasma dei batteri ed è coinvolto nella regolazione della pressione osmotica, nel trasporto di sostanze e nel metabolismo energetico della cellula (a causa degli enzimi della catena di trasporto degli elettroni, dell'adenosina trifosfatasi - ATPasi, ecc.). Con una crescita eccessiva (rispetto alla crescita della parete cellulare), la membrana citoplasmatica forma invaginati - invaginazioni sotto forma di strutture di membrana complessamente contorte, chiamate mesosomi. Le strutture contorte meno complesse sono chiamate membrane intracitoplasmatiche. Il ruolo dei mesosomi e delle membrane intracitoplasmatiche non è stato completamente chiarito. Si suggerisce persino che siano un artefatto che si verifica dopo la preparazione (fissazione) della preparazione per la microscopia elettronica. Tuttavia, si ritiene che i derivati ​​​​della membrana citoplasmatica partecipino alla divisione cellulare, fornendo energia per la sintesi della parete cellulare, prendano parte alla secrezione di sostanze, alla formazione di spore, ad es. in processi ad alto consumo energetico. Il citoplasma occupa la maggior parte del batterio

una cellula ed è costituito da proteine ​​solubili, acidi ribonucleici, inclusioni e numerosi piccoli granuli - ribosomi responsabili della sintesi (traduzione) delle proteine.

ribosomi i batteri hanno una dimensione di circa 20 nm e un coefficiente di sedimentazione di 70S, in contrasto con i ribosomi 80S caratteristici delle cellule eucariotiche. Pertanto, alcuni antibiotici si legano ai ribosomi batterici e inibiscono la sintesi proteica batterica senza influenzare la sintesi proteica nelle cellule eucariotiche. I ribosomi batterici possono dissociarsi in due subunità: 50S e 30S. rRNA - elementi conservativi dei batteri ("orologio molecolare" dell'evoluzione). 16S rRNA fa parte della piccola subunità dei ribosomi e 23S rRNA fa parte della grande subunità dei ribosomi. Lo studio dell'rRNA 16S è alla base della sistematica genica, consentendo di valutare il grado di parentela degli organismi.

Nel citoplasma sono presenti varie inclusioni sotto forma di granuli di glicogeno, polisaccaridi, acido β-idrossibutirrico e polifosfati (volutina). Si accumulano con un eccesso di nutrienti nell'ambiente e fungono da sostanze di riserva per il fabbisogno nutrizionale ed energetico.

Volutin ha un'affinità per i coloranti di base ed è facilmente rilevabile utilizzando metodi di colorazione speciali (ad esempio, secondo Neisser) sotto forma di granuli metacromatici. Il blu di toluidina o il blu di metilene colorano il rosso-viola della volutina e il blu del citoplasma batterico. La disposizione caratteristica dei granuli di volutina si rivela nel bacillo difterico sotto forma di poli della cellula intensamente colorati. La colorazione metacromatica della volutina è associata ad un alto contenuto di polifosfato inorganico polimerizzato. Al microscopio elettronico, sembrano granuli densi di elettroni di dimensioni 0,1–1 µm.

Nucleoideè l'equivalente del nucleo nei batteri. Si trova nella zona centrale dei batteri sotto forma di DNA a doppio filamento, strettamente imballato come una palla. Il nucleoide batterico, a differenza degli eucarioti, non ha un involucro nucleare, nucleolo e proteine ​​​​di base (istoni). La maggior parte dei batteri contiene un cromosoma, rappresentato da una molecola di DNA chiusa in un anello. Ma alcuni batteri hanno due cromosomi a forma di anello. (V. colera) e cromosomi lineari (vedere paragrafo 5.1.1). Il nucleoide viene rilevato al microscopio ottico dopo la colorazione con DNA specifico

metodi: secondo Felgen o secondo Romanovsky-Giemsa. Sui modelli di diffrazione elettronica di sezioni ultrasottili di batteri, il nucleoide ha la forma di zone luminose con strutture di DNA fibrillare e filiformi associate a determinate aree con la membrana citoplasmatica o il mesosoma coinvolti nella replicazione cromosomica.

Oltre al nucleoide, la cellula batterica contiene fattori di ereditarietà extracromosomica - plasmidi (vedere paragrafo 5.1.2), che sono anelli di DNA chiusi in modo covalente.

Capsula, microcapsula, muco.Capsula - una struttura mucosa di spessore superiore a 0,2 µm, fortemente associata alla parete cellulare batterica e con confini esterni ben definiti. La capsula è distinguibile in sbavature-impronte da materiale patologico. Nelle colture pure di batteri, la capsula si forma meno frequentemente. Viene rilevato da metodi speciali di colorazione dello striscio secondo Burri-Gins, che creano un contrasto negativo delle sostanze della capsula: l'inchiostro crea uno sfondo scuro attorno alla capsula. La capsula è costituita da polisaccaridi (esopolisaccaridi), a volte da polipeptidi, ad esempio, nel bacillo dell'antrace, è costituita da polimeri di acido D-glutammico. La capsula è idrofila, contiene una grande quantità di acqua. Previene la fagocitosi dei batteri. La capsula è antigenica: gli anticorpi alla capsula provocano il suo aumento (reazione di rigonfiamento della capsula).

Si formano molti batteri microcapsula- formazione di muco con uno spessore inferiore a 0,2 micron, rilevata solo al microscopio elettronico.

Da distinguere da una capsula melma - esopolisaccaridi mucoidi che non hanno confini esterni chiari. La melma è solubile in acqua.

Gli esopolisaccaridi mucoidi sono caratteristici dei ceppi mucoidi di Pseudomonas aeruginosa, spesso presenti nell'espettorato di pazienti con fibrosi cistica. Gli esopolisaccaridi batterici sono coinvolti nell'adesione (attaccandosi ai substrati); sono anche chiamati glicocalice.

La capsula e il muco proteggono i batteri dai danni e dall'essiccamento, poiché, essendo idrofili, legano bene l'acqua e prevengono l'azione dei fattori protettivi del macroorganismo e dei batteriofagi.

Flagelli i batteri determinano la mobilità della cellula batterica. I flagelli sono filamenti sottili che assumono

originati dalla membrana citoplasmatica, sono più lunghi della cellula stessa. I flagelli sono spessi 12–20 nm e lunghi 3–15 µm. Sono costituiti da tre parti: un filamento a spirale, un uncino e un corpo basale contenente un'asta con dischi speciali (una coppia di dischi nei batteri Gram-positivi e due coppie nei Gram-negativi). I dischi dei flagelli sono attaccati alla membrana citoplasmatica e alla parete cellulare. Questo crea l'effetto di un motore elettrico con un'asta: un rotore che ruota il flagello. La differenza dei potenziali protonici sulla membrana citoplasmatica viene utilizzata come fonte di energia. Il meccanismo di rotazione è fornito dalla protone ATP sintetasi. La velocità di rotazione del flagello può raggiungere i 100 giri/min. Se un batterio ha diversi flagelli, iniziano a ruotare in modo sincrono, intrecciandosi in un unico fascio, formando una specie di elica.

I flagelli sono costituiti da una proteina chiamata flagellina. (flagello- flagello), che è un antigene - il cosiddetto antigene H. Le subunità flagelline sono avvolte.

Il numero di flagelli in batteri di specie diverse varia da uno (monotrich) in Vibrio cholerae a dieci o centinaia che si estendono lungo il perimetro del batterio (peritrich), in Escherichia coli, Proteus, ecc. I Lofotrich hanno un fascio di flagelli a un'estremità della cellula. Anfitrichous hanno un flagello o un fascio di flagelli alle estremità opposte della cellula.

I flagelli vengono rilevati mediante microscopia elettronica di preparati spruzzati con metalli pesanti o al microscopio ottico dopo l'elaborazione con metodi speciali basati sull'incisione e sull'adsorbimento di varie sostanze, portando ad un aumento dello spessore dei flagelli (ad esempio dopo l'argentatura).

Villi, o pili (fimbriae)- formazioni filamentose, più sottili e corte (3-10 nm * 0,3-10 micron) dei flagelli. I pili si estendono dalla superficie cellulare e sono composti dalla proteina pilin. Sono noti diversi tipi di seghe. I pili di tipo generale sono responsabili dell'attaccamento al substrato, della nutrizione e del metabolismo del sale e dell'acqua. Sono numerosi: diverse centinaia per cella. I pili sessuali (1-3 per cellula) creano un contatto tra le cellule, trasferendo le informazioni genetiche tra loro mediante coniugazione (vedi Capitolo 5). Di particolare interesse sono i pili di tipo IV, in cui le estremità sono idrofobiche, a causa delle quali si attorcigliano, questi pili sono anche chiamati riccioli. Situato-

si trovano ai poli della cellula. Questi pili si trovano nei batteri patogeni. Hanno proprietà antigeniche, entrano in contatto tra il batterio e la cellula ospite e partecipano alla formazione di un biofilm (vedi capitolo 3). Molti pili sono recettori per i batteriofagi.

controversie - una forma particolare di batteri a riposo con una struttura della parete cellulare di tipo gram-positivo. batteri sporigeni del genere bacillo, in cui la dimensione della spora non supera il diametro della cellula, sono chiamati bacilli. I batteri sporigeni in cui la dimensione della spora supera il diametro della cellula, motivo per cui assumono la forma di un fuso, sono chiamati clostridi, come i batteri del genere Clostridio(dal lat. Clostridio- mandrino). Le spore sono resistenti agli acidi, quindi si colorano di rosso secondo il metodo Aujeszky o secondo il metodo Ziehl-Nelsen e la cellula vegetativa è blu.

La sporulazione, la forma e la posizione delle spore in una cellula (vegetativa) sono una proprietà della specie dei batteri, che consente di distinguerli l'uno dall'altro. La forma delle spore è ovale e sferica, la posizione nella cellula è terminale, cioè all'estremità del bastoncino (nell'agente eziologico del tetano), subterminale - più vicino all'estremità del bastoncino (nei patogeni del botulismo, cancrena gassosa) e centrale (nei bacilli dell'antrace).

Il processo di sporulazione (sporulazione) passa attraverso una serie di fasi, durante le quali parte del citoplasma e il cromosoma di una cellula vegetativa batterica vengono separati, circondati da una membrana citoplasmatica in crescita e si forma una prospora.

Il protoplasto prospore contiene un nucleoide, un sistema di sintesi proteica e un sistema di produzione di energia basato sulla glicolisi. I citocromi sono assenti anche negli aerobi. Non contiene ATP, l'energia per la germinazione viene immagazzinata sotto forma di 3-glicerolo fosfato.

La prospora è circondata da due membrane citoplasmatiche. Viene chiamato lo strato che circonda la membrana interna della spora muro di spore,è costituito da peptidoglicano ed è la principale fonte della parete cellulare durante la germinazione delle spore.

Tra la membrana esterna e la parete delle spore si forma uno spesso strato, costituito da peptidoglicano, che ha molti legami incrociati, - corteccia.

Al di fuori della membrana citoplasmatica esterna si trova guscio di spore, costituito da proteine ​​simili alla cheratina,

contenenti più legami disolfuro intramolecolari. Questo guscio fornisce resistenza agli agenti chimici. Le spore di alcuni batteri hanno una copertura aggiuntiva - esosporio natura lipoproteica. Pertanto, si forma un guscio multistrato scarsamente permeabile.

La sporulazione è accompagnata da un consumo intensivo da parte della prospora e quindi dal guscio di spore emergente di acido dipicolinico e ioni calcio. La spora acquisisce resistenza al calore, che è associata alla presenza di dipicolinato di calcio in essa.

