|
Метаболизм бактерий (обмен веществ)
| Метаболизм = совокупность противоположных, но взаимосвязанных процессов: ассимиляции и диссимиляции
| | Ассимиляция
(анаболизм)
| Диссимиляция
(катаболизм)
| | Конструктивный обмен веществ или питание
| Энергетический обмен веществ или дыхание
|
Таблица 40
Питание бактерий
|
Тип
Питания
| Автотрофы
(лат. autos – сам,
trophe – питание)
синтезируют все углеродсодержащие компоненты клетки из СО2
| Гетеротрофы
(лат. heteros – другой)
используют готовые органические углеродсодержащие соединения: гексозы (глюкоза), многоатомные спирты, углеводороды, органические кислоты, аминокислоты и др.
| |
Источник энергии
| Фототрофы
(фотосинтезирующие)
используют солнечную энергию, например: зеленые или пурпурные бактерии
| Хемотрофы
(хемосинтезирующие)
получают энергию за счет окислительно-восстано-вительных реакций, например: серобактерии, железобактерии, нитрифицирующие бактерии и др.
| |
Природа донора электронов
| Литотрофы
(греч. litos – камень)
хемотрофные организмы, которые используют неорганические соединения: Н2, H2S, СН3 и др.
| Органотрофы
хемотрофные организмы – используют органические соединения: сахара, оксикислоты, многоатомные спирты
| Окончание табл. 40
|
Источник азота
| Прототрофы
усваивают азот из атмосферы, солей аммония, нитратов, нитритов, глюкозы
| Ауксотрофы
усваивают готовые азотсодержащие вещества из окружающей среды или организма хозяина
| | Тип
экологической связи
| Сапрофиты
гетеротрофы, утилизирующие органические остатки отмерших организмов
| Паразиты
(греч. рarasitos – нахлебник)
гетеротрофы, способные вызывать заболевания у человека и животных
| | Факуль-тативные
| Облигатные
живут только внутри клеток хозяина, например: риккетсии
|
Таблица 41
Факторы роста бактерий
| Аминокислоты
| Лейцин, тирозин необходимы для клостридий; лейцин, аргинин – для стрептококка
| | Пуриновые и пиримидиновые основания
| Аденин, гуанин, цитозин, урацил, тимин - для стрептококков
| | Липиды
| Жирные кислоты – для стрептококков, холестерин– для микоплазм
| | Витамины
| Никотиновая кислота или ее амид – для шигелл и коринебактерий дифтерии
Тиамин (В1) - для стафилококка, пневмококка, бруцелл
Пантотеновая кислота – для клостридий столбняка, некоторых видов стрептококков
| | Железопорфирины
| Гемы – для гемофилов и микобактерий туберкулеза
|
Таблица 42
Механизмы питания бактерий
| Простая диффузия
| Перенос веществ вследствие разности их концентрации по обе стороны ЦПМ происходит без затрат энергии. Вещества проходят в основном через липидную часть ЦПМ, реже – по заполненным водой каналам
| | Облегченная диффузия
| Перенос веществ вследствие разности их концентрации по обе стороны ЦПМ происходит с помощью белков-переносчиков (байдинг-белки), локализующихся в ЦПМ и периплазматическом пространстве и обладающих специфичностью, без затрат энергии
| | Активный транспорт
| Происходит с помощью пермеаз, локализующихся в ЦПМ, обладающих специфичностью, происходит в направлении от меньшей концентрации к большей, требует затрат метаболической энергии – АТФ
| | Транслокация (перенос) групп
| Сходен с активным транспортом, но отличается тем, что переносимая молекула видоизменяется в процессе переноса, например фосфорилируется
| _____________________
ЦПМ – цитоплазматическая мембрана,
АТФ – аденозинтрифосфорная кислота.
Таблица 43
Дыхание бактерий
|
Энергетический обмен веществ – цепь последовательных окислительно-восстановительных реакций, сопровождающихся переносом электронов от окисляющей системы к восстанавливающей и катализируемых строго специфичными ферментными системами
| | Облигатные
Аэробы
| Анаэробы
| | Факультативные
| облигатные
| | Не развиваются без доступа кислорода, используют энергию, освобождающуюся при реакциях окисления, протекающих с поглощением свободного молекулярного кислорода.
Растут на поверхности питательных сред.
Например: холерный вибрион, возбудители сибирской язвы и туберкулеза
| Растут как при доступе кислорода, так и при его отсутствии. Используют энергию как от окислительных реакций, так и от брожения.
