Органоиды бактерии и их функции

Таблица микробиология(строение бактерии)

Органоиды бактерии и их функции

Особенности строения бактериальной клетки. 
Основные органеллы:
НазваниеХимический составСтроениеФункцииМетод обнаруженияМетод окраски
Клеточная стенкаРигидные свойства клеточным стенкам придаёт пептидогликан.У грамположительных бактерий наружный слой клеточной стенки содержит липопротеиды, гликопротеиды, тейхоевые кислоты, у них отсутствует липополисахаридный слой.Многослойный пептидогликан (муреин, мукопептид) 40-90 % массы. Глицерофасфат, рибитолофосфат, липотейховые , тейовые и тейхуриновые кислоты, полисахариды , липиды , белки.S- слой содержащий гликопротеиновые и протеиновые молекулы .У грамотрицательных бактерий наружный пластический слой четко выражен, содержит липопротеиды, ипополисахаридный слой, состоящий из липида А (эндотоксина) и полисахарида (О-антигена).  Внутренний слой наружной мембраны представлен фосфолипидамиКлеточная стенка имеет два слоя:1) наружный – пластичный;2) внутренний – ригидныйПептидогликан представлен параллельно расположенными молекулами гликана, состоящего из повторяющихся остатков N-ацетилглюкозомина и N- ацетилмурамовой кислоты, соединённой гликозидной связью . Эти связи разрывает лизоцим.Клеточная стенка- ригидное защитное образование, обеспечивающие взаимодействие с факторами окружающей среды 1) защитную, осуществление фагоцитоза;2) регуляцию осмотического давления;3) рецепторную;4) принимает участие в процессах питания деления клетки;5) антигенную (определяется продукцией эндотоксина– основного соматического антигена бактерий);6) стабилизирует форму и размер бактерий;7) обеспечивает систему коммуникаций с внешней средой;8) косвенно участвует в регуляции роста и деления клетки.Клеточная стенка при обычных способах окраски не видна, но если клетку поместить в гипертонический раствор (при опыте плазмолиза), то она становится видимой.При окраске по Грамму многослойный пептидогликан удерживает комплекс красителей в виде генциафиолетового и йода : при кратковременной обработке спиртом бактерии остаются окрашенными в сине-фиолетовый цвет . Наоборот грамотрицательные бактерии обесвечиваются спиртом ,поэтому последующая обработка мазка водным фуксином или сафарином окрашивает бактерии в красный цвет.
Цитоплазматическая мембранаИмеет обычное строение: два слоя фосфолипидов (25–40 %) , поверхностные и интегральные белки.По структуре она похожа на плазмолемму клеток животных и состоит из двойного слоя липидов , главным образом фосфолипидов , с внедрёнными поверхностными , а так же интегральными белками, как бы пронизывающими насквозь структуру мембраны.Она обладает избирательной проницаемостью, принимает участие в транспорте питательных веществ, выведении экзотоксинов, энергетическом обмене клетки, является осмотическим барьером, участвует в регуляции роста и деления, репликации ДНК, является стабилизатором рибосом.При электронном микрокопировании ультратонких срезов представляет собой трехслойную мембрану( 2 темных слоя по 2,5 нм разделены светлым –промежуточным.Электронограмма бактрерии.
ЦитоплазмаРастворимые белки , рибонуклеиновые кислоты , включения и многочисленные мелкие гранул –рибосом, ответственных за синтез белков. Гликоген, полисахариды , бетаоксимаслянная кислота, полифосфаты(волютин), вода 50-60%.Имеет жидкую структуру в которой находится её компоненты представленные различными включениями в виде гранул гликогена , полисахаридов и полифосфатов.1)объединение всех компонентов клетки в единую среду2)среда для прохождения химических реакций3)среда для существования и функционирования органоидов.Легко выявляется с помощью выявляется с помощью специальных методов окраски (например по Нейссеру) в виде метахроматических гранул.Метод окраски по Нейссеру
НуклеоидДвунитевая ДНК замкнутая в кольцоНуклеоид- эквивалент ядра у бактерий . Он расположен в центральной зоне бактерий в виде двунитевой ДНК, замкнутой в кольцо и плотно уложенной в клубок.Участвует в делении клетки , а так же хранит и передаёт наследственную информацию.Нуклеоид выявляется в световом микроскопе после окраски специфическими для ДНК методами по Фельгену или Романовскому-Гимзе.Метод окраски по Фельгену или Романовскому –Гимзе.
ПлазмидыКовалентно замкнутые кольца ДНК.Внехромосомные факторы наследственности –представляющие собой ковалентно замкнутые кольца ДНК., расположенные в цитоплазме или интегрированные с хромомсомой.Устойчивость к антибиотикам (R плазмиды) , способность к передаче наследственного материала при конъюгации(F плазмиды) , продукция бактериоцинов, в частности колицинов , подавляющих рост других бактерий (Col плазмиды).Выявляется с помощью специальных методов окраски.Метод Фельгена . Подготовка реактива Шифа . Получаем окраску в красный цвет.
Рибосомырибонуклеиновые кислоты (РНК) 16S pPHK (входящую в состав малой субъединицы) и 23SрРНК (входящую в состав большой субъедин. Белок.Рибосомы бактерий имеют размер около 20нм и коэфицент седиментации 70S.Могут диссоциировать на 2 субъединицы 50S и 30S.На рибосомах происходит синтез белка и полипептидных молекул..Микроскопическое исследование с помощью электронного микроскопа.

Дополнительные органеллы:

Капсула, микрокапсула, слизь.Капсула:Полисахариды, полипептиды.Слизь: мукойдные полисахариды не имеющие четких внешних границ.Капсула- слизистая структура толщиной более 0,2 мкм, прочно связанная с клеточной стенкой бактерий и имеющая четко очерченные внешние границы. Капсула гидрофильна , включает большое количество воды.Капсула и слизь предохраняет бактерии от повреждений , высыхания , так как , являясь гидрофильными хорошо связывают воду , препятствуют действию защитных факторов макроорганизмов гликокаликсом.Капсула выявляется при специальных методах окраски мазка по Бурри-Гинсу. Создающих негативное контрастирование веществ капсулы: тушь создаёт тёмный фон вокруг капсулы.Метод окраски по Бурри-Гинсу.
ЖгутикиБелок Флаггелин являющимся антигеном – так называемый H -антиген.Это особые белковые выросты на поверхности бактериальной клетки, содержащие белок – флагелин. Количество и расположение жгутиков может быть различным. Толщина 12-20нм, длина 3-15мкм.Состоят из трёх частей, спиралевидной нити , крюка и базального тельца , содержащего стержень со специальными дисками. Дисками жгутики прикреплены к цитоплазматической мембране и клеточной стенке.Обеспечение подвижности бактериальной клетки. Механизм вращения обеспечивает протонная АТФ-синтетаза. Скорость вращения жгутика может достигать 100 об/сек.Жгутики выявляются с помощью электронной микроскопии препаратов, напыленных тяжелыми металлами , или в световом микроскопе после обработки специальными методами, основанными на протравливании и адсорбции различных веществ, приводящих к увеличению толщины жгутиков. Например , после серебрения .Метод окраски по Леффлеру. Различные оттенки от жёлтого до тёмно-коричневого. Препарат висячей капли. Электронограмма бактерии, напыление металлом.
Ворсинки или ПилиБелок Пилин.Нитевидные образования , более тонкие и короткие чем жгутики. Пили отходят от поверхности клетки и состоят из белка пилина , обладающего антигенной активностью. Различают пили , ответственные за прикрепление, питание , водосолевой обмен и половые. Несколько сотен пили на клетку.Различают пили , ответственные за прикрепление, питание , водосолевой обмен и половые пили. Многие пили являются рецепторами для бактериофагов.Фазово-контрастная микроскопия препаратов.По методу Морозова.
СпорыДипилоколинат кальция (оболочка),липопротеины, кератиноподобные белки, 3глицеринфосфат (энергия вместо АТФ)Форма спор может быть овальной , шаровидной, расположение –терминальное , субтерминальное и центральное. Снаружи спора имеет тонкий экзоспориум, под которым расположена оболочка споры ,а под ней кортекс, состоящий из пептидогликана .Внутри кортекса находится клеточная стенка спор.Споры образуются при неблагоприятных условиях, УФ-облучение, дефицит питательных веществ. Защитная функция.Для обнаружения используют специальные методы окраски.Споры кислотоустойчивы по этому окрашиваются по методу Ауески или по методу Циля-Нельсена в красный, а вегетативная клетка в синий цвет.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник: https://studfile.net/preview/1659731/

Состав клетки бактерии и функции цитоплазмы – Мир Бактерий

Органоиды бактерии и их функции

Биология. Справочные материалы

Клетка, Клеточные включения, Клеточный центр, Комплекс Гольджи, Лизосомы, Митохондрии, Наружная мембрана, Органоиды движения, Пластиды, Прокариоты, Рибосомы, Хлоропласты, Цитоплазма, Эндоплазматическая сеть, ЭПС, Эукариоты, Ядро

Клетка — это единая живая система, состоящая из двух неразрывно связанных частей — цитоплазмы и ядра (цв. табл. XII).

Цитоплазма — это внутренняя полужидкая среда, в которой расположено ядро и все органоиды клетки. Она имеет мелкозернистую структуру, пронизанную многочисленными тонкими нитями. В ней содержатся вода, растворенные соли и органические вещества. Основная функция цитоплазмы — объединять в одно целое и обеспечивать взаимодействие ядра и всех органоидов клетки.

https://www.youtube.com/watch?v=KKK-ueKi_M0

Наружная мембрана окружает клетку тонкой пленкой, состоящей из двух слоев белка, между которыми расположен жировой слой. Она пронизана многочисленными мелкими порами, через которые осуществляется обмен ионами и молекулами между клеткой и средой.

Толщина мембраны 7,5—10 нм, диаметр пор 0,8—1 нм. У растений поверх нее образуется оболочка из клетчатки.