La spora può persistere a lungo a causa della presenza di un guscio multistrato, dipicolinato di calcio, basso contenuto di acqua e processi metabolici lenti. Nel terreno, ad esempio, i patogeni dell'antrace e del tetano possono persistere per decenni.

In condizioni favorevoli, le spore germinano attraverso tre fasi successive: attivazione, inizio, crescita. In questo caso, da una spora si forma un batterio. L'attivazione è la prontezza per la germinazione. Ad una temperatura di 60-80 °C, la spora viene attivata per la germinazione. L'inizio della germinazione richiede diversi minuti. La fase di crescita è caratterizzata da una rapida crescita, accompagnata dalla distruzione del guscio e dal rilascio della piantina.

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La scienza moderna ha fatto progressi fantastici negli ultimi secoli. Tuttavia, alcuni misteri eccitano ancora le menti di eminenti scienziati.

Oggi non è stata trovata la risposta alla domanda urgente: quante varietà di batteri esistono sul nostro vasto pianeta?

Batterio- un organismo con un'organizzazione interna unica, caratterizzata da tutti i processi caratteristici degli organismi viventi. La cellula batterica ha molte caratteristiche sorprendenti, una delle quali è la varietà di forme.

Una cellula batterica può essere sferica, a forma di bastoncino, cubica oa forma di stella. Inoltre, i batteri sono leggermente piegati o formano una varietà di riccioli.

La forma della cellula gioca un ruolo importante nel corretto funzionamento del microrganismo, in quanto può influenzare la capacità del batterio di attaccarsi ad altre superfici, ottenere le sostanze necessarie e muoversi.

La dimensione minima delle cellule è solitamente di 0,5 µm, tuttavia, in casi eccezionali, la dimensione del batterio può raggiungere i 5,0 µm.

La struttura della cellula di qualsiasi batterio è rigorosamente ordinata. La sua struttura differisce significativamente dalla struttura di altre cellule, come piante e animali. Le cellule di tutti i tipi di batteri non hanno elementi come: un nucleo differenziato, membrane intracellulari, mitocondri, lisosomi.

I batteri hanno componenti strutturali specifici: permanenti e non permanenti.

I componenti permanenti includono: membrana citoplasmatica (plasmolemma), parete cellulare, nucleoide, citoplasma. Le strutture non permanenti sono: capsula, flagelli, plasmidi, pili, villi, fimbrie, spore.

membrana citoplasmatica

Qualsiasi batterio è avvolto da una membrana citoplasmatica (plasmolemma), che comprende 3 strati. La membrana contiene globuline responsabili del trasporto selettivo di varie sostanze nella cellula.

La membrana plasmatica svolge anche le seguenti importanti funzioni:

• meccanico- assicura il funzionamento autonomo del batterio e di tutti gli elementi strutturali;
• recettore- le proteine ​​situate nel plasmalemma agiscono come recettori, cioè aiutano la cellula a percepire vari segnali;
• energia Alcune proteine ​​sono responsabili della funzione di trasferimento di energia.

La violazione del funzionamento della membrana plasmatica porta al fatto che il batterio collassa e muore.

parete cellulare

La componente strutturale inerente solo alle cellule batteriche è la parete cellulare. Questa è una membrana permeabile rigida, che funge da componente importante dello scheletro strutturale della cellula. Si trova all'esterno della membrana citoplasmatica.

La parete cellulare svolge la funzione di protezione e inoltre conferisce alla cellula una forma permanente. La sua superficie è ricoperta da numerose spore che lasciano entrare le sostanze necessarie e rimuovono i prodotti di decomposizione dal microrganismo.

La protezione dei componenti interni dagli effetti osmotici e meccanici è un'altra funzione della parete. Svolge un ruolo indispensabile nel controllo della divisione cellulare e nella distribuzione dei tratti ereditari in essa contenuti. Contiene peptidoglicano, che conferisce alla cellula preziose caratteristiche immunobiologiche.

Lo spessore della parete cellulare varia da 0,01 a 0,04 µm. Con l'età, i batteri crescono e la quantità di materiale da cui è costruito aumenta di conseguenza.

Nucleoide

Nucleoideè un procariota, che immagazzina tutte le informazioni ereditarie di una cellula batterica. Il nucleoide si trova nella parte centrale del batterio. Le sue proprietà sono equivalenti al kernel.

Un nucleoide è una singola molecola di DNA racchiusa in un anello. La lunghezza della molecola è di 1 mm e la quantità di informazioni è di circa 1000 caratteristiche.

Il nucleoide è il principale vettore di materiale sulle proprietà del batterio e il principale fattore nella trasmissione di queste proprietà alla prole. Il nucleoide nelle cellule batteriche non ha un nucleolo, una membrana o proteine ​​di base.

Citoplasma

Citoplasma- una soluzione acquosa contenente i seguenti componenti: composti minerali, nutrienti, proteine, carboidrati e lipidi. Il rapporto di queste sostanze dipende dall'età e dal tipo di batteri.

Il citoplasma contiene vari componenti strutturali: ribosomi, granuli e mesosomi.

• I ribosomi sono responsabili della sintesi proteica. La loro composizione chimica comprende molecole di RNA e proteine.
• I mesosomi sono coinvolti nella formazione delle spore e nella riproduzione cellulare. Può avere la forma di una bolla, un cappio, un tubulo.
• I granuli fungono da risorsa energetica aggiuntiva per le cellule batteriche. Questi elementi sono disponibili in una varietà di forme. Contengono polisaccaridi, amido, goccioline di grasso.

Capsula

CapsulaÈ una struttura mucosa strettamente legata alla parete cellulare. Esaminandola al microscopio ottico, puoi vedere che la capsula avvolge la cellula e i suoi confini esterni hanno un contorno chiaramente definito. In una cellula batterica, la capsula funge da barriera protettiva contro i fagi (virus).

I batteri formano una capsula quando le condizioni ambientali diventano aggressive. La capsula include nella sua composizione principalmente polisaccaridi e in alcuni casi può contenere fibre, glicoproteine, polipeptidi.

Le principali funzioni della capsula:

• • adesione con le cellule del corpo umano. Ad esempio, gli streptococchi si uniscono allo smalto dei denti e, in alleanza con altri microbi, provocano la carie;
  • protezione da condizioni ambientali negative: sostanze tossiche, danni meccanici, livelli elevati di ossigeno;
  • partecipazione al metabolismo dell'acqua (protezione delle cellule dall'essiccamento);
  • creazione di un'ulteriore barriera osmotica.

La capsula forma 2 strati:

• interno - parte dello strato di citoplasma;
• esterno - il risultato della funzione escretrice del batterio.

La classificazione si basava sulle caratteristiche strutturali delle capsule. Sono:

• normale;
• capsule complesse;
• con fibrille a strisce incrociate;
• capsule discontinue.

Alcuni batteri formano anche una microcapsula, che è una formazione mucosa. La microcapsula può essere rilevata solo al microscopio elettronico, poiché lo spessore di questo elemento è di soli 0,2 micron o anche meno.

Flagelli

La maggior parte dei batteri ha strutture superficiali della cellula che ne forniscono mobilità e movimento: i flagelli. Questi sono lunghi processi sotto forma di una spirale sinistrorsa, costruita dalla flagellina (una proteina contrattile).

La funzione principale dei flagelli è quella di consentire ai batteri di muoversi in un ambiente liquido alla ricerca di condizioni più favorevoli. Il numero di flagelli in una cellula può variare: da uno a più flagelli, flagelli sull'intera superficie della cellula o solo su uno dei suoi poli.

Esistono diversi tipi di batteri, a seconda del numero di flagelli in essi contenuti:

• Monotrico- hanno un solo flagello.
• lofotrico- avere un certo numero di flagelli a un'estremità del batterio.
• anfitriche- caratterizzato dalla presenza di flagelli ai poli opposti.
• Peritrichi- i flagelli si trovano su tutta la superficie del batterio, sono caratterizzati da un movimento lento e regolare.
• Atrichi- i flagelli sono assenti.

I flagelli svolgono attività motoria, effettuando movimenti rotatori. Se il batterio non ha flagelli, è comunque in grado di muoversi, o meglio, di scivolare con l'aiuto del muco sulla superficie della cellula.

plasmidi

I plasmidi sono piccole molecole di DNA mobili separate dai fattori di ereditarietà cromosomica. Questi componenti di solito contengono materiale genetico che rende il batterio più resistente agli antibiotici.

Possono trasferire le loro proprietà da un microrganismo all'altro. Nonostante tutte le loro caratteristiche, i plasmidi non agiscono come elementi importanti per la vita di una cellula batterica.

Pili, villi, fimbrie

Queste strutture sono localizzate sulle superfici dei batteri. Contano da due unità a diverse migliaia per cella. Sia la cellula batterica mobile che la cellula immobile hanno questi elementi strutturali, poiché non hanno alcun effetto sulla capacità di movimento.

Quantitativamente, i pili raggiungono diverse centinaia per batterio. Ci sono pili che sono responsabili della nutrizione, del metabolismo del sale e dell'acqua e dei pili di coniugazione (sesso).

I villi sono caratterizzati da una forma cilindrica cava. È attraverso queste strutture che i virus entrano nel batterio.

I villi non sono considerati componenti essenziali di un batterio, poiché anche senza di essi il processo di divisione e crescita può essere completato con successo.

Le fimbrie si trovano, di regola, a un'estremità della cellula. Queste strutture consentono al microrganismo di essere fissato nei tessuti del corpo. Alcune fimbrie hanno proteine ​​speciali che sono in contatto con le terminazioni recettoriali delle cellule.

La fimbria differisce dai flagelli in quanto sono più spessi e più corti e inoltre non realizzano la funzione del movimento.

controversia

Le spore si formano in caso di manipolazione fisica o chimica negativa del batterio (a causa dell'essiccazione o della mancanza di nutrienti). Sono diversi nella dimensione delle spore, poiché possono essere completamente diversi in cellule diverse. Anche la forma delle spore è diversa: sono ovali o sferiche.

Per posizione nella cellula, le spore sono suddivise in:

• centrale - la loro posizione proprio al centro, come, ad esempio, nell'antrace;
• subterminale - situato all'estremità del bastone, che dà la forma di una mazza (nell'agente eziologico della cancrena gassosa).

In un ambiente favorevole, il ciclo di vita delle spore comprende le seguenti fasi:

• fase preparatoria;
• fase di attivazione;
• fase di iniziazione;
• fase di germinazione.

Le spore si distinguono per la loro vitalità speciale, che si ottiene grazie al loro guscio. È multistrato e consiste principalmente di proteine. La maggiore resistenza delle spore a condizioni negative e influenze esterne è assicurata proprio grazie alle proteine.

I componenti strutturali di una cellula sono il guscio dei batteri, costituito da una parete cellulare, una membrana citoplasmatica e talvolta una capsula; citoplasma; ribosomi; varie inclusioni citoplasmatiche; nucleoide (nucleo). Alcuni tipi di batteri hanno anche spore, flagelli, ciglia (pili, fimbrie) (Fig. 2).

parete cellulare formazione obbligatoria di batteri della maggior parte delle specie. La sua struttura dipende dal tipo e dall'affiliazione
batteri a gruppi differenziati dalla colorazione di Gram. La massa della parete cellulare è circa il 20% della massa secca dell'intera cellula, lo spessore è compreso tra 15 e 80 nm.

