Строение бактериальной клетки

Бактерии – прокариотические, чаще всего, одноклеточные микроорганизмы

Клетки бактерий имеют более простое строение, чем клетки других микроорганизмов.

В бактериальной клетке выделяют обязательные и необязательные структуры.

Структуры бактериальной клетки

Обязательные Цитоплазматическая

мембрана Нуклеоид Рибосомы

Необязательные Клеточная стенка Пили Жгутики Капсулы

Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) – это липидный бислой, в который

погружены молекулы белков

Основные функции ЦПМ бактерий

Барьерная: ЦПМ является естественным, барьером проницаемости, а так же осмотическим барьером клетки

Транспортная: ЦПМ регулирует потоки питательных веществ и продуктов метаболизма

Регуляторная: ЦПМ регулирует процессы репликации ДНК, разделения хромосом, нарастания клеточной поверхности и деления клетки

Энергетическая: общая биоэнергетика бактериальной клетки основана на создании различных градиентов на ЦПМ

Нуклеоид или «ядерная зона» - пространство внутри бактериальной клетке, в котором располагается ее генетический аппарат

По современным представлениям генетический аппарат бактериальной клетки включает в себя:

Молекулы ДНК в кольцевой и/или линейной формах, являющиеся носителями генетической информации;

Молекулы РНК, копирующие и передающие информацию с определенных генов;

Белки, репарирующие повреждения ДНК, контролирующие удвоение ДНК и модель экспрессии генов.

У значительного числа бактерий обнаружены плазмиды – кольцевые двухцепочечные молекулы ДНК, которые могут существовать независимо от бактериальной хромосомы, или быть интегрированными в нее.

Рибосома – нуклеопротеид, состоящий из двух субъединиц и служащий для биосинтеза белка из

аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации

Особенности рибосом бактерий: Имеют скорость седиментации 70 S; Состоят из малой субчастицы 30S и

большой субчастицы 50 S; Не прикреплены к мембране, а рассеяны в

цитоплазме клетки; По своим свойствам похожи на рибосомы

хлоропластов и митохондрий.

Состав и строение клеточной стенки бактерий

Грамположительные бактерии

Муреин, до 40 слоев; Белковый S-слой.

Грамотрицательные бактерии

Муреин; Периплазматическое

пространство; Внешняя мембрана.

Пептидогликан

Муреин (пептидогликан) – гетерополисахарид N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, формирующий замкнутый мешок, покрывающий клетку снаружи;

Тейхоевые кислоты – полимеры, прошивающие пептидогликан в поперечном направлении и придающие ему определенную степень свободы при растяжении и сжатии.

Пили – нитеобразные полимерные органеллы белковой природы, локализованные на

поверхности клеток

Пили состоят из одного или нескольких типов белковых субъединиц, называемых пилины или фимбрины, которые обычно организованы в спиральные структуры.

Размер пилей варьирует от долей микрометров до 20 мкм в длину, и от 2 до 11 нм в диаметре.

Функции пилей

Основное предназначение пилей – поддерживать специфические прикрепительные структуры клетки (адгезины). Адгезины

являются посредниками при бактериальных контактах.

Кроме того пили:

Отвечают за агрегацию клеток; Обеспечивают адаптацию и выживаемость; Служат в качестве акцепторов бактериофагов; Помогают клеткам принимать и передавать ДНК при коньюгации; Могут принимать участие в движении клетки.

Жгутик – поверхностная структура, служащая для передвижения бактериальной клетки. Жгутик

имеет длину 3-15 мкм и диаметр 10-20 нм.

Строение жгутика прокариот на примере грамотрицательных бактерий

Капсула – диффузный полисахаридный слой. Часто значительной толщины,

покрывающий клеточную стенку бактерий

Основная роль капсул для патогенных видов бактерий – предохранение клетки от одного из самых эффективных средств защиты макроорганизма, фагоцитарных клеток.