МОРФОЛОГИЯ И СТРОЕНИЕ БАКТЕРИЙ 1 Форма и размеры

МОРФОЛОГИЯ И СТРОЕНИЕ БАКТЕРИЙ 1. Форма и размеры бактерий 2. Структура бактериальной клетки 2. 1. Поверхностные структуры бактериальной клетки 2. 2. Строение клеточных стенок 3. Спорообразование бактерий 4. Способы размножения 1

Формы и сочетания бактериальных клеток: А — диплококки; Б — стрептококки; В — стафилококки; Г — бациллы; Д — коккобациллы; Е — палочки; Ж— тонкие палочки; З — вибрионы; И — спириллы; К тетрады (тетракоккии) 2

Формы и сочетания бактериальных клеток: А — диплококки; Б — стрептококки; В — стафилококки; Г — бациллы; Д — коккобациллы; Е — палочки; Ж— тонкие палочки; З — вибрионы; И — спириллы; К тетрады (тетракоккии) 3

Строение бактерий 4

Поверхностные структуры 1) 2) 3) 4) 5) 6) Функции капсулы: капсула гидрофильна совместно с клеточной стенкой и ЦМ образуют более мощную оболочку бактерий предохраняют от высыхания несет запасные питательные вещества не препятствуют поступлению веществ в клетку и выходу продуктов ее метаболизма наружу обладает антигенными и иммуногенными свойствами 5

Расположение жгутиков и движение бактерий 6

Схематическая модель бактериального жгутика 7

Строение жгутика грамотрицательных эубактерий 1 — нить; 2 — крюк; 3 — базальное тело; 4 — стержень; 5 — L-кольцо; 6 — P-кольцо; 7 — S-кольцо; 8 — M-кольцо; 9 — ЦПМ; 10 — периплазматическое пространство; 11 — пептидогликановый слой; 12 — наружная мембрана 8

9

Функции клеточной стенки бактерий • 1. Определяет и сохраняет постоянную форму • • клетки. 2. Защищает от действия механических и осмотических сил внешней среды. З. Участвует в регуляции роста и деления клеток. 4. Обеспечивает коммуникацию с внешней средой через каналы и поры. 5. Несет на себе специфические рецепторы для бактериофагов. 10

Функции клеточной стенки бактерий • 6. Определяет антигенную характеристику бактерий (природу и специфичность О- и Кантигенов). • 7. Пептидогликан наделяет клетку иммунобиологическими свойствами • 8. Нарушение синтеза клеточной стенки бактерий является главной причиной их Lтрансформации. 11

Строение пептидогликана 12

Пептидогликан клеточной стенки эубактерий 1, 2 - места полимеризации гликанового остова молекулы; 3 - место присоединения с помощью фосфодиэфирной связи молекулы тейхоевой кислоты в клеточной стенке грамположительных эубактерий; 4, 5 - места, по которым происходит связывание между гликановыми цепями с помощью пептидных связей; 6 - место ковалентного связывания (пептидная связь) с липопротеином наружной мембраны у грамотрицательных эубактерий; 7 - место действия 13 лизоцима.

Общие особенности L-форм бактерий • 1. Сходство морфологических изменений: нитевидные, волокнистые, колбасовидные, шаровидные и гранулярных формы. • 2. Сходные культуральные свойства: анаэробные или микроаэрофильные условия роста, потребность в холестерине и сыворот. белке, рост на плотных средах в виде колоний двух типов — А и В. • 3. Постепенное (по мере нарушения синтеза КС) превращение из грамположительных в грамотрицательные структуры. • 4. Образование стабильных и нестабильных L-форм (в зависимости от степени полноты утраты способности синтезировать клеточную стенку). 14

Общие особенности L-форм бактерий • 5. Изменение антигенных свойств (утрата К- и Оантигенов как следствие нарушения синтеза клеточной стенки). • 6. Снижение вирулентности по сравнению с исходными родительскими формами в связи с утратой различных факторов патогенности (адгезии, инвазии, эндотоксина). • 7. Способность длительно персистировать (переживать) в организме. Утрата клеточной стенки делает L-формы нечувствительными к различным химиопрепаратам и антителам. • 8. Способность при неполной утрате синтеза клеточной стенки возвращаться исходную 15 бактериальную форму.

Клеточная оболочка бактерий 16

Цитоплазматическая мембрана бактерий • 1. ЦМ воспринимает всю химическую информацию, поступающую в клетку из внешней среды. • 2. Является основным осмотическим барьером. • 3. ЦМ совместно с клеточной стенкой участвует в регуляции роста и клеточного деления бактерий. • 4. ЦМ участвует в регуляции процессов репликации и сегрегации хромосом и плазмид. • 5. В ЦМ содержится значительное количество ферментов, в т. ч. системы переноса электронов (ЦМ — место генерации энергии у бактерий). • 6. С ЦМ связаны жгутики и аппарат регуляции их движения. 17

Цитоплазматическая мембрана бактерий • 7. ЦМ участвует в процессах транспорта (в том числе активного) питательных веществ в клетку и продуктов жизнедеятельности, включая ферменты и экзотоксины, из клетки в окружающую среду; содержатся белки, участвующие в облегченной диффузии и активном транспорте. • 8. ЦМ участвует в синтезе компонентов клеточной стенки и образовании мезосом ЦМ содержит: 10 % сухого веса бактерий, 25— 40 % фосфолипидов, 20— 75 % белков и до 6 % углеводов 18

Запасные вещества прокариот Запасное вещество Структурные характеристики Химический состав Функции Распространение Гранулы гликогена (a -гранулы) сферической формы, диаметр 20– 100 нм Высокомолекул. полимеры глюкозы источник углерода и энергии широко распространенный запасных веществ Гранулы поли-bок. масл. к-ы диаметр 100– 1000 нм; окружены односл. белк. мембраной 2– 3 нм 98% полимера полиb-оксимасляной кислоты, 2% белка источник углерода и энергии широко распространены только у прокариот Цианофици новые гранулы размер и форма различны; могут достигать в диаметре 500 нм полипептид, содержащий аргинин и аспарагиновую к-ту (1: 1), мол. масса— 25– 100 x 103 Да источник азота обнаружены у многих видов цианобактерий Гранулы полифосфата диаметр приблизительно 500 нм, зависит от объекта и условий выращивания линейные полимеры ортофосфата источник фосфора и, возможно, энергии распространенный запасных гранул Гранулы серы диаметр 100– 800 нм; окружены односл. белк. мембраной толщ. 2– 3 нм включения серы донор электр. или источник энергии пурпурные серобактерии, бесцветные бактерии, окисляющие H 2 S Углеводоро дные гранулы диаметр 200– 300 нм; окружены белковой оболочкой 2– 4 нм толщиной источник углерода и энергии представители родов Arthrobacter, Acinetobacter, Mycobacterium, Nocardia и прокариоты, использ. 19 углеводороды жидкой углеводороды того же типа, что и в среде тип

Образование споры А, Б — образование септы; В, Г — окружение протопласта споры мембраной материнской клетки; Д — формирование кортекса и оболочек споры; Е — схема строения эрелой споры: 1 — экзоспориум; 2— наружная оболочка споры; З — внутремняя оболочка споры: 4 — кортекс; 5 — клеточная стенка споры; 6 — ЦМ споры; 7 — ццтоплазма с нуклеоидом 20

Расположение спор у бактерий 1 — центральное (Bacillus megaterium) 2 — субтерминальное, субполярное (Сlostridium botulnum); 3 – терминальное, полярное (Сlostridium tetani) 21

Способы деления и синтез клеточной стенки у прокариот А — деление путем образования поперечной перегородки; Б — деление путем перетяжки; В — почкование; Г — множественное деление: 1 — клеточная стенка (толстой линией обозначена клеточная стенка материнской клетки, тонкой — заново синтезированная); 2 — ЦПМ; 3 — мембранная структура; 4 — цитоплазма, в центре которой расположен нуклеоид; 5 — дополнительный фибриллярный слой клеточной стенки 22

Образование дочерных клеток бинарным делением 23

Деление бактериальной клетки 24

Репликация кольцевой бактериальной хромосомы в двух направлениях: А — родительская молекула ДНК; Б — промежуточные репликативные формы; В — дочерние молекулы ДНК после завершения процесса репликации и расхождения: 1— точка начала репликации; черными стрелками показано направление репликации 25