Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Марта 2015 в 15:41, контрольная работа
В настоящее время установлены принципиальные различия в организации и функционировании клеток прокариот и эукариот. Прежде всего, они заключаются в отсутствии у прокариот мембран, с помощью которых органеллы микробной клетки ( ядро, митохондрии, рибосомы и др.) отграничены от цитоплазмы. Система мембран у прокариот представлена только цитоплазматической мембраной, отдедяющей цитоплазму от клеточной оболочки или непосредственно от внешней среды. Вследствии этого при электронно-микроскопическом исследовании срезов клеток прокариот цитоплазма имеет вид мелкозернистой массы с включениями рибонуклеопротеиновых молекул, не организованных в ЭПС, но выполняющих рибосомальные функции.
В настоящее время установлены принципиальные различия в организации и функционировании клеток прокариот и эукариот. Прежде всего, они заключаются в отсутствии у прокариот мембран, с помощью которых органеллы микробной клетки ( ядро, митохондрии, рибосомы и др.) отграничены от цитоплазмы. Система мембран у прокариот представлена только цитоплазматической мембраной, отдедяющей цитоплазму от клеточной оболочки или непосредственно от внешней среды. Вследствии этого при электронно-микроскопическом исследовании срезов клеток прокариот цитоплазма имеет вид мелкозернистой массы с включениями рибонуклеопротеиновых молекул, не организованных в ЭПС, но выполняющих рибосомальные функции.
Я дро у прокариот, которое часто называют нуклеоидом, имеет фибриальную структуру и не отграниченно от цитоплазмы ядерной мембраной. В клетках прокариот отсутствуют митохондрии, хлоропласты, пластинчатый комплекс Гольджи. Окислительно-восстановительные ферменты локализованы в производных образованиях цитоплазматической мембраны — мезосомах.
У прокариот отсутствует митоз. Они размножаются путем бинарного деления и существуют в гаплоидном состоянии, вследствии чего диплоидность эукариот, имеющая огромное значение в их эволюции, не играет никакой роли в эволюции прокариот. У прокариот отсутствует также клеточный центр. Для них нетипичны внутриклеточные перемещения цитоплазмы и амебовидное движение.
По форме клеток собственно бактерии подразделяются на шаровидные, палочковидные и извитые.
Шаровидные бактерии — кокки имеют правильную сферическую или эллипсовидную форму. Одни из них располагаются беспорядочно (микроккоки), другие парами (диплококкки), третьи — цепочками из трех и более кокков (стрептококки) или восьми (сарцины) кокков. Это связано с особенностями их деления. В том случае, если они делятся в разных плоскостях, то образуются скопления, напоминающие виноградную гроздь (стафилококки). Деление в двух взаимоперпендикулярных плоскостях приводит к образованию тетракокков, в трех — сарцины. При делении в одной плоскости дочерние клетки могут не отходить друг от друга, образуя диплококки и цепочки кокков — стрептококки. Патогенные бактерии чаще всего представлены стафилококками, стрептококками, реже микрококками.
Палочковидные бактерии, имеющие цилиндрическую форму, различаются по размерам, форме клеток и их концов, а также по расположению. Большинство из них имеет длину, превышающую поперечник. Другие представляют собой крупные палочки с утолщениями на концах либо с обрубленными или заостренными концами. Они могут беспорядочно располагаться в виде одиночных клеток, парами — диплобактерии, в виде цепочек — стрептобактерии. Патогенные виды относятся ко всем перечисленным формам палочковидных бактерий.
Извитые формы бактерий представлены изогнутыми палочками, изгибы которых имеют один (холерный вибрион) или несколько оборотов (кампилобактерии) спирали. Извитые формы — вибрионы и спириллы, а также спирохеты. Вибрионы имеют вид слегка изогнутых палочек, спириллы — извитую форму с несколькими спиральными завитками.
Ультраструктура бактериальной клетки отражает уникальность ее организации. С помощью электронно-микроскопического исследования ультратонких срезов бактерий, цитохим-их и других методов исследования можно установить структуру определенных органелл, определить их хим-ий состав и функциональную роль, которую они играют в процессе жизнедеят-ти клетки.