Riso. 3. Schema della struttura di una cellula batterica

1 - capsula; 2 - parete cellulare; 3 - membrana citoplasmatica; 4 - citoplasma; 5 - mesosomi; 6 - ribosomi; 7 - nucleoide; 8 - formazioni di membrane intracitoplasmatiche; 9 - gocce di grasso; 10 - granuli di polisaccaridi; 11 - granuli di polifosfato; 12 - inclusioni di zolfo; 13 - flagelli; 14 - corpo basale

La parete cellulare ha pori fino a 1 nm di diametro, quindi è una membrana semipermeabile attraverso la quale penetrano i nutrienti e vengono rilasciati i prodotti metabolici.

Queste sostanze possono penetrare nella cellula microbica solo dopo una preliminare scissione idrolitica da parte di enzimi specifici secreti dai batteri nell'ambiente esterno.

La composizione chimica della parete cellulare è eterogenea, ma è costante per un certo tipo di batteri, che viene utilizzato per l'identificazione. Nella composizione della parete cellulare sono stati trovati composti azotati, lipidi, cellulosa, polisaccaridi, sostanze pectine.

Il componente chimico più importante della parete cellulare è un peptide polisaccaridico complesso. Viene anche chiamato peptidoglicano, glicopeptide, murein (dal lat. Murus - parete).

La mureina è un polimero strutturale composto da molecole di glicano formate da acetilglucosamina e acido acetilmuramico. La sua sintesi avviene nel citoplasma a livello della membrana citoplasmatica.

Il peptidoglicano della parete cellulare di vari tipi ha una specifica composizione di amminoacidi e, a seconda di ciò, un determinato chemiotipo, che viene preso in considerazione quando si identifica l'acido lattico e altri batteri.

Nella parete cellulare dei batteri Gram-negativi, il peptidoglicano è rappresentato da un unico strato, mentre nella parete dei batteri Gram-positivi forma più strati.

Nel 1884 Gram propose un metodo di colorazione dei tessuti che veniva utilizzato per colorare le cellule procariotiche. Se, durante la colorazione di Gram, le cellule fisse vengono trattate con una soluzione alcolica di colorante cristalvioletto e quindi con una soluzione di iodio, queste sostanze formano un complesso colorato stabile con mureina.

Nei microrganismi omopositivi, il complesso viola colorato non si dissolve sotto l'influenza dell'etanolo e, di conseguenza, non scolorisce; quando colorato con fucsina (colorante rosso), le cellule rimangono viola scuro.

Nelle specie di microrganismi gram-negativi, la violetta di genziana viene disciolta in etanolo e lavata via con acqua, e quando macchiata con fucsina, la cellula diventa rossa.

Viene chiamata la capacità dei microrganismi di macchiarsi con coloranti analinici e secondo il metodo Gram proprietà tintoriali . Devono essere studiati in colture giovani (18-24 ore), poiché alcuni batteri Gram-positivi nelle vecchie colture perdono la capacità di colorarsi positivamente con il metodo Gram.

Il significato del peptidoglicano sta nel fatto che, grazie ad esso, la parete cellulare ha rigidità, ad es. elasticità, ed è il telaio protettivo della cellula batterica.

Quando il peptidoglicano viene distrutto, ad esempio, sotto l'azione del lisozima, la parete cellulare perde la sua rigidità e collassa. Il contenuto della cellula (citoplasma), insieme alla membrana citoplasmatica, acquisisce una forma sferica, cioè diventa un protoplasto (sferoplasto).

Molti enzimi di sintesi e degradazione sono associati alla parete cellulare. I componenti della parete cellulare vengono sintetizzati nella membrana citoplasmatica e quindi trasportati nella parete cellulare.

membrana citoplasmatica situato sotto la parete cellulare e strettamente adiacente alla sua superficie interna. È una membrana semipermeabile che circonda il citoplasma e il contenuto interno della cellula - il protoplasto. La membrana citoplasmatica è lo strato esterno ispessito del citoplasma.

La membrana citoplasmatica è la principale barriera tra il citoplasma e l'ambiente, la violazione della sua integrità porta alla morte cellulare. È costituito da proteine ​​(50-75%), lipidi (15-45%), in molte specie - carboidrati (1-19%).

I principali componenti lipidici della membrana sono fosfo- e glicolipidi.

La membrana citoplasmatica, con l'aiuto di enzimi in essa localizzati, svolge varie funzioni: sintetizza i lipidi di membrana - componenti della parete cellulare; enzimi di membrana: trasportano selettivamente varie molecole e ioni organici e inorganici attraverso la membrana, la membrana è coinvolta nella trasformazione dell'energia cellulare, nonché nella replicazione cromosomica, nel trasferimento di energia elettrochimica ed elettroni.

Pertanto, la membrana citoplasmatica fornisce l'ingresso selettivo nella cellula e la rimozione da essa di varie sostanze e ioni.

I derivati ​​della membrana citoplasmatica sono mesosomi . Queste sono strutture sferiche formate quando la membrana viene attorcigliata in un ricciolo. Si trovano su entrambi i lati - nel sito di formazione del setto cellulare o vicino alla zona di localizzazione del DNA nucleare.

I mesosomi sono funzionalmente equivalenti ai mitocondri nelle cellule degli organismi superiori. Partecipano alle reazioni redox dei batteri, svolgono un ruolo importante nella sintesi delle sostanze organiche, nella formazione della parete cellulare.

Capsulaè un derivato dello strato esterno del rivestimento cellulare ed è una membrana mucosa che circonda una o più cellule microbiche. Il suo spessore può raggiungere i 10 micron, che è molte volte maggiore dello spessore del batterio stesso.

La capsula svolge una funzione protettiva. La composizione chimica della capsula batterica è diversa. Nella maggior parte dei casi è costituito da polisaccaridi complessi, mucopolisaccaridi, a volte polipeptidi.