Основные функции наружной мембраны — ограничивать внутреннюю среду клетки, защищать ее от повреждений, регулировать поступление ионов и молекул, выводить продукты обмена и синтезируемые вещества (секреты), соединять клетки и ткани (за счет выростов и складок).

Наружная мембрана обеспечивает проникновение в клетку крупных частиц путем фагоцитоза (см. разделы в «Зоологии» — «Простейшие», в «Анатомии» — «Кровь»). Аналогичным образом происходит поглощение клеткой капель жидкости — пиноцитоз (от греч. «пино» — пью).

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) — это состоящая из мембран сложная система каналов и полостей, пронизывающих всю цитоплазму. ЭПС бывает двух типов — гранулированная (шероховатая) и гладкая.

На мембранах гранулированной сети располагается множество мельчайших телец — рибосом; в гладкой сети их нет. Основная функция ЭПС — участие в синтезе, накоплении и транспортировке основных органических веществ, вырабатываемых клеткой.

Белок синтезируется в гранулированной, а углеводы и жиры — в гладкой ЭПС.

Рибосомы — мелкие тельца, диаметром 15—20 нм, состоящие из двух частиц. В каждой клетке их сотни тысяч. Большинство рибосом располагаются на мембранах гранулированной ЭПС, а часть — в цитоплазме. В их состав входят белки и р-РНК. Основная функция рибосом — синтез белка.

Митохондрии — это мелкие тельца, размером 0,2—0,7 мкм. Их количество в клетке достигает нескольких тысяч. Они часто меняют форму, размеры и местоположение в цитоплазме, перемещаясь в наиболее активную их часть. Внешний покров митохондрии состоит из двух трехслойных мембран.

Наружная мембрана гладкая, внутренняя — образует многочисленные выросты, на которых располагаются дыхательные ферменты. Внутренняя полость митохондрий заполнена жидкостью, в которой размещаются рибосомы, ДНК и РНК. Новые митохондрии образуются при делении старых. Основная функция митохондрий — синтез АТФ.

В них синтезируется небольшое количество белков, ДНК и РНК.

Пластиды свойственны только клеткам растений. Различают три вида пластид — хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Они способны к взаимному переходу друг в друга. Размножаются пластиды путем деления.

Хлоропласты (60) имеют зеленый цвет, овальную форму. Размер их 4—6 мкм. С поверхности каждый хлоропласт ограничен двумя трехслойными мембранами — наружной и внутренней. Внутри он заполнен жидкостью, в которой располагаются несколько десятков особых, связанных между собой цилиндрических структур — гран, а также рибосомы, ДНК и РНК.

Каждая грана состоит из нескольких десятков наложенных друг на друга плоских мешочков из мембран. На поперечном разрезе она имеет округлую форму, диаметр ее 1 мкм. В гранах сосредоточен весь хлорофилл, в них происходит процесс фотосинтеза.

Образующиеся при этом углеводы вначале скапливаются в хлоропласте, затем поступают в цитоплазму, а из нее — в другие части растения.

Хромопласты определяют красную, оранжевую и желтую окраску цветов, плодов и осенних листьев. Они имеют форму многогранных кристаллов, расположенных в цитоплазме клетки.

Лейкопласты бесцветны. Они содержатся в неокрашенных частях растений (стеблях, клубнях, корнях), имеют округлую или палочковидную форму (размером 5—6 мкм). В них откладываются запасные вещества.

Клеточный центр обнаружен в клетках животных и низших растений. Он состоит из двух маленьких цилиндров — центриолей (диаметром около 1 мкм), расположенных перпендикулярно друг другу. Стенки их состоят из коротких трубочек, полость заполнена полужидким веществом. Основная их роль — образование веретена деления и равномерное распределение хромосом по дочерним клеткам.

Комплекс Гольджи получил название по имени итальянского ученого, впервые открывшего его в нервных клетках. Он имеет разнообразную форму и состоит из ограниченных мембранами полостей, отходящих от них трубочек и расположенных на их концах пузырьков. Основная функция — накопление и выведение органических веществ, синтезируемых в эндоплазматической сети, образование лизосом.

Лизосомы — округлые тельца диаметром около 1 мкм. С поверхности лизосома ограничена трехслойной мембраной, внутри ее находится комплекс ферментов, способных расщеплять углеводы, жиры и белки. В клетке имеется несколько десятков лизосом. Новые лизосомы образуются в комплексе Гольджи. Их основная функция — переваривание пищи, попавшей в клетку путем фагоцитоза, и удаление отмерших органоидов.

Органоиды движения — жгутики и реснички — представляют собой выросты клетки и имеют однотипное строение у животных и растений (общность их происхождения). Движение многоклеточных животных обеспечивается сокращениями мышц. Основной структурной единицей мышечной клетки являются миофибриллы — тонкие нити длиной более 1 см, диаметром 1 мкм, расположенные пучками вдоль мышечного волокна.

Клеточные включения — углеводы, жиры и белки — относятся к непостоянным компонентам клетки. Они периодически синтезируются, накапливаются в цитоплазме в качестве запасных веществ и используются в процессе жизнедеятельности организма.

