Морфология и ультраструктура бактерий. бактерии, их основные морфологические формы, размеры, расположение. структура бактериальной клетки
Нуклеоид– явл-ся эквивалентом ядра, лишен ядерной мембраны, не содержит хромосом, не делится митозом, в составе отсутствуют гистоны. В нем сод-ся двунитевая молекула ДНК, небольшое кол-во РНК и белков. ДНК представляет собой замкнутую кольцевую стр-ру, в которой закодирован геном клетки.
Цитоплазма – представляет собой коллоидную систему, состоящую из воды (75%), минеральных соед-ий, белков, РНК и ДНК (которые входят в состав органел нуклеоида), рибосом, мезосом, включений.
Рибосомы– представляют собой рибонуклеопротеиновые частицы размером 20 нм, состоящие из 2 субъединиц 30S и 50S. Перед началом синтеза белков происходит объединение субъединиц в одну – 70S. рибосомы не объединены в эндоплазматическую сеть, они могут стать мишенью для многих а/б.
Включения – явл-ся продуктами метаболизма, которые располагаются в цитоплазме и явл-ся запасами питат. в-в. К ним относ-ся гликоген, крахмал, сера, полифосфаты (волютин) – имеются постоянно у дифтерийной палочки, болгарской палочки, дрожжеподобного гриба кандида. Методы выявления: 1) окраска по Нейсеру (фиксированный мазок окрашивают уксусно-кислой синькой, протравливают люголем и докрашивают везувином); 2) простая окраска метиленовым синим. Зерна способны к метахромазии – сами красные, а цитоплазма синяя.
Цитоплазматическая мембрана и мезосомы - ц/п мембрана располагается непосредственно под клеточной стенкой и ограничивает протопласт клетки. Она явл-ся сложным липидобелковым комплексом + углеводы. Липиды: нейтральные, фосфолипиды. Особенность липидного состава – непостоянство качественного и количественного состава липидов у одних и тех же бактерий в зависимости от условий роста и возраста культуры. Белки ц/п мембраны включают структурные белки, пермеазы, биосинтетические ферменты. Ф-ции: явл-ся местом локализации пермеаз и ферментов окислительного фосфорилирования; регулируют транспорт метаболитов и ионов; выделяют ферменты и токсины; уч-ют в репликации ДНК нуклеоида и его делений; уч-ют в синтезе компонентов клеточной стенки, а у некоторых бактерий и в спорообразовании. Мезосомы явл-ся производными ц/п мембраны, образуются путем инвагинации ее в цитоплазму. Они могут иметь ламеллярное, везикулярное, трубчатое или смешанное строение. Уч-ют в делении клетки, спорообразовании, в синтезе мат-ла клеточной стенки, энергетическом метаболизме.
Клеточная стенка – представляет собой биогетерополимер. По отношению к окраске делится на G- и G+. Основой у всех явл-ся пептидогликан (муреин), определяющий прочность и ригидность. Он сост-т из параллельных полисахаридных цепей, представляющих собой чередующиеся звенья N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурановой к-ты. У G+:пептиды между собой связаны чаще через пептидный мостик (их образование ингибурует пенициллин), пептидогликан многослоен, с ним связаны тейхоевые к-ты. G-: пептидогликан однослоен, поверх его наход-ся мембрана, которая имеет мозаичное стр-е, в ее состав входят фосфолипиды, липопротеиды, белки и сложный липополисахарид (ЛПС). С ЛПС связаны патогенные, токсические и антигенные св-ва. Метод Грама: основывается на различной окраске клеток – фиксированный пр-т окрашивают гициан-виолетом, обрабатывают р-ром люголя. При этом все клетки окрашиваются в фиолетовый цвет. Последующая обработка спиртом дифференцирует два типа бактерий. У G+ бактерий образовавшийся комплекс «краска-йод» не вымывается спиртом, а G- бактерии обесцвечиваются им. При дополнительной обработке фуксином, G+ фиолетовые, G- красные.
L-формы– под д-ем лизоцима бактерии теряют клеточную стенку, но сохраняют жизнеспособность. По способности к реверсии делятся на стабильные и нестабильные.
Капсула– это поверхностная структура многих бактерий, представляет собой слизистое образование (различают микро- и макрокапсулу). У большинства - имеет полисахаридную природу, упорядоченное фибриллярное строение. Ее образование зависит от среды (сибереязвенные бациллы и пневмококки образуют ее в орг-ме чел-ка). Ф-ции: предохраняет от фагоцитоза, обуславливает иммунохимическую специфичность патогенных бактерий. Обнаружить ее можно негативными методами окраски (м-д Бурри-Гинса), т.к. она слабо воспринимает анилиновые красители.
Жгутики– это поверхностные придатки, с пом. которых м/о передвигаются. В зависимости от места расположения делятся на монотрихи, лофотрихи (пучок), амфитрихи (на обеих полюсах), перитрихи. Состоят из белка – флагеллина. Подвижность бактерий определяют либо с пом-ю фазовоконтрастной или обычной световой микроскопии «раздавленной» или «висячей» капли, либо при посеве уколом в столбик полужидкого агара (подвижные бактерии дают диффузный рост, неподвижные – растут по ходу укола); жгутики хор. выявляются при электронной микроскопии.
Ворсинки – это тонкие полые нитевидные обр-я белковой природы, явл-ся поверхностными придатками. При помощи ворсинок I типа бактерии могут прикрепляться к клеткам II типа - уч-ют в передачи генетического мат-ла при конъюгации бактерий.
Споры – тельца округлой формы, их образ-е хар-но для палочковидных бактерий рода Bacillus, Clostridium. Обр-ся при неблагоприятных условиях, служат для сохранения вида. Факторы, обуславливающие устойчивость спор: 1) отсутствие свободной воды; 2) оболочки споры; 3) повышенное сод-е кальция и магния, что делает их термоустойчивыми; 4) дипикалиновая к-та. Процесс прорастания споры в вегетативную клетку происходит быстрее, чем спорообразование. Методы обнаруж-я: окраска по Ожешки – споры красные, вегетативные споры синие; м-д Шиффера и Фултона (споры зеленые, вегетативные споры красные).