Строение бактериальной клетки, основные структурные элементы. Отличия прокариотической клетки от эукариотической

Структуру бактериальной клетки изучают с помощью электронного микроскопии целых клеток и их ультратонких срезов. Основными структурами бак клетки являются: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, уитоплазма с включениями иядро, называемое нуклеотидом. Бактерии могут иметь и дополнительные структуры: капсулу, микрокапсулу, слизь, жгутики, фимбрии, пили, некоторые бактерии способны образовывать споры.

1 Клеточная стенка- прочная, упругая структура, придающая бактерии определенную форму и сдерживающая высокое осмотическое давление в клетке. Она участвует в процессе деления клетки и транспорте метаболитов.

У гамположительных бактерий клеточная стенка толще, чем у грамотрицательных, достигая 50 нм и более. В клеточной стенке грамположительных бактерий содержится небольшое количество полисахаридов, липидов и белков. Юольшую часть массы составляет пептидогликан. В кл стенке грамотрицательных бактерий пептидогликана содержится меньше.

2 цитоплазматическая мембрана- граничивает с наружной стороны цитоплазму, имеет трехслойное строение и выполняет ряд важнейших функций- барьерную (создает и поддерживает осмотическое давление), энергетическую (содержит многие ферментные системы- дыхательные, окислительно- восстановительные, осуществляет перенос электронов), транспортную (перенос различных веществ в клетку и из клетки).

3 цитоплазма бактерий занимает основной объем клетки и состоит из растворимых белков. Рибосомы бактерий имеют коэффициент седиментации 70S В отл от рибосом, характерных для эукариотических клеток 80S. В цитоплазме имеются различные включения- полисахариды, поли-Вмасляная кислота и полифосфаты(волютин). Они накапливаются при избытке питательных веществ в окр среде и выполняют роль запасных веществ для питания и энергетических потребностей.

4 нуклеотид- эквивалент ядра у бактерий. Нуклеотид расположен в центральной зоне бактреий в виде двунитчатой ДНК, замкнутой в кольцо. Нуклеотид выявляется в световом микроскопе после окраски специфич для ДНК методами по Фельгену или Гимзе.

5 некторые бактерии образуют капсулу-слизстое образование, прочно связанное с клеточной стенкой, имеющее четко очерченные внешние границы. Обычно капсула состоит из полисахаридов, иногда полипептидов. Капсула гидрофильна, она препятствует фагоцитозу бактерий.

6 жгутикибактерий определяют их подвижность. Жгутики - органоиды движения бактерий, представленные тонкими, длинными, нитевидными структурами белковой природы. Их длина превышает бактериальную клетку в несколько раз и составляет 10-20 мкм, а у некоторых спирилл достигает 80- 90 мкм. Нить жгутика (фибрилла) - полный спиральный цилиндр диаметром 12-20 нм. У вибрионов и протея нить окружена футляром толщиной 35 нм. Жгутик состоит из трех частей: спиральной нити, крюка и базального тельца. Крюк - изогнутый белковый цилиндр, выполняющий функцию гибкого связывающего звена между базальным тельцем и жесткой нитью жгутика. Базальное тельце - сложная структура, состоящая из центрального стержня (оси) и колец.

7 фибрии и пили-нитевидные образования Пили (фимбрии, ворсинки) - прямые, тонкие, полые белковые цилиндры толщиной 3-25 нм и длиной до 12 мкм, отходящие от поверхности бактериальной клетки. Образованы специфическим белком - пилином, берут начало от цитоплазматической мембраны, встречаются у подвижных и неподвижных форм бактерий и видимы только в электронном микроскопе (рис. 4). На поверхности клетки может быть от 1-2, 50-400 и более пилей до нескольких тысяч. Существует два класса пилей: половые (секспили) и пили общего типа, которые чаще называют фимбриями. У одной и той же бактерии могут быть пили разной природы. Половые пили возникают на поверхности бактерий в процессе конъюгации и выполняют функцию органелл, через которые происходит передача генетического материала (ДНК) от донора к реципиенту

8 споры - своебразная форма покоящихся фирмикутных бактерий, т.е. бактерий с грамположительным типом строения клеточной стенки. Споры образуются при неблагоприятных условиях существования бактерий (высушивание, дефицит питательных веществ и др.. Внутри бактериальной клетки образуется одна спора (эндоспора). Образование спор способствует сохранению вида и не является способом размножения, как у грибов. Спорообразующие бактерии рода Bacillus имеют споры, не превышающие диаметр клетки. Бактерии, у которых размер споры превышает диаметр клетки, называются клостридиями, например, бактерии рода Clostridium (лат. Clostridium - веретено). Споры кислотоустойчивы, поэтому окрашиваются по методу Ауески или по методу Циля-Нильсена в красный, а вегетативная клетка в синий цвет.

Отличия прокариот от эукариот
1. У прокариот отсутствуют мембраны, ограничивающие органеллы бактериальной клетки(ядро. митохондрии, рибосомы) от цитоплазмы. Из мембран имеется только цитоплазматическая мембрана.
2. Ядро прокариот (нуклеоид) фибриальной структуры, ядерная оболочка отсутствует.
3. У прокариот отсутствуют митохондрии, хлоропласты, КГ. ЭПС.
4. Окислительно-восстановительные фрагменты локализованы в мезосомах (производных цитоплазматической мембраны)
5. У прокариот отсутствует митоз, размножаются путем бинарного деления.
6. Прокариоты имеют гаплоидный геном.
7. Отсутствует клеточный центр
8. Внутриклеточные перемещения цитоплазмы и амебоидное движение для прокариот нетипичны.