Углеводы концентрируются в зернах крахмала (у растений) и гликогена (у животных). Их много в клетках печени, клубнях картофеля и других органах. Жиры накапливаются в виде капель в семенах растений, подкожной клетчатке, соединительной ткани и т. д. Белки откладываются в виде зерен в яйцеклетках животных, семенах растений и других органах.

Ядро — один из важнейших органоидов клетки. От цитоплазмы его отделяет ядерная оболочка, состоящая из двух трехслойных мембран, между которыми располагается узкая полоска из полужидкого вещества. Через поры ядерной оболочки осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Полость ядра заполнена ядерным соком.

В нем находятся ядрышко (одно или несколько), хромосомы, ДНК, РНК, белки и углеводы. Ядрышко — округлое тельце размером от 1 до 10 мкм и более; в нем синтезируется РНК. Хромосомы видны только в делящихся клетках. В интерфазном (неделящемся) ядре они присутствуют в виде тонких длинных нитей хроматина (соединения ДНК с белком). В них заключена наследственная информация.

Число и форма хромосом у каждого вида животных и растений строго определенные. Соматические клетки, из которых состоят все органы и ткани, содержат диплоидный (двойной) набор хромосом (2 n); половые клетки (гаметы) — гаплоидный (одинарный) набор хромосом (n). Диплоидный набор хромосом в ядре соматической клетки создается из парных (одинаковых), гомологичных хромосом.

Хромосомы разных пар (негомологичные) отличаются друг от друга по форме, месту расположения центромеры и вторичных перетяжек.

Прокариоты — это организмы с мелкими, примитивно устроенными клетками, без четко выраженного ядра. К ним относятся сине-зеленые водоросли, бактерии, фаги и вирусы. Вирусы представляют собой молекулы ДНК или РНК, покрытые белковой оболочкой.

Они так малы, что их можно разглядеть только в электронный микроскоп. У них отсутствуют цитоплазма, митохондрии и рибосомы, поэтому они не способны синтезировать белок и энергию, необходимые для их жизнедеятельности.

Попав в живую клетку и используя чужие органические вещества и энергию, они нормально развиваются.

Эукариоты — организмы с более крупными типичными клетками, содержащие все основные органоиды: ядро, эндоплазматическую сеть, митохондрии, рибосомы, комплекс Гольджи, лизосомы и другие. К эукариотам относятся все остальные растительные и животные организмы. Их клетки имеют сходный тип строения, что убедительно доказывает единство их происхождения.

Источник:

Морфология бактерий. Общие вопросы

Морфология бактерий. Общие вопросы.

Ультраструктура бактериальной клетки * – мишени (точки приложения) для антибактериальных антибиотиков  

Бактерии – представители доминиона Bacteria – одноклеточные организмы, имеющие прокариотический тип клеточной организации  (см. рис. 1).

Обязательными элементами клетки (любой клетки, в т.ч. клетки прокариотического типа) являются :       

  • – Цитоплазма
  • – Внутриклеточные органеллы
  • – Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ)

Особенности ультраструктурной организации клетки прокариотического типа: 

  • Отсутствует компартментализация цитоплазмы, т.е. разделение цитоплазмы на функциональные отсеки (компартменты) с помощью внутриклеточных мембран (т.о., отсутствуют мембранные органеллы, в т.ч. и ядро)
  • Отсутствует полноценный цитоскелет
  • Отсутствует хроматин, т.е. отсутствует типичная упаковка генетического материала клетки (ДНК) в нуклеосомы с помощью белков гистонов.  

:

Цитоплазма (гиалоплазма, цитозоль) – внутренняя среда клетки, представляет собой сложную коллоидную систему, содержащую разнообразные растворимые неорганические (фосфаты, сульфаты, хлориды, карбонаты etc., катионы одно- и двухвалентных металлов Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cu 2+ , Fe 2+ , Zn 2+ etc.

) и органические низкомолекулярные (углеводы, органические кислоты, аминокислоты, азотистые основания etc.) и высокомолекулярные (белки, нуклеиновые кислоты etc.) соединения в виде истинных и/или коллоидных растворов и характеризующуюся постоянством основных физико-химических параметров, как то: осмолярность, рН, ионная сила и т.д.

: обеспечивает оптимальные условия для протекания внутриклеточных биохимических реакций и всех процессов жизнедеятельности клетки.  

Внутриклеточные органеллы

Нуклеоид – подобие ядра – область цитоплазмы бактериальной клетки, занятая генетическим материалом. Генетический материал у бактерий представлен двухцепочечной молекулой ДНК (дцДНК). Нуклеоид представляет собою совокупность всех молекул ДНК, присутствующих в клетке.

У большинства бактерий генетический материал представлен кольцевыми ковалентно замкнутыми  суперспирализованными  (т.е. многократно закрученными вокруг своей оси молекулами ДНК.
Состояние суперспирализации является динамическим и обеспечивается работой ферментов, относящихся к классутопоизомераз .

В каждой бактериальной клетке присутствуют топоизомеразы нескольких типов, различающиеся по функциям и конечному эффекту на топологию (т.е. третичную структуру) ДНК. Третичная структура нуклеоида дополнительно стабилизируется при участии минорных (присутствующих в малом   количестве) ДНК-связывающих «гистоноподобных» белков.