La capsula è solitamente un tratto della specie. Tuttavia, l'aspetto di una microcapsula dipende spesso dalle condizioni di coltivazione batterica.

Citoplasma- un complesso sistema colloidale con una grande quantità di acqua (80-85%), in cui sono dispersi proteine, carboidrati, lipidi, nonché composti minerali e altre sostanze.

Il citoplasma è il contenuto di una cellula circondata da una membrana citoplasmatica. È diviso in due parti funzionali.

Una parte del citoplasma è allo stato di un sol (soluzione), ha una struttura omogenea e contiene un insieme di acidi ribonucleici solubili, proteine ​​enzimatiche e prodotti metabolici.

L'altra parte è rappresentata da ribosomi, inclusioni di varia natura chimica, apparato genetico e altre strutture intracitoplasmatiche.

ribosomi- si tratta di granuli submicroscopici, che sono particelle nucleoproteiche sferiche con un diametro da 10 a 20 nm, un peso molecolare di circa 2-4 milioni.

I ribosomi dei procarioti sono costituiti per il 60% da RNA (acido ribonucleico), situato al centro, e 40 % proteina che riveste l'acido nucleico all'esterno.

Inclusioni citoplasmatiche sono prodotti metabolici, nonché prodotti di riserva, grazie ai quali la cellula vive in condizioni di carenza di nutrienti.

Il materiale genetico dei procarioti è costituito da un doppio filamento di acido desossiribonucleico (DNA) di una struttura compatta situata nella parte centrale del citoplasma e non separato da esso da una membrana. Il DNA batterico non differisce nella struttura dal DNA eucariotico, ma poiché non è separato dal citoplasma da una membrana, il materiale genetico è chiamato nucleoide o genoforo. Le strutture nucleari sono sferiche oa forma di ferro di cavallo.

controversia i batteri sono una forma dormiente e non riproducibile. Si formano all'interno della cellula, sono formazioni rotonde o ovali. Le spore formano prevalentemente batteri gram-positivi, a forma di bastoncello con respirazione di tipo aerobico e anaerobico nelle vecchie colture, nonché in condizioni ambientali avverse (mancanza di nutrienti e umidità, accumulo di prodotti metabolici nel mezzo, variazioni del pH e della temperatura di coltivazione , la presenza o l'assenza di ossigeno atmosferico, ecc.) possono passare a un programma di sviluppo alternativo, provocando controversie. In questo caso, nella cellula si forma una spora. Ciò indica che la sporulazione nei batteri è un adattamento per la conservazione della specie (individuo) e non è un modo per la loro riproduzione. Il processo di sporulazione avviene, di regola, nell'ambiente esterno entro 18-24 ore.

Una spora matura è circa 0,1 del volume della cellula madre. Le spore in diversi batteri differiscono per forma, dimensione, posizione nella cellula.

Sono chiamati microrganismi il cui diametro delle spore non supera la larghezza della cellula vegetativa bacilli, sono chiamati batteri che hanno spore, il cui diametro è 1,5-2 volte più grande del diametro della cellula clostridi.

All'interno della cellula microbica, la spora può trovarsi al centro - posizione centrale, all'estremità - terminale e tra il centro e l'estremità della cellula - posizione subterminale.

Flagelli i batteri sono organi locomotori (organi del movimento), con l'aiuto dei quali i batteri possono muoversi a una velocità fino a 50-60 micron / s. Allo stesso tempo, per 1 s, i batteri coprono la lunghezza del loro corpo di 50-100 volte. La lunghezza del flagello supera la lunghezza dei batteri di 5-6 volte. Lo spessore dei flagelli è in media di 12-30 nm.

Il numero di flagelli, la loro dimensione e posizione sono costanti per alcuni tipi di procarioti e quindi vengono presi in considerazione nell'identificarli.

A seconda del numero e della posizione dei flagelli, i batteri sono divisi in monotrico (monopolare monotrico) - cellule con un flagello a una delle estremità, lofotrico (monopolare politrico) - un fascio di flagelli si trova a una delle estremità, anfitrico (bipolare politrico) - flagelli si trovano su ciascuno dei poli, peritrico - flagelli si trovano sull'intera superficie della cellula (Fig. 4) e atrico - batteri privi di flagelli.

La natura del movimento dei batteri dipende dal numero di flagelli, età, caratteristiche della coltura, temperatura, presenza di vari prodotti chimici e altri fattori. I monotrichi hanno la massima mobilità.

I flagelli si trovano più spesso nei batteri a forma di bastoncello; non sono strutture cellulari vitali, poiché esistono varianti non flagellate di batteri mobili.

La cellula batterica nel suo insieme è organizzata in modo molto semplice. È separato dall'ambiente esterno da una membrana citoplasmatica e riempito di citoplasma, in cui si trova la zona nucleoide, inclusa una molecola di DNA circolare, da cui l'mRNA trascritto può "appendersi", a cui, a sua volta, sono attaccati i ribosomi, sintetizzare la proteina sulla sua matrice contemporaneamente al processo di sintesi della proteina stessa matrici. Allo stesso tempo, il DNA può essere associato a proteine ​​che ne svolgono la replicazione e la riparazione. I ribosomi batterici sono più piccoli di quelli eucariotici e hanno un coefficiente di sedimentazione di 70S. Loro, come quelli eucariotici, sono formati da due subunità: una piccola (30S), che include 16S rRNA, e una grande - 50S, comprese le molecole di rRNA 23S e 5S.

La fotografia ottenuta con l'ausilio della microscopia a trasmissione (Fig. 1) mostra chiaramente una zona luminosa in cui si trova l'apparato genetico e si svolgono i processi di trascrizione e traduzione. I ribosomi sono visibili come piccole inclusioni granulari.

