
03_Морфология.pptx
- Количество слайдов: 72
2. МОРФОЛОГИЯ И СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКИ
1. Морфология бактерий • Для бактерий характерны три основные формы клеток: – шаровидная (сферическая), или кокковидная (от греч. kokkos - зерно), – цилиндрическая (палочковидная) и – извитая.
1. Морфология бактерий
1. Морфология бактерий • Кокковидные бактерии имеют форму – правильного шара диаметром 1. 0 - 2. 0 мкм. – овальные, – эллипсоидные, – бобовидные. • Кокковидные бактерии способны делиться в нескольких плоскостях, при этом после деления клетки могут не расходиться и формировать различного вида скопления.
1. Морфология бактерий Типы скоплений кокковидных клеток: • А — дитококки; Б – стрептококки; В – стафилококки; • Г – тетракокки; Д – сарцины.
Палочковидные (цилиндрические) клетки • поодиночке – монобактерии, • парами – диплобактерии • цепочки – стрептобактерии
1. Морфология бактерий Типы расположение палочковидных клеток: • А — монобактерии • Б -диплобактерии • В - стрептобактерии
1. Морфология бактерий Типы извитых клеток: • А - вибрионы • Б - спириллы • В - спирохеты
1. Морфология бактерий Типы клеток • клетки с выростами • булавовидной формы • веретенообразные • ланцетовидные • разветвленные и неразветвленные нитчатые формы • имеющие вид кольца, замкнутого или разомкнутого в зависимости от стадии роста • ветвящиеся • напоминающие шестиугольную звезду • пластинкообразные; в виде кусочков битого стекла, квадратиков и т. д.
1. Морфология бактерий • Форма клеток большинства бактерий является устойчивым видовым признаком. • Однако существуют бактерии, обладающие морфологической изменчивостью (плеоморфизмом) в зависимости от условий имеющие вид палочек, кокков или обнаруживающие слабое ветвление. • У некоторых видов бактерий при прохождении цикла развития также наблюдается изменение формы клеток.
прокариотическая клетка имеет • • • цитоплазма, цитоплазматическая мембрана протопласт клеточная стенка капсулы чехлы слизистые слои жгутики ворсинки и т. д.
2. Структурная организация бактериальной клетки
2. Структурная организация бактериальной клетки
2. Структурная организация бактериальной клетки
2. Структурная организация бактериальной клетки
2. Структурная организация бактериальной клетки
2. Структурная организация бактериальной клетки
2. Структурная организация бактериальной клетки
2. Структурная организация бактериальной клетки • Клеточная стенка грамотрицательных бактерии • многослойна, – толщина ее составляет от 14 до 17 нм. • Внутренний слой клеточной стенки представлен пептидогликаном муреином. – от 1 до 10% ее сухой массы. • Структурные микрофибриллы пептидогликана грамотрицательных бактерий сшиты менее компактно, поэтому поры в их пептидогликановом слое значительно шире, чем в молекулярном каркасе грамположительных бактерий.
2. Структурная организация бактериальной клетки • Внешний слой клеточной стенки (наружная или внешняя мембрана) образован фосфолипидами. липопротеинами и белками. – липиды составляют 22% сухой массы клеточной стенки – выполняет не только механические, но и важные физиологические функции. • Во внешней мембране находятся трансмембранные белки, которые насквозь пронизывают мембрану и представляют собой заполненные водой каналы или гидрофильные поры, их называют поринами. – осуществляют транспорт через мембрану гидрофильных низкомолекулярных веществ.
Схематическое строение клеточной стенки грамотрицательных бактерий
• отличительная особенность грамотрицательных бактерий – отсутствие в клеточной стенке тейхоевых кислот. • Компоненты клеточной стенки у грамотрицательных бактерий разделены электронно-прозрачным слоем, а также четко отделены от цитоплазматической мембраны. – Пространство между цитоплазматической и наружной мембраной получило название периплазматического.