Например: эшерихии, сальмонеллы, стафилококки
| Кислород для них – яд.
Осуществляют ферментативное расщепление углеводов в анаэробных условиях – брожение.
Растут на дне или в толще плотной питательной среды.
Например: клостридии столбняка, ботулизма, газовой анаэробной инфекции
| | Микроаэрофилы
| Капнеические
| | хорошо растут при пониженном содержании кислорода.
Например: молочнокислые бактерии
| требуют повышенной концентрации СО2.
Например: бычий тип бруцелл, бифидумбактерии
|
Таблица 44
Ферменты бактерий
| Ферменты – белки, участвующие в метаболизме бактерий: распознают соответствующие им метаболиты, вступают с ними во взаимодействие и ускоряют течение химических реакций
| |
Механизм действия
| 1. Оксидоредуктазы (оксидазы, пероксидазы, каталазы, дегидрогеназы) – окислительно-восстановительные ферменты
| | 2. Трансферазы – переносят отдельные радикалы и атомы от одних соединений к другим
| | 3. Гидролазы (эстеразы, фосфатазы, глюкозидазы) – ускоряют реакции гидролиза = расщепление веществ на более простые с присоединениеммолекулы воды
| | 4. Лиазы (карбоксилазы) – отщепляют от субстратов химические группы негидролитическим путем
| | 5. Изомеразы (фосфогексоизомераза) – превращают органические соединения в их изомеры
| | 6. Лигазы = синтетазы (аспарагинсинтетаза, глутаминсинтетаза) – ускоряют синтез сложных соединений из простых
| |
Связь
с клеткой
| Эндоферменты– связаны со структурами клетки; катализируют метаболизм, проходящий внутри клетки:
1) окислительно-восстановительные ферменты локализуются в цитоплазматической мембране, участвуют в дыхании, питании и делении клетки;
2) ферменты деления и аутолиза локализуются в клеточной стенке
| | Экзоферменты – выделяются клеткой в окружающую среду, расщепляют макромолекулы питательных субстратов до простых соединений, которые усваиваются клеткой.
Некоторые выполняют защитную функцию – инактивируют антибиотики (пенициллиназа).
Ферменты агрессии (гиалуронидаза, коллагеназа, ДНКаза, нейраминидаза, лецитиназа) – разрушают ткань и клетки, обусловливая распространение бактерий и их токсинов в инфицированной ткани
| Окончание табл. 44
| Наличие субстрата
| Конститутивные – синтезируются клеткой непрерывно, независимо от наличия в питательной среде соответствующего субстрата
| | Индуцибельные(адаптивные) – синтезируются только при наличии в среде субстрата данного фермента (β-галактозидаза, фосфатаза, пенициллиназа)
|
Таблица 45
Рост и размножение бактерий
| Рост – координированное воспроизведение всех клеточных компонентов и структур, ведущее к увеличению массы клетки
| | Размножение – увеличение числа клеток в популяции
| |
Бактерии
| Бинарное деление: 1. Репликация бактериальной хромосомы полуконсервативным способом (двунитевая цепь ДНК раскрывается и каждая нить достраивается комплементарной нитью).
2. Образование межклеточной перегородки:
а) врастание двух слоев цитоплазматической мембраны;
б) между ними синтезируется пептидогликан;
в) синтезируются биополимеры, входящие в состав цитоплазматической мембраны, цитоплазмы, рибосом; у грамотрицательных бактерий образуется наружная мембрана;
г) дочерние клетки отделяются друг от друга или сохраняют межклеточные связи, образуя цепочки
| | Актиномицеты
| Поперечное деление, прорастание спор и гиф, почкование
| | Спирохеты
| Поперечное деление
| |
Риккетсии
| В цитоплазме или ядре клеток: бинарным делением, фрагментацией клеток, поэтапным отшнуровыванием
|
Окончание табл. 45
|
Микоплазмы
| Фрагментация: основная репродуцирующая единица = элементарное тельце, из него вырастают 4-5 ветвящихся нитей, которые впоследствии превращаются в цепочки, состоящие из мелких зерен. В результате дезинтеграции цепочек образуются элементарные тельца.
Могут размножаться почкованием, поперечным делением
| |
Хламидии
| В цитоплазматических вакуолях: элементарные тельца в вакуолях преобразуются в ретикулярные, которые несколько раз бинарно делятся, образуя промежуточные формы. Из промежуточных форм формируются элементарные тельца, которые выходят наружу после гибели клетки
| | Возрастная изменчивость – способность к изменению особей в разных стадиях роста, созревания и старения
|
Таблица 46
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
