Vipengele vya lazima na vya hiari vya kimuundo vya seli ya bakteria, kazi zao. Tofauti katika muundo wa ukuta wa seli ya bakteria ya gramu-chanya na gramu-hasi. Aina za L na aina zisizo za kitamaduni za bakteria

Bakteria ni prokariyoti na hutofautiana kwa kiasi kikubwa na seli za mimea na wanyama (eukaryotes). Wao ni wa viumbe vyenye seli moja na hujumuisha ukuta wa seli, membrane ya cytoplasmic, cytoplasm, nucleoid (sehemu za lazima za seli ya bakteria). Baadhi ya bakteria wanaweza kuwa na flagella, capsules, na spores (sehemu ya hiari ya seli ya bakteria).

Katika seli ya prokaryotic, miundo iko nje ya membrane ya cytoplasmic inaitwa juu (ukuta wa seli, capsule, flagella, villi).

Ukuta wa seli ni kipengele muhimu cha kimuundo cha seli ya bakteria, iko kati ya membrane ya cytoplasmic na capsule; katika bakteria zisizo za capsular, hii ni membrane ya nje ya seli. Inafanya idadi ya kazi: inalinda bakteria kutoka kwa mshtuko wa osmotic na mambo mengine ya kuharibu, huamua sura yao, inashiriki katika kimetaboliki; katika aina nyingi za bakteria ya pathogenic ni sumu, ina antigens ya uso, na pia hubeba vipokezi maalum kwa phages juu ya uso. Ukuta wa seli ya bakteria ina pores ambayo inahusika katika usafiri wa exotoxins na exoproteini nyingine za bakteria.

Sehemu kuu ya ukuta wa seli ya bakteria ni peptidoglycan, au murein (Kilatini murus - ukuta), polima inayounga mkono ambayo ina muundo wa mtandao na huunda mfumo mgumu (ngumu) wa nje wa seli ya bakteria. Peptidoglycan ina mnyororo mkuu (uti wa mgongo) unaojumuisha ubadilishaji wa N-asetili-M-glucosamine na mabaki ya asidi ya N-acetylmuramic yaliyounganishwa na vifungo 1,4-glycosidi, minyororo ya upande wa tetrapeptidi inayounganishwa na molekuli za asidi ya N-acetylmuramic, na peptide fupi ya msalaba. minyororo madaraja ya kuunganisha minyororo ya polysaccharide.

Kulingana na mali zao za tinctorial, bakteria zote zinagawanywa katika vikundi viwili: gramu-chanya na gramu-hasi. Bakteria ya gramu-chanya hurekebisha kwa uthabiti tata ya gentian violet na iodini, sio chini ya kupauka na ethanol na kwa hivyo hawaoni fuksi ya ziada ya rangi, iliyobaki zambarau. Katika bakteria ya gramu-hasi, tata hii huosha kwa urahisi nje ya seli na ethanol, na kwa matumizi ya ziada ya fuchsin huwa nyekundu. Katika baadhi ya bakteria, uchafu wa Gram chanya huzingatiwa tu katika hatua ya ukuaji wa kazi. Uwezo wa prokariyoti kuwa Gramu iliyochafuliwa au kubadilika rangi na ethanoli huamuliwa na muundo maalum wa kemikali na muundo wa ukuta wa seli zao. klamidia trakoma ya bakteria

Aina za L za bakteria ni marekebisho ya phenotypic, au mutants, ya bakteria ambao wamepoteza kwa kiasi au kabisa uwezo wa kuunganisha peptidoglycan ya ukuta wa seli. Kwa hivyo, aina za L ni kasoro ya bakteria kwenye ukuta wa seli. Wao huundwa chini ya ushawishi wa mawakala wa kubadilisha L - antibiotics (penicillin, polymyxin, bacitracin, vencomycin, streptomycin), amino asidi (glycine, methionine, leucine, nk), lysozyme ya enzyme, ultraviolet na x-rays. Tofauti na protoplasts na spheroplasts, L-forms zina uwezekano wa juu kiasi na uwezo wa kutamka wa kuzaliana. Kwa upande wa mali ya kimaadili na kitamaduni, hutofautiana kwa kasi kutoka kwa bakteria ya awali, ambayo ni kutokana na kupoteza ukuta wa seli na mabadiliko katika shughuli za kimetaboliki. Seli za umbo la L zina mfumo mzuri wa utando wa intracytoplasmic na miundo kama myelin. Kutokana na kasoro katika ukuta wa seli, hawana msimamo wa osmotically na wanaweza tu kupandwa katika vyombo vya habari maalum na shinikizo la juu la osmotic; hupitia vichungi vya bakteria. Kuna aina za L za bakteria zilizo imara na zisizo imara. Wa kwanza hawana kabisa ukuta wa seli ngumu; mara chache sana hurudi kwenye aina zao za asili za bakteria. Mwisho unaweza kuwa na mambo ya ukuta wa seli, ambayo ni sawa na spheroplasts; kwa kutokuwepo kwa sababu iliyosababisha malezi yao, hurejeshwa kwenye seli za awali.

Mchakato wa uundaji wa fomu za L huitwa L-mabadiliko au L-induction. Karibu aina zote za bakteria, ikiwa ni pamoja na wale wa pathogenic (mawakala wa causative ya brucellosis, kifua kikuu, listeria, nk), wana uwezo wa kufanya mabadiliko ya L.

Fomu za L zinapewa umuhimu mkubwa katika maendeleo ya maambukizi ya muda mrefu ya mara kwa mara, kubeba vimelea vya magonjwa, na kuendelea kwao kwa muda mrefu katika mwili. Mchakato wa kuambukiza unaosababishwa na aina za L za bakteria una sifa ya atypicality, muda wa kozi, ukali wa ugonjwa huo, na ni vigumu kutibu na chemotherapy.

Capsule ni safu ya mucous iko juu ya ukuta wa seli ya bakteria. Dutu ya capsule imetengwa wazi kutoka kwa mazingira. Capsule sio muundo muhimu wa seli ya bakteria: hasara yake haina kusababisha kifo cha bakteria.

Dutu ya vidonge ina micelles yenye hydrophilic, na muundo wao wa kemikali ni tofauti sana. Sehemu kuu za vidonge vingi vya prokaryotic ni homo- au hetsropolysaccharides (entsrobacteria, nk). Katika aina fulani za bacilli, vidonge hujengwa kutoka kwa polypeptide.

Vidonge huhakikisha uhai wa bakteria, kuwalinda kutokana na uharibifu wa mitambo, kukausha nje, kuambukizwa na phages, vitu vya sumu, na katika fomu za pathogenic - kutokana na hatua ya vikosi vya ulinzi vya macroorganism: seli zilizofunikwa hazijazwa vizuri phagocytosed. Katika aina fulani za bakteria, ikiwa ni pamoja na wale wa pathogenic, inakuza kushikamana kwa seli kwenye substrate.

Flagella ni organelles ya harakati ya bakteria, inayowakilishwa na miundo nyembamba, ndefu, kama thread ya asili ya protini.

Flagellum ina sehemu tatu: filament ya ond, ndoano na mwili wa basal. Ndoano ni silinda ya protini iliyopinda ambayo hufanya kama kiungo kinachonyumbulika kati ya sehemu ya msingi ya mwili na nyuzi ngumu za bendera. Mwili wa basal ni muundo tata unaojumuisha fimbo ya kati (mhimili) na pete.

Flagella sio miundo muhimu ya seli ya bakteria: kuna tofauti za awamu katika bakteria, wakati zipo katika awamu moja ya maendeleo ya seli na hazipo katika nyingine.

Idadi ya flagella na maeneo yao katika aina tofauti za bakteria si sawa, lakini ni imara kwa aina moja. Kulingana na hili, makundi yafuatayo ya bakteria ya bendera yanajulikana: moiotrichs - bakteria yenye flagellum moja ya polarly; amphitrichous - bakteria yenye flagella mbili zilizopangwa kwa polar au kuwa na kifungu cha flagella katika ncha zote mbili; lophotrichs - bakteria yenye kifungu cha flagella kwenye mwisho mmoja wa seli; peritrichous - bakteria yenye flagella nyingi ziko kwenye pande za seli au juu ya uso wake wote. Bakteria ambazo hazina flagella huitwa atrichia.

Kwa kuwa viungo vya harakati, flagella ni mfano wa aina za bakteria zinazoelea zenye umbo la fimbo na zilizochanganyikiwa na hupatikana tu katika hali za pekee katika cocci. Wanatoa harakati nzuri katika vyombo vya habari vya kioevu na harakati za polepole juu ya uso wa substrates imara.

Pili (fimbriae, villi) ni mitungi ya protini iliyonyooka, nyembamba, isiyo na mashimo inayotoka kwenye uso wa seli ya bakteria. Wao huundwa na protini maalum - pilin, hutoka kwa membrane ya cytoplasmic, hupatikana katika aina za motile na zisizohamishika za bakteria na zinaonekana tu kwenye darubini ya elektroni. Juu ya uso wa seli kunaweza kuwa na 1-2, 50-400 au zaidi ya pili hadi elfu kadhaa.