Molto spesso, in una cellula batterica, il genoma è rappresentato da una sola molecola di DNA, che è chiusa in un anello, ma ci sono delle eccezioni. Alcuni batteri possono avere più di una molecola di DNA. Ad esempio, Deinococus radiodurans, un batterio noto per la sua fenomenale resistenza alle radiazioni e la capacità di resistere in sicurezza a una dose di radiazioni 2.000 volte la dose letale per l'uomo, ha due copie del suo DNA genomico. I batteri sono noti per avere tre o quattro copie. Alcune specie di DNA potrebbero non essere chiuse in un cerchio e alcuni Agrobacterium contengono un DNA circolare e uno lineare.

Oltre al nucleoide, il materiale genetico può essere presente nella cellula sotto forma di piccole molecole di DNA circolari aggiuntive: i plasmidi. I plasmidi si replicano indipendentemente dal nucleoide e spesso contengono geni utili per la cellula, conferendo alla cellula, ad esempio, resistenza agli antibiotici, capacità di assorbire nuovi substrati, capacità di coniugarsi e molto altro. I plasmidi possono essere trasferiti sia dalla cellula madre alla cellula figlia, sia mediante trasferimento orizzontale possono essere trasferiti da una cellula all'altra.

Una cellula batterica è spesso circondata non solo da una membrana, ma anche da una parete cellulare e, in base al tipo di dispositivo della parete cellulare, i batteri sono divisi in due gruppi: gram-positivi e gram-negativi.

La parete cellulare dei batteri è formata da peptidoglicano - mureina. A livello molecolare, lo strato di mureina è una rete formata da molecole di N-acetilglucosamina e acido N-acetilmuramico, reticolate in lunghe catene da legami β-1-4-glicosidici, le catene adiacenti, a loro volta, sono collegate da trasversali ponti peptidici (Fig. 2) . Quindi si scopre una grande rete che circonda la cellula.

I batteri Gram-positivi hanno una parete cellulare spessa che si trova sopra una membrana. La mureina è reticolata con un altro tipo di molecole: gli acidi teicoici e lipoteicoici (se sono collegati ai lipidi di membrana). Si ritiene che queste molecole diano elasticità alla parete cellulare sotto compressione e tensione trasversali, agendo come molle. Poiché lo strato di mureina è spesso, si colora facilmente con il metodo Gram: le cellule appaiono di un viola brillante perché il colorante (genziana o viola di metile) si blocca nello strato della parete cellulare.

Nei batteri Gram-negativi, lo strato di mureina è molto sottile (ad eccezione dei cianobatteri), quindi, quando colorato con Gram, il colorante viola viene lavato via e le cellule vengono colorate nel colore del secondo colorante (Fig. 3 ).

La parete cellulare dei batteri gram-negativi è ricoperta in cima da un'altra membrana esterna attaccata al peptidoglicano dalle lipoproteine. Lo spazio tra la membrana citoplasmatica e la membrana esterna è chiamato periplasma. La membrana esterna contiene lipopoliproteine, lipopolisaccaridi (LPS) e proteine ​​che formano pori idrofili. I componenti della membrana esterna sono spesso responsabili dell'interazione della cellula con l'ambiente esterno. Contiene antigeni, recettori fagici, molecole coinvolte nella coniugazione, ecc.

Poiché le cellule Gram-positive e Gram-negative differiscono nella struttura del tegumento (Fig. 4, in alto), differisce anche l'apparato che ancora il flagello nel tegumento cellulare (Fig. 4, in basso).

Il flagello dei batteri Gram-positivi è ancorato alla membrana da due anelli proteici (S-ring e M-ring) e guidato da un sistema di proteine ​​che, consumando energia, fanno girare il filamento. Nei batteri gram-negativi, oltre a questo design, ci sono altri due anelli che fissano ulteriormente il flagello nella membrana esterna e nella parete cellulare.

Il flagello batterico stesso è costituito dalla proteina flagellina, le cui subunità sono collegate in un'elica che ha una cavità all'interno e forma un filo. Il filo è fissato in modo flessibile all'apparato di ancoraggio e torsione mediante un gancio.

Oltre ai flagelli, potrebbero esserci altre escrescenze sulla superficie delle cellule batteriche: i pili. Si tratta di villi proteici che consentono ai batteri di aderire a varie superfici (aumentando l'idrofobicità della cellula) o di partecipare al trasporto dei metaboliti e al processo di coniugazione (F-pili).

Una cellula batterica di solito non contiene alcuna struttura di membrana all'interno, comprese le vescicole, ma possono esserci vari tipi di inclusioni (lipidi di riserva, zolfo) e bolle di gas circondate da una membrana proteica. Senza una membrana, una cellula può immagazzinare molecole di polisaccaridi, cianoficina (come deposito di azoto) e può anche contenere carbossisomi - vescicole contenenti l'enzima RuBisCO, necessario per fissare l'anidride carbonica nel ciclo di Calvin.

In microbiologia, questo termine si riferisce a un nutriente che può essere assorbito da un microrganismo.

Questo nome dei gruppi deriva dal nome del dottore G.K. Gram, che ha sviluppato un metodo per colorare le pareti cellulari batteriche, che consente di distinguere tra cellule con diversi tipi di struttura della parete cellulare.

Ribuloso bisfosfato carbossilasi/ossigenasi

Le principali differenze tra una cellula procariotica (batterica) e una eucariotica sono: l'assenza di un nucleo formalizzato (cioè la membrana nucleare), l'assenza di membrane intracellulari, nucleoli, il complesso del Golgi, lisosomi e mitocondri.

Le strutture principali di una cellula batterica sono:

Nucleoide - è un materiale ereditario (genetico) di una cellula batterica, rappresentato da 1 molecola di DNA, chiusa in un anello e superavvolta (attorcigliata in una palla sciolta). La lunghezza del DNA è di circa 1 mm. La quantità di informazioni è di circa 1000 geni (caratteristiche). Il nucleoide non è separato dal citoplasma da una membrana.

