II. 2. 3. Цитоплазматическая мембрана

Содержимое клетки отделяется от клеточной стенки цитоплазматической мембраной (ЦПМ). На долю ЦПМ приходится 8–15% сухого вещества клеток. Как и многие биологические мембраны ЦПМ бактерий состоит из двух слоев липидов и встроенных в липидную мембрану белков. Набор липидов в ЦПМ чрезвычайно видоспецифичен; особый состав липидов обнаружен в мембране архебактерий.

Белки ЦПМ подразделяются на структурные и периферические. Первые образуют различные структуры ЦПМ, вторые представлены в основном ферментами. ЦПМ бактерий многофункциональна и участвует в осуществлении разнообразных ферментативных процессах. Для ЦПМ характерна выраженная избирательная проницаемость; в ней располагаются системы активного переноса и субтранспецифических пермеаз. У аэробов и анаэробов, способных к «анаэробному дыханию», в ЦПМ встроена система электронного транспорта, обеспечивающая ее энергетические потребности.

ЦПМ образует специфические впячивания – мезосомы (рис.3). Считается, что мезосомы участвуют в репликации хромосомы и ее последующем расхождении по дочерним клеткам, в процессе инициации и формировании поперечной перегородки при клеточном делении.

II. 2. 4. Цитоплазма

Содержимое клетки, окруженное ЦПМ, называется цитоплазмой. Цитоплазма бактерий представлена разнообразными структурными элементами (внутрицитоплазматические мембраны, генетический аппарат, рибосомы, включения) и цитозолем (рис. 3). Цитозоль – фракция цитоплазмы, имеющая гомогенную консистенцию и содержащая набор растворимых РНК, ферментных белков, продуктов и субстратов метаболитических реакций.

Генетический материал бактерий – нуклеоид (от лат. nucleus – ядро + греч. eidos – сходство) занимает определенную область в цитоплазме и не отделен от нее мембраной. Генетическая информация прокариот содержится в одной молекуле ДНК (бактериальная хромосома), имеющей форму ковалентно замкнутого кольца. Кроме нуклеоида в цитоплазме бактерий могут находиться более короткие кольцевые нити ДНК-плазмиды, которые несут ряд генов, кодирующих дополнительные свойства бактерий.

Каждая бактерия содержит от нескольких до десятков тысяч центров синтеза белков. Количество рибосом зависит от интенсивности процессов белкового синтеза. Рибосомы имеют константу седиментации 70S, построены из двух неодинаковых субъединиц: 30S и 50S-субъединиц.

У фотосинтезирующих бактерий в цитоплазме присутствуют хлоросомы и фикобилосомы. В этих структурах локализованы пигменты, поглощающие кванты света.

Некоторые фототрофные и хемотрофные бактерии содержат карбоксисомы, или полиэндральные тела. Они заполнены гранулярным содержимым и окружены однослойной белковой мембраной. Карбоксисомы состоят из частиц рибулозодифосфаткарбоксилазы, фермента, катализирующего фиксацию СО₂ на рибулозодифосфате в восстановительном пентозофосфатном цикле.

Ряд бактерий содержит магнитосомы и газовые вакуоли, или аэросомы. Основная функция газовых вакуолей состоит в обеспечении плавучести водных бактерий, регулирующих при помощи аэросом глубину погружения. Аэросомы состоят из множества регулярно расположенных газовых пузырьков, имеющих форму вытянутого цилиндра с заостренными концами (рис. 3). Каждый пузырек окружен однослойной мембраной и заполнен газом, состав которого идентичен таковому окружающей среды. Мембрана проницаема для газов и непроницаема для воды.

В цитоплазме бактерий могут находиться гранулы запасных веществ, служащие источником энергии и углерода. Из полисахаридов в клетках могут откладываться гликоген, крахмал и крахмалоподобное вещество – гранулеза. У бактерий, окисляющих углеводороды, откладывается β-оксимасляная кислота. Волютиновые, или метахроматиновые зерна, содержат полифосфаты и служат источником фосфора. Цианофиновые гранулы цианобактреий служат резервом азота. Молекулярная сера для аэробных тионовых бактерий служит источником энергии, а для анаэробных фотосинтезирующих серообразующих бактерий – донором электронов.

Контрольные вопросы и задания

1. В чем отличие прокариот и эукариот?

2. Перечислите основные формы бактерий.

3. Каково строение бактериальной клетки?

4. Какие поверхностные структуры найдены у прокариот?

5. Как осуществляется движение бактерий? Какие факторы влияют на движение бактерий?

6. Какое строение имеют жгутики бактерий?

7. Охарактеризуйте клеточную стенку грамположительных и грамотрицательных бактерии.

8. Какие бактерии не имеют клеточной стенки?

9. Назовите функции ЦПМ бактерий.

10. Что представляют собой внутренние структуры бактерий?

Список рекомендуемой литературы

1. Гусев М.В. Микробиология: Учебник для студ. биол. спец. вузов /М.В. Гусев, Л.А.Минеева. – М.: Изд. центр «Академия», 2003. – 464 с.

2. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология: учебник для вузов. – М.: Дрофа, 2005. – 445 с.

3. Коротяев А.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология: Учебник для вузов. – СПб.: СпецЛит, 2002. – 591 с.

4. Поздеев О.К. Медицинская микробиология / Под ред. акад. РАМН В.И. Покровского. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. – 768 с.

5. Практикум по микробиологии: Учеб. пособие для студ. высших учебных заведений / А.И. Нетрусов, М.А. Егорова и др.; Под ред. А.И. Нетрусова. – М: Изд. центр «Академия», 2005. – 608 с.

6. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 556 с.

Глава III.
РОСТ И РАЗМНОЖЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ

Различают рост индивидуальных клеток и рост популяций. Под ростом индивидуальной клетки понимают увеличение ее биомассы, наступающее в результате синтеза клеточного материала. Достигнув определенной величины, клетка прекращает рост и подвергается делению. В результате размножения происходит увеличение числа клеток микроорганизмов в популяции.

Для прокариот характерно в основном равновеликое бинарное поперечное деление, приводящее к образованию двух одинаковых дочерних клеток. У большинства грамположительных бактерий и цианобактерий деление происходит путем синтеза поперечной перегородки (рис. 12, А), образующейся из ЦПМ и пептидогликанового слоя. Клетки большинства грамотрицательных бактерий делятся путем перетяжки (рис. 12, Б).

Рис. 12. Способы деления и синтез клеточной стенки у прокариот

А – деление клетки путем образования поперечной перегородки; Б – деление путем перетяжки;
В – почкование; Г – множественное деление; 1 – клеточная стенка; 2 – ЦПМ;
3 – мембранная структура; 4 – цитоплазма, в центре которой расположен нуклеоид;
5 – дополнительный фибриллярный слой стенки

Почкование у бактерий представляет собой разновидность деления. При почковании на одном из полюсов материнской клетки образуется маленький вырост (почка), который, достигнув определенных размеров в процессе роста, отделяется от материнской клетки (рис. 12, В). Между образовавшимися клетками обнаруживаются морфологические и физиологические различия.

У одноклеточных цианобактерий обнаружено множественное деление, приводящее к образованию мелких клеток (баеоцистов), число которых колеблется от 4 до 1000 (рис. 12, Г). Освобождение баеоцистов происходит путем разрыва материнской клеточной стенки.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: