A szerkezet a bakteriális sejtek
Baktériumok, annak ellenére, hogy látszólagos egyszerűség, van egy jól fejlett cellaszerkezet, amely felelős a legtöbb egyedi biológiai tulajdonságokkal rendelkeznek. Számos szerkezeti részek egyediek baktériumok és archaea, vagy talált eukarióták körében. Annak ellenére azonban, viszonylagos egyszerűsége baktériumok és a könnyű termesztés egyes törzsek, sok baktérium nem tud növekedni a laboratóriumban, és ezek a struktúrák gyakran túl kicsi ahhoz, hogy tárja fel. Ezért, bár egyes alapelveit a bakteriális sejt szerkezete jól ismertek, és még alkalmazni az egyéb szervezetek, legegyedibb jellemzői és szerkezete a baktériumok még ismeretlen.
sejtek morfológiája
A legtöbb baktérium gömb alakja van, vagy egy úgynevezett koka (a görög szó kókkos - gabona vagy bogyó) vagy rúd alakú ún Bacillus (a latin szó bacillus - bacillus). Néhány rúd alakú baktériumok (Vibrio) kissé meg van hajlítva, és a másik a képződő spirál fürtök (spirocheták). Mindez sokféleségét baktériumok határozza meg a szerkezet a saját sejtfal és citoszkeleton. Ezek a formák működéséhez fontos a baktériumok, mivel befolyásolhatják a képessége a baktériumok, így a tápanyagok, csatolja a felületekre, mozogni, és menekülni a ragadozók.
A méret a baktériumok
Baktériumok egy nagy sor formák és méretek (vagy morfológia). Fit bakteriális sejtek jellemzően 10-szer kisebb, mint az eukarióta sejteket, természetesen a csak 0,5-5,0 mikron annak legnagyobb mérete, bár óriás baktériumok, mint a Thiomargarita namibiensis és Epulopiscium fishelsoni, nőnek fel a 0,5 mm-es mérete, és látható szabad szemmel. A legkisebb szabadon élő baktériumok Mycoplasma, tagjai a nemzetség Mycoplasma, mindössze 0,3 m hosszú, körülbelül azonos méretű a legnagyobb vírusok.
Kis mérete fontos a baktériumok, mert így nagy arányban felszín-térfogat, segíti a gyors közlekedés a tápanyagok és kiüríteni a hulladék. Alacsony arányok fajlagos felületnek a térfogatra, ezzel szemben, korlátozza a metabolizmus sebességét a mikroba. Ennek oka a létezését nagy sejtek ismeretlen, bár úgy tűnik, hogy egy nagy összeg elsősorban a tároló további tápanyagokat. Azonban van egy minimális mérete szabadon élő baktériumok. Szerint elméleti számítások, a gömb alakú cella átmérője kisebb, mint 0,15-0,20 mm képtelenné válik önreprodukciója, mert fizikailag nem fér minden szükséges biopolimerek és elégséges szerkezetét. Nanobacteria nemrégiben leírták (és hasonló nanoby és ultramicrobacteria), amely kisebb, mint az „elfogadható”, bár az ilyen baktériumok még mindig kérdés alatt. Ők, ellentétben a vírusok, amelyek képesek az önálló növekedését és szaporodását, de ehhez több tápanyagot, hogy nem lehet őket szintetizálni a gazdasejt.