Kuna madarasa mawili ya pili: pili ya ngono (sexpili) na pili ya jumla, ambayo mara nyingi huitwa fimbriae. Bakteria hiyo hiyo inaweza kuwa na pili ya asili tofauti. Pili ya ngono huonekana kwenye uso wa bakteria wakati wa mchakato wa kuunganishwa na kufanya kazi ya organelles kwa njia ambayo nyenzo za maumbile (DNA) huhamishwa kutoka kwa wafadhili hadi kwa mpokeaji.

Pili hushiriki katika mkusanyiko wa bakteria katika agglomerates, kiambatisho cha microbes kwa substrates mbalimbali, ikiwa ni pamoja na seli (kazi ya wambiso), katika usafiri wa metabolites, na pia kuchangia katika malezi ya filamu kwenye uso wa vyombo vya habari vya kioevu; kusababisha agglutination ya seli nyekundu za damu.

Utando wa cytoplasmic (plasmolemma) ni muundo wa lipoprotein wa seli za bakteria ambazo hutenganisha saitoplazimu kutoka kwa ukuta wa seli. Ni sehemu ya lazima ya multifunctional ya seli. Uharibifu wa membrane ya cytoplasmic husababisha kifo cha seli ya bakteria.

Kikemia, utando wa cytoplasmic ni tata ya protini-lipid inayojumuisha protini na lipids. Sehemu kuu ya lipids ya membrane inawakilishwa na phospholipids. Imejengwa kutoka kwa tabaka mbili za protini za monomolecular, kati ya ambayo kuna safu ya lipid inayojumuisha safu mbili za molekuli za lipid zinazoelekezwa mara kwa mara.

Utando wa cytoplasmic hutumika kama kizuizi cha osmotic kwa seli, hudhibiti mtiririko wa virutubishi ndani ya seli na kutolewa kwa bidhaa za kimetaboliki kwenda nje, ina vimeng'enya maalum vya substrate ambavyo hufanya uhamishaji wa kuchagua wa molekuli za kikaboni na isokaboni.

Wakati wa ukuaji wa seli, utando wa cytoplasmic huunda invaginate nyingi ambazo huunda miundo ya intracytoplasmic ya membrane. Uvamizi wa utando wa ndani huitwa mesosomes. Miundo hii imeonyeshwa vizuri katika bakteria ya gramu, mbaya zaidi katika bakteria ya gramu-hasi, na inaonyeshwa vibaya katika rickettsia na mycoplasmas.

Mesosomes, kama membrane ya cytoplasmic, ni vituo vya shughuli za kupumua kwa bakteria, kwa hivyo wakati mwingine huitwa analogi za mitochondria. Walakini, umuhimu wa mesosomes bado haujafafanuliwa kikamilifu. Wao huongeza uso wa kazi wa utando; labda hufanya kazi ya kimuundo tu, kugawanya seli ya bakteria katika sehemu tofauti, ambayo inaunda hali nzuri zaidi kwa tukio la michakato ya enzymatic. Katika bakteria ya pathogenic huhakikisha usafiri wa molekuli za protini za exotoxins.

Cytoplasm ni yaliyomo ya seli ya bakteria, iliyopunguzwa na membrane ya cytoplasmic. Inajumuisha cytosol - sehemu ya homogeneous, ikiwa ni pamoja na vipengele vya RNA mumunyifu, vitu vya substrate, vimeng'enya, bidhaa za kimetaboliki, na vipengele vya kimuundo - ribosomu, utando wa intracytoplasmic, inclusions na nucleoid.

Ribosomes ni organelles ambayo hufanya biosynthesis ya protini. Wao hujumuisha protini na RNA, iliyounganishwa katika tata na vifungo vya hidrojeni na hydrophobic.

Aina mbalimbali za inclusions hugunduliwa katika cytoplasm ya bakteria. Wanaweza kuwa imara, kioevu au gesi, na au bila utando wa protini, na hawapatikani kabisa. Sehemu kubwa yao ni virutubishi vya akiba na bidhaa za kimetaboliki ya seli. Virutubisho vya akiba ni pamoja na: polysaccharides, lipids, polyfosfati, amana za sulfuri, nk. Miongoni mwa mjumuisho wa asili ya polysaccharide, glycogen na granulosa ya dutu kama wanga hupatikana mara nyingi, ambayo hutumika kama chanzo cha kaboni na nyenzo za nishati. Lipids hujilimbikiza kwenye seli kwa namna ya granules na matone ya mafuta. Mycobacteria hujilimbikiza nta kama vitu vya akiba. Seli za spirilla na zingine zina chembechembe za volutin zinazoundwa na polyphosphates. Wao ni sifa ya metachromasia: toluidine bluu na methylene bluu rangi yao violet-nyekundu. Granules za volutin zina jukumu la depo za phosphate. Inclusions iliyozungukwa na membrane pia ni pamoja na vacuoles ya gesi, au aerosomes hupunguza mvuto maalum wa seli na hupatikana katika prokaryotes ya maji.

Nucleoid ni kiini cha prokaryotes. Inajumuisha uzi mmoja wa DNA yenye nyuzi mbili iliyofungwa kwenye pete, ambayo inachukuliwa kuwa kromosomu moja ya bakteria, au genophore.

Nucleoid katika prokariyoti haijatengwa kutoka kwa seli nyingine na membrane - haina bahasha ya nyuklia.

Miundo ya nucleoid ni pamoja na RNA polymerase, protini za msingi na ukosefu wa histones; chromosome imesimama kwenye membrane ya cytoplasmic, na katika bakteria ya gramu - kwenye mesosome. Nucleoid haina vifaa vya mitotic, na kujitenga kwa nuclei ya binti kunahakikishwa na ukuaji wa membrane ya cytoplasmic.

Msingi wa bakteria ni muundo tofauti. Kulingana na hatua ya ukuaji wa seli, nucleoid inaweza kuwa tofauti (isiyoendelea) na inajumuisha vipande vya mtu binafsi. Hii ni kutokana na ukweli kwamba mgawanyiko wa seli ya bakteria kwa wakati hutokea baada ya kukamilika kwa mzunguko wa replication ya molekuli ya DNA na malezi ya chromosomes ya binti.

Nucleoid ina wingi wa habari za maumbile ya seli ya bakteria.

Mbali na nucleoid, vipengele vya urithi vya extrachromosomal vimepatikana katika seli za bakteria nyingi - plasmidi, ambazo ni molekuli ndogo za DNA za mviringo zenye uwezo wa kujirudia kwa uhuru.

Baadhi ya bakteria wana uwezo wa kutengeneza spores mwishoni mwa kipindi cha ukuaji wa kazi. Hii inatanguliwa na kupungua kwa mazingira katika virutubisho, mabadiliko katika pH yake, na mkusanyiko wa bidhaa za sumu za kimetaboliki.

Kwa upande wa utungaji wa kemikali, tofauti kati ya spores na seli za mimea ni tu katika maudhui ya kiasi cha misombo ya kemikali. Spores ina maji kidogo na lipids zaidi.

Katika hali ya spore, vijidudu havifanyi kazi kwa kimetaboliki, kuhimili joto la juu (140-150 ° C), yatokanayo na disinfectants za kemikali na hudumu kwa muda mrefu katika mazingira. Upinzani wa joto la juu unahusishwa na maudhui ya chini sana ya maji na maudhui ya juu ya asidi ya dipicolinic. Mara moja katika mwili wa wanadamu na wanyama, spores huota kwenye seli za mimea. Spores ni rangi kwa kutumia njia maalum, ambayo ni pamoja na preheating spores, pamoja na yatokanayo na ufumbuzi kujilimbikizia rangi katika joto la juu.

Aina nyingi za bakteria hasi ya gramu, pamoja na zile za pathogenic (Shigella, Salmonella, Vibrio cholerae, n.k.) zina hali maalum ya kurekebisha, iliyodhibitiwa na vinasaba, sawa na kisaikolojia ya cysts, ambayo inaweza kupita chini ya ushawishi wa hali mbaya na kubaki hai. kwa hadi miaka kadhaa. Kipengele kikuu cha hali hii ni kwamba bakteria hizo hazizai na kwa hiyo hazifanyi makoloni kwenye kati ya virutubisho imara. Seli hizo zisizo za kuzaliana lakini zinazoweza kuepukika huitwa aina zisizo za kiutamaduni za bakteria (NFB). Seli za NFB katika hali ambayo haijatunzwa zina mifumo amilifu ya kimetaboliki, ikijumuisha mifumo ya uhamishaji wa elektroni, usanisi wa protini na asidi ya nukleiki, na kuhifadhi ukatili. Utando wa seli zao ni viscous zaidi, seli kawaida huchukua fomu ya cocci na hupunguzwa kwa ukubwa. NFB zina utulivu wa juu katika mazingira ya nje na kwa hiyo zinaweza kuishi ndani yake kwa muda mrefu (kwa mfano, Vibrio cholerae katika hifadhi chafu), kudumisha hali ya kawaida ya eneo fulani (hifadhi).