Структурные элементы бактериальной клетки:
ПОСТОЯННЫЕ |
НЕПОСТОЯННЫЕ |
клет.стенка |
капсула |
цитоплазматич. мембрана |
жгутики |
цитоплазма |
споры |
рибосомы |
включения |
мезосомы |
пили (ворсинки) |
нуклеоид |
плазмиды |
Бактериальная клетка окружена внешней оболочкой, которая состоит из капсулы и клеточной стенки. От их состава зависит способность клетки воспринимать анилиновые красители (тинкториальные свойства). Капсулы в зависимости от степени выраженности подразделяют на микро- и макрокапсулы. Первые обнаруживаются только при электронно-микроскопическом исследовании в виде микрофибрилл из мукополисахаридов, которые тесно прилегают к клеточной стенке. Макрокапсулы представляют собой выраженный слизистый слой, снаружи покрывающий клеточную стенку. Он состоит из полисахаридов и редко из полипептидов.Как правило, макрокапсулу образуют немногие виды патогенных бактерий (пневмококки и др.) при неблагоприятных условиях среды, напр. в организме животных и человека. Однако у некоторых видов ( клебсиеллы пневмонии) макрокапсула обнаруживается постоянно.
Капсула несет многообразные ф-ции: защитную, предохраняя клетку от неблагоприятных условий среды обитания, также от повреждений и высыхания, защита от фагоцитоза и адгезивную, способствуя «прилипанию» к поверхности (рецепторам) клетки хозяина. У некоторых бактерий с ними связаны патогенные и антигенные свойств. Непатогенные бактерии также могут образовать макрокапсулу, выполняющую, по-видимому, только защитную ф-цию.
Капсула бактерий:
Капсула выяляется: электронная микроскопия, по Бурри-Гинсу.
Клеточная стенка (КС) представляет собой биогетерополимер сложного хим-го состава, кот. покрывает всю поверх-ть прокариот-ой клетки. Состав этого биогетерополи-ра не одинаков у разных бактерий.
В конце 19 в. датским ученым Грамом была предложена диффер-ная окраска, благодаря кот-ой бактперии были разделены на две группы, названные грамполож-ми и грамотриц-ми. Первые сравнительно прочно удерживают анилиновые красители и не обесцвечиваются спиртом, вследствии чего они окрашив-ся генциан- или кристалвиолетом в фиолетовый цвет. Возможно это связано с образ-ем нерастворимого в спирте комплекса генциан-виолета с йодом. Грамотриц-ые бактерии после обесцвечивания спиртом докрашиваются водным раствором фуксина в розовый цвет.
Основу клеточной стенки всех бактерий составляет пептидогликан, обеспечивающий ригидность и эластичность КС. Структура пептидогликана представлена параллельными полисахаридными (гликановыми) цепями, состоящими из чередующихся звеньев N-ацетилглюкозамина и N-ацетил мурамовой к-ты.
У грампол-ых бактерий пептидогликан связан с тейхоевыми и липотейх-ми к-тами за счет чего они имеют многослойную структуру. Тейх-ые к-ты яв-ся производными риботола или глицерина. Они пронизывают пептидогликан насквозь или нах-ся на его поверхности. Липотейх-ые к-ты имеют такое же строение, но закреплены в цитоплазматической мембране. Они также проинизывают пептидогликан или располагаются между ним и мем-ой. С пептидогликаном могут быть связаны белки, кот-ые располагаются снаружи.
Все компоненты клет.стенки грампол-ых бактерий могут синтез-ся в избытке, и в этом случае они секрет-ся в окруж-щую среду.
Уграмотриц-ых бактерий пептидогликан однослоен и покрыт наружной мем-ой с мозаичным строением. В ее сотав входит липопротеид, образующий глобулярный слой в результате ковалентной связи с пептидогликаном. Он покрыт пластинчатой мембраноподобной структурой, состоящей из фосфолипидов, липополисахарида (ЛПС) и белков. Наружная мембрана пронизана белками-поринами — своеобразными выводными каналами, кот-ые обеспечивают диффузию хим-их в-в из внешней среды в микробную клетку.
Особое значение имеет ЛПС, содержащийся в значит-ом количестве в составе КС грамотриц-ых бактерий. В структуре ЛПС имеется три звена: основное (базисное), к одному концу которого присоединен липид (второе звено), а к противоположному — повторяющиеся звенья сахаров (третье звено), составляющих детерминантную группу.
У грамотриц-ых бактерий между клет.стенкой и цитоплазматической мембраной расположено периплазматическое пространство, заполненное гидролит-ми ферментами, рибонуклеазой 1, фосфатазой, β-лактамазой и др. В периплазматическом пространстве происходит расщепление большинства пит-ых в-в, поступающих в бактериальную клетку.
У грампол-ых бактерий упомянутые фер-ты непосредственно выделяются в окруж-щую среду.