Szerkezete sejtfal
Mint más organizmusok, bakteriális sejtfal biztosítja a szerkezeti integritást a sejtek. A prokariótákban, az elsődleges funkciója a sejtfal - sejt elleni védelem belső turgor-indukálta sokkal nagyobb koncentrációban a fehérjék és más molekulák a sejten belül a többihez képest. A bakteriális sejtfal abban különbözik az összes más szervezetekből falig peptidoglikán jelenlétében (szerepet-N-acetil-glükózamin és N-atsetomuramieva sav), amely úgy van elrendezve, közvetlenül kívülről tsitoplazmitichnoi membránon. Peptidoglükán felelős a merevsége a bakteriális sejtfal, részben pedig az űrlap meghatározása sejtek. Ez viszonylag porózus, és nem engedélyezi proniklennyu kis molekulák. A legtöbb baktérium van egy sejtfal (néhány kivételtől eltekintve, mint például Mycoplasma és rokon baktériumok), de nem minden a sejtfalak ugyanazt a szerkezetet. Két fő típusú bakteriális sejtfal Gram-pozitív és Gram-negatív baktériumok, amelyek különböznek útján Gram-festés.
A sejtfal a Gram-pozitív baktériumok
A sejtfal a Gram-negatív baktériumok
Ellentétben a Gram-pozitív baktériumok, Gram-negatív baktériumok tartalmaznak egy nagyon vékony réteg peptidoglikán, felelős a képtelen a sejtfalak tartalmaznak egy színezőanyagot kristályibolya, a Gram-festés eljárás. Amellett, hogy a peptidoglükán réteget, Gram-negatív baktériumok egy második, úgynevezett külső membrán található kifelé a sejtfalat és összeszereli foszfolipidek és lipopoliszacharidot a külső oldalán. A negatív töltésű sejtek Lipopoliszachariddal is egy negatív elektromos töltéssel. A kémiai szerkezet a külső membrán lipopoliszacharid gyakran egyedi az egyes baktérium törzsek és gyakran felelős a reakciót a antigének ezen törzsek.
a külső membrán
Mint minden kétrétegű foszfolipid, külső membrán kellőképpen átjárhatatlan a töltéssel rendelkező molekulák. Azonban, fehérje csatornák (sügér) vannak jelen a külső membrán, lehetővé teszik passzív transzport sok ionok, cukrok és aminosavak külső membránján keresztül. Tehát ezeknek a molekuláknak vannak jelen a periplazmába, a réteg a külső és a citoplazmikus membrán. Periplazmatikus peptidoglükán réteg és tartalmaz egy csomó fehérjék, sho felelős hidrolízis és fogadása az extracelluláris jelek. Olvassa el, mit perivlazma inkább gél, mint folyadék, köszönhetően a magas fehérje- és peptidoglycan. Jelek és zhivilni anyagot periplazmás lép a sejt citoplazmájába segítségével tsitoplizmatichny transzport fehérjék a membránhoz.
Bakteriális citoplazmatikus membránon
Bakteriális tsioplazmatichna membrán áll egy kétrétegű foszfolipideket, és ezért az összes általános funkciói a citoplazmatikus membránon, meghatalmazotti permeábilis akadálynak a legtöbb molekula körülzáró és transzport fehérjék, szabályozási szállító molekulák a sejtekbe. Amellett, hogy ezeket a funkciókat, a bakteriális citoplazma membránok is reakcióit bekapcsolt. Ezzel szemben a eukarióták, a bakteriális membránt (néhány kivételtől eltekintve, mint például Mycoplasma és methanotrophs) általában nem tartalmaznak szterolok. Azonban sok baktérium tartalmaznak szerkezetileg rokon vegyületek, az úgynevezett hopanoidy feltehetően ugyanazt a funkciót. Ellentétben eukarióták, baktériumok lehet sokféle zsírsavak azok membránok. Valamint tipikus telített és telítetlen zsírsavak, baktériumok tartalmazhat zsírsavakat további metil-, hidroxi- vagy ciklikus csoportot. A relatív aránya ilyen zsírsav-baktérium lehet beállítani, hogy fenntartsák az optimális membránfluiditás (például hőmérséklet-változások).
A felület struktúrája a baktériumok
Bélbolyhok és fimbria
Bélbolyhok és fimbriák (pilus, fimbria) - keleti szerkezetileg felületi szerkezetek baktériumok. Először is, ezek a kifejezések vezették külön, de most ilyen szerkezetek kerülnek besorolásra biopszia I., IV típusú és nemi bélbolyhok, de sok más típusú marad osztályozatlan.
Sex bélbolyhok - nagyon hosszú (5-20 mikron) és jelen vannak a bakteriális sejt egy kis mennyiségű. Ezek cseréjéhez alkalmazott DNS bakteriális konjugáció.
Villi I. típusú pilus vagy - rövid (1-5 mikron), nyúlik ki a külső membrán sok irányban, van egy cső alakú, jelen bagatoh tagja típusú Proteobacteria. Ezek bélbolyhok általánosan használt csatolni a felszínre.
Villi vagy a IV típusú pilus - átlagos hossza (körülbelül 5 mikron) található a pólusai baktériumok. Villi IV típusú segítséget tapadnak a felületekhez (például, képződése során biofilm), vagy más sejtek (például, az állati sejtek patogenezis)). Számos baktérium (például Myxococcus) használunk a bélbolyhok IV típusú mozgatómechanizmus.
A felületi réteg peptidiglikanu vagy külső membrán fehérje gyakran található S-réteg. Bár a funkciója ennek a rétegnek nem teljesen ismert, úgy véljük, hogy ez a réteg biztosítja a kémiai és fizikai védelmét a sejtfelszínen, és szolgálhat egy makromolekuláris akadályt. Azt is feltételezzük, hogy az S-rétegek lehetnek más funkciókat, például, ki tudják szolgálni a patogenitási faktorok a külső és tartalmaznak Campylobacter enzimek a Bacillus stearothermophilus.
A kapszulák és iszap
Sok baktériumok extracelluláris polimer kívül a sejtfalak. Ezek a polimerek általában áll poliszacharidok és néha fehérjék. Kapszula - a viszonylag impermeábilis szerkezet, amely nem lehet festett sok színezékek. Ezek általában használt a a baktériumok kötődését más sejtek vagy élettelen felületeken a képződés biofilmek. Ezek eltérő szerkezettel szervezetlen nyálkahártya réteg a sejt egy erősen strukturált polimer membrán kapszulába. Néha ezek a szerkezetek szerepelnek elleni védelem felszívódását eukarióta sejtek, mint a makrofágok. Szintén nyálka van egy jel, hogy a Feature lassú mozgékony baktérium, esetleg közvetlenül felhasználhatja a forgalom baktériumok.
Talán a legkönnyebben rozpoznavaemimy extracelluláris szerkezetek bakteriális sejt egy ostor. Bakteriális csillók - ez szálas szerkezet aktívan tengelye körül forgatják át a flagelláris motor és mozgásáért felelős számos baktérium folyékony közegben. Hely ostoros függ, hogy milyen típusú baktériumok és különböző típusú. sejt csilló - komplex szerkezetű, sok fehérje. Maga tagjai szálak közé tartoznak flagellin (Flaa), amely egy izzószál cső alakú. Basal motor - egy nagyméretű fehérje-komplex, amely átfogja a sejtfalon és mind a membrán (ha van ilyen), amely egy rotációs motor. Ez a motor mozog miatt az elektromos potenciál a plazmamembrán.
szekréciós rendszer
Továbbá, a citoplazmatikus membránok, a sejtfal vannak elrendezve speciális szekréciós rendszer, amelynek szerkezete függ a baktérium fajtáját.
belső szerkezet
Összehasonlítva eukarióták, intracelluláris baktérium sejt strukrira valamivel könnyebb. Baktériumok szinte egyáltalán nem tartalmaznak membránt organellumok eukarióták Természetesen, kromoszómák és riboszómák az egyetlen könnyen látható intracelluláris struktúrák találhatók az összes baktériumot. Bár több csoport a baktériumok tartalmaznak komplex speciális intracelluláris szerkezet alatti obshlvoryuyutsya pár.
A citoplazma és citoszkeleton
A teljes belső tér a bakteriális sejtek a belső membrán nevezzük a citoplazmában. Homogén frakció tartalmazó citoplazmával egy sor oldható RNS, fehérjék, szubsztrátok és termékek metabolikus reakciók naziaetsya citoszolban. Egy másik része a citoplazma által képviselt különböző szerkezeti elemek, amely a kromoszómán, riboszómák, baktériumok és más citoszkeleton. Egészen a közelmúltig azt gondolták, hogy a baktériumok nem rendelkeznek a citoszkeleton, de most a talált baktériumok ortológjai vagy homológok minden típusú eukarióta szálak: mikrotubulusok (a FtsZ), aktin (MreB és PARM) és intermedier filamentumok (crescentin). A citoszkeleton szolgál számos olyan funkcióval rendelkezik, gyakran felelős sejtek alakja és a sejten belüli közlekedés.
Bakteriális kromoszóma és plazmidok
Ezzel szemben a eukarióták, a bakteriális kromoszómába nincs ott a belső membrán korlátozott a sejtmag, de a citoplazmában. Ez azt jelenti, hogy az információk átadását keresztül cella broadcast folyamat, transkliptsii és replikációs belül történik ugyanazon rekeszben és komponensei kölcsönhatásba léphet más szerkezetek a citoplazma, különösen riboszómák. Bakteriális kromoszómába csomagolatlan használva hisztonokat, mint az eukariótákban, hanem létezik, mint egy kompakt szerkezetet superzakruchenoi nevezett nukleoid. Sami körkörös bakteriális kromoszómák, bár vannak példák lineáris kromoszómák (például, Borrelia burgdorferi). Együtt a kromoszomális DNS legtöbb baktérium is tartalmaz kis független DNS-darabokat, az úgynevezett plazmidok gyakran kódolják bizonyos fehérjék, amelyek előnyös, de nem igazán számít, hogy a gazda baktérium. Plazmidokat könnyen beszerezhető, vagy elveszett, és a baktériumok között átvihető baktériumok, mint a forma horizontális géntranszfer.
A riboszómák és protein komplexek
A legtöbb baktérium, számos sejten belüli struktúrák riboszóma fehérje szintézisét helyett az élő organizmusok. A riboszómák a baktériumok is némileg eltér eukarióták és archaea riboszómák és ülepedési konstanssal rendelkező 70S (ellentétben 80S eukariótákban). Bár a riboszóma - a leggyakoribb sejten belüli fehérje-komplex a baktériumokban, néha segítségével elektronmikroszkóppal vannak más nagy komplexek, bár a legtöbb esetben a céljuk ismeretlen.
belső membránon
Az egyik fő különbség a bakteriális sejtek eukarióta sejtekben a hiánya a nukleáris membrán, és gyakran hiányzik az összes membránok tsitoplizmy. Sok fontos biokémiai reakciók, például a hálózati ciklizálóreakciók bekövetkezhetnek a iongradiensváltozások a membránon keresztül, ami egy potenciális különbség a hasonló elemeket. A hiánya a belső membránokhoz baktériumokban azt jelenti, hogy ezek a reakciók, például elektrontranszfer reakciók az elektron transzport lánc fordul elő a citoplazmatikus membránon keresztül, a citoplazma és periplazmába. Azonban néhány fotoszintetikus baktériumot, van fejlett hálózatot fotositetichnih származó citoplazmás membránokat. A lila baktériumok (pl Rhodobacter) továbbra is megtartották a kapcsolatot a sejtmembrán, könnyen kimutatható a szakaszok elektronmikroszkóp alatt, de ez a kapcsolat a cianobaktériumok vagy nehezen fordul, vagy elveszett az evolúció során.
Néhány baktérium alkotnak intracelluláris tároló granulátumok tápanyagok, mint a glikogén, polifoszfát, kén vagy a polihidroxi-baktériumok, így a képesség, hogy tároljon ilyen anyagokat későbbi felhasználásra.
gáz hólyagocskák
Gáz vezikulumok - fusiform struktúrák találhatók egyes baktériumokban plvnktonnih számára lebegést ezeket a bakteriális sejtek, csökkenti általános sűrűsége. Ezek közé tartozik a protein-kabátot, nagyon át nem eresztő a víz, de a legtöbb átható gázok. Létrehozásával a rendelkezésre álló gáz a gáz hólyagok, baktérium növelhetik vagy csökkenthetik a teljes sűrűsége, és ezáltal felfelé vagy lefelé a vízoszlop támogatása önmagában egy olyan környezetben, az optimális növekedéshez.
Carboxysome
Carboxysome - intracelluláris struktúrák megtalálható sok autotróf baktériumok, például cianobaktériumok, dinitrogén-baktériumok és Nitrobacteria. Ez a fehérje szerkezetek, emlékeztető fejek virális részecske morfológiájú, tartalmazhat szén-dioxid fixálás enzim ezen organizmusok (különösen ribulóz-bicfosfat karboksilasa / oxigenáz, rubisco, és karboanhidráz). Úgy véljük, hogy a magas helyi koncentrációja az enzim gyors átalakítása hidrogén-karbonát szénsav karboanhidráz lehetővé teszi a gyors és hatékony rögzítése széndioxid, mint lehetséges a citoplazmában.
Ismeretes, hogy az ilyen szerkezetek tartalmaznak B12 koenzim-glicerint tartalmazó-dehidratáz, kulcsfontosságú enzim fermentációs glicerin 1,3-propándiol egyes képviselői az Enterobacteriaceae család (például Salmonella).
magnetosome
Ismert a membránhoz organellumok baktériumok, amelyek hasonlítanak eukarióta organellumok, de talán szintén a citoplazmatikus membránon, magnetoszómák van jelen magnetotaktichnih baktériumokban.
A baktériumok a gazdaságban
Segítségével a kapott baktériumok kislomolochni termékek (kefir sajt) otsotovu savat. Bizonyos csoportok baktériumok előállításához használt antibiotikumok és vitaminok. Alkalmazni savanyú káposzta és cserzőüzemekből. A mezőgazdaságban bakterii gyártásához használt és tárolása a zöld takarmány.
Kár a gazdaságban
Bakterii lehet elrontani az ételt. Telepedett az általuk előállított termékek mérgező anyagok az emberre és zhivotnogo.Esli nem azonnal alkalmazza a szérum és készítmények mérgezett személy hal meg! Ezért biztos, hogy mossa le, mielőtt eszik gyümölcsöt és zöldséget!
Spórák baktériumok és inaktív formák
Néhány baktérium Firmicutes típusú kialakítására képes endospórák, amely lehetővé teszi számukra, hogy ellenálljon a szélsőséges környezeti és kémiai feltételek (például Gram-pozitív Bacillus, Anaerobacter, Heliobacterium és Clostridium). Szinte minden esetben, az egyik endosprora kialakítva, így nem a folyamat a szaporodás, bár Anaerobacter generálhat akár hét endospórák a sejtben. Endospórák van egy központi magja van tartalmazó citoplazmával DNS-t és a riboszómák körül és védi egy réteg parafa eresztő és merev héj. Endospórák nem mutatnak metabolizmus és ellenáll a szélsőséges nyomás fizikokémiai ilyen magas szintű ultraibolya sugárzás, gamma-sugárzás, mosószerek, fertőtlenítőszerek, hő, nyomás és visushivannya. Ebben a nyugalmi állapotban, ezeknek a mikroorganizmusoknak, bizonyos esetekben muzhut életképesek maradnak évmilliók a túlélésre, és még a világűrben. Endospórák okozhat betegségeket, mint például a lépfene lehet belégzésével okozott endospórák Bacillus anthracis.