Ili kugundua NFB, mbinu za maumbile ya molekuli hutumiwa (mseto wa DNA-DNA, CPR), pamoja na njia rahisi ya kuhesabu moja kwa moja ya seli zinazofaa.

Kwa madhumuni haya, unaweza pia kutumia njia za cytochemical (malezi ya formazan) au microautoradiography. Njia za maumbile zinazoamua mpito wa bakteria kwenye NS na urejesho wao kutoka kwake sio wazi.

Bakteria ("fimbo" kutoka kwa Kigiriki cha kale) ni ufalme (kundi) la microorganisms zisizo za nyuklia (prokaryotic), kwa kawaida zenye seli moja. Leo, karibu elfu kumi ya aina zao zinajulikana na kuelezewa. Wanasayansi wanakadiria kuwa kuna zaidi ya milioni moja kati yao.

Inaweza kuwa na sura ya pande zote, iliyopigwa, yenye umbo la fimbo. Katika matukio machache, maumbo ya cubic, tetrahedral, stellate, na O- au C-umbo hupatikana. huamua uwezo ambao seli ya bakteria ina. Kwa mfano, kulingana na sura yao, microorganisms zina shahada moja au nyingine ya uhamaji, uwezo wa kushikamana na uso, na njia moja au nyingine ya kunyonya misombo ya lishe.

Seli ya bakteria inajumuisha miundo mitatu muhimu: membrane ya cytoplasmic, ribosomes na nucleoid.

Kutoka kwa membrane upande wa nje kuna tabaka kadhaa. Hasa, kuna membrane ya mucous, capsule, na ukuta wa seli. Aidha, miundo mbalimbali ya uso huendeleza nje: villi, flagella. Cytoplasm na membrane ni pamoja katika dhana ya "protoplast".

Kiini cha bakteria na yaliyomo yake yote ni mdogo kutoka kwa mazingira ya nje na membrane. Ndani, katika sehemu ya homogeneous ya cytoplasm, protini, RNA mumunyifu, substrates ya athari za kimetaboliki, na misombo mbalimbali ziko. Iliyobaki ina vipengele mbalimbali vya kimuundo.

Haina utando wa nyuklia au utando mwingine wowote wa intracytoplasmic ambao si derivatives ya membrane ya cytoplasmic. Wakati huo huo, baadhi ya prokaryotes zinajulikana na "protrusions" za ndani za shell kuu. Hizi "protrusions" - mesosomes - hufanya kazi mbalimbali na kugawanya seli ya bakteria katika sehemu tofauti za utendaji.

Data zote muhimu kwa maisha zimo katika DNA moja. Kromosomu ambayo seli ya bakteria inajumuisha kawaida huwa na umbo la pete iliyofungwa kwa ushirikiano. Kwa wakati mmoja, DNA imefungwa kwenye membrane na kuwekwa tofauti, lakini haijatenganishwa na cytoplasm, muundo. Muundo huu unaitwa "nucleoid". Inapofunuliwa, kromosomu ya bakteria ina urefu wa zaidi ya milimita. Kawaida hutolewa katika nakala moja. Kwa maneno mengine, prokaryotes ni karibu wote haploid. Hata hivyo, chini ya hali fulani maalum, seli ya bakteria inaweza kuwa na nakala za chromosome yake.

Ni ya umuhimu hasa katika maisha ya bakteria Hata hivyo, kipengele hiki cha kimuundo sio lazima. Katika hali ya maabara, aina fulani za prokaryotes zilipatikana ambazo ukuta haukuwepo kabisa au sehemu. Bakteria hizi zinaweza kuwepo chini ya hali ya kawaida, lakini katika baadhi ya matukio walipoteza uwezo wa kugawanyika. Kwa asili, kuna kundi la prokaryotes ambazo hazina kuta katika muundo wao.

Juu ya uso wa nje wa ukuta kunaweza kuwa na safu ya amorphous - capsule. Tabaka za mucous zimetenganishwa na microorganism kwa urahisi kabisa hawana uhusiano na kiini. Vifuniko pia vina muundo mzuri;

Uzazi wa baadhi ya aina za bakteria unafanywa kwa njia ya ukubwa sawa, fission transverse binary au budding. Vikundi tofauti vina chaguzi tofauti za mgawanyiko. Kwa mfano, katika cyanobacteria, uzazi hutokea kwa njia nyingi - fissions kadhaa mfululizo mfululizo. Matokeo yake, kutoka kwa microorganisms nne hadi elfu mpya huundwa. Wana mifumo maalum ambayo plastiki ya genotype inahakikishwa, muhimu kwa kukabiliana na mabadiliko ya mazingira ya nje na mageuzi.

Mbali na falme 5 za asili hai, kuna falme mbili zaidi: prokaryotes na eukaryotes. Kwa hivyo, ikiwa tutazingatia msimamo wa kimfumo wa bakteria, itakuwa kama ifuatavyo.

Kwa nini viumbe hivi vinaainishwa kama taxon tofauti? Jambo ni kwamba kiini cha bakteria kina sifa ya kuwepo kwa vipengele fulani vinavyoacha alama kwenye shughuli zake za maisha na mwingiliano na viumbe vingine na wanadamu.

Ugunduzi wa bakteria

Ribosomu ni miundo midogo iliyotawanyika kwa idadi kubwa kwenye saitoplazimu. Asili yao inawakilishwa na molekuli za RNA. Granules hizi ni nyenzo ambazo kiwango cha uhusiano na nafasi ya utaratibu wa aina fulani ya bakteria inaweza kuamua. Kazi yao ni mkusanyiko wa molekuli za protini.

Capsule

Kiini cha bakteria kina sifa ya kuwepo kwa utando wa mucous wa kinga, muundo ambao umedhamiriwa na polysaccharides au polypeptides. Miundo kama hiyo inaitwa capsules. Kuna micro- na macrocapsules. Muundo huu haujaundwa katika spishi zote, lakini kwa idadi kubwa, ambayo ni, sio lazima.

Capsule inalinda seli ya bakteria kutoka kwa nini? Kutoka kwa phagocytosis na antibodies mwenyeji ikiwa bakteria ni pathogenic. Au kutoka kwa kukausha nje na yatokanayo na vitu vyenye madhara, ikiwa tunazungumzia kuhusu aina nyingine.

Kamasi na inclusions

Pia miundo ya hiari ya bakteria. Kamasi, au glycocalyx, ni kemikali ya polysaccharide ya mucoid. Inaweza kuundwa ndani ya seli na kwa enzymes za nje. Mumunyifu sana katika maji. Kusudi: kiambatisho cha bakteria kwenye substrate - kujitoa.

Inclusions ni microgranules katika cytoplasm ya asili mbalimbali za kemikali. Hizi zinaweza kuwa protini, amino asidi, asidi nucleic au polysaccharides.

Organoids ya harakati

Tabia za seli ya bakteria pia zinaonyeshwa katika harakati zake. Kwa kusudi hili, flagella zipo, ambazo zinaweza kuwa katika idadi tofauti (kutoka moja hadi mia kadhaa kwa kila seli). Msingi wa kila flagellum ni flagellini ya protini. Shukrani kwa contractions elastic na harakati rhythmic kutoka upande kwa upande, bakteria inaweza kusonga katika nafasi. Flagellum imeunganishwa kwenye membrane ya cytoplasmic. Eneo linaweza pia kutofautiana kati ya aina.

Kunywa

Bora zaidi kuliko flagella ni miundo inayoshiriki katika:

• kiambatisho kwa substrate;
• lishe ya maji-chumvi;
• uzazi wa kijinsia.

Wao hujumuisha pilin ya protini, idadi yao inaweza kufikia mia kadhaa kwa kila seli.

Kufanana kwa seli za mimea

Bakteria na kuwa na kufanana moja undeniable - kuwepo kwa ukuta wa seli. Walakini, wakati katika mimea iko bila shaka, katika bakteria haipo katika spishi zote, ambayo ni, ni muundo wa hiari.

Muundo wa kemikali ya ukuta wa seli ya bakteria:

• peptidoglycan murein;
• polysaccharides;
• lipids;
• protini.

Kwa kawaida, muundo huu una safu mbili: nje na ndani. Inafanya kazi sawa na mimea. Huhifadhi na kufafanua sura ya mara kwa mara ya mwili na hutoa ulinzi wa mitambo.

Mzozo wa elimu

Tumeangalia muundo wa seli ya bakteria kwa undani fulani. Inabakia tu kutaja jinsi bakteria wanaweza kuishi hali mbaya bila kupoteza uwezo wao kwa muda mrefu sana.