По строению клет.стенка:
КС у бактерий выполняет многочисленные ф-ции:
КС выявляется: электр-ая микроскопия, по Граму, р-ции плазмолиза.
ЛПС обладает антигенными и токсическими св-вами, поэтому его часто назыв-ют эндотоксином.
Вместе с тем пептидогликан яв-ся «мишенью» для действия некот-ых антибиотиков, главным образом пенициллинов, и ферм-та лизоцима, хотя они облаадют разным мех-змом действия. При действии пенициллина на растущую бактериальную культуру обра-ся безоболочечные формы бактерий, лишенные клет.стенки. Их называют протопластами, сферопластами и L-формами. Первые полностью лишены клет.стенки, вторые — частично. Они приобретают сферическую форму вследствие отсутствия пептидогликана.
Бактерии, полностью или частично утратившие клет.стенку, но сохранившие спос-ть к размножению, получили название L-форм в честь института им. Д.Листера (Англия), в кот-ом они были впервые выделены. Независимо от формы исходной клетки (кокки,палочки) L-формы этих бактерий морфологически неразличимы. Они представляют собой сферические образования разных размеров. L-формы могут возникать в естеств-ых условиях в орг-зме чел-кав результате длительного лечения некот-ым антибиотиками, чаще всего пенициллином.
Различают нестабильные и стабильные L-формы бактерий. Первые способны к реверсии в исходный вид при устранении причины, вызвавшей их образование. Они восстан-ют способность синтезировать пептидогликан КС. Вторые, как правило, не способны к реверсии. L-формы разных бактерий играют существенную роль в патогенезе многих инфекционных заболеваний.
Основные св-ва L-форм бактерий:
Жгутики. На поверхности ряда бактери-ых клеток располагаются жгутики. В их состав входит белок флагелин, кот-ый по своей структуре относится к сократительным белкам типа миозина. Жгутики прикрепляются к базальному телу, состоящему из сис-мы нескольких дисков, вмонтированных в цитоплазматическую мем-ну и КС. Кол-во и расположение жгутиков у разных бактерий неодинаково. Монотрихи имеют на одном из полюсов клетки тлько один жгутик, лофотрихи — пучок жгутиков, у амфитрихов жгутики расположены на обоих полюсах клетки, а у перитрихов — по всей ее поверхности.
Активная подвижность бактерий обусловлена вращательными движениями жгутиков, подобно корабельному винту, либо пропеллеру (монотрихи, лофотрихи). Наряду с беспорядочным движением бактерии могут передвигаться направленно путем хемотаксиса, аэротаксиса, обусловленного разной конц-цией кислорода, и фототаксиса. Скорость движения бактерий связана с расположением жгутиков, составом и св-вами пит-ой среды.Жгутики обладают антигенными св-вами.
Грамположительные бактерии имеют 2 диска, грамотриц-е — 4 диска.
Жгутики выявляются: электронная микроскопия, по Лефлеру.
Пили — тонкие полые нити белковой природы длиной 0,3 — 10 мкм, толщиной 10 нм, покрывающие поверхность бактери-ых клеток. В отличии от жгутиков не выполняют локомоторную ф-цию. По своему функциональному назначению подраз-ся на несколько типов.
Пили выявляются: электронная микроскопия.
Бактерии
Бактерии - это одноклеточные прокариотные микроорганизмы. Величина их измеряется в микрометрах (мкм). Бактерии не отличаются разнообразием форм. Различают три основные формы: шаровидные бактерии - кокки, палочковидные и извитые. Кроме того, существуют промежуточные формы (рис. 2).
Кокки (греч. kokkos - зерно) имеют шаровидную или слегка вытянутую форму. Различаются между собой в зависимости от того, как они располагаются после деления. Одиночно расположенные кокки - микрококки, расположенные попарно - диплококки. К патогенным диплококкам относятся пневмококки, имеющие ланцетовидную форму, и бобовидные диплококки - менингококки и гонококки. Стрептококки делятся в одной плоскости и после деления не расходятся, образуя цепочки (греч. streptos - цепочка). Патогенные стрептококки являются возбудителями гнойно-воспалительных заболеваний, ангины, рожи, скарлатины. Тетракокки образуют сочетания из четырех кокков в результате деления в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, сарцины (лат. sarcio - связывать) образуются при делении в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и имеют вид скоплений по 8-16 кокков. Стафилококки в результате беспорядочного деления образуют скопления, напоминающие гроздь винограда (греч. staphyle - виноградная гроздь). Среди них есть патогенные виды, вызывающие гнойно-воспалительные и септические заболевания.