Грамотрицательные бактерии Pseudomonas aeruginosa
2. Структурная организация бактериальной клетки • Клеточная стенка бактерий выполняет следующие функции: – механически защищает клетку от воздействий факторов окружающей среды – обеспечивает поддержание формы бактериальной клетки – дает возможность клетке существовать в гипотонических растворах – осуществляет транспорт веществ и ионов
2. Структурная организация бактериальной клетки – препятствует проникновению в клетку токсических веществ – на клеточной стенке находятся рецепторы, на которых адсорбируются бактериофаги и бактериоцины – в клеточной стенке находятся антигены – на клеточной стенке находятся рецепторы, ответственные за взаимодействие клеток донора и реципиента при конъюгации бактерий.
2. Структурная организация бактериальной клетки • Протопласты - клетки округлой формы, полностью лишенные остатков клеточной стенки и окруженные только цитоплазматической мембраной. – Иx образование характерно чаще для грамположительных бактерий. • Сферопласты отличаются от протопластов тем, что у них сохраняются остатки клеточной стенки, – образуются они преимущественно из клеток грамотрицательных бактерий.
2. Структурная организация бактериальной клетки • L-формы - бактерии, частично или полностью лишенные клеточной стенки, но сохранившие способность к развитию. – Буква L - первая буква названия Листеровского института в Лондоне, где впервые обратили внимание на развитие морфологически весьма необычных клеток в культуре бактерий Streptococcus moniliformis, выделенной из жидкости уха крысы.
2. Структурная организация бактериальной клетки • Цитоплазматическая мембрана – составляет 8 - 15% сухой массы клетки. • Химический состав цитоплазматической мембраны представлен белково-липидным комплексом, – на долю белков приходится 50 - 75%. – на долю липидов - 15 - 50%.
2. Структурная организация бактериальной клетки • Цитоплазматическая мембрана бактерий по химическому составу в целом сходна с мембранами эукариотических клеток, • но мембраны – бактерий богаче белками, – содержат необычные жирные кислоты – в основном, не имеют стеринов.
2. Структурная организация бактериальной клетки Структура цитоплазматической мембраны: А - белки, погруженные в бислой мембраны В - поверхностные белки С - белки, пронизывающие мембрану насквозь
2. Структурная организация бактериальной клетки • Функции цитоплазматической мембраны: – поддержание внутреннего постоянства цитоплазмы клетки – транспорт веществ в клетку и вывод их наружу; – электронтранспортная цепь и ферменты окислительного фосфорилирования: – синтез клеточной стенки и капсулы – закрепление жгутиков – энергетическое обеспечение движения жгутиков
2. Структурная организация бактериальной клетки • Мезосомы – образуются при впячивании цитоплазматической мембраны в цитоплазму. – разнообразны по форме, размерам и локализации в клетке – Выделяют три основных типа мезосом: • ламеллярные (пластинчатые), • везикулярные (имеющие форму пузырьков) • тубулярные (трубчатые).
2. Структурная организация бактериальной клетки – Фотосинтетические мембраны – • производные цитоплазматической мембраны, возникшие в результате ее разрастания и глубокого впячивания (инвагинации) в цитоплазму • Фотосинтетические мембраны образуют – хроматофоры – тилакоиды – ламеллы.
2. Структурная организация бактериальной клетки Транспорт веществ в клетку бактерий • Способы поступления веществ в клетку бактерий: – простая или пассивная диффузия, – облегченная диффузия, – активный транспорт, – транслокация групп.
2. Структурная организация бактериальной клетки – Простая или пассивная диффузия – • неспецифическое поступление веществ в клетку за счет разницы концентраций. – транспорт низкомолекулярных веществ, • кислорода, • липофильных соединений (спирты, жирные кислоты), • воды, • ядов и других чуждых клетке веществ, • удаление продуктов обмена. – Скорость перемещения невелика. – Процесс не связан с затратой энергии.
2. Структурная организация бактериальной клетки – Перенос веществ при облегченной диффузии происходит по градиенту их концентрации. – Скорость транспорта зависит от концентрации субстрата в среде. – Этот процесс не требует затраты энергии и осуществляется с участием субстратспецифических пермеаз.
2. Структурная организация бактериальной клетки – Активный транспорт – • основной механизм избирательного переноса веществ через цитоплазматическую мембрану в клетку против градиента концентрации. – протекает при участии переносчиков белковой природы - пермеаз. – необходима затрата энергии либо в виде АТФ, либо за счет протондвижущей силы энергизованной мембраны. – От активного транспорта зависит сродство клеток к субстрату.
2. Структурная организация бактериальной клетки – При транслокации групп происходит химическая модификация переносимых молекул. – Так происходит поступление в клетку многих прокариот углеводов, в процессе которого они фосфорилируются. – Источником фосфатной группы служит фосфоенолпируват.
2. Структурная организация бактериальной клетки
2. Структурная организация бактериальной клетки • Секреция продуктов жизнедеятельности • Секреция – белков в периплазматическое пространство через цитоплазматическую мембрану – белков непосредственно в культуральную среду
2. Структурная организация бактериальной клетки • Модели, объясняющие механизм, посредством которого сигнальный (лидерный) пептид обеспечивает секрецию белка-предшественника через циитоплазматическую мембрану в периплазматическое пространство. – Модель прямого транспорта – Сигнальная гипотеза
2. Структурная организация бактериальной клетки • Цитоплазма и внутрицитоплазматические включения • Цитоплазма - это содержимое клетки, окруженное цитоплазматической мембраной. • Фракция цитоплазмы, имеющая гомогенную консистенцию и содержащая набор растворимых РНК, ферментных белков, продуктов и субстратов метаболических реакций, получила название цитозоля.
2. Структурная организация бактериальной клетки • Другая часть цитоплазмы представлена структурными элементами: – рибосомами, – внутрицитоплазматическими включениями, – нуклеоидом, – мембранными структурами.
2. Структурная организация бактериальной клетки • Рибосомы прокариот имеют константу седиментации 70 S. – Они образованы двумя субъединицами 30 S и 50 S. – По величине и некоторым другим особенностям рибосомы бактерий сходны с рибосомами митохондрий и хлоропластов. – Меньшая субъединица 30 S содержит 1 молекулу 16 Sp. PHK и, в большинстве случаев, по одной молекуле белков 21 вида. – 50 S -субъединица состоит из двух молекул р. РНК (23 S и 5 S) и около 35 молекул различных белков, представленных одной копией.
2. Структурная организация бактериальной клетки • Бактериальная клетка содержит от 5 до 50 тыс. рибосом, число их тем больше, чем больше скорость роста клетки. • Рибосомы служат местом синтеза белка. . • Различия между рибосомами бактерий (70 S) и эукариот (80 S) имеют решающее значение для борьбы с инфекционными заболеваниями, – так как некоторые антибиотики частично или полностью подавляют синтез белка, протекающий на рибосомах 70 S типа, но не затрагивают функционирования рибосом 80 S типа.
2. Структурная организация бактериальной клетки – Внутрицитоплазматические включения 1. активно функционирующие структуры • газовые вакуоли, или аэросомы, обнаруженные у бактерий, обитающих в воде. – Аэросомы • снижают удельную массу бактериальной клетки и благодаря этому поддерживают ее во взвешенном состоянии в водоеме. • скопление газовых пузырьков (везикул).
– Хлоросомы зеленых бактерий и фикобилисомы цианобактерий. – Карбоксисомы или полиэдрические тела содержатся в клетках некоторых автотрофных бактерий. – Магнитосомы содержат водные бактерии, способные ориентироваться в магнитном поле и перемещаться в направлении линий магнитного поля.
2. продукты клеточного метаболизма, не выделяющиеся наружу из клетки, а откладывающиеся внутри клетки. – – полифосфаты, полисахариды, жиры, сера.