Wanafanya hivyo kwa kuunda muundo unaoitwa mgogoro. Haina uhusiano wowote na uzazi na inalinda bakteria tu kutokana na hali mbaya. Aina ya migogoro inaweza kuwa tofauti. Wakati hali ya kawaida ya mazingira inarejeshwa, spore huanza na kuota ndani ya bakteria hai.

Muundo wa seli ya bakteria

Muundo wa bakteria umesomwa vizuri kwa kutumia hadubini ya elektroni ya seli nzima na sehemu zao za ultrathin. Seli ya bakteria ina ukuta wa seli, membrane ya cytoplasmic, saitoplazimu yenye inclusions, na kiini kinachoitwa nucleoid. Kuna miundo ya ziada: capsule, microcapsule, kamasi, flagella, pili (Mchoro 1); Baadhi ya bakteria wana uwezo wa kutengeneza spores chini ya hali mbaya.

Ukuta wa seli - muundo wenye nguvu, wa elastic ambao huwapa bakteria sura fulani na, pamoja na utando wa msingi wa cytoplasmic, "huzuia" shinikizo la juu la osmotic katika seli ya bakteria. Inashiriki katika mchakato wa mgawanyiko wa seli na usafiri wa metabolites. Ukuta wa seli nene zaidi hupatikana katika bakteria ya gramu-chanya (Mchoro 1). Kwa hivyo, ikiwa unene wa ukuta wa seli ya bakteria ya gramu-hasi ni karibu 15-20 nm, basi katika bakteria ya gramu inaweza kufikia 50 nm au zaidi. Ukuta wa seli ya bakteria ya gramu ina kiasi kidogo cha polysaccharides, lipids, na protini.

Sehemu kuu ya ukuta wa seli ya bakteria hizi ni multilayer peptidoglycan(murein, mucopeptide), inayojumuisha 40-90% ya wingi wa ukuta wa seli.

Volutin Mesosoma Nucleoid

Mchele. 1. Muundo wa seli ya bakteria.

Asidi za Teichoic (kutoka kwa Kigiriki. teichos - ukuta), molekuli ambazo ni minyororo ya 8-50 glycerol na mabaki ya ribitol yaliyounganishwa na madaraja ya phosphate. Sura na nguvu ya bakteria hutolewa na muundo wa nyuzi za peptidoglycan, ambayo ina tabaka nyingi na kuunganishwa na peptidi. Peptidoglycan inawakilishwa na molekuli za glycan sambamba zinazojumuisha mabaki ya kurudia. N-acetylglucosamine na N-asidi ya acetylmuramic iliyounganishwa na dhamana ya glycosidic ya aina ya P (1 -> 4).

Lysozyme, kuwa acetylmuramidase, huvunja vifungo hivi. Molekuli za Glycan zimeunganishwa na kiungo cha peptidi. Kwa hiyo jina la polymer hii - peptidoglycan. Msingi wa dhamana ya peptidi ya peptidoglycan katika bakteria ya Gram-negative ni tetrapeptides inayojumuisha mbadala. L- Na D-amino asidi.

U E. koli minyororo ya peptidi imeunganishwa kwa kila mmoja kupitia D- alanine ya mnyororo mmoja na asidi ya mesodiaminopimeli ya nyingine.

Muundo na muundo wa sehemu ya peptidi ya peptidoglycan katika bakteria ya gramu-hasi ni thabiti, tofauti na peptidoglycan ya bakteria ya gramu-chanya, asidi ya amino ambayo inaweza kutofautiana katika muundo na mlolongo. Tetrapeptidi hapa zimeunganishwa kwa kila mmoja na minyororo ya polypeptide ya mabaki 5 ya glycine. Bakteria chanya mara nyingi huwa na lysine badala ya asidi ya mesodiaminopimeli. Phospholipid

Mchele. 2. Muundo wa miundo ya uso wa bakteria ya gramu-chanya (gramu +) na gramu-hasi (gramu).

Vipengele vya Glycan (acetylglucosamine na asidi acetylmuramic) na asidi ya amino ya tetrapeptide (mesodiaminopimelic na L-glutamic asidi, D-alanine) ni kipengele tofauti cha bakteria, kwani wao na D-isomeri za amino asidi hazipo kwa wanyama na wanadamu.

Uwezo wa bakteria ya Gram-chanya kubakiza urujuani wa gentian pamoja na iodini inapotiwa madoa kwa kutumia madoa ya Gram (rangi ya samawati-violet ya bakteria) unahusishwa na sifa ya peptidoglycan ya safu nyingi kuingiliana na rangi. Kwa kuongeza, matibabu ya baadaye ya smear ya bakteria na pombe husababisha kupungua kwa pores katika peptidoglycan na hivyo uhifadhi wa rangi katika ukuta wa seli. Baada ya kuathiriwa na pombe, bakteria ya gramu-hasi hupoteza rangi yao, hubadilika, na wakati wa kutibiwa na magenta, hugeuka nyekundu. Hii ni kutokana na kiasi kidogo cha peptidoglycan (5-10% ya molekuli ya ukuta wa seli).

Ukuta wa seli ya bakteria ya gramu-hasi ina utando wa nje, kushikamana kupitia lipoprotein kwenye safu ya msingi ya peptidoglycan (Mchoro 2). Utando wa nje ni muundo wa safu tatu wa wavy, sawa na utando wa ndani, unaoitwa cytoplasmic. Sehemu kuu ya utando huu ni safu ya bimolecular (mbili) ya lipids.

Utando wa nje ni muundo wa mosai wa asymmetric unaowakilishwa na lipopolysaccharides, phospholipids na protini . Kwa upande wake wa nje kuna lipopolysaccharide(LPS), inayojumuisha vipengele vitatu: lipid A, sehemu ya msingi, au msingi (lat. msingi - msingi), na mnyororo wa polisakaridi 0-maalum unaoundwa kwa kurudia mfuatano wa oligosakaridi.

Lipopolysaccharide "imetiwa nanga" kwenye utando wa nje na lipid A, kusababisha sumu ya LPS, ambayo kwa hiyo imetambuliwa na endotoxin. Uharibifu wa bakteria na antibiotics husababisha kutolewa kwa kiasi kikubwa cha endotoxin, ambayo inaweza kusababisha mshtuko wa endotoxic kwa mgonjwa.

Kutoka kwa lipid A msingi, au sehemu ya msingi ya LPS, hutoka. Sehemu ya mara kwa mara ya msingi wa LPS ni asidi ya ketodeoxyoctonic (3-deoxy-g) -manno-2-octulosonic acid). 0 -mnyororo maalum unaoenea kutoka sehemu ya msingi ya molekuli ya LPS huamua serogroup, serovar (aina ya bakteria inayogunduliwa kwa kutumia seramu ya kinga) aina maalum ya bakteria. Kwa hivyo, dhana ya LPS inahusishwa na dhana ya 0-antijeni, ambayo inaweza kutumika kutofautisha bakteria. Mabadiliko ya maumbile yanaweza kusababisha mabadiliko katika biosynthesis ya vipengele LPS bakteria na matokeo yake L-maumbo

Protini za matrix utando wa nje hupenya ndani kwa njia ambayo molekuli za protini huita porinami, mpaka hydrophilic pores kwa njia ambayo maji na molekuli ndogo na molekuli jamaa hadi 700 kupita Kati ya utando wa nje na cytoplasmic kuna nafasi periplasmic, au periplasm, zenye Enzymes. Wakati muundo wa ukuta wa seli ya bakteria unapovurugika chini ya ushawishi wa lysozyme, penicillin, sababu za kinga za mwili na misombo mingine, seli zilizo na sura iliyobadilishwa (mara nyingi ya spherical) huundwa: protoplasts - bakteria kukosa kabisa ukuta wa seli; spheroplasts - bakteria yenye ukuta wa seli iliyohifadhiwa kwa sehemu. Baada ya kuondolewa kwa kizuizi cha ukuta wa seli, bakteria hiyo iliyobadilishwa inaweza kugeuka, i.e. pata ukuta wa seli kamili na urejeshe sura yake ya asili.

Bakteria za aina ya sphero- au protoplast, ambazo zimepoteza uwezo wa kuunganisha peptidoglycan chini ya ushawishi wa antibiotics au mambo mengine na zina uwezo wa kuzaliana, huitwa. L-maumbo(kutoka kwa jina la Taasisi ya Lister). L-forms pia inaweza kutokea kama matokeo ya mabadiliko. Ni seli nyeti za osmotically, spherical, umbo la chupa za ukubwa mbalimbali, ikiwa ni pamoja na wale wanaopita kupitia filters za bakteria. Baadhi L- fomu (zisizo thabiti), wakati sababu ambayo imesababisha mabadiliko katika bakteria imeondolewa, inaweza kugeuka, "kurudi" kwenye kiini cha awali cha bakteria. L- fomu zinaweza kuundwa na magonjwa mengi ya magonjwa ya kuambukiza.

