Особливості організації ядерного апарату бактерій

Пігменти. Окрім фотосинтетичних, у бактеріальній клітині можуть накопичуватись інші пігменти, які виявляють у колоніях: жовтих (ксантин), фіолетових (віолавин), синьо-зелених (піаціомін), червоних (продигіозин), пурпурних (іодинін).

Включення. У цитоплазмі прокаріотів виявляються різні включення. Одні з них варто розглядати як активно функціонуючі структури, інші – як продукти клітинного метаболізму, що не виділяються назовні, а відкладаються усередині клітини. Деякі цитоплазматичні включення мають пристосувальне значення.

Аеросоми – сотоподібні агрегати, усередині яких є повітря або газ. Вони дають можливість клітинам бути у завислому стані. Зустрічаються у бактерій, які мешкають у воді або інших рідинах.

Карбоксісоми – багатогранники, які мають одношарову білкову оболонку і ферменти цикла Кальвіна всередині.

Магнітосоми – кристали заліза, які зумовлюють магнітні властивості клітини.

Пілі (фімбрії) – численні тонкі паличкоподібні вирости на клітинній стінці грамнегативних (в основному) бактерій; не є органами руху. Їх функції:

живильна – збільшення поверхні контакту бактерії з поживними речовинами;

утворення плівок;

прикріплення до щільного субстрату;

захист від інших бактерій, бактеріофагів;

статеве розмноження (F-пілі – у деяких бактерій).

Капсули та слиз. Ззовні клітинної стінки бактерії часто відкладають слизуватий шар (вміст сухих речовин 2 %), який не є обов’язковим структурним елементом клітини.

Хімічний склад капсул. Капсули складаються з гомополісахаридів, гетерополісахаридів, поліпепдидів, рідше – з їхньої суміші.

Гомополісахаридні капсули (частіше – поліглюкозидні), наприклад – декстран. Молекулярна маса 1,2 – 600 млн. Да. В основі – глюкоза, поєднана a–1,6 зв’язками (96 %) та глюкоза поєднана a–1,3 та a–1,4 зв’язками (0-4%).

Гетерополісахаридні капсули характерні для патогенних бактерій: для пневмококів (глюкоза+глюкуронова кислота).

Поліпептидні капсули характерні для деяких стрептококів та бацил. Залежно від розміру розрізняють: мікрокапсули (товщина h>0,2 мкм); мікрокапсули (h<0,2 мкм); слизовий шар – капсульна речовина не має чітких меж; розчинний слиз – виділяється у навколишній простір, не огортаючи клітину.

Функції капсули. До функцій капсул належать: захист від висихання та механічних ушкоджень; підвищення термостійкості (у деяких); запасання деяких поживних речовин; орган руху (у деяких); підвищення фагостійкості і вірулентності; організація деяких структурних елементів.

Капсули зумовлюють деякі культуральні ознаки бактерій. Якщо капсули наявні, то бактерії утворюють S-колонії (слизуваті); якщо бактерії не капсульні, – то колонії R-типу.

Капсули виявляють за допомогою негативного контрастування.

Нуклеоїд – бактеріальна ДНК, геном клітини. Майже уся генетична інформація прокаріотів міститься в одній молекулі ДНК, що має форму ковалентно замкнутого кільця і одержала назву бактеріальної хромосоми. Довжина молекули у розгорнутому вигляді може складати більше 1 мм, тобто майже у 1000 разів перевищувати довжину бактеріальної клітини. Хромосоми більшості прокаріотів мають молекулярну масу в межах (1 – 3) ×10⁹ Да.

Дослідження дали змогу сформулювати три постулати:

- у бактеріальної клітини є ДНК;

- ДНК не розподілена у цитоплазмі, а сконцентрована у ядерній зоні – зоні, не оточеній оболонкою;

- поділу клітини передує реплікація (самоподвоєння) ДНК.

Функції нуклеоїду. Нуклеоїд є основним носієм генетичної інформації. За його допомогою відбувається передача спадкової інформації від покоління до покоління бактерій. Він керує всіма фізолого-біохімічними процесами у клітині. Нуклеоїд прокаріотичних клітин розташований усередині клітини й містить кільцеву молекулу ДНК. Він не відокремлений мембраною від умісту клітини, а ДНК нуклеоїда утворює комплекс із позитивно зарядженими молекулами та іонами. Разом ДНК і приєднані до неї молекули утворюють так звану «прокаріотичну хромосому», яка суттєво відрізняється від хромосом ядер еукаріотів. Бактеріальна хромосома завжди зв’язана із зовнішньою мембраною. Головна функція нуклеоїда — відтворення ДНК під час розмноження клітини й забезпечення процесів транскрипції в ході синтезу білка.

Плазміди. Окрім нуклеоїду, в бактеріальній клітині наявні також позахромосомні генетичні елементи – плазміди. Це – низькомолекулярні ДНК, які містять від 1,5 до 4 тис. пар нуклеотидів. Плазміди – закільцьовані, в цитоплазмі знаходяться поза нуклеоїдом. Вони виявлені у 135 видів бактерій, які належать до 40 родів. Плазміди розмножуються незалежно від нуклеоїду і визначають деякі властивості бактерій.

Типи плазмід:

F-форма (від англ. fertility – фертильність, родючість). Тільки такі бактерії мають здатність розмножуватися статевим способом;

R-форма (від англ. resistance – резистентність, стійкість) – мають стійкість до дії антибіотиків.

Col-форма. Бактерії, які мають таку плазміду, здатні до синтезу особливих речовин білкової природи (бактеріоцинів), що можуть спричинити загибель близькорідних видів.

Дата добавления: 2014-11-20