(Следует особо обратить внимание и запомнить, что бактериальные гистоноподобные белки имеют мало общего с гистонами эукариот!)

Подобно тому, как эукариотический хроматин в зависимости от плотности упаковки подразделяется на рыхло упакованный эухроматин и плотно упакованный гетерохроматин, бактериальный нуклеоид содержит как плотно закрученные участки с большим числом положительных супервитков, так и частично раскрученные (т.е.

деспирализованные) участки, содержащие отрицательные супервитки. Эти участки доступны для ферментов транскрипции, и в их составе располагаются активно работающие гены. Наибольшее практическое значение имеют топоизомеразы, отвечающие за отрицательную суперспирализацию (частичное раскручивание) участков ДНК (т.е.

вносящие отрицательные супервитки). К их числу относятся ДНК-гираза*  (состоит из субъединиц А и В) и топоизомераза IV *. Нарушение работы этих ферментов блокирует процесс транскрипции, а также и репликации ДНК, что приводит к остановке роста и размножения бактерии.

  Функция нуклеоида : хранение, воспроизведение и реализация генетической информации.  

Источник: https://dmnesterov.ru/borba-s-mikrobami/sostav-kletki-bakterii-i-funktsii-tsitoplazmy.html

Функции бактериальной клетки и органоидов: мезосом, нуклеоида,капсулы, цитоплазмы, рибосом, клеточной стенки

Органоиды бактерии и их функции

Строение любого организма (и механизма, кстати, тоже) напрямую зависит от выполняемых функций. Например, для человека самый простой способ передвижения – ходьба, поэтому у нас есть ноги, автомобиль создан для езды, поэтому у него вместо ног колеса. Точно так же функции клетки бактерии определяют ее строение. И каждая из ее внутренних структур в точности соответствует своим функциям.

Зачем нужны одноклеточные организмы

Бактерии стояли у истоков жизни на нашей планете. Их вклад в образование полезных ископаемых и плодородных почв сложно переоценить. Они поддерживают баланс между углекислым газом и кислородом в атмосфере.

Их способность разрушать отмершие организмы позволяет возвращать в природу необходимые питательные вещества. В организме человека многие процессы, например, пищеварение, не смогут протекать без их участия.

Но те же самые бактериальные клетки, помогающие организму выжить, в определенных условиях могут нести болезни или смерть.

В зависимости от предназначения бактерии различаются по строению.

Так, микроорганизмы, выделяющие кислород, обязаны иметь хлоропласты; клетки, способные передвигаться, всегда оснащены жгутиками; бактерии, выживающие в агрессивной среде, не могут обойтись без защитной капсулы и т.д.

Некоторые из структурных элементов клетки существуют постоянно, другие ее компоненты возникают по мере необходимости или присущи только определенным видам бактерий. Но каждый элемент ее строения является примером идеального соответствия структуры выполняемым функциям.

Как устроена бактерия

Бактериальный организм – это всего лишь одна клетка. Вместо привычных органов, отвечающих за те или иные функции, у нее есть только своеобразные включения, именуемые органеллами.

Их набор может быть различным в зависимости от вида клетки или условий ее существования, но некий обязательный комплект внутренних структур в бактерии присутствует постоянно.

Именно они характеризуют клетку как бактериальную.

Бактериальная клетка относится к прокариотам – безъядерным одноклеточным организмам. Это означает, что в ее строении отсутствует мембрана, отделяющая ядро от цитоплазмы. Роль ядра в бактерии выполняет нуклеоид (замкнутая молекула ДНК). В прокариотической клетке есть основные и дополнительные органеллы (структуры). К ее основным структурам относят:

  • нуклеоид;
  • клеточную стенку (грамположительный или грамотрицательный защитный слой);
  • цитоплазматическую мембраны (тонкую прослойку между клеточной стенкой и цитоплазмой);
  • цитоплазму, в которой находятся нуклеоид и рибосомы (молекулы РНК).

Дополнительными органеллами (органоидами) клетка обзаводится при неблагоприятных условиях. Они могут появляться и исчезать в зависимости от окружающей среды. К необязательным структурам клетки относят капсулы, пили, споры, различные включения типа плазмид или зерен волютина.

Ядро в безъядерной клетке

Нуклеоид («подобный ядру») – один из важнейших органоидов в прокариотической клетке, выполняющий функции ядра. Он отвечает за хранение и передачу генетического материала.

Нуклеоид представляет собой замкнутую в кольцо молекулу ДНК, соответствующую одной хромосоме. Эта кольцевая молекула выглядит как беспорядочное переплетение нитей.

Однако, исходя из ее функций (точное распределение генов по дочерним организмам), становится понятно, что хромосома бактерий имеет высокоупорядоченную структуру.

Как правило, постоянной наружной формы эта органелла не имеет, но ее можно легко различить на фоне гелеподобной цитоплазмы в электронный микроскоп.

При исследовании с помощью обычного светового микроскопа бактерию необходимо предварительно окрасить, т. к. в естественном состоянии бактерии прозрачны и незаметны на фоне предметного стекла.