Utando wa cytoplasmic katika hadubini ya elektroni ya sehemu za ultrathin, ni utando wa safu tatu unaozunguka sehemu ya nje ya saitoplazimu ya bakteria. Katika muundo, ni sawa na plasmalemma ya seli za wanyama na ina safu mbili ya lipids, hasa phospholipids na uso ulioingia na protini muhimu ambazo zinaonekana kupenya kupitia muundo wa membrane. Baadhi yao ni permeases kushiriki katika usafiri wa vitu. Utando wa cytoplasmic ni muundo unaobadilika na vipengele vya simu, hivyo hufikiriwa kuwa muundo wa maji ya simu. Inashiriki katika udhibiti wa shinikizo la osmotic, usafiri wa vitu na kimetaboliki ya nishati ya seli (kutokana na enzymes ya mnyororo wa usafiri wa elektroni, adenosine triphosphatase, nk). Pamoja na ukuaji wa kupindukia (ikilinganishwa na ukuaji wa ukuta wa seli), utando wa cytoplasmic huunda uvamizi - uvamizi kwa namna ya miundo ya membrane iliyopotoka, inayoitwa. mesosomes. Miundo isiyo ngumu zaidi iliyosokotwa inaitwa utando wa intracytoplasmic. Jukumu la mesosomes na utando wa intracytoplasmic hauelewi kikamilifu. Inapendekezwa hata kuwa ni artifact ambayo hutokea baada ya kuandaa (kurekebisha) sampuli ya microscopy ya elektroni. Walakini, inaaminika kuwa derivatives ya membrane ya cytoplasmic hushiriki katika mgawanyiko wa seli, kutoa nishati kwa muundo wa ukuta wa seli, na kushiriki katika usiri wa vitu, sporulation, i.e. katika michakato yenye matumizi makubwa ya nishati.

Cytoplasm inachukua wingi wa seli ya bakteria na ina protini mumunyifu, asidi ya ribonucleic, inclusions na granules nyingi ndogo - ribosomes kuwajibika kwa usanisi (tafsiri) ya protini. Ribosomu za bakteria zina ukubwa wa karibu 20 nm na mgawo wa sedimentation 70S, 3 tofauti kutoka 80^-ribosomu tabia ya seli za yukariyoti. Kwa hiyo, baadhi ya antibiotics, kwa kumfunga ribosomu za bakteria, hukandamiza awali ya protini ya bakteria bila kuathiri usanisi wa protini katika seli za yukariyoti. Ribosomu za bakteria zinaweza kujitenga katika vitengo viwili - 50S Na 30S . Cytoplasm ina inclusions mbalimbali kwa namna ya granules ya glycogen, polysaccharides, asidi ya poly-p-butyric na polyphosphates (volutin). Hujilimbikiza wakati kuna ziada ya virutubisho katika mazingira na hufanya kama vitu vya hifadhi kwa mahitaji ya lishe na nishati. Volutin ina mshikamano wa dyes za msingi, ina metachromasia na hugunduliwa kwa urahisi kwa kutumia njia maalum za kuchafua. Mpangilio wa tabia ya nafaka za volutin hufunuliwa katika bacillus ya diphtheria kwa namna ya miti ya seli yenye rangi.

Nucleoid - sawa na kiini katika bakteria. Iko katika ukanda wa kati wa bakteria kwa namna ya DNA iliyopigwa mara mbili, iliyofungwa kwa pete na imefungwa vizuri kama mpira. Tofauti na yukariyoti, kiini cha bakteria hakina bahasha ya nyuklia, nukleoli, au protini za msingi (histones). Kwa kawaida, seli ya bakteria ina kromosomu moja, inayowakilishwa na molekuli ya DNA iliyofungwa kwenye pete. Ikiwa mgawanyiko umetatizwa, inaweza kuwa na chromosomes 4 au zaidi. Nucleoid hugunduliwa kwenye darubini nyepesi baada ya kuchafua kwa kutumia njia maalum za DNA: Feulgen au Romanovsky-Giemsa. Katika muundo wa mtengano wa elektroni wa sehemu za bakteria zenye kiwango cha juu sana, nukleoidi huonekana kama maeneo mepesi yenye nyuzinyuzi, miundo kama uzi ya DNA iliyofungwa katika maeneo fulani kwenye utando wa saitoplazimu au mesosome inayohusika katika urudufishaji wa kromosomu.

Mbali na nucleoid inayowakilishwa na kromosomu moja, seli ya bakteria ina mambo ya ziada ya urithi - plasmidi, ambayo ni pete za DNA zilizofungwa kwa ushirikiano.

Capsule - muundo wa mucous zaidi ya 0.2 microns nene, imara kuhusishwa na ukuta wa seli ya bakteria na kuwa na mipaka ya nje iliyoelezwa wazi. Capsule inaonekana katika smears ya alama kutoka kwa nyenzo za pathological. Katika tamaduni safi za bakteria, capsule huundwa mara kwa mara. Inagunduliwa kwa kutumia njia maalum za kuchorea Burri-Gins, ambayo huunda tofauti mbaya ya vitu vya capsule.

Kawaida capsule ina polysaccharides (exopolysaccharides), wakati mwingine ya polypeptides, kwa mfano, katika bacillus ya anthrax. Capsule ni hydrophilic, inazuia phagocytosis ya bakteria.

Bakteria nyingi huunda microcapsule - malezi ya mucous chini ya mikroni 0.2 nene, inaweza kugunduliwa tu kwa hadubini ya elektroni. Inapaswa kutofautishwa na capsule kamasi - exopolysaccharides ya mucoid ambayo haina mipaka ya nje ya wazi. Exopolysaccharides ya mucoid ni tabia ya aina ya mucoid ya Pseudomonas aeruginosa, mara nyingi hupatikana katika sputum ya wagonjwa wenye cystic fibrosis. Exopolysaccharides ya bakteria hushiriki katika kujitoa (kushikamana na substrates pia huitwa). glycocalyx. Mbali na awali ya exopolysaccharides na bakteria, kuna utaratibu mwingine wa malezi yao: kupitia hatua ya enzymes ya ziada ya bakteria kwenye disaccharides. Matokeo yake, dextrans na levans huundwa. Capsule na kamasi hulinda bakteria kutokana na uharibifu na kukausha nje, kwa kuwa, kuwa hydrophilic, hufunga maji vizuri na kuzuia hatua ya mambo ya ulinzi ya macroorganism na bacteriophages.

Flagella bakteria huamua uhamaji wa seli ya bakteria. Flagella ni nyuzi nyembamba zinazotoka kwenye membrane ya cytoplasmic na ni ndefu zaidi kuliko seli yenyewe (Mchoro 3). Unene wa flagella ni 12-20 nm, urefu 3-12 µm. Idadi ya flagella katika aina tofauti za bakteria inatofautiana kutoka kwa moja (monotrich) kipindupindu vibrio ina hadi makumi na mamia ya flagella inayoenea kando ya mzunguko wa bakteria. (peri-trich) katika Escherichia coli, Proteus, nk. Lophotrichs kuwa na kifungu cha flagella kwenye ncha moja ya seli. Amphitriki kuwa na bendera moja au kifungu cha flagella kwenye ncha tofauti za seli. Flagella ni masharti ya membrane ya cytoplasmic na ukuta wa seli na rekodi maalum. Flagella inajumuisha protini - flagellin (kutoka naT.flagellum - flagellum), ambayo ina maalum ya antijeni. Subunits za Flagellin zimepotoshwa kwa namna ya ond. Flagella hugunduliwa kwa kutumia hadubini ya elektroni ya maandalizi yaliyofunikwa na metali nzito, au kwa darubini nyepesi baada ya matibabu na mbinu maalum kulingana na etching na adsorption ya vitu mbalimbali na kusababisha kuongezeka kwa unene wa flagella (kwa mfano, baada ya silvering).

Mchele. 3. Escherichia coli. Mfano wa diffraction ya elektroni (maandalizi na V.S. Tyurin). 1 - flagella, 2 - villi, 3 - F-pili.

Villi, au pili (fimbriae), - uundaji unaofanana na uzi (Kielelezo 3), nyembamba na fupi (3-10 nm x 0.3-10 µm) kuliko flagella. Pili hutoka kwenye uso wa seli na huundwa na pilin ya protini. Wana shughuli za antijeni. Miongoni mwa pili kuna: pili inayohusika na kujitoa, i.e. kwa kiambatisho cha bakteria kwenye seli iliyoathiriwa (aina ya pili, au aina ya jumla - pili ya kawaida), kunywa, kuwajibika kwa lishe, kimetaboliki ya chumvi-maji; ngono (F-kunywa), au pili mnyambuliko (aina 2 pili). Pili ya aina ya jumla ni nyingi - mia kadhaa kwa kila seli. Pili ya ngono huundwa na kinachojulikana kama seli za wafadhili za "kiume" zilizo na plasmidi zinazoambukiza (F, R, Kanali). Kawaida kuna 1-3 kati yao kwa kila seli. Kipengele tofauti cha pili ya ngono ni mwingiliano na bacteriophages maalum ya "kiume" ya spherical, ambayo hupigwa sana kwenye pili ya ngono.

