Бактериите имат ядро ​​или. Бактериите имат ли ядро?

Фактът, че бактериите, заедно с археите, са класифицирани от биолозите като прокариоти, ни позволява да направим някои заключения за структурните особености на тези микроорганизми. По-специално, възможно е да се отговори на въпроса дали бактериите имат същото ядро ​​като много други живи организми.

Основната им разлика от еукариотите е, че бактериите нямат ядро.Бактериалните клетки обикновено нямат развити вътреклетъчни мембранни структури. В клетката на цианобактерията могат да се открият малки мембраноподобни образувания, наподобяващи везикули, наречени тилакоиди. Те съдържат системи, които осъществяват фотосинтеза - пигменти и ензимен комплекс. Тези микроорганизми, признати за най-напредналите в еволюционно отношение, извършват процеса на фотосинтеза подобно на еукариотите - организми, чиито клетки имат истинско, оформено ядро.

Малките мембранни образувания помагат на бактериалните клетки да организират основните процеси, които осигуряват тяхното съществуване.

Ако ги сравним по функция с органелите на еукариотните клетки, можем да открием примитивния апарат на Голджи, митохондриите и EPS (ендоплазмения ретикулум). Бактериите обаче нямат истинско ядро, заобиколено от мембрана. Всички бактерии имат нуклеоид, а не ядро ​​- кръгова ДНК молекула, свободно разположена в цитоплазмата.

Формата на една бактерия се определя от нейната клетъчна стена. Размерът му заедно с капсулата в някои случаи може да бъде по-голям от клетката, разположена вътре. Стената има селективна пропускливост и е способна да пропуска необходимите вещества и да отстранява метаболитни продукти от нея. Извън него често можете да намерите флагели или вили - издатини на мембраната, които позволяват на тялото да се движи спонтанно.

Наличието на клетъчна стена е характерно за група бактерии, наречени грам-положителни. Под клетъчната стена има мембрана. Но около ДНК молекулата няма ДНК, което предполага, че бактериите нямат мембранно образувано ядро.

Цитоплазма

Под тази сложна обвивка на бактерията има цитоплазма - гелообразна маса с различна плътност, в дебелината на която има включвания:

• рибозоми, произвеждащи протеини;
• малки мембранни структури;
• мастни включвания (гликоген);
• полифосфатни съединения (волютин);
• полизахариди;
• бета-хидроксимаслена киселина.

Съставът на включването зависи от нуждата на бактерията от източници на енергия и хранителни вещества. Някои бактерии имат цитоскелет - система от тръби, които могат да ориентират основните си компоненти вътре в клетката. По-специално, те позволяват ДНК молекулата да бъде позиционирана правилно по време на репликация, въпреки факта, че бактериите нямат истинско ядро ​​и хистони в клетката.

Нуклеоид

Приблизително в центъра на клетката се намира нуклеоид - местоположението на наследствената информация. Бактерията няма оформено ядро, което да има собствена мембрана, основни протеини (хистони) и ензимен комплекс, който участва в възпроизвеждането на наследствената информация и нейното прилагане.

Липсата на образувано ядро ​​определя простия процес на възпроизвеждане на генетична информация - кръговата ДНК молекула просто се удвоява преди деленето на клетката и едно копие завършва в дъщерните организми.

Съществува обаче една особеност в трансфера на генетична информация, която прави бактериите уникални за генетиците и молекулярните биолози. Възможността за тяхното функциониране се дължи именно на факта, че бактериите нямат ядро ​​в клетката. В клетките са открити нехромозомни елементи, способни да предават информация, заобикаляйки ядрото. Най-изследваните сред тях са:

1. Плазмиди.
2. Транспозони и IS елементи (инсерционни последователности).
3. Умерени фаги.

Любопитно е, че количеството генетична информация, открита в преносимите елементи, значително надвишава нейното количество в основната ДНК молекула. Те са пряко свързани с:

• защитни реакции на бактерии,
• тяхното бързо пристрастяване към лекарства,
• способността да синтезират антибиотици и захари, необичайни за бактериите и да използват някои източници на хранене, които са необичайни за техния вид.

Еукариотните организми нямат нищо подобно на бактериалните плазмиди, тъй като имат структурирано ядро, което предотвратява контакта на основния геном с неядрени елементи. Те са способни на независимо възпроизвеждане и имат собствен набор от необходими гени за това.

Голямата променливост беше причината биолозите дълго време да вярват, че нямат такова нещо като вид. Само появата на чисти култури позволи да се заключи, че тази концепция е напълно приложима за тези организми и местоположението на основния геном в тях е тяхното примитивно ядро ​​или нуклеоид.

По този начин бактериите нямат ядро ​​и това им позволява да обменят генетична информация „хоризонтално“, бързо прехвърляйки полезни гени в съществуваща популация от клетки и значително увеличавайки тяхната адаптивност към промените в околната среда.

Археални клетки - възможности за безядрено съществуване

Най-близките роднини на бактериите, археите, доскоро се наричаха архебактерии и едва наскоро бяха идентифицирани като отделен таксон. Външно те имат подобна структура. Основните разлики бяха открити сравнително наскоро, когато се оказа, че не само ъгловата форма на клетката и склонността към екстремни условия на живот отличават тези микроорганизми, но и характеристиките на биохимичните реакции, които осигуряват тяхното хранене.

Подобно на бактериите, археите нямат оформено ядро.Тяхната транскрипция (синтез на едноверижна РНК на базата на ДНК, от която впоследствие се четат протеини) и транслация (самият процес на четене) са свързани. Тяхната РНК полимераза (ензим, който чете РНК от ДНК) е подобна по структура на еукариотните и се състои от 9-12 субединици (еубактериите имат ензими с четири субединици).

Липсата на ядро ​​не е единствената характеристика на археите. Тяхната репликация няма произход, характеризиращ се със специфична последователност от нуклеотиди, които се разпознават от ензима. Обикновено, независимо дали бактериите или други организми имат ядро ​​или не, премахването на точките на закрепване на ензима ще намали скоростта на възпроизвеждане. При археите всичко се случва обратното - при липса на тези точки те започват да се размножават още по-бързо.