После специального окрашивания область ядерной вакуоли бактерии становится отчетливо видна.

Молекула ДНК (нуклеоид) состоит из 1,6 х 107 нуклеотидных пар. Нуклеотид – это отдельный «кирпичик», звено, из которого состоят все ядерные нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК). Таким образом, нуклеотид только отдельная малая часть нуклеоида. Длина молекулы ДНК в развернутом состоянии может быть в тысячу раз больше, чем длина самой бактериальной клетки.

Некоторые бактериальные клетки содержат дополнительные хранилища наследственной информации – плазмиды. Это внехромосомные генетические элементы, состоящие из двухцепочечных ДНК.

Они намного меньше нуклеоида и содержат «всего» 1500–40 000 пар нуклеотидов. В таких плазмидах может находиться до сотни генов.

Их существование может быть полностью автономным, хотя в определенных условиях дополнительные гены легко встраиваются в основную цепочку ДНК.

Каркас для одноклеточных

Клеточная стенка выполняет формообразующую функцию, т. е. одновременно работает «скелетом» для клетки и заменяет ей кожу. Эта жесткая наружная оболочка:

  • защищает бактериальные «внутренности»;
  • отвечает за форму бактерий;
  • транспортирует питательные вещества внутрь и выводит отходы наружу.

Встречаются бактериальные клетки округлой (кокки), извилистой (вибрионы, спириллы), палочкообразной формы. Есть микроорганизмы похожие на колбочки, звездочки, кубики или имеющие С-образный вид.

Механические и физиологические функции (защита и транспорт) бактериальной клеточной стенки зависят от ее строения. Изучать строение клеточной стенки удобно с помощью метода Грама. Этот датчанин предложил способ окраски бактерий анилиновыми красителями. В зависимости от реакции клеточной оболочки на краску различают:

  1. Грамположительные (поддающиеся окраске) бактерии. Их оболочка состоит из одного слоя, внешняя мембрана отсутствует.
  2. Грамотрицательные бактерии имеют оболочку, не удерживающую краситель (после промывки стенка обесцвечивается). Их наружная оболочка намного тоньше, чем у грамположительных, при этом она имеет два слоя – наружную мембрану и располагающуюся под ней бактериальную стенку.

Такое разделение бактерий имеет большое значение в медицинских исследованиях – чаще всего патогенные микробы имеют грамположительную стенку. Если анализ выявил грамположительные бактерии, то есть повод для переживаний.

Грамотрицательные клетки намного безопасней. Некоторые из них постоянно присутствуют в организме и могут представлять угрозу только в случае неконтролируемого размножения. Это так называемые условно-патогенные бактерии.

Внешняя мембрана грамотрицательных бактерий расширяет функции бактериальной стенки. Меняется ее проницаемость и транспортные свойства.

Внешняя мембрана имеет различные каналы (поры), избирательно пропускающие вещества внутрь клетки – полезные проходят свободно, а токсины отторгаются. То есть наружный слой грамотрицательной клетки выполняет функцию «решета» для молекул.

Этим можно объяснить большую устойчивость грамотрицательных организмов к неблагоприятным условиям: всевозможным ядам, химическим веществам, ферментам, антибиотикам.

В биологии «слоенный пирог» из клеточной стенки и цитоплазматической мембраны называют клеточной оболочкой.

Что такое ЦПМ и мезосомы

Между клеточной стенкой и цитоплазмой расположен еще один органоид – цитоплазматическая мембрана (ЦПМ). В ее функции входит ограничение внутреннего содержимого клетки, поддержание ее формы, защита от проникновения агрессивных факторов и беспрепятственный допуск питательных веществ. По сути, это еще одно молекулярное «сито».

Через цитоплазматическую мембрану свободно проходят электроны (энергия) и транспорт материалов, необходимых для существования клетки. Различают два активных процесса, протекающих через мембрану:

  • эндоцитоз – проникновение веществ внутрь бактерии;
  • экзоцитоз – выведение отходов.

В процессе эндоцитоза мембрана образует внутренние складки, которые затем трансформируются в пузырьки (вакуоли). В зависимости от выполняемых функций различают два вида эндоцитоза:

  1. Фагоцитоз («поедание»). Эта функция доступна некоторым видам бактерий, их называют фагоцитами. Такие клетки создают из цитоплазматической мембраны своеобразный мешок, обволакивающий поглощаемую частицу (фагоцитозную вакуоль). Примером могут служить лейкоциты крови, «съедающие» чужеродные частицы или бактерии.
  2. Пиноцитоз («выпивание») – это поглощение жидкостей. При этом образуются пузырьки различного размера, иногда очень мелкие.

Экзоцитоз (выведение) действует в противоположном направлении. С его помощью из клетки выводятся непереваренные остатки и клеточный секрет.

Помимо этого, цитоплазматическая мембрана:

  • регулирует давление жидкости внутри клетки;
  • принимает и обрабатывает химическую информацию извне;
  • участвует в процессе деления клетки;
  • отвечает за отращивание жгутиков и их движение;
  • регулирует синтез клеточной стенки.