Utata - aina ya pekee ya kupumzika kwa bakteria firmicute, i.e. bakteria yenye aina ya gramu-chanya ya muundo wa ukuta wa seli.

Spores huundwa chini ya hali mbaya kwa kuwepo kwa bakteria (kukausha, upungufu wa virutubisho, nk). Katika kesi hii, spore moja huundwa ndani ya bakteria moja. Uundaji wa spores huchangia uhifadhi wa spishi na sio njia ya uzazi, kama katika kuvu.

Bakteria ya aerobic ya kutengeneza spore ambayo ukubwa wa spore hauzidi kipenyo cha seli wakati mwingine huitwa bacilli. Bakteria wa anaerobic wanaotengeneza spore ambamo ukubwa wa spore unazidi kipenyo cha seli na hivyo kuchukua umbo la spindle huitwa. clostridia(lat. clostridia - spindle).

Mchakato sporulation(sporulation) hupitia mfululizo wa hatua wakati sehemu ya cytoplasm na chromosome hutenganishwa, ikizungukwa na membrane ya cytoplasmic; Prospore huundwa, kisha safu nyingi, ganda lisiloweza kupenyeza vizuri huundwa. Sporulation inaambatana na matumizi makubwa ya prospore, na kisha kuundwa kwa shell ya spore ya asidi dipicolinic na ioni za kalsiamu. Baada ya kuundwa kwa miundo yote, spore hupata upinzani wa joto, ambayo inahusishwa na kuwepo kwa dipicolinate ya kalsiamu. Sporulation, sura na eneo la spores kwenye seli (mimea) ni mali ya spishi ya bakteria, ambayo huwaruhusu kutofautishwa kutoka kwa kila mmoja. Sura ya spores inaweza kuwa mviringo, spherical, eneo katika kiini ni terminal, i.e. mwishoni mwa fimbo (wakala wa causative wa tetanasi), subterminal - karibu na mwisho wa fimbo (pathogens ya botulism, gangrene ya gesi) na kati (anthrax bacillus).

Bakteria, licha ya unyenyekevu wao unaoonekana, wana muundo wa seli ulioendelezwa vizuri ambao unawajibika kwa mali zao nyingi za kipekee za kibiolojia. Maelezo mengi ya kimuundo ni ya kipekee kwa bakteria na haipatikani kati ya archaea au eukaryotes. Hata hivyo, licha ya unyenyekevu wa jamaa wa bakteria na urahisi wa kukua matatizo ya mtu binafsi, bakteria nyingi haziwezi kukuzwa katika maabara, na miundo yao mara nyingi ni ndogo sana kujifunza. Kwa hiyo, ingawa baadhi ya kanuni za muundo wa seli za bakteria zinaeleweka vyema na hata kutumika kwa viumbe vingine, vipengele vingi vya kipekee na miundo ya bakteria bado haijulikani.

mofolojia ya seli

Bakteria nyingi zina umbo la duara, kinachojulikana kama coci (kutoka kwa neno la Kigiriki kokkos- nafaka au beri), au umbo la fimbo, kinachojulikana kama bacilli (kutoka kwa neno la Kilatini bacillus- fimbo). Baadhi ya bakteria wenye umbo la fimbo (vibrios) wamepinda kwa kiasi fulani, wakati wengine huunda curls za ond (spirochetes). Tofauti hii yote ya aina za bakteria imedhamiriwa na muundo wa ukuta wa seli zao na cytoskeleton. Aina hizi ni muhimu kwa utendaji kazi wa bakteria kwa sababu zinaweza kuathiri uwezo wa bakteria kupata virutubishi, kushikamana na nyuso, kusonga na kutoroka kutoka kwa wanyama wanaowinda wanyama wengine.

Ukubwa wa bakteria

Bakteria inaweza kuwa na aina mbalimbali za maumbo na ukubwa (au mofolojia). Kwa ukubwa, seli za bakteria kwa kawaida ni ndogo mara 10 kuliko seli za yukariyoti, bila shaka zikiwa na ukubwa wa 0.5-5.0 µm tu, ingawa bakteria wakubwa kama vile Thiomargarita namibiensis Na Epulopiscium fishelsoni, inaweza kukua hadi 0.5 mm kwa ukubwa na kuonekana kwa macho. Bakteria ndogo zaidi ya bure ni mycoplasmas, wanachama wa jenasi Mycoplasma tu mikroni 0.3 kwa urefu, takriban sawa kwa ukubwa na virusi vikubwa zaidi.

Ukubwa mdogo ni muhimu kwa bakteria kwa sababu husababisha eneo kubwa kwa uwiano wa kiasi, kusaidia usafiri wa haraka wa virutubisho na utoaji wa taka. Sehemu ya chini ya uso kwa uwiano wa kiasi, kinyume chake, hupunguza kiwango cha kimetaboliki ya microbe. Sababu ya kuwepo kwa seli kubwa haijulikani, ingawa inaonekana kwamba kiasi kikubwa hutumiwa hasa kuhifadhi virutubisho vya ziada. Walakini, pia kuna saizi ndogo zaidi ya bakteria hai. Kwa mujibu wa mahesabu ya kinadharia, seli ya spherical yenye kipenyo cha chini ya 0.15-0.20 microns inakuwa haina uwezo wa uzazi wa kujitegemea, kwani kimwili haina biopolymers zote muhimu na miundo kwa kiasi cha kutosha. Hivi majuzi, nanobacteria (na sawa nanobes Na ultramicrobacterial), kuwa na saizi ndogo kuliko "zinazokubalika", ingawa uwepo wa bakteria kama hizo bado unahojiwa. Wao, tofauti na virusi, wana uwezo wa ukuaji wa kujitegemea na uzazi, lakini wanahitaji idadi ya virutubisho ambayo hawawezi kuunganisha kutoka kwa seli ya jeshi.

Muundo wa membrane ya seli

Kama ilivyo kwa viumbe vingine, ukuta wa seli ya bakteria hutoa uadilifu wa muundo wa seli. Katika prokariyoti, kazi ya msingi ya ukuta wa seli ni kulinda seli kutoka kwa turgor ya ndani inayosababishwa na viwango vya juu zaidi vya protini na molekuli zingine ndani ya seli ikilinganishwa na zile zinazoizunguka. Ukuta wa seli ya bakteria hutofautiana na ukuta wa viumbe vingine vyote kwa kuwepo kwa peptidoglycan (jukumu-N-acetylglucosamine na asidi N-acetomuramic), ambayo iko moja kwa moja nje ya membrane ya cytoplasmic. Peptidoglycan inawajibika kwa ugumu wa ukuta wa seli ya bakteria na, kwa sehemu, kuamua umbo la seli. Ni kiasi cha porous na haipinga kupenya kwa molekuli ndogo. Bakteria nyingi zina kuta za seli (isipokuwa chache, kama vile mycoplasma na bakteria zinazohusiana), lakini sio kuta zote za seli zina muundo sawa. Kuna aina mbili kuu za kuta za seli za bakteria, bakteria ya gramu-chanya na gramu-hasi, ambazo zinajulikana na Gram staining.

Ukuta wa seli ya bakteria ya gramu-chanya

Ukuta wa seli ya bakteria ya Gram-chanya ina sifa ya kuwepo kwa safu nene sana ya peptidoglycan, ambayo inawajibika kwa upakaji wa rangi ya gentian violet wakati wa utaratibu wa kuchafua Gram. Ukuta kama huo hupatikana pekee katika viumbe vya phyla Actinobacteria (au bakteria ya gramu-chanya yenye %G+C ya juu) na Firmicutes (au bakteria ya gramu yenye %G+C ya chini). Bakteria katika kundi la Deinococcus-Thermus pia wanaweza kuweka doa chanya kwa madoa ya Gram, lakini huwa na baadhi ya miundo ya ukuta wa seli mfano wa viumbe vya Gram-negative. Kuta za seli za bakteria za Gram-chanya zina polyalcohols zilizojengwa ndani yake ziitwazo asidi ya techoic, ambayo baadhi huhusishwa na lipids kuunda asidi ya lipochoic. Kwa sababu asidi ya lipochoic hufunga kwa lipids ndani ya membrane ya cytoplasmic, ina jukumu la kuunganisha peptidoglycan na membrane. Asidi ya techoic hutoa bakteria chanya kwa gramu na faida nzuri ya umeme kutokana na vifungo vya phosphodiesterate kati ya monoma za asidi ya techoic.

