تحتوي البكتيريا على غشاء بلازمي. الغشاء السيتوبلازمي للبكتيريا. بيلي، أو الخمل

السيتوبلازم في كل خلية محاط بغشاء يحدها منه بيئة. الغشاء السيتوبلازمي (CPM) عبارة عن بنية متعددة الوظائف حصريًا:

1. التكلفة لكل ألف ظهور يدرك جميع المعلومات الكيميائيةدخول الخلية من البيئة الخارجية.

2. هي الرئيسية الحاجز الاسموزي، والتي يتم من خلالها الحفاظ على ضغط اسموزي معين داخل الخلية.

3. ويشارك في عملية CPM، جنبًا إلى جنب مع جدار الخلية تنظيم النمو وانقسام الخلاياالبكتيريا.

4. تشارك CPM في تنظيم عمليات النسخ والفصل للكروموسومات والبلازميدات (وهي مرتبطة بمستقبلاتها).

5. تحتوي التكلفة لكل ألف ظهور على كمية كبيرة الإنزيمات,بما في ذلك أنظمة نقل الإلكترون (ETS - موقع توليد الطاقةفي البكتيريا).

6. مع التكلفة لكل ألف ظهور الأسواط المرتبطةوجهاز تنظيم حركتهم.

7. تشارك CPM في العمليات ينقل(بما في ذلك النشطة) العناصر الغذائيةإلى الخلية ومنتجات النفايات، بما في ذلك الإنزيمات والسموم الخارجية، من الخلية إلى البيئة. أنه يحتوي على البروتينات المشاركة في الانتشار الميسر والنقل النشط.

8. يتم تشغيل التكلفة لكل ألف ظهور دور مهمفي التقسيم والاستقرار الريبوسومات.
9. وتشارك CPM في تركيب مكونات جدار الخلية.
10. يشارك CPM في تكوين الجسيمات المتوسطة (تتشكل الجسيمات المتوسطة نتيجة لغزو جزء من CPM في السيتوبلازم ؛ فهي مفتوحة في الفضاء المحيطي بالبلازمية).

كيف ينفذ الغشاء المستوى الجزيئيوظائفها العديدة - واحدة من القضايا الأكثر إلحاحا علم الأحياء الحديث. يمثل CPM حوالي 10% من الوزن الجاف للبكتيريا. يحتوي على 25-40% الدهون الفوسفاتية تشكل طبقتينو20-75% بروتينات و6% كربوهيدرات. الجزيئات الفوسفوليبيدات غير متماثلة: الرؤوس التي تحمل شحنة كهربائية محبة للماء؛ ذيول محايدة و كارهة للماء. يتم تعبئة الفوسفوليبيدات في غشاءعلى النحو التالي: رؤوسهم القطبية المحبة للماء موجهة للخارج وتشكل طبقتين من CPM - ذيول داخلية وخارجية وغير قطبية كارهة للماء مخفية في سمك الغشاء. في أنماط حيود الإلكترون، يكون للـ CPM مظهر هيكل ثلاثي الطبقات يتكون من طبقتين 2 طبقات داكنة متوازية وطبقة فاتحة تفصل بينهما. هذه الطبقة أكثر نفاذية للإلكترونات من الطبقات التي تتكون من الأطراف القطبية للدهون الفوسفاتية المرتبطة بالبروتين. تعتمد خصوصية وظائف CPM إلى حد كبير على مجموعة البروتينات التي تحتوي عليها. ترتيبها في CPM غريب: بعض البروتينات تخترق طبقة ثنائية الدهون بأكملها، ويرتبط جزء معين من البروتينات إما بالجزء الداخلي فقط، أو فقط مع السطح الخارجيالأغشية. ويترتب على ذلك حقيقة أن التفاعل بين الغشاء والسيتوبلازم، من ناحية، الغشاء و البيئة الخارجيةومن ناحية أخرى، فإنه يحدد عمليات مختلفة، على الرغم من أنها مترابطة، لدعم حياته: الانتشار الميسر، والنقل النشط، للغشاء البيولوجي الأولي.

مع النمو المفرط (مقارنة بنمو جدار الخلية)، يتشكل الغشاء السيتوبلازمي - غزوات على شكل هياكل غشائية ملتوية بشكل معقد، تسمى جسيمات متوسطة.تسمى الهياكل الملتوية الأقل تعقيدًا بالأغشية داخل السيتوبلازم. دور الميزوزوماتولم يتم توضيح الأغشية داخل السيتوبلازم بشكل كامل. بل يُقترح أنها قطعة أثرية تحدث بعد تحضير (تثبيت) عينة للفحص المجهري الإلكتروني. ومع ذلك، يعتقد أن مشتقات الغشاء السيتوبلازمي تشارك في انقسام الخلايا، وتوفر الطاقة لتخليق جدار الخلية، وتشارك في إفراز المواد والتبويض، أي في العمليات ذات الاستهلاك العالي للطاقة.