Този нетрадиционен метод е възможен поради наличието на ензими в архебактериите, които позволяват на участъци от генома да обменят фрагменти помежду си. Много бактерии, които нямат ядро, имат няколко начални точки за рекомбинация и тяхната активност определя дали се използват в даден момент или не. Премахването на тези точки активира механизъм, чиято ефективност е толкова по-висока, колкото по-ниска е активността на началните точки на рекомбинация.

Работя като ветеринарен лекар. Интересувам се от бални танци, спорт и йога. Давам приоритет на личностното развитие и усвояването на духовни практики. Любими теми: ветеринарна медицина, биология, строителство, ремонти, пътуване. Табута: право, политика, IT технологии и компютърни игри.

Всички живи организми на Земята са разделени на две групи: прокариоти и еукариоти.

• Еукариотите са растения, животни и гъби.
• Прокариотите са бактерии (включително цианобактерии, известни също като синьо-зелени водорасли).

Основна разлика

Прокариотите нямат ядро, кръговата ДНК (кръгова хромозома) се намира директно в цитоплазмата (този участък от цитоплазмата се нарича нуклеоид).

Еукариотите имат оформено ядро(наследствената информация [ДНК] е отделена от цитоплазмата от ядрената обвивка).

Допълнителни разлики

1) Тъй като прокариотите нямат ядро, тогава няма митоза/мейоза. Бактериите се размножават чрез делене на две („директно“ делене, за разлика от „непряко“ делене – митоза).

2) При прокариотите рибозомите са малки (70S), а при еукариотите са големи (80S).

3) Еукариотите имат много органели: митохондрии, ендоплазмен ретикулум, клетъчен център и др. Вместо мембранни органели, прокариотите имат мезозоми - израстъци на плазмената мембрана, подобни на митохондриалните кристи.

4) Прокариотната клетка е много по-малка от еукариотната клетка: 10 пъти в диаметър, 1000 пъти в обем.

Прилики

Клетките на всички живи организми (всички царства на живата природа) съдържат плазмена мембрана, цитоплазма и рибозоми.

Изберете три верни отговора от шест и запишете числата, под които са посочени. Приликата между животинските клетки и бактериите е, че имат
1) рибозоми
2) цитоплазма
3) гликокаликс
4) митохондрии
5) украсено ядро
6) цитоплазмена мембрана

Отговор

1. Установете съответствие между характеристиката на даден организъм и царството, за което е характерно: 1) гъбички, 2) бактерии
А) ДНК е затворена под формата на пръстен
Б) според начина на хранене - автотрофи или хетеротрофи
Б) клетките имат оформено ядро
Г) ДНК има линейна структура
Г) клетъчната стена съдържа хитин
Д) ядреното вещество се намира в цитоплазмата

Отговор

2. Установете съответствие между характеристиките на организмите и царствата, за които са характерни: 1) Гъби, 2) Бактерии. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) образуване на микориза с корените на висшите растения
Б) образуване на клетъчна стена от хитин
Б) тяло под формата на мицел
Г) размножаване чрез спори
Г) способност за хемосинтеза
Д) местоположение на кръгова ДНК в нуклеоида

Отговор

Изберете три опции. Как се различават гъбичките от бактериите?
1) представляват група ядрени организми (еукариоти)
2) принадлежат към хетеротрофни организми
3) размножават се чрез спори
4) едноклетъчни и многоклетъчни организми
5) при дишане те използват кислород от въздуха
6) участват в кръговрата на веществата в екосистемата

Отговор

1. Установете съответствие между характеристиките на клетката и вида на организацията на тази клетка: 1) прокариотна, 2) еукариотна
А) клетъчният център участва в образуването на делителното вретено
Б) в цитоплазмата има лизозоми
Б) хромозомата се образува от кръгова ДНК
Г) няма мембранни органели
Г) клетката се дели чрез митоза
Д) мембраната образува мезозоми

Отговор

2. Установете съответствие между характеристиките на клетката и нейния тип: 1) прокариотна, 2) еукариотна
А) няма мембранни органели
Б) има клетъчна стена, изградена от муреин
В) наследственият материал е представен от нуклеоид
Г) съдържа само малки рибозоми
Г) наследственият материал е представен от линейна ДНК
Д) клетъчното дишане се осъществява в митохондриите

Отговор

3. Установете съответствие между признака и групата организми: 1) Прокариоти, 2) Еукариоти. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) липса на ядро
Б) наличие на митохондрии
Б) липса на EPS
Г) наличие на апарат на Голджи
Г) наличие на лизозоми
Д) линейни хромозоми, състоящи се от ДНК и протеин

Отговор

4. Установете съответствие между органелите и клетките, които ги имат: 1) прокариотни, 2) еукариотни. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) Апарат на Голджи
Б) лизозоми
Б) мезозоми
Г) митохондрии
Г) нуклеоид
E) EPS

Отговор

5. Установете съответствие между клетките и техните характеристики: 1) прокариотни, 2) еукариотни. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) ДНК молекулата е кръгла
Б) абсорбция на вещества чрез фаго- и пиноцитоза
Б) образуват гамети
Г) рибозомите са малки
Г) има мембранни органели
Д) характеризиращ се с директно деление

Отговор

ОБРАЗУВА 6. Установете съответствие между клетките и техните характеристики: 1) прокариотни, 2) еукариотни. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
1) наличието на отделно ядро
2) образуване на спори за издържане на неблагоприятни условия на околната среда

3) местоположението на наследствения материал само в затворена ДНК

4) разделяне чрез мейоза
5) способност за фагоцитоза

Изберете три опции. Бактериите, за разлика от шапковите гъби,
1) едноклетъчни организми
2) многоклетъчни организми
3) имат рибозоми в клетките
4) нямат митохондрии
5) предядрени организми
6) нямат цитоплазма

Отговор

1. Изберете три опции. Прокариотните клетки са различни от еукариотните клетки
1) наличието на нуклеоид в цитоплазмата
2) наличието на рибозоми в цитоплазмата
3) Синтез на АТФ в митохондриите
4) наличието на ендоплазмен ретикулум
5) липса на морфологично обособено ядро
6) наличието на инвагинации на плазмената мембрана, изпълняващи функцията на мембранни органели

Отговор

2. Изберете три опции. Бактериалната клетка се класифицира като прокариотна клетка, защото тя
1) няма ядро, покрито с черупка
2) има цитоплазма
3) има една ДНК молекула, потопена в цитоплазмата
4) има външна плазмена мембрана
5) няма митохондрии
6) има рибозоми, където се извършва биосинтезата на протеини

Отговор

3. Изберете три опции. Защо бактериите са класифицирани като прокариоти?
1) съдържат ядро ​​в клетката, отделено от цитоплазмата
2) се състои от много диференцирани клетки
3) имат една пръстенна хромозома
4) нямат клетъчен център, комплекс Голджи и митохондрии
5) нямат ядро, изолирано от цитоплазмата
6) имат цитоплазма и плазмена мембрана

Отговор

4. Изберете три опции. Прокариотните клетки са различни от еукариотните клетки
1) наличието на рибозоми
2) липса на митохондрии
3) липса на формализирано ядро
4) наличието на плазмена мембрана
5) липса на органели на движение
6) наличието на една пръстенна хромозома

Отговор

5. Изберете три опции. Прокариотната клетка се характеризира с наличието
1) рибозоми
2) митохондрии
3) украсено ядро
4) плазмена мембрана
5) ендоплазмен ретикулум
6) една кръгова ДНК

Отговор

СЪБИРАНЕ 6:

А) липса на мембранни органели

Б) липса на рибозоми в цитоплазмата

В) образуването на две или повече хромозоми с линейна структура

Изберете три опции. Клетките на еукариотните организми, за разлика от прокариотните, имат
1) цитоплазма
2) сърцевина, покрита с черупка
3) ДНК молекули
4) митохондрии
5) плътна черупка
6) ендоплазмен ретикулум

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. ИЗБЕРЕТЕ НЕПРАВИЛНОТО ТВЪРДЕНИЕ. Бактериите нямат
1) полови клетки
2) мейоза и оплождане
3) митохондрии и клетъчен център
4) цитоплазма и ядрено вещество

Отговор

Анализирайте таблицата. Попълнете празните клетки в таблицата, като използвате дадените в списъка понятия и термини.
1) митоза, мейоза
2) издържане на неблагоприятни условия на околната среда
3) предаване на информация за първичната структура на протеина
4) двойномембранни органели
5) грапав ендоплазмен ретикулум
6) малки рибозоми

Отговор

Отговор

Изберете три верни отговора от шест и запишете числата, под които са посочени. В процеса на еволюция са се образували организми от различни царства. Какви знаци са характерни за царството, чийто представител е изобразен на фигурата.
1) клетъчната стена се състои главно от муреин
2) хроматинът се съдържа в ядрото
3) добре развит ендоплазмен ретикулум
4) няма митохондрии
5) наследствената информация се съдържа в кръгова ДНК молекула
6) храносмилането се извършва в лизозомите

Отговор

1. Всички знаци, изброени по-долу, с изключение на два, НЕ се използват за описание на клетката, показана на снимката. Определете две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени в таблицата.
1) Наличие на митохондрии
2) Наличие на кръгова ДНК
3) Наличие на рибозоми
4) Наличие на ядро
5) Наличието на лека шпионка

Отговор

2. Всички с изключение на два от термините, изброени по-долу, се използват за описание на клетката, показана на фигурата. Посочете два термина, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) затворена ДНК молекула
2) мезозома
3) мембранни органели
4) клетъчен център
5) нуклеоид

Отговор

3. Всички характеристики, изброени по-долу, с изключение на две, се използват за описание на клетката, показана на фигурата. Посочете два термина, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) разделяне чрез митоза
2) наличието на клетъчна стена, изградена от муреин
3) наличието на нуклеоид
4) липса на мембранни органели
5) абсорбция на вещества чрез фаго- и пиноцитоза

Отговор

4. Всички с изключение на два от изброените по-долу термини се използват за описание на клетката, показана на фигурата. Посочете два термина, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) затворена ДНК
2) митоза
3) гамети
4) рибозоми
5) нуклеоид

Отговор

5. Всички знаци, изброени по-долу, с изключение на два, могат да се използват за описание на клетката, показана на фигурата. Идентифицирайте две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) има клетъчна мембрана
2) има апарат на Голджи
3) има няколко линейни хромозоми
4) има рибозоми
5) има клетъчна стена

Отговор

6 сб. Всички характеристики, изброени по-долу, с изключение на две, могат да се използват за описание на клетката, показана на фигурата. Идентифицирайте две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) имат линейни хромозоми
2) характерно е двойното делене
3) има ендоплазмен ретикулум
4) образува спора
5) съдържа малки рибозоми

Отговор

СЪБИРАНЕ 7:
1) плазмид
2) дишане в митохондриите
3) разделяне на две

1. Всички изброени характеристики, с изключение на две, се използват за описание на прокариотна клетка. Идентифицирайте две характеристики, които „изпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) Липсата на формално ядро ​​в него
2) Наличие на цитоплазма
3) Наличие на клетъчна мембрана
4) Наличие на митохондрии
5) Наличие на ендоплазмен ретикулум

Отговор

2. Всички признаци, изброени по-долу, с изключение на два, характеризират структурата на бактериалната клетка. Идентифицирайте две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) липса на формализирано ядро
2) наличието на лизозоми
3) наличието на плътна черупка
4) липса на митохондрии
5) липса на рибозоми

Отговор

3. Понятията, изброени по-долу, с изключение на две, се използват за характеризиране на прокариотите. Идентифицирайте две концепции, които „изпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) митоза
2) спор
3) гамета
4) нуклеоид
5) мезозома

Отговор

4. Всички освен два от термините по-долу се използват за описание на структурата на бактериална клетка. Посочете два термина, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) неподвижна цитоплазма
2) кръгова ДНК молекула
3) малки (70S) рибозоми
4) способност за фагоцитоза
5) наличие на EPS

Отговор

Установете съответствие между признака и царството: 1) бактерии, 2) растения. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) всички представители на прокариотите
Б) всички представители на еукариотите
Б) могат да бъдат разделени наполовина
Г) има тъкани и органи
Г) има снимки и хемосинтетици
Д) хемосинтетици не са открити

Отговор

Установете съответствие между характеристиките на организмите и тяхното царство: 1) бактерии, 2) растения. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) различни представители са способни на фотосинтеза и хемосинтеза
Б) в сухоземните екосистеми те превъзхождат всички останали групи по биомаса
Б) клетките се делят чрез митоза и мейоза
Г) имат пластиди
Г) клетъчните стени обикновено не съдържат целулоза
Д) липсват митохондрии

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. В прокариотните клетки протичат окислителни реакции при
1) рибозоми в цитоплазмата
2) инвагинации на плазмената мембрана
3) клетъчни мембрани
4) кръгова ДНК молекула

Отговор

Всички освен две от следните характеристики могат да се използват за описание на клетката, показана на фигурата. Идентифицирайте две характеристики, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) има ядро, в което се намират ДНК молекули
2) областта, където се намира ДНК в цитоплазмата, се нарича нуклеоид
3) ДНК молекулите са кръгли
4) ДНК молекулите са свързани с протеини
5) в цитоплазмата са разположени различни мембранни органели

Отговор

Изберете три верни отговора от шест и запишете числата, под които са посочени. Приликата между бактериите и растенията е, че те
1) прокариотни организми
2) образуват спори при неблагоприятни условия
3) имат клетъчно тяло
4) сред тях има автотрофи
5) имат раздразнителност
6) способни на вегетативно размножаване

Отговор

Изберете три верни отговора от шест и запишете номерата, под които са посочени в таблицата. Приликата между бактериалните и растителните клетки е, че имат
1) рибозоми
2) плазмена мембрана
3) украсено ядро
4) клетъчна стена
5) вакуоли с клетъчен сок
6) митохондрии

Отговор

Изберете три верни отговора от шест и запишете числата, под които са посочени. Бактерии, като гъбички,
1) представляват специално царство
2) са само едноклетъчни организми
3) размножават се с помощта на спори
4) са разлагачи в екосистемата
5) може да влезе в симбиоза
6) абсорбират вещества от почвата с помощта на хифи

Отговор

Изберете три верни отговора от шест и запишете числата, под които са посочени. Бактериите, за разлика от низшите растения,
1) според начина на хранене те са хемотрофи
2) при размножаване образуват зооспори
3) нямат мембранни органели
4) имат талус (талус)
5) при неблагоприятни условия образуват спори
6) синтезират полипептиди върху рибозоми

Отговор

Свържете характеристиките и видовете клетки, показани на фигурата. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) имат мезозоми
Б) осмотрофен метод на хранене
Б) разделяне чрез митоза
Г) имат развит EPS
Г) образуват спори при неблагоприятни условия
Д) имат муреинова черупка

Отговор

Всички освен две от следните характеристики могат да се използват за описание на прокариотна ДНК. Посочете две характеристики, които не попадат в общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) съдържа аденин, гуанин, урацил и цитозин
2) се състои от две вериги
3) има линейна структура
4) не са свързани със структурни протеини
5) се намира в цитоплазмата

Отговор

Установете съответствие между характеристиките и организмите: 1) дрожди, 2) E. coli. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) геномът е представен от една кръгова ДНК молекула
Б) клетката е покрита с муреинова мембрана
Б) дели се чрез митоза
D) произвежда етанол при анаеробни условия
Г) има флагели
Д) няма мембранни органели

Отговор

© Д. В. Поздняков, 2009-2019

При електронна микроскопия на ултратънки срезове цитоплазмената мембрана е трислойна мембрана (2 тъмни слоя с дебелина 2,5 nm са разделени от светъл междинен слой). По структура тя е подобна на плазмалемата на животинските клетки и се състои от двоен слой фосфолипиди с вградени повърхностни и интегрални протеини, сякаш проникващи през структурата на мембраната. При прекомерен растеж (в сравнение с растежа на клетъчната стена) цитоплазмената мембрана образува инвагинати - инвагинации под формата на сложни усукани мембранни структури, наречени мезозоми. По-малко сложно усуканите структури се наричат ​​интрацитоплазмени мембрани.

Цитоплазма

Цитоплазмата се състои от разтворими протеини, рибонуклеинови киселини, включвания и множество малки гранули - рибозоми, отговорни за синтеза (транслацията) на протеините. Бактериалните рибозоми имат размер около 20 nm и коефициент на утаяване 70S, за разлика от рибозомите 80S, характерни за еукариотните клетки. Рибозомните РНК (рРНК) са запазени елементи на бактериите („молекулярният часовник“ на еволюцията). 16S rRNA е част от малката рибозомна субединица, а 23S rRNA е част от голямата рибозомна субединица. Изследването на 16S rRNA е в основата на генната систематика, което позволява да се оцени степента на родство на организмите.
Цитоплазмата съдържа различни включвания под формата на гликогенови гранули, полизахариди, бета-хидроксимаслена киселина и полифосфати (волютин). Те са резервни вещества за храненето и енергийните нужди на бактериите. Volutin има афинитет към основни багрила и лесно се открива с помощта на специални методи за оцветяване (например Neisser) под формата на метахроматични гранули. Характерното подреждане на волютинови гранули се разкрива в дифтерийния бацил под формата на интензивно оцветени клетъчни полюси.

Нуклеоид

Нуклеоидът е еквивалентът на ядрото в бактериите. Разположен е в централната зона на бактериите под формата на двойноверижна ДНК, затворена в пръстен и плътно опакована като топка. Ядрото на бактериите, за разлика от еукариотите, няма ядрена обвивка, ядро ​​и основни протеини (хистони). Обикновено една бактериална клетка съдържа една хромозома, представена от ДНК молекула, затворена в пръстен.
В допълнение към нуклеоида, представен от една хромозома, бактериалната клетка съдържа екстрахромозомни фактори на наследствеността - плазмиди, които са ковалентно затворени пръстени на ДНК.

Капсула, микрокапсула, слуз

Капсулата е мукозна структура с дебелина повече от 0,2 микрона, здраво свързана с бактериалната клетъчна стена и с ясно определени външни граници. Капсулата се вижда в петна от отпечатъци от патологичен материал. При чистите бактериални култури капсулата се образува по-рядко. Открива се чрез специални методи за оцветяване на петна (например според Burri-Gins), които създават отрицателен контраст на веществата на капсулата: мастилото създава тъмен фон около капсулата. Капсулата се състои от полизахариди (екзополизахариди), понякога от полипептиди, например в антраксния бацил се състои от полимери на D-глутаминова киселина. Капсулата е хидрофилна и предотвратява фагоцитозата на бактериите. Капсулата е антигенна: антителата срещу капсулата причиняват нейното разширяване (реакция на подуване на капсулата).
Много бактерии образуват микрокапсула – мукозна формация с дебелина под 0,2 микрона, откриваема само с електронен микроскоп. Трябва да се разграничат от капсулата мукоидни екзополизахариди, които нямат ясни граници. Слузта е разтворима във вода.
Бактериалните екзополизахариди участват в адхезията (залепването към субстратите), те се наричат ​​още гликокаликс. Освен синтеза
екзополизахариди от бактерии, има друг механизъм за тяхното образуване: чрез действието на извънклетъчните ензими на бактериите върху дизахаридите. В резултат на това се образуват декстрани и левани.

Камшичета

Бактериалните флагели определят подвижността на бактериалната клетка. Камшичетата са тънки нишки, произхождащи от цитоплазмената мембрана и са по-дълги от самата клетка. Дебелината на флагела е 12-20 nm, дължината е 3-15 µm. Те се състоят от 3 части: спираловидна нишка, кука и базално тяло, съдържащо пръчка със специални дискове (1 чифт дискове при грам-положителните бактерии и 2 чифта дискове при грам-отрицателните бактерии). Флагелите са прикрепени към цитоплазмената мембрана и клетъчната стена чрез дискове. Това създава ефекта на електрически мотор с моторен прът, който върти флагела. Камшичетата се състоят от протеин - флагелин (от флагелум - флагел); е Н антиген. Флагелиновите субединици са усукани в спирала.
Броят на камшичетата при бактериите от различни видове варира от един (monotrich) при Vibrio cholerae до десетки и стотици флагели, простиращи се по периметъра на бактерията (peritrich) при Escherichia coli, Proteus и др. Lophotrichs имат сноп камшичета на едно място край на клетката. Амфитрихията има един флагел или сноп флагели в противоположните краища на клетката.

пиех

Пили (фимбрии, вили) са нишковидни образувания, по-тънки и по-къси (3-10 nm x 0,3-10 µm) от камшичетата. Пили се простират от клетъчната повърхност и се състоят от протеина пилин, който има антигенна активност. Има пили, отговорни за адхезията, тоест за прикрепването на бактериите към засегнатата клетка, както и пили, отговорни за храненето, водно-солевия метаболизъм и сексуалните (F-пили), или конюгационните пили. Пилите са многобройни - няколкостотин на клетка. Обаче обикновено има 1-3 полови пили на клетка: те се образуват от така наречените „мъжки“ донорни клетки, съдържащи трансмисивни плазмиди (F-, R-, Col-плазмиди). Отличителна черта на половите пили е взаимодействието със специални „мъжки“ сферични бактериофаги, които се адсорбират интензивно върху половите пили.

Спорове

Спорите са особена форма на неподвижни фирмикутни бактерии, т.е. бактерии
с грам-положителен тип структура на клетъчната стена. Спорите се образуват при неблагоприятни условия за съществуването на бактериите (изсъхване, дефицит на хранителни вещества и др.) Една спора (ендоспора) се образува вътре в бактериалната клетка. Образуването на спори допринася за запазването на вида и не е метод за размножаване , като гъби.Спорообразуващите бактерии от рода Bacillus имат спори, които не надвишават диаметъра на клетката.Бактерии, при които размерът на спората надвишава диаметъра на клетката, се наричат ​​клостридии, например бактерии от рода Clostridium ( лат. Clostridium - вретено).Спорите са устойчиви на киселина, поради което се оцветяват в червено по метода на Ауески или метода на Ziehl-Neelsen, а вегетативната клетка в синьо.

Формата на спорите може да бъде овална, сферична; местоположението в клетката е крайно, т.е. в края на пръчката (в причинителя на тетанус), субтерминален - по-близо до края на пръчката (в причинителите на ботулин, газова гангрена) и централен (в антраксния бацил). Спорите се запазват дълго време поради наличието на многослойна обвивка, калциев дипиколинат, ниско съдържание на вода и бавни метаболитни процеси. При благоприятни условия спорите покълват, преминавайки през три последователни етапа: активиране, иницииране, покълване.

Бактериалният организъм е представен от една клетка. Формите на бактериите са разнообразни. Структурата на бактериите се различава от структурата на животинските и растителните клетки.

В клетката липсват ядро, митохондрии и пластиди. Носителят на наследствена информация ДНК се намира в центъра на клетката в сгъната форма. Микроорганизмите, които нямат истинско ядро, се класифицират като прокариоти. Всички бактерии са прокариоти.

Смята се, че на земята има над милион вида от тези удивителни организми. Към днешна дата са описани около 10 хиляди вида.

Бактериалната клетка има стена, цитоплазмена мембрана, цитоплазма с включвания и нуклеотид. От допълнителните структури някои клетки имат камшичета, пили (механизъм за адхезия и задържане на повърхността) и капсула. При неблагоприятни условия някои бактериални клетки са способни да образуват спори. Средният размер на бактериите е 0,5-5 микрона.

Външна структура на бактериите

Ориз. 1. Устройството на бактериалната клетка.

Клетъчна стена

• Клетъчната стена на бактериалната клетка е нейната защита и опора. Той придава на микроорганизма собствена специфична форма.
• Клетъчната стена е пропусклива. Хранителните вещества преминават навътре и метаболитните продукти преминават през него.
• Някои видове бактерии произвеждат специална слуз, която прилича на капсула, която ги предпазва от изсъхване.
• Някои клетки имат флагели (един или повече) или власинки, които им помагат да се движат.
• Бактериални клетки, които изглеждат розови при оцветяване по Грам ( грам-отрицателни), клетъчната стена е по-тънка и многослойна. Освобождават се ензими, които помагат за разграждането на хранителните вещества.
• Бактерии, които изглеждат виолетови при оцветяване по Грам ( грам-положителен), клетъчната стена е дебела. Хранителните вещества, които влизат в клетката, се разграждат в периплазменото пространство (пространството между клетъчната стена и цитоплазмената мембрана) от хидролитични ензими.
• На повърхността на клетъчната стена има множество рецептори. Към тях са прикрепени клетъчни убийци - фаги, колицини и химични съединения.
• Стенните липопротеини в някои видове бактерии са антигени, наречени токсини.
• При продължително лечение с антибиотици и по ред други причини някои клетки губят мембраните си, но запазват способността си да се възпроизвеждат. Те придобиват закръглена форма - Г-образна и могат да персистират в човешкото тяло дълго време (коки или туберкулозни бацили). Нестабилните L-форми имат способността да се връщат към първоначалната си форма (реверсия).

Ориз. 2. Снимката показва структурата на бактериалната стена на грам-отрицателните бактерии (вляво) и грам-положителните бактерии (вдясно).

Капсула

При неблагоприятни условия на околната среда бактериите образуват капсула. Микрокапсулата прилепва плътно към стената. Може да се види само в електронен микроскоп. Макрокапсулата често се образува от патогенни микроби (пневмококи). При Klebsiella pneumoniae винаги се открива макрокапсулата.

Ориз. 3. На снимката е пневмокок. Стрелките показват капсулата (електронограма на ултратънък участък).

Обвивка, подобна на капсула

Подобната на капсула обвивка е формация, слабо свързана с клетъчната стена. Благодарение на бактериалните ензими подобната на капсула обвивка е покрита с въглехидрати (екзополизахариди) от външната среда, което осигурява адхезията на бактериите към различни повърхности, дори напълно гладки.

Например, стрептококите, когато навлизат в човешкото тяло, могат да се придържат към зъбите и сърдечните клапи.

Функциите на капсулата са разнообразни:

• защита от агресивни условия на околната среда,
• осигуряване на адхезия (залепване) към човешки клетки,
• Притежавайки антигенни свойства, капсулата има токсичен ефект, когато се въведе в жив организъм.

Ориз. 4. Стрептококите са способни да се залепват за зъбния емайл и заедно с други микроби причиняват кариес.

Ориз. 5. Снимката показва увреждане на митралната клапа поради ревматизъм. Причинителят е стрептококи.

Камшичета

• Някои бактериални клетки имат флагели (един или повече) или власинки, които им помагат да се движат. Камшичетата съдържат контрактилния протеин флагелин.
• Броят на камшичетата може да бъде различен - един, сноп камшичета, камшичета в различни краища на клетката или по цялата повърхност.
• Движението (случайно или ротационно) се извършва в резултат на ротационното движение на камшичетата.
• Антигенните свойства на камшичетата имат токсичен ефект при заболяване.
• Бактериите, които нямат флагели, когато са покрити със слуз, могат да се плъзгат. Водните бактерии съдържат 40-60 вакуоли, пълни с азот.

Осигуряват гмуркане и изкачване. В почвата бактериалната клетка се движи през почвените канали.

Ориз. 6. Схема на закрепване и работа на флагела.

Ориз. 7. Снимката показва различни видове камшичести микроби.

Ориз. 8. Снимката показва различни видове камшичести микроби.

пиех

• Пили (вили, фимбрии) покриват повърхността на бактериалните клетки. Вилусът е спирално усукана тънка куха нишка с белтъчна природа.
• Общ тип пиеосигуряват адхезия (залепване) към клетките гостоприемници. Броят им е огромен и варира от няколкостотин до няколко хиляди. От момента на закрепване, всяка .
• Секс пиеулесняват трансфера на генетичен материал от донора към реципиента. Броят им е от 1 до 4 на клетка.

Ориз. 9. На снимката е E. coli. Виждат се флагели и пили. Снимката е направена с помощта на тунелен микроскоп (STM).

Ориз. 10. Снимката показва множество пили (фимбрии) от коки.

Ориз. 11. Снимката показва бактериална клетка с фимбрии.

Цитоплазмена мембрана

• Цитоплазмената мембрана е разположена под клетъчната стена и представлява липопротеин (до 30% липиди и до 70% протеини).
• Различните бактериални клетки имат различен липиден състав на мембраната.
• Мембранните протеини изпълняват много функции. Функционални протеиниса ензими, благодарение на които върху цитоплазмената мембрана се осъществява синтезът на различните му компоненти и др.
• Цитоплазмената мембрана се състои от 3 слоя. Фосфолипидният двоен слой е пропит с глобулини, които осигуряват транспортирането на вещества в бактериалната клетка. Ако нейната функция е нарушена, клетката умира.
• Цитоплазмената мембрана участва в спорулацията.

Ориз. 12. На снимката ясно се вижда тънка клетъчна стена (CW), цитоплазмена мембрана (CPM) и нуклеотид в центъра (бактерията Neisseria catarrhalis).

Вътрешна структура на бактериите

Ориз. 13. Снимката показва структурата на бактериална клетка. Устройството на бактериалната клетка се различава от устройството на животинските и растителните клетки - в клетката липсват ядро, митохондрии и пластиди.

Цитоплазма

Цитоплазмата е 75% вода, останалите 25% са минерални съединения, протеини, РНК и ДНК. Цитоплазмата винаги е плътна и неподвижна. Съдържа ензими, някои пигменти, захари, аминокиселини, запас от хранителни вещества, рибозоми, мезозоми, гранули и всякакви други включвания. В центъра на клетката е концентрирано вещество, което носи наследствена информация - нуклеоидът.

Гранули

Гранулите са съставени от съединения, които са източник на енергия и въглерод.

Мезозоми

Мезозомите са клетъчни производни. Те имат различна форма - концентрични мембрани, везикули, тръбички, бримки и др. Мезозомите имат връзка с нуклеоида. Участието в клетъчното делене и спорулацията е основната им цел.

Нуклеоид

Нуклеоидът е аналог на ядрото. Намира се в центъра на клетката. Съдържа ДНК, носител на наследствена информация в сгъната форма. Развитата ДНК достига дължина до 1 mm. Ядреното вещество на бактериалната клетка няма мембрана, ядро ​​или набор от хромозоми и не се дели чрез митоза. Преди да се раздели, нуклеотидът се удвоява. По време на деленето броят на нуклеотидите се увеличава до 4.

Ориз. 14. Снимката показва разрез на бактериална клетка. В централната част се вижда нуклеотид.

Плазмиди

Плазмидите са автономни молекули, навити в пръстен от двойноверижна ДНК. Тяхната маса е значително по-малка от масата на нуклеотида. Въпреки факта, че наследствената информация е кодирана в ДНК на плазмидите, те не са жизненоважни и необходими за бактериалната клетка.

Ориз. 15. На снимката е показан бактериален плазмид. Снимката е направена с помощта на електронен микроскоп.

Рибозоми

Рибозомите на бактериална клетка участват в синтеза на протеин от аминокиселини. Рибозомите на бактериалните клетки не са обединени в ендоплазмения ретикулум, както при клетките с ядро. Това са рибозомите, които често стават „мишена“ за много антибактериални лекарства.

Включвания

Включенията са метаболитни продукти на ядрени и неядрени клетки. Те представляват запас от хранителни вещества: гликоген, нишесте, сяра, полифосфат (валутин) и др. Включванията често, когато са боядисани, придобиват различен вид от цвета на багрилото. Можете да диагностицирате по валута.

Форми на бактерии

Формата на бактериалната клетка и нейният размер са от голямо значение за тяхната идентификация (разпознаване). Най-често срещаните форми са сферична, пръчковидна и извита.

Таблица 1. Основни форми на бактерии.

Глобуларни бактерии

Сферичните бактерии се наричат ​​коки (от гръцки coccus - зърно). Подредени са един по един, два по два (диплококи), в пакетчета, във вериги и като чепки грозде. Това местоположение зависи от метода на клетъчно делене. Най-вредните микроби са стафилококите и стрептококите.

Ориз. 16. На снимката има микрококи. Бактериите са кръгли, гладки и бели, жълти и червени на цвят. В природата микрококите са повсеместно разпространени. Те живеят в различни кухини на човешкото тяло.

Ориз. 17. На снимката се вижда диплококова бактерия - Streptococcus pneumoniae.

Ориз. 18. Снимката показва бактерията Sarcina. Кокоидните бактерии се групират заедно в пакети.

Ориз. 19. Снимката показва стрептококова бактерия (от гръцки "streptos" - верига).

Подредени във вериги. Те са причинители на редица заболявания.

Ориз. 20. На снимката бактериите са "златни" стафилококи. Подредени като „чепки грозде“. Гроздовете са златисти на цвят. Те са причинители на редица заболявания.

Пръчковидни бактерии

Пръчковидни бактерии, които образуват спори, се наричат ​​бацили. Имат цилиндрична форма. Най-яркият представител на тази група е бацилът. Бацилите включват чума и хемофилус инфлуенца. Краищата на пръчковидни бактерии могат да бъдат заострени, закръглени, отрязани, разширени или разцепени. Формата на самите пръчици може да бъде правилна или неправилна. Те могат да бъдат подредени един по един, два наведнъж или да образуват вериги. Някои бацили се наричат ​​кокобацили, защото имат кръгла форма. Но въпреки това дължината им надвишава ширината им.

Diplobacillus са двойни пръчици. Антраксните бацили образуват дълги нишки (вериги).

Образуването на спори променя формата на бацилите. В центъра на бацилите се образуват спори в масленокисели бактерии, което им придава вид на вретено. При тетаничния бацил – в краищата на бацила, придаващ им вид на тъпанчета.

Ориз. 21. Снимката показва пръчковидна бактериална клетка. Виждат се множество флагели. Снимката е направена с помощта на електронен микроскоп. Отрицателна.

Ориз. 24. При бацилите на маслената киселина спорите се образуват в центъра, което им придава вид на вретено. При тетаничните пръчици - в краищата, придавайки им вид на бутчета.

Усукани бактерии

Не повече от една спирала има извивка на клетката. Няколко (два, три или повече) са кампилобактери. Спирохетите имат особен външен вид, което се отразява в името им - „спира“ - огъване и „омраза“ - грива. Leptospira („leptos“ - тесен и „spera“ - gyrus) са дълги нишки с плътно разположени къдрици. Бактериите приличат на усукана спирала.

Ориз. 27. На снимката бактериална клетка със спираловидна форма е причинителят на „болестта на ухапване от плъх“.

Ориз. 28. На снимката бактериите Leptospira са причинителите на много заболявания.

Ориз. 29. На снимката бактериите Leptospira са причинителите на много заболявания.

С форма на клуб

Коринебактериите, причинителите на дифтерия и листериоза, имат клубовидна форма. Тази форма на бактерията се дава от подреждането на метахроматични зърна на нейните полюси.

Ориз. 30. Снимката показва коринебактерии.

Прочетете повече за бактериите в статиите:

Бактериите живеят на планетата Земя повече от 3,5 милиарда години. През това време те научиха много и се адаптираха към много. Общата маса на бактериите е огромна. Става дума за около 500 милиарда тона. Бактериите са усвоили почти всички известни биохимични процеси. Формите на бактериите са разнообразни. Структурата на бактериите е станала доста сложна през милиони години, но дори и днес те се считат за най-просто структурираните едноклетъчни организми.

Понятието "цитоплазма" е сложно и в превод от гръцки означава "клетъчно съдържание". Съвременната наука разбира цитоплазмата като сложна динамична физикохимична система, съдържаща се в плазмената мембрана. Тоест цялото вътреклетъчно съдържание на прокариотите, с изключение на хромозомата, се счита за цитоплазма на бактериалната клетка.

Цитоплазмата на прокариотната клетка има 2 слоя на рестрикция:

• цитоплазмена мембрана (CPM);
• клетъчна стена.

Слоевете, които ограничават цитоплазмата при бактериите, имат различни функции и свойства.

Бактериална клетъчна стена

Външният покривен слой на прокариотите, клетъчната стена, е плътна обвивка и изпълнява редица функции:

• защита от външни влияния;
• придавайки на микроорганизма характерна форма.

Всъщност клетъчната стена на микроорганизмите е един вид екзоскелет. Тази структура е оправдана - в крайна сметка вътреклетъчното осмотично налягане може да бъде десетки пъти по-високо от външното налягане и без защитата на плътна клетъчна стена бактерията просто ще се спука.

Плътната клетъчна стена е характерна само за бактериални и растителни клетки - животинската клетка има мека обвивка.

Бактериалната клетъчна стена, която ограничава съдържанието на клетката, е с дебелина от 0,01 до 0,04 микрона, като дебелината на стената се увеличава по време на живота на микроорганизма. Въпреки плътността на клетъчната мембрана, тя е пропусклива. Хранителните вещества преминават вътре безпрепятствено, а отпадъчните продукти се отстраняват от него.

Цитоплазмена мембрана

Между цитоплазмата и клетъчната стена е СРМ - цитоплазмената мембрана. В бактериалната клетка той изпълнява редица функции:

• регулира приема на хранителни вещества и отстраняването на отпадните продукти;
• синтезира съединения за клетъчната стена;
• контролира дейността на редица ензими, разположени върху него.

Цитоплазмената мембрана е толкова силна, че бактериалната клетка може да съществува известно време дори без клетъчна стена.

Вътреклетъчен състав на микроорганизма

Изследвания с помощта на електронен микроскоп разкриват много сложна структура на вътреклетъчното вещество.

Цитоплазмата на всяка бактериална клетка съдържа голямо количество вода, съдържа различни органични и неорганични съединения - жизненоважни структури и органели. По този начин в цитозола (цитоплазмената матрица) се намират вътреклетъчната течност, рибозомите, пластидите и запасът от хранителни вещества.

Цялото вътреклетъчно съдържание се разделя на три групи:

• хиалоплазма (цитозол или матрица на цитоплазмата);
• органелите са съществени части от бактериалната клетка;
• включванията са незадължителни части.

Цитоплазмената матрица не е воден разтвор, а гел с различен вискозитет. Агрегатното състояние на хиалоплазмата - гел-зол (по-висока или по-ниска степен на вискозитет) е в динамично равновесие и зависи от външните условия.

Хиалоплазмата на бактериалния организъм включва следните структури:

• неорганични вещества;
• метаболити от органичен произход;
• биополимери (протеини, полизахариди).

Основната цел на хиалоплазмата е да обедини всички съществуващи включвания и да осигури стабилно химично взаимодействие между тях.

Вътреклетъчните органели на прокариотите са микроструктурни плазмени съединения, отговорни за животоподдържащите функции и присъстват в почти всички бактериални клетки. Органелите са разделени на две големи групи:

• задължителни - са жизненоважни за функционирането на тялото;
• опция – не е от голямо значение за работа; микроорганизмите дори от един и същи щам могат да се различават в набора от тези органели.

Задължителни органели

Органелите, необходими за функционирането на клетката, включват:

• нуклеоид (бактериална хромозома) – представлява кръгова двуверижна ДНК молекула;
• рибозоми (отговорни за синтеза на протеини) - подобни на рибозомите на клетките, които имат ядро; могат да се движат свободно в цитоплазмата или да бъдат свързани с CPM;
• цитоплазмена мембрана (CPM);
• мезозомите са отговорни за енергийния метаболизъм и участват в процеса на делене на клетките; са резултат от инвагинация на цитоплазмената мембрана.

В централната част на бактериалното пространство има аналог на еукариотното ядро ​​- нуклеоидът (ДНК на микроорганизма). При еукариотите ДНК се намира само в ядрото, но при бактериите ДНК може да бъде концентрирана на едно място или разпръсната на няколко места (плазмиди).

Други разлики между бактериалната хромозома и еукариотните ядра са:

• по-хлабава опаковка;
• липса на органели, характерни за ядрото - нуклеоли, мембрани и други;
• нямат връзка с хистоните - основните протеини.

Като аналог на еукариотното ядро, бактериалната хромозома е примитивна форма по отношение на организацията на ядрената материя.

Незадължителни органели на прокариоти

Незадължителните бактериални органели не оказват значително влияние върху функционалните способности на бактериалния организъм. Характерна особеност на прокариотите е проявата на дисоциация, в резултат на което се образуват морфотипове (морфовари) - щамове микроорганизми от един и същи вид, които имат морфологични различия.

В резултат на това в една бактериална колония се появяват различия не само в морфологичните характеристики, но и във физиологичните, биохимичните и генетичните. Основните разлики между морфоварите помежду си са именно в състава на незадължителните органели.

Незадължителните органели включват:

• плазмиди - носители на генетична информация, подобни на бактериалната хромозома, но много по-малки по размер и с възможност за наличие на няколко копия в тялото;
• включвания, съдържащи хранителни вещества (например волутин); може да бъде характерна черта на определен вид микроорганизъм.

Незадължителните бактериални органели не са постоянна характеристика на даден вид - много включвания са източници на въглерод или енергия. При благоприятни условия микроорганизмът образува подобен резерв във вътреклетъчното пространство, който се изразходва при настъпване на неблагоприятни условия.

Включванията, съдържащи хранителни вещества, принадлежат към гранулирания тип съединения. Според състава си те могат да бъдат разделени на:

• полизахариди – гранулоза (нишесте), гликоген;
• волутин (метахроматинови гранули) – съдържа полиметафосфат;
• мастни капки;
• капки сяра.

Това е включването на образувания с ниско молекулно тегло, което води до появата на различни стойности на осмотичното налягане на бактериалната цитоплазма и външната среда.

Веществото на вътреклетъчното пространство на жива бактерия е в постоянно движение (това се нарича циклоза), като по този начин се движат съдържащите се в него вещества и органели.