Ukuta wa seli ya bakteria ya gramu-hasi

Tofauti na bakteria ya Gram-chanya, bakteria ya Gram-negative huwa na safu nyembamba sana ya peptidoglycan, ambayo inawajibika kwa kutoweza kwa kuta za seli kuwa na rangi ya urujuani wa fuwele wakati wa utaratibu wa kuchafua Gram. Mbali na safu ya peptidoglycan, bakteria ya gramu-hasi wana pili, kinachojulikana nje ya membrane, iko nje ya ukuta wa seli na hukusanya phospholipids na lipopolysaccharide upande wake wa nje. Lipopolysaccharide iliyo na chaji hasi pia hutoa kiini na malipo hasi ya umeme. Muundo wa kemikali wa lipopolysaccharide ya membrane ya nje mara nyingi ni ya kipekee kwa aina za bakteria na mara nyingi huwajibika kwa athari ya antijeni na washiriki wa aina hizo.

utando wa nje

Kama bilayer yoyote ya phospholipid, utando wa nje hauwezi kupenyeza kwa molekuli zote zinazochajiwa. Hata hivyo, njia za protini (zamisha) zilizopo kwenye utando wa nje huruhusu upitishaji wa ioni nyingi, sukari na asidi ya amino kwenye utando wa nje. Kwa hivyo, molekuli hizi ziko kwenye periplasmic, safu kati ya membrane ya nje na ya cytoplasmic. Periplasmic ina safu ya peptidoglycan na protini nyingi zinazohusika na hidrolisisi na upokeaji wa ishara za ziada. Inasomwa kuwa periplasma ni kama gel, sio kioevu, kwa sababu ya kiwango cha juu cha protini na peptidoglycan. Ishara na vitu muhimu kutoka kwa membrane ya periplasmic huingia kwenye cytoplasm ya seli kwa kutumia protini za usafiri katika membrane ya cytoplasmic.

Utando wa cytoplasmic ya bakteria

Utando wa cytoplasmic wa bakteria unajumuisha bilayer ya phospholipids, na kwa hiyo ina kazi zote za jumla za membrane ya cytoplasmic, inafanya kazi kama kizuizi cha upenyezaji kwa molekuli nyingi na kufunga protini za usafiri ambazo hudhibiti usafiri wa molekuli kwenye seli. Mbali na kazi hizi, athari za baiskeli za nishati pia hutokea kwenye membrane ya cytoplasmic ya bakteria. Tofauti na yukariyoti, utando wa bakteria (isipokuwa baadhi ya vighairi, kama vile mycoplasmas na methanotrofu) kwa ujumla hauna sterols. Hata hivyo, bakteria nyingi zina misombo inayohusiana kimuundo, inayoitwa hopanoidi, ambayo huenda hufanya kazi sawa. Tofauti na yukariyoti, bakteria wanaweza kuwa na aina mbalimbali za asidi ya mafuta kwenye utando wao. Pamoja na asidi ya kawaida ya mafuta yaliyojaa na yasiyojaa, bakteria inaweza kuwa na asidi ya mafuta na makundi ya ziada ya methyl, hidroksi au hata mzunguko. Viwango vya jamaa vya asidi hizi za mafuta vinaweza kubadilishwa na bakteria ili kudumisha unyevu wa utando bora (kwa mfano, wakati wa mabadiliko ya joto).

Muundo wa uso wa bakteria

Villi na fimbriae

Villi na fimbriae (pili, fimbriae)- mashariki katika muundo wa miundo ya uso wa bakteria. Mwanzoni maneno haya yaliletwa kando, lakini sasa miundo kama hiyo imeainishwa kama aina ya I, IV na villi ya ngono, lakini aina zingine nyingi bado hazijaainishwa.

Villi ya uzazi ni ndefu sana (microns 5-20) na iko kwenye seli ya bakteria kwa kiasi kidogo. Zinatumika kubadilishana DNA wakati wa kuunganishwa kwa bakteria.

Aina ya I villi au fimbriae ni fupi (mikroni 1-5), huenea kutoka kwa utando wa nje katika pande nyingi, na zina umbo la tubular, ziko katika wanachama wengi wa phylum Proteobacteria. Nyuzi hizi kawaida hutumiwa kushikamana na nyuso.

Aina ya IV villi au fimbriae ni ya urefu wa kati (karibu mikroni 5), iko kwenye nguzo za bakteria. Aina ya IV villi husaidia kushikamana na nyuso (kwa mfano, wakati wa kuunda biofilms), au kwa seli nyingine (kwa mfano, seli za wanyama wakati wa pathogenesis). Baadhi ya bakteria (kwa mfano, Myxococcus) hutumia aina ya IV villi kama utaratibu wa harakati.

S-safu

Juu ya uso, nje ya safu ya peptidiglycan au membrane ya nje, mara nyingi kuna protini S-safu. Ingawa kazi ya safu hii haijulikani kikamilifu, inaaminika kuwa safu hii hutoa ulinzi wa kemikali na kimwili kwenye uso wa seli na inaweza kutumika kama kizuizi cha macromolecular. Inaaminika pia kuwa tabaka za S zinaweza kuwa na kazi zingine, kwa mfano, zinaweza kutumika kama sababu za pathogenicity Campylobacter na vyenye vimeng'enya vya nje ndani Bacillus stearothermophilus.

Vidonge na kamasi

Bakteria nyingi hutoa polima za ziada nje ya kuta zao za seli. Polima hizi kawaida zinajumuisha polysaccharides na wakati mwingine protini. Vidonge ni miundo isiyoweza kupenyeza ambayo haiwezi kupakwa rangi nyingi. Kwa ujumla hutumiwa kuambatisha bakteria kwenye seli nyingine au nyuso zisizo hai wakati wa kuunda biofilms. Zina muundo tofauti kutoka kwa safu ya mucous isiyo na mpangilio ya polima za seli hadi vidonge vya membrane vilivyoundwa sana. Wakati mwingine miundo hii inahusika katika kulinda seli kutoka kwa seli za yukariyoti, kama vile macrophages. Pia, usiri wa kamasi una kazi ya kuashiria kwa bakteria ya polepole na inawezekana kutumika moja kwa moja kwa harakati za bakteria.

flagella

Labda muundo wa ziada wa seli ya bakteria unaotambulika kwa urahisi zaidi ni flagella. Bendera ya bakteria ni miundo ya filamentous ambayo huzunguka kikamilifu kuzunguka mhimili wao kwa kutumia motor flagella na ni wajibu wa harakati ya bakteria nyingi katika mazingira ya kioevu. Eneo la flagella inategemea aina ya bakteria na kuna aina kadhaa. Bendera ya seli ni miundo tata inayojumuisha protini nyingi. Filamenti yenyewe inajumuisha flagellin (FlaA), ambayo huunda filament yenye umbo la tubular. Mota ya basal ni tata kubwa ya protini inayozunguka ukuta wa seli na utando wote (ikiwa iko), na kutengeneza motor inayozunguka. Injini hii inasonga kwa sababu ya uwezo wa umeme kwenye membrane ya cytoplasmic.

mifumo ya usiri

Kwa kuongeza, mifumo maalum ya usiri iko kwenye membrane ya cytoplasmic na membrane ya seli, muundo ambao unategemea aina ya bakteria.

Muundo wa ndani

Ikilinganishwa na yukariyoti, muundo wa ndani ya seli ya seli ya bakteria ni rahisi zaidi. Bakteria huwa na karibu hakuna chembechembe za utando kama vile yukariyoti Bila shaka, kromosomu na ribosomu ndio miundo pekee inayoonekana ndani ya seli inayopatikana katika bakteria zote. Ingawa baadhi ya makundi ya bakteria yana muundo tata, maalum wa intracellular, wachache wao wanajadiliwa hapa chini.

Cytoplasm na cytoskeleton

Mambo yote ya ndani ya seli ya bakteria ndani ya membrane ya ndani inaitwa cytoplasm. Sehemu ya homogeneous ya cytoplasm, iliyo na seti ya RNA mumunyifu, protini, bidhaa na substrates ya athari za kimetaboliki, inaitwa cytosol. Sehemu nyingine ya cytoplasm inawakilishwa na vipengele mbalimbali vya kimuundo, ikiwa ni pamoja na chromosome, ribosomes, cytoskeleton ya bakteria na wengine. Hadi hivi karibuni, iliaminika kuwa bakteria hawana cytoskeleton, lakini sasa orthologs au hata homologs ya aina zote za filaments eukaryotic zimepatikana katika bakteria: microtubules (FtsZ), actin (MreB na ParM) na filaments kati (Crestentin). Cytoskeleton ina kazi nyingi, mara nyingi huwajibika kwa umbo la seli na usafiri wa ndani ya seli.