Il citoplasma è un colloide, cioè soluzione acquosa di proteine, carboidrati. Lipidi, minerali, in cui sono presenti ribosomi, inclusioni, plasmidi.

La sintesi proteica avviene sui ribosomi. I ribosomi dei procarioti differiscono da quelli eucariotici per dimensioni più piccole (70 S).

Le inclusioni sono nutrienti di riserva di una cellula batterica, nonché accumuli di pigmenti. I nutrienti di riserva includono: granuli di volutin (polifosfato inorganico), glicogeno, granulosa, amido, gocce di grasso, accumuli di pigmento, zolfo, calcio. Le inclusioni, di regola, si formano quando i batteri crescono su terreni ricchi di nutrienti e scompaiono durante la fame.

Membrana cellulare: limita il citoplasma. È costituito da un doppio strato di fosfolipidi e proteine ​​di membrana incorporate. I CM, oltre alle funzioni di barriera e di trasporto, svolgono il ruolo di centro di attività metabolica (a differenza della cellula eucariotica). Le proteine ​​di membrana responsabili del trasporto di sostanze essenziali nella cellula sono chiamate permeasi. Sulla superficie interna del CM ci sono insiemi di enzimi, cioè accumuli ordinati di molecole enzimatiche responsabili della sintesi di vettori energetici - molecole di ATP. CM può formare invaginazioni nel citoplasma, che sono chiamati mesosomi.Ci sono due tipi di mesosomi:

Settale: forma partizioni trasversali nel processo di divisione cellulare.

Laterale: serve per aumentare la superficie del CM e aumentare la velocità dei processi metabolici.

Nucleoide, CP e CM formano un protoplasto.

Una delle proprietà distintive dei batteri è una pressione osmotica intracellulare molto elevata (da 5 a 20 atm), che è il risultato di un metabolismo intensivo. Pertanto, per proteggersi dallo shock osmotico, la cellula batterica è circondata da una forte parete cellulare.

In base alla struttura della parete cellulare, tutti i batteri sono divisi in 2 gruppi: Aventi una parete cellulare a strato singolo - Gram-positivi. Avere una parete cellulare a due strati - Gram-negativi. I nomi Gram+ e Gram- hanno una loro storia. Nel 1884, il microbiologo danese Hans Christian Gram sviluppò un metodo originale per la colorazione dei microbi, a seguito del quale alcuni batteri erano colorati di blu (gram+) e altri di rosso (gram-). La base chimica della diversa colorazione dei batteri secondo il metodo Gram è stata chiarita in tempi relativamente recenti, circa 35 anni fa. Si è scoperto che i batteri G- e G+ hanno diverse strutture della parete cellulare. La struttura della parete cellulare dei batteri G+. La base della parete cellulare dei batteri G+ è costituita da 2 polimeri: peptidoglicano e acidi teicoici. Il peptidoglicano è un polimero lineare con alternanza di acido muramico e residui di acetilglucosamina. Un tetrapeptide (proteina) è legato in modo covalente all'acido muramico. I filamenti di peptidoglicano sono interconnessi attraverso peptidi e formano una solida struttura: la base della parete cellulare. Tra i fili di peptidoglicano c'è un altro polimero - acidi teicoici (glicerolo TK e ribitolo TK) - un polimero di polifosfati. Gli acidi teicoici agiscono sulla superficie della parete cellulare e sono i principali antigeni dei batteri G+. Inoltre, il ribonucleato Mg è incluso nella parete cellulare dei batteri G+. La parete dei batteri G è composta da 2 strati: lo strato interno è rappresentato da un mono o doppio strato di peptidoglicano (strato sottile). Lo strato esterno è costituito da lipopolisaccaridi, lipoproteine, proteine, fosfolipidi. Gli LPS di tutti i batteri G hanno proprietà tossiche e di soglia e sono chiamati endotossine.

Se esposto a determinate sostanze, come la penicillina, la sintesi dello strato di peptidoglicano viene interrotta. Allo stesso tempo, un protoplasto è formato da batteri G+ e uno sferoplasto è formato da batteri G (perché lo strato esterno della parete cellulare è preservato).

In determinate condizioni di coltivazione, le cellule prive di parete cellulare mantengono la capacità di crescere e dividersi, e tali forme sono chiamate L-forme (dal nome del Lister Institute, dove è stato scoperto questo fenomeno). In alcuni casi, dopo l'eliminazione del fattore che inibisce la sintesi della parete cellulare, le forme L possono assumere la loro forma originaria.

Molti batteri sintetizzano una sostanza mucosa, costituita da mucopolisaccaridi, che si deposita all'esterno della parete cellulare, circondando la cellula batterica con una guaina mucosa. Questa è una capsula. La funzione della capsula è quella di proteggere i batteri dalla fasocitosi.

Strutture superficiali di una cellula batterica.

Gli organi di attacco al substrato (adesione) sono i pili (fimbrie) o le ciglia. Iniziano dalla membrana cellulare. Composto da proteina pilin. Il numero di pili può raggiungere 400 per 1 cella.

Gli organi di trasmissione delle informazioni ereditarie sono F-drink o sex-drink. Le pillole F si formano solo se la cellula è dispari per il plasmide, perché Le proteine ​​F-pili codificano per il DNA plasmidico. Sono un lungo tubo sottile che si attacca a un'altra cellula batterica. Attraverso il canale formato, il plasmide passa nella cellula batterica vicina.

Gli organi del movimento - flagelli - sono fili a spirale. La loro lunghezza può superare il loro diametro di 10 o più volte. I flagelli sono costituiti dalla proteina flagellina. La base del flagello è collegata alla membrana cellulare attraverso il corpo basale. Il corpo basale è costituito da un sistema di anelli che, ruotando, trasmettono il moto rotatorio al flagello. In base alla posizione del flagello, i batteri sono divisi in mono, lofo, anfi, peritrichi.