2. Структурная организация бактериальной клетки • Жгутики и движение бактерий – монотрихи имеют один жгутик • Caulo-bacter и Vibrio – лофотрихи имеют на одном или на обоих полюсах клетки пучок жгутиков • Pseudomonas, Chromatiurri); – амфитрихи имеют по жгутику на обоих полюсах клетки • бактерии рода Spirillum – перитрихи большое количество жгутиков, располагающихся по всей поверхности клетки • бактерии вида Escherichia coli
Типы жгутикования у бактерий
Жгутики и движение бактерий • Жгутик состоит из трех частей: – нити – крюка – базального тельца – С помощью базального тельца, жгутик закреплен в цитоплазматической мембране и клеточной стенке • центральный стержень • кольца
Жгутики и движение бактерий
Жгутики и движение бактерий
Жгутики и движение бактерий • У грамотрицательных бактерии имеется 4 кольца: L. P. S. М. – L и Р - наружная пара колец – S и М - внутренняя пара колец. • • L-кольцо расположено в наружной мембране. Р - в пептидогликановом слое клеточной стенки. S - в периплазматическом пространстве, М - в цитоплазматпческой мембране.
Жгутики и движение бактерий • У грамположительных бактерий – базальное тельце состоит только из двух колец: S и М. • в цитоплазматической мембране и клеточной стенке.
Жгутики и движение бактерий
Жгутики и движение бактерий • Для подвижных бактерий характерны таксисы, – направленная двигательная реакция в ответ на определенный фактор. • Различают – – хемотаксис, фототаксис, магнитотаксис и вискози-таксис.
Жгутики и движение бактерий • Хемотаксис – – движение бактерий относительно источника химического вещества. • Для каждого микроорганизма все химические вещества в этом плане могут быть разделены на две группы: – инертные – вызывающие таксисы, или эффекторы. • Среди эффекторов выделяют: – аттрактанты - вещества, которые притягивают бактерии: – репелленты - вещества, которые отпугивают бактерии.
Жгутики и движение бактерий • Фототаксис – – движение к источнику света или от него, свойственное фототрофным бактериям. • Магнитотаксис – – способность бактерий передвигаться по силовым линиям магнитного поля Земли или магнита.
Жгутики и движение бактерий • Вискозитаксис – – способность реагировать на изменение вязкости раствора и передвигаться в направлении ее увеличения или уменьшения.
Ворсинки (или фимбрии) • Ворсинки – – поверхностные структуры белковой природы, состоящие из белка пилина и не выполняющие функции движения. • Число фимбрий на поверхности клетки – от 1 - 2 до нескольких тысяч. • Различают два типа фимбрий: – общие – специфические
Ворсинки (или фимбрии) • Фимбрии общего типа – выполняют функцию прикрепления клетки к поверхности субстрата. – принимают участие в поступлении крупномолекулярных соединений в цитоплазму. • Специфические ворсинки – – половые пили.
Капсулы, слизи и чехлы • Микрокапсула – толщины слизистого слоя до 0. 2 мкм. • Макрокапсула – слой слизи толщиной более 0. 2 мкм. – Слизь • слизистое вещество, окружающее клетку, имеющее аморфный, бесструктурный вид и • легко отделяющее от поверхности бактериальной клетки, • по толщине часто превосходящее ее диаметр.
Капсулы, слизи и чехлы • Капсула может быть образована – полисахаридами – полипептидами, • представленных полимерами, в которых содержится много D- и L- форм глутаминовой кислоты. – целлюлозой
Капсулы, слизи и чехлы • Слизи по химической природе являются полисахаридами. • Особенно обильное их образование наблюдается у многих микроорганизмов при выращивании на среде с сахарозой.
Капсулы, слизи и чехлы • Функции – защитная – фактор вирулентности – препятствуют адсорбции на клетках бактериофагов – капсульная слизь является источником запасных питательных веществ – объединение клеток в цепочки, колонии – обеспечение прикрепления клеток к поверхности субстрата.
Спасибо!
03_Морфология.pptx