Kromosomu ya bakteria na plasmidi

Tofauti na eukaryotes, chromosome ya bakteria haipo katika sehemu ya ndani ya kiini kilicho na utando, lakini iko kwenye cytoplasm. Hii ina maana kwamba uhamisho wa taarifa za simu za mkononi kupitia michakato ya tafsiri, unukuzi na urudufishaji hutokea ndani ya sehemu moja na vipengele vyake vinaweza kuingiliana na miundo mingine ya saitoplazimu, hasa ribosomes. Kromosomu ya bakteria haijafungashwa kwa kutumia histones kama yukariyoti, lakini badala yake ipo kama muundo wa kushikana, uliosongamana zaidi uitwao nukleoidi. Kromosomu za bakteria zenyewe ni za duara, ingawa kuna mifano ya kromosomu za mstari (kwa mfano, katika Borrelia burgdorferi). Pamoja na DNA ya kromosomu, bakteria nyingi pia zina vipande vidogo vya DNA vinavyojitegemea vinavyoitwa plasmidi, ambavyo mara nyingi husimba protini binafsi ambazo ni za manufaa lakini zisizo na umuhimu mdogo kwa bakteria mwenyeji. Plasmidi zinaweza kupatikana au kupotea kwa urahisi na bakteria na zinaweza kuhamishwa kati ya bakteria kama njia ya uhamishaji wa jeni mlalo.

Ribosomes na complexes ya protini

Katika bakteria nyingi, miundo mingi ya intracellular ni ribosomes, tovuti ya awali ya protini katika viumbe vyote vilivyo hai. Ribosomu za bakteria pia ni tofauti kwa kiasi fulani na ribosomu za yukariyoti na archaeal na zina safu ya mchanga ya 70S (kinyume na 80S katika yukariyoti). Ingawa ribosomu ndiyo changamano ya kawaida ya protini ndani ya seli katika bakteria, aina nyingine kubwa wakati mwingine huzingatiwa kwa kutumia hadubini ya elektroni, ingawa katika hali nyingi madhumuni yao hayajulikani.

utando wa ndani

Moja ya tofauti kuu kati ya seli ya bakteria na kiini cha eukaryotic ni kutokuwepo kwa membrane ya nyuklia na, mara nyingi, kutokuwepo kwa membrane wakati wote ndani ya cytoplism. Athari nyingi muhimu za kibiokemikali, kama vile miitikio ya mzunguko wa nishati, hutokea kwa sababu ya gradient ioni kwenye utando, na hivyo kuleta tofauti inayoweza kutokea kama betri. Ukosefu wa utando wa ndani katika bakteria unamaanisha kwamba miitikio hii, kama vile uhamisho wa elektroni katika mienendo ya mnyororo wa usafiri wa elektroni, hutokea kwenye utando wa saitoplazimu, kati ya saitoplazimu na pembeni. Hata hivyo, katika baadhi ya bakteria ya photosynthetic kuna mtandao uliotengenezwa wa utando wa photosynthetic wa cytoplasmic unaotokana nao. Katika bakteria ya zambarau (km. Rhodobacter) wamehifadhi uhusiano na membrane ya cytoplasmic, ambayo hugunduliwa kwa urahisi kwenye sehemu chini ya darubini ya elektroni, lakini katika cyanobacteria uhusiano huu ni vigumu kupata au kupotea katika mchakato wa mageuzi.

chembechembe

Baadhi ya bakteria huunda chembechembe za ndani ya seli kuhifadhi virutubishi kama vile glycojeni, polifosfati, salfa au polyhydroxyalkanoates, hivyo kuwapa bakteria uwezo wa kuhifadhi vitu hivi kwa matumizi ya baadaye.

vesicles za gesi

Vipuli vya gesi ni miundo yenye umbo la spindle inayopatikana katika baadhi ya bakteria inayoelea ambayo hutoa uchangamfu kwa seli za bakteria hawa, na hivyo kupunguza msongamano wao kwa ujumla. Zinajumuisha ganda la protini ambalo halipenzwi sana na maji lakini linaweza kupenya kwa gesi nyingi. Kwa kurekebisha kiasi cha gesi iliyopo kwenye vijishimo vyake vya gesi, bakteria inaweza kuongeza au kupunguza msongamano wake wote na hivyo kusonga juu au chini ndani ya safu ya maji, ikijidumisha katika mazingira bora kwa ukuaji.

Carboxysomes

Carboxysomes ni miundo ya ndani ya seli inayopatikana katika bakteria nyingi za autotrophic, kama vile Cyanobacteria, bakteria ya nitrous na Nitrobacteria. Hizi ni miundo ya protini inayofanana na chembechembe za virusi katika mofolojia, na ina vimeng'enya vya kurekebisha kaboni dioksidi katika viumbe hivi (hasa ribulose bisfosfati carboxylase/oxygenase, RuBisCO, na carbonic anhydrase). Inaaminika kuwa mkusanyiko wa juu wa enzymes wa ndani pamoja na ubadilishaji wa haraka wa bicarbonate hadi asidi ya kaboni na anhydrase ya kaboni inaruhusu urekebishaji wa haraka na bora zaidi wa dioksidi kaboni kuliko inavyowezekana ndani ya saitoplazimu.

Miundo kama hiyo inajulikana kuwa na coenzyme B12 iliyo na glycerol dehydratase, kimeng'enya muhimu katika uchachushaji wa glycerol hadi 1,3-propanediol katika baadhi ya wanafamilia Enterobacteriaceae (k.m. Salmonella).

Magnetosomes

Kundi linalojulikana sana la oganeli za utando katika bakteria ambazo zinafanana kwa karibu zaidi na oganeli za yukariyoti lakini pia zinaweza kuhusishwa na utando wa saitoplazimu ni magnetosomes, zilizopo katika bakteria ya magnetotactic.

Bakteria kwenye shamba

Kwa ushiriki wa bakteria, bidhaa za maziwa yenye rutuba (kefir, jibini) na asidi ya otsotic hupatikana. Makundi fulani ya bakteria hutumiwa kuzalisha antibiotics na vitamini. Inatumika kwa kuokota kabichi na ngozi ya ngozi. Na katika kilimo, bakteria hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji na uhifadhi wa chakula cha kijani cha wanyama.

Ni huruma kwenye shamba

Bakteria inaweza kuharibu chakula. Kwa kutulia katika bidhaa, huzalisha vitu vyenye sumu kwa wanadamu na wanyama. Ikiwa seramu na dawa zenye sumu HAZINAPAKWA kwa wakati ufaao, mtu anaweza kufa! Kwa hiyo, hakikisha kuosha mboga na matunda kabla ya kula!

Spores na aina zisizo na kazi za bakteria

Baadhi ya bakteria wa phylum Firmicutes wana uwezo wa kutengeneza endospores, na kuwaruhusu kuhimili hali mbaya ya mazingira na kemikali (kwa mfano, gram-chanya). Bacillus, Anaerobacter, Heliobacterium Na Clostridia). Karibu katika visa vyote, endosprora moja huundwa, kwa hivyo hii sio mchakato wa uzazi, ingawa Anaerobacter inaweza kuunda hadi endospora saba kwa kila seli. Endospores zina kiini cha kati kinachojumuisha saitoplazimu iliyo na DNA na ribosomu, iliyozungukwa na safu ya kuziba na kulindwa na utando usiopenyeka na mgumu. Endospores haionyeshi kimetaboliki yoyote na inaweza kustahimili shinikizo kubwa la kifizikia, kama vile viwango vya juu vya mionzi ya ultraviolet, mionzi ya gamma, sabuni, viua viini, joto, shinikizo na kukausha. Katika hali hii ya kutofanya kazi, viumbe hawa, katika baadhi ya matukio, wanaweza kubaki hai kwa mamilioni ya miaka na kuishi hata katika anga ya nje. Endospores inaweza kusababisha magonjwa, kwa mfano kimeta inaweza kusababishwa na kuvuta pumzi ya endospores. Bacillus anthracis.

Bakteria ya methane-oxidizing katika jenasi Methylosinus pia huunda spores ambazo zinakabiliwa na kukausha, kinachojulikana exospores, kwa sababu huundwa kwa kuchipua mwishoni mwa seli. Exospores hazina asidi ya diaminopicolinic, sehemu ya tabia ya endospores. Cysts ni miundo mingine isiyofanya kazi, yenye ukuta nene inayoundwa na wanachama wa genera Azotobacter, Bdellovibrio (bdelocysts), Na Myxococcus (myxospores). Wao ni sugu kwa kukausha na athari zingine mbaya, lakini kwa kiwango kidogo kuliko endopores. Wakati cysts huunda, wawakilishi Azotobacter, mgawanyiko wa seli huisha na uundaji wa ukuta mnene wa tabaka nyingi na utando unaozunguka seli. Actinobacteria Filamentous huunda spora za uzazi za aina mbili: conditioniospores, ambayo ni minyororo ya spores inayoundwa kutoka kwa nyuzi zinazofanana na mycelium, na sporangiospores, ambayo huundwa katika mifuko maalum, sporangia.

Video kwenye mada