Химический состав микробной клетки
Основную часть микробной клетки составляет вода (80–90% общей массы клетки). Вода в клетке содержится в свободном и связанном состоянии.
Связанная вода входит в состав коллоидов клетки и с трудом высвобождается из них.С потерейсвязанной воды нарушаются клеточные структуры и наступает гибель клетки. Свободная вода участвует в биохимических реакциях, служит растворителем для различных соединений, образующихся в клетке в процессе обмена веществ. При удалении свободной воды гибели клетки не происходит.
Важнейшими химическими элементами, преобладающими в клетках микроорганизмов, являются органогенные элементы – кислород,углерод,азот и водород.Из этих элементов состоят органическиевещества (составляют до 85–95% сухих веществ клетки).
В состав клетки также входят макроэлементы: сера, фосфор, калий, магний, кальций, железо, натрий, хлор. Эти химические элементы образуют минеральные или зольные вещества, которые составляют 3–10% от массы сухих веществ клетки.
В малых количествах в клетках микроорганизмов содержатся микроэлементы, которые входят в состав активных центров некоторых ферментов (медь, цинк, марганец, молибден, никель и многие другие элементы периодической системы Менделеева). Органические вещества клетки представлены:
• белковыми веществами. Они состоят из тех же аминокислот, что и белки животных и растений. Наибольшее значение из них имеют нуклеопротеиды – белки, связанные с нуклеиновыми кислотами, которые являются обязательными компонентами ядра и рибосом. Некоторые белки являются ферментами – катализаторами биохимических реакций;
• нуклеиновыми кислотами. ДНК содержится в ядре или нуклеоиде, РНК – в ядре, цитоплазме и рибосомах;
• углеводами. Они входят в состав различных мембран клетки. Используются для синтеза различных веществ в клетке и в качестве энергетического материала. В клетках микроорганизмов углеводы встречаются преимущественно в виде полисахаридов – гликогена, гранулезы, декстринов, клетчатки. Имеются полисахариды, связанные с белками, липидами;
• липидами. Входят в состав цитоплазматической мембраны, а также откладываются в виде запасных питательных веществ. Кроме того, в клетках микроорганизмов содержатся витамины, пигменты и другие органические вещества.
Минеральные вещества клетки представлены сульфатами, фосфатами, карбонатами, хлоридами и др.
32. Плазмиды бактерий: форма, размеры, важнейшие свойства, строение. Виды плазмид. Несовместимость плазмид.
Плазмида (plasmid):способный к автономной(независимой от основной хромосомы)репликациивнехромосомный генетический элемент, существующий у многих видов бактерий, обычно дающий преимущество клетке-хозяину (например, устойчивость к антибиотикам, тяжелым металлам и т.п.). Это линейные или кольцевые ковалентно замкнутые молекулы ДНК, содержащие от 1500 до 40000 пар нуклеотидов. Для них характерно стабильное существование и наследование в бактериях в ряду клеточных поколений. Используются в качестве векторов для клонирования. Размеры плазмид варьируют от нескольких тысяч до сотен тысяч пар оснований, а число копий на клетку - от одной до нескольких сотен. Хотя многие плазмиды дают клеткам-хозяевам ощутимые селективные преимущества, большинство из них являются криптическими, т.е. не проявляющимися в фенотипе клеток. Рассмотрим классификацию плазмид, основанную на свойствах клетки бактерий:
· R факторы (устойчивые плазмиды). Обуславливают устойчивость бактерий к лекарственным препаратам.
· F факторы (плодовитые плазмиды). Определяют образование новых структур поверхности клетки, так называемых F ворсинок, которые обеспечивают конъюгацию клеток и позволяют переносить ДНК из клетки в клетку. Плазмиды, сообщающие хозяину информацию о способности переноса ДНК хромосомы, называются половыми.
· Col- факторы (колиценогенные плазмиды). Этот фактор может определить способность бактерий к образованию особых веществ, вызывающих гибель близких по составу штаммов. Впервые они были обнаружены в составе кишечной палочки, отсюда и название, колицины.
· Пенициллиназные плазмиды. Определяют образование фермента пенициллиназы, разрушающий пенициллин. · Плазмиды деградации псевдомонад.
Плазмидная несовместимость —механизм регуляции числа копий плазмид разного типа вбактериальной клетке. П.н. определяет невозможность внутриклеточного сосуществования близкородственных плазмид. Если плазмиды не могут стабильно сосуществовать в одной клетке в условиях отсутствия селективного давления, их называют несовместимыми. Несовместимость плазмид обусловливается подавлением репликации одной из них и (или) блокированием распределения дочерних молекул ДНК по клеткам перед их делением. Эти оба механизма действуют независимо друг от друга.
33. Поверхностные органеллы: целлюлосомы, шипы и экстрацеллюлярные газовые баллоны.
Шипы (или «спин» от лат. spina-шип)
Распространенность:Обнаружены у грам(-) (в частности,у псевдомонад,метилотрофов,цианобактерий)и не обнаружены среди архей.
Строение: Жесткие полые белковые цилиндры,отходящие перпендикулярно от кл.стенки(прикрепленык наружной поверхности внешней мембраны). Шипы не протыкают насквозь оболочку клеток. У основания цилиндры могут расширяться раструбом. В среднем на 1 кл. – 10 шипов, расположены нерегулярно (беспорядочно, случайно). Длина шипов – 0,5-3 мкм, диаметр – 50-100 нм. Цилиндр образован одним белком - спинином, субъединицы которого уложены в спираль.
1. Плавучести клеток;
2. Агрегации бактерий (обр-е микроколоний, присоед-е к (а)биотическим субстратам;
3. Защищают от фаготрофных протистов;
4. Служат для адаптации бактерий к некоторым условиям среды: pH, соленость, температура и т.д. (образование шипов индуцируется этими абиотическими факторами);
5. Предположительно, обеспечивают контакты между клетками, находящимися на расстоянии до 7 мкм. Возможно, образуют канал для обмена генетич. инф-цией между бактериями.
|