Внутренняя бактериальная мембрана в зависимости от выполняемых клеткой функций образует мезосомы (внутренние складки). Примером могут служить ламеллы и тилакоиды в одноклеточных, живущих за счет фотосинтеза.

Тилакоиды представляют собой стопки плоских мешочков, образованных внутренними складками мембраны (мезосомами), в которых протекает фотосинтез, а ламеллы – это те же вытянутые в длину мезосомы, соединяющие между собой стопки тилакоидов.

У грамположительных бактерий мезосомы хорошо развиты и довольно сложно организованы, в отличие от грамположительных. Различают три вида мезосом:

  • пластинчатые (ламеллы);
  • пузырьки (везикулы с запасом питательных веществ);
  • трубочки (тубулярные мезосомы).

Микробиологи пока не пришли к окончательному выводу – являются ли мезосомы основной структурой бактериальной клетки или только усиливают выполняемые ею функции.

Рибосомы – основа белковой жизни

Цитоплазма бактерий – внутренняя полужидкая (коллоидная) составляющая клетки, в которой находятся все органоиды (нуклеоид, плазмиды, мезосомы и прочие включения). Одна из основных функций цитоплазмы – создавать комфортные условия для рибосом.

Рибосома – важнейший немембранный органоид клетки, состоящий из двух частей: большой и малой субъединиц (полипептидов, составляющих белковый комплекс). Функция рибосом – синтез белка в клетке.

Рибосомы – это рибонуклеопротеиновые частицы размером примерно до 20 нм. В клетке их может одновременно быть от 5 000 до 90 000. Это самые маленькие и самые многочисленные органоиды прокариот.

Большая часть бактериальной РНК расположена именно в рибосомах, кроме того, в их состав входят белки.

Рибосомы отвечают за синтез белков из аминокислот. Процесс протекает по схеме, заложенной в генетической информации РНК. Считается, что эволюция рибосом началась в добелковую эру.

Со временем аппарат биосинтеза совершенствовался, но основную функцию в нем продолжает играть РНК.

Таким образом, рибосомы – поставщики основного компонента жизнедеятельности белковых форм – сами опираются на РНК, а не на белковую составляющую.

Проблема зарождения жизни на Земле представляет своеобразный парадокс – ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), несущая генетическую информацию, не может сама себя размножить, ей нужен некий катализатор, а белки, отличный катализатор, не могут образоваться без ДНК. Возникает парадокс: курицы и яйца или «что было раньше?».

Оказалось, в начале была РНК (рибонуклеиновая кислота)! Все ключевые стадии биосинтеза белка (передачу информации, работу катализатора, транспорт аминокислот) взяла на себя РНК, составляющая основу рибосом.

Это послужило одним из доказательств существования жизни «до ДНК».

Гипотеза о «мире РНК» пока не нашла экспериментального подтверждения, но исследования нуклеиновых кислот остаются одним из самых «горячих» направлений науки.

Дополнительные структуры прокариот

Как любое живое существо, бактериальная клетка стремится обезопасить себя, создавая различные дополнительные элементы. К поверхностным структурам относятся:

  1. Капсула. Это поверхностный слизистый слой, образующийся вокруг клетки как реакция на окружающую среду. Капсула не только дает бактерии дополнительную защиту, но и может содержать запас питательных веществ «на черный день».
  2. Жгутики. Длинные (длиннее самой клетки) очень тонкие нити, прикрепленные к ЦПМ и стенке, работают моторчиком для свободного перемещения бактерий. Могут располагаться по всей поверхности бактерии или расти пучками по ее краям.
  3. Пили (ворсинки). Они отличаются от жгутиков размерами (тоньше и намного короче). В функции пилей не входит перемещение, но они отвечают за крепление (привязку) бактерий к другим микроорганизмам или поверхностям. Еще пили участвуют в водно-солевом обмене и питательном процессе.
  4. Споры. Это гарантия для микроорганизмов пережить любые неблагоприятные факторы (отсутствие воды или пищи, агрессивная среда). Они образуются внутри бактерий, в основном грамположительных. Однако этот способ обеспечивает только выживание, но не размножение (как в случае грибных спор).

Внутренние дополнительные включения могут быть как активными (хлоросомы фотосинтезирующих клеток), так и пассивными (запасы питания). У бактерий, живущих в воде, есть газовые вакуоли, крохотные пузырьки воздуха, отвечающие за их плавучесть.

Питательные вещества бактерий откладываются в различных гранулах (липиды, волютин). Липиды обеспечивают бактерию запасом углерода, дающим энергию в отсутствии других источников. Волютин (зерна, содержащие полифосфаты), становится источником фосфора, когда в окружающей среде его недостаточно. Запасы волютина тоже могут служить источником энергии, хотя их роль не так значительна.

Дополнительными структурами цианобактерий являются запасы азота, для серобактерий – отложения молекулярной серы. Основная характеристика всех включений с запасами «на черный день» – они обязательно изолированы от цитоплазмы и не могут оказывать на клетку воздействие в нормальных условиях. В противном случае может быть передозировка химических элементов и бактерия пострадает.