السيتوبلازميحتل الجزء الأكبر من الخلية البكتيرية ويتكون من البروتينات القابلة للذوبان والأحماض الريبية النووية والشوائب والعديد من الحبيبات الصغيرة - الريبوسومات المسؤولة عن تخليق (ترجمة) البروتينات.

الريبوسوماتيبلغ حجم البكتيريا حوالي 20 نانومتر ومعاملها الترسيب 70S,على النقيض من الريبوسومات 8OS المميزة خلايا حقيقية النواة. ولذلك، فإن بعض المضادات الحيوية، عن طريق الارتباط بالريبوسومات البكتيرية، تمنع تخليق البروتين البكتيري دون التأثير على تخليق البروتين في الخلايا حقيقية النواة. يمكن أن تنفصل الريبوسومات البكتيرية إلى وحدتين فرعيتين - 50S و30S. الريبوسوم RNA (rRNA) عبارة عن عناصر محفوظة في البكتيريا ("الساعة الجزيئية" للتطور). 16S الرنا الريباسي. هو جزء من الوحدة الفرعية الريبوسومية الصغيرة، و23S rRNA هو جزء من الوحدة الفرعية الريبوسومية الكبيرة. دراسة الرنا الريباسي 16S. هو أساس علم الجينات الجيني، مما يسمح للمرء بتقييم درجة ارتباط الكائنات الحية.

السيتوبلازم يحتوي على مختلف التضمينعلى شكل حبيبات الجليكوجين والسكريات وحمض بيتا هيدروكسي بيوتيريك والفوسفات (فولوتين).جميع المواد الاحتياطية موجودة في الخلايا في شكل خامل كيميائيا. تمنع هذه الحالة تعطيل تناضح محتويات الخلية. تكمن بعض الشوائب ببساطة في السيتوبلازم، والبعض الآخر محاط بغشاء رقيق. عادة ما يكون الغشاء بروتينًا بطبيعته، ولكنه قد يحتوي في بعض الأحيان على دهون. تتراكم عندما يكون هناك فائض من العناصر الغذائية في البيئة وتعمل كمواد احتياطية لاحتياجات التغذية والطاقة.

فوليوتينلديه تقارب للأصباغ الأساسية ويمكن اكتشافه بسهولة باستخدام طرق تلطيخ خاصة (على سبيل المثال، وفقًا لنيسر) في شكل حبيبات متبدلة اللون. مع أزرق التولويدين أو أزرق الميثيلين، يتم تلوين الفولوتين باللون البنفسجي الأحمر، وسيتوبلازم البكتيريا ملون باللون الأزرق. تم الكشف عن الترتيب المميز لحبيبات الفولوتين في عصية الدفتيريا على شكل أعمدة خلوية ملطخة بشدة. يرتبط تلطيخ متبدل اللون للفولوتين بـ محتوى عاليبولي فوسفات غير عضوي مبلمر. تحت المجهر الإلكتروني، تبدو مثل حبيبات كثيفة الإلكترون بحجم 0.1-1.0 ميكرون.

نووي- يعادل النواة في البكتيريا. وفي عام 1956، تم اكتشاف "المنطقة النووية" أو النواة داخل الخلايا البكتيرية، حيث يوجد الكروموسوم البكتيري. تم العثور على الحمض النووي البكتيري في أشكال دائرية وخطية. بالنسبة لخلايا الإشريكية القولونية فقد ثبت أن الحمض النووي موجود على شكل جزيء دائري، أما بالنسبة لبوريليا بورجدورفيري فقد تبين في عام 1989 أن الخلايا تحتوي على الحمض النووي في شكل خطي. النواة، على عكس نواة حقيقيات النوى، لا تملك الغلاف النوويوالنواة والبروتينات الأساسية (الهستونات). عادة في خلية بكتيريةيحتوي على كروموسوم واحد، ولكن إذا تعطل الانقسام فإنه قد يحتوي على 4 نسخ أو أكثر من كروموسوم واحد. في بعض الأنواع، يوجد اثنان أو ثلاثة كروموسومات غير متطابقة في الخلايا. في أنواع Vibrio وLeptospira interrogans، تم العثور على اثنين من الكروموسومات الدائرية. ولذلك فإن فكرة أن البكتيريا تحتوي على كروموسوم واحد فقط تعتبر فكرة قديمة. يتم اكتشاف النواة في المجهر الضوئي بعد صبغها باستخدام طرق خاصة بالحمض النووي: Feulgen أو Romanovsky-Giemsa. في أنماط حيود الإلكترون لأجزاء رقيقة للغاية من البكتيريا، يظهر النواة على شكل مناطق ضوئية ذات هياكل ليفية تشبه الخيوط من الحمض النووي مرتبطة في مناطق معينة بالغشاء السيتوبلازمي أو الميزوزوم المتضمن في تكرار الكروموسوم.

بالإضافة إلى النواة، تحتوي الخلية البكتيرية على عوامل الوراثة خارج الصبغي - البلازميداتوهي عبارة عن حلقات مغلقة تساهميًا من الحمض النووي، وهي تشفر وظائف ليست ضرورية لحياة الخلية البكتيرية، ولكنها تمنح البكتيريا مزايا عند تعرضها لظروف معيشية غير مناسبة.

كبسولة، كبسولة صغيرة، مخاط. كبسولة- بنية مخاطية يزيد سمكها عن 0.2 ميكرون، وترتبط بقوة بجدار الخلية البكتيرية ولها حدود خارجية محددة بوضوح. تظهر الكبسولة في مسحات بصمة من المواد المرضية. يبدو سطح مستعمرات الخلايا ذات الكبسولات ناعمًا ورطبًا ولامعًا.

تتشكل العديد من البكتيريا كبسولة صغيرة- تكوين مخاطي بسمك أقل من 0.2 ميكرون، ولا يمكن اكتشافه إلا بالمجهر الإلكتروني. يجب تمييز المخاط عن الكبسولة - عديدات السكاريد الخارجية المخاطية التي ليس لها حدود خارجية واضحة. المخاط قابل للذوبان في الماء.

تعد عديدات السكاريد الخارجية المخاطية من سمات السلالات المخاطية لبكتيريا Pseudomonas aeruginosa، والتي توجد غالبًا في بلغم المرضى الذين يعانون من التليف الكيسي. وتشارك عديدات السكاريد الخارجية البكتيرية في الالتصاق (الالتصاق بالركائز) ؛ ويطلق عليهم أيضًا اسم الجليكوكليكس. بالإضافة إلى تخليق السكريات الخارجية بواسطة البكتيريا، هناك آلية أخرى لتكوينها: من خلال عمل الإنزيمات البكتيرية خارج الخلية على السكريات الثنائية. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل ديكسترانس وليفانس.

تحمي الكبسولة والمخاط البكتيريا من التلف والجفاف، نظرًا لكونها محبة للماء، فإنها تربط الماء جيدًا وتمنع عمل العوامل الوقائية للكائنات الحية الدقيقة والعاثيات.

الأسواط تحدد البكتيريا حركة الخلية البكتيرية. الأسواط هي خيوط رفيعة, تنشأ من السيتوبلازم الأغشية لديها أطول من الخلية نفسها. سمك السوط هو 12-20 نانومتر، الطول 3-15 ميكرومتر. وهي تتكون من 3 أجزاء:

1. - خيط حلزوني,

2. - خطاف

3. - جسم قاعدي يحتوي على قضيب به أقراص خاصة (زوج واحد من الأقراص في البكتيريا إيجابية الجرام وزوجين في البكتيريا سالبة الجرام) وبروتينات حركية (الشكل 1).

أقراصترتبط الأسواط بغشاء السيتوبلازم و جدار الخلية. وهذا يخلق تأثير محرك كهربائي بقضيب - دوار - يدور السوط. يستخدم فرق جهد البروتون على الغشاء السيتوبلازمي كمصدر للطاقة. يتم توفير آلية الدوران بواسطة بروتون ATP Synthetase. يمكن أن تصل سرعة دوران السوط إلى 100 دورة. البكتيريا لديها سوط dextrorotatory. إذا كان لدى البكتيريا عدة أسواط، فإنها تبدأ في الدوران بشكل متزامن، وتتشابك في حزمة واحدة، وتشكل نوعًا من المروحة.

الأسواط مصنوعة من البروتين - سوط(من. سوط- السوط) وهو مستضد - ما يسمى مستضد H. وحدات فرعية فلاجلين ملتوية في دوامة.

عدد الأسواطفي البكتيريا أنواع مختلفةيختلف من واحد (أحادية) في ضمة الكوليرا يوجد ما يصل إلى عشرات ومئات من الأسواط الممتدة على طول محيط البكتيريا (بيريتريش)، ذ القولونية، بروتيا، الخ. لوفوتريشلديك حزمة من الأسواط في أحد طرفي الخلية. أمفيتريتشيتحتوي على سوط واحد أو حزمة من السوط على طرفي نقيض من الخلية.

يتم الكشف عن الأسواط باستخدام المجهر الإلكتروني للمستحضرات المرشوشة بالمعادن الثقيلة، أو في المجهر الضوئي بعد العلاج طرق خاصةعلى أساس النقش والامتزاز مواد مختلفةمما يؤدي إلى زيادة سمك السوط (على سبيل المثال بعد الفضة).