Структуры бактериальной клетки, как основные, так и дополнительные, четко выполняют свои функции, сохраняя и продлевая ее жизнеспособность. Информация, содержащаяся в РНК и ДНК прокариот, позволяет клетке быстро реагировать на изменение условий существования и принимать необходимые меры для сохранения микроорганизма и успешного выполнения всех функций, заложенных в него природой.

Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.

Источник: https://probakterii.ru/prokaryotes/organelles/funkcii-bakterialnoj-kletki.html

Органоиды клетки. Строение и функции

Органоиды бактерии и их функции

Биология 5,6,7,8,9,10,11 класс, ЕГЭ, ГИА

    Распечатать

Органоиды клетки и их наличие зависит от типа клетки. Современная биология делит все клетки (или живые организмы) на два типа: прокариоты и эукариоты.

Прокариоты – это безъядерные клетки или организмы, к которым относятся вирусы, прокариот-бактерии и сине-зеленые водоросли, у которых клетка состоит непосредственно из цитоплазмы, в которой расположена одна хромосома – молекула ДНК (иногда РНК).

Эукариотические клетки имеют ядро, в котором находятся нуклеопротеиды (белок гистон + комплекс ДНК), а также другие органоиды. К эукариотам относятся большинство современных известных науке одноклеточных и многоклеточных живых организмов (в том числе, и растений).

Строение ограноидов эукариотов

Название органоида

Строение органоида

Функции органоида

Цитоплазма

Внутренняя среда клетки, в которой находится ядро и другие органоиды. Имеет полужидкую, мелкозернистую структуру.

  1. Выполняет транспортную функцию.
  2. Регулирует скорость протекания обменных биохимических процессов.
  3. Обеспечивает взаимодействие органоидов.

Рибосомы

Мелкие органоиды сферической или эллипсоидной формы диаметром от 15 до 30 нанометров.

Обеспечивают процесс синтеза молекул белка, их сборку из аминокислот.

Митохондрии

Органоиды, имеющие самую разнообразную форму – от сферической до нитевидной. Внутри митохондрий имеются складки от 0,2 до 0,7 мкм. Внешняя оболочка митохондрий имеет двухмембранную структуру. Наружная мембрана гладкая, а на внутренней имеются выросты крестообразной формы с дыхательными ферментами.

  1. Ферменты на мембранах обеспечивают синтез АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты).
  2. Энергетическая функция. Митохондрии обеспечивают поставки энергии в клетку за счет высвобождения ее при распаде АТФ.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС)

Система оболочек в цитоплазме, которая образует каналы и полости. Бывает двух типов: гранулированная, на которой имеются рибосомы и гладкая.

  1. Обеспечивает процессы по синтезу питательных веществ (белков, жиров, углеводов).
  2. На гранулированной ЭПС синтезируются белки, на гладкой – жиры и углеводы.
  3. Обеспечивает циркуляцию и доставку питательных веществ внутри клетки.

Пластиды (органоиды, свойственные только растительным клеткам) бывают трех видов:

Двухмембранные органоиды

Лейкопласты

Бесцветные пластиды, которые содержатся в клубнях, корнях и луковицах растений.

Являются дополнительным резервуаром для хранения питательных веществ.

Хлоропласты

Органоиды овальной формы, имеющие зеленый цвет. От цитоплазмы отделяются двумя трехслойными мембранами. Внутри хлоропластов находится хлорофилл.

Преобразуют органические вещества из неорганических, используя энергию солнца.

Хромопласты

Органоиды, от желтого до бурого цвета, в которых накапливается каротин.

Способствуют появлению у растений частей с желтой, оранжевой и красной окраской.

Лизосомы

Органоиды округлой формы диаметром около 1 мкм, имеющие на поверхности мембрану, а внутри – комплекс ферментов.

Пищеварительная функция. Переваривают питательные частицы и ликвидируют отмершие части клетки.

Комплекс Гольджи

Может быть разной формы. Состоит из полостей, разграниченных мембранами. Из полостей отходят трубчатые образования с пузырьками на концах.

  1. Образует лизосомы.
  2. Собирает и выводит синтезируемые в ЭПС органические вещества.

Клеточный центр

Состоит из центросферы (уплотненного участка цитоплазмы) и центриолей – двух маленьких телец.

Выполняет важную функцию для деления клетки.

Клеточные включения

Углеводы, жиры и белки, которые являются непостоянными компонентами клетки.

Запасные питательные вещества, которые используются для жизнедеятельности клетки.

Органоиды движения

Жгутики и реснички (выросты и клетки), миофибриллы (нитевидные образования) и псевдоподии (или ложноножки).

Выполняют двигательную функцию, а также обеспечивают процесс сокращения мышц.

Ядро клетки является главным и самым сложным органоидом клетки, поэтому его мы рассмотрим отдельно. 

Дополнительные материалы по теме: Органоиды клетки. Строение и функции

Источник: https://www.calc.ru/Organoidy-Kletki-Stroyeniye-I-Funktsii.html

ЭффектЛечения
Добавить комментарий