الزغب، أو شربت(الخيمل) - تشكيلات تشبه الخيوط، وأكثر من ذلك رقيقة وقصير، من الأسواط. تمتد الشعيرات من سطح الخلية وتتكون من سنجاب بيلينا,والتي يتم تنظيمها في هيكل حلزوني. تختلف بنية الشعيرات من هياكل رفيعة تشبه الخيوط إلى هياكل سميكة وقوية على شكل قضيب مع فتحات محورية. لديهم نشاط مستضدي. يميزشربت, المسؤولة عن الالتصاق،أي لربط البكتيريا بالخلية المصابة، وكذلك الشعيرات المسؤولة عن التغذية، استقلاب الماء والملح، و الجنسي (F-بيلي)أو شرب نوع 4، أو شرب الاقتران.

عادة شربت عديدة- عدة مئات لكل خلية. لكن عادة ما يكون هناك 1-3 أشعار جنسية لكل خلية:يتم تشكيلها بواسطة ما يسمى بالخلايا المانحة "الذكورية" التي تحتوي على بلازميدات قابلة للانتقال (و-، ر-،المشارك/-البلازميدات). السمة المميزة للأهداب الجنسية هي تفاعلها مع العاثيات الكروية "الذكورية" الخاصة، والتي يتم امتصاصها بشكل مكثف على الأهداب الجنسية (الشكل.).

الغرض الرئيسي من الشعيرات هو دعم هياكل تعلق محددة (مواد لاصقة) عند أطرافها. المواد اللاصقة هي وسطاء في الاتصالات البكتيرية، في اتصالات مع الكائنات غير الحية والأنسجة وخلايا الكائنات الحية الحساسة. يعتمد استعمار الأنسجة المضيفة بواسطة مسببات الأمراض البكتيرية عمومًا على التشابه الكيميائي الفراغي بين بنية المادة اللاصقة ومستقبل الخلية المضيفة المقابل (الشكل). وبالتالي، فإن دراسة عمل البيلي لن تسمح لنا بفهم أفضل لآلية الاستعمار ونقل الإشارات فحسب، بل ستؤدي أيضًا إلى تطوير أجيال جديدة من الأدوية المضادة للميكروبات.

الجدل - شكل غريب من البكتيريا المستريحة مع نوع إيجابي الجرام من بنية جدار الخلية (الشكل.).

تتشكل الجراثيم عندما لا ظروف مواتيةوجود البكتيريا (الجفاف، نقص التغذية، الخ). يتشكل بوغ واحد (البوغ الداخلي) داخل الخلية البكتيرية. يساهم تكوين الجراثيم في الحفاظ على النوع ولا يفعل ذلك وله طريقة في التكاثر مثل طريقة الفطر.

البكتيريا المكونة للجنس عصية،الذين لديهم حجم الجراثيم لا يتجاوز قطر الخلية، ويسمى عصيات. البكتيريا التي تشكل البوغ حجم الجراثيم يتجاوز قطر الخلية، ولهذا تأخذ شكل المغزل، وتسمى كلوستريديا, على سبيل المثال البكتيريا من جنس كلوستريديوم(خط العرض. كلوستريديوم- المغزل). الجراثيم مقاومة للأحماضولذلك، فهي ملطخة باللون الأحمر باستخدام طريقة Aujeszky أو ​​طريقة Ziehl-Neelsen، ويتم تلوين الخلية الخضرية باللون الأزرق.

يعد التبويض، وشكل وموقع الجراثيم في الخلية (النباتية)، من خصائص أنواع البكتيريا، مما يسمح لها بالتمييز عن بعضها البعض.

شكل النزاع قدتكون بيضاوية، كروية. وضع في القفص :

1. المحطة،أي: في نهاية العصا (بالنسبة لمسبب مرض الكزاز)،

2. المحطة الفرعية- أقرب إلى نهاية العصا (في مسببات الأمراض التسمم الغذائي، الغرغرينا الغازية)

3. مركزيه (في عصية الجمرة الخبيثة).

عملية تبوغ (التبويض) يمر بسلسلة من المراحل، يتم خلالها فصل جزء من السيتوبلازم وكروموسوم الخلية النباتية البكتيرية، ويحيط به غشاء سيتوبلازمي متنامي - يتكون بروسبورا

بروسبورمحاطة بغشاءين من السيتوبلازم، تتشكل بينهما طبقة سميكة من الببتيدوغليكان المعدلة من القشرة (اللحاء). من الداخل يتلامس مع جدار الخلية للجراثيم، ومن الخارج - مع القشرة الداخلية للجراثيم. يتكون الغلاف الخارجي للبوغ من خلية نباتية.

تمتلك أبواغ بعض البكتيريا غلافًا إضافيًا - exosporium.

بهذه الطريقة، يتم تشكيل غلاف متعدد الطبقات ضعيف النفاذية. يصاحب التبويض استهلاك مكثف من قبل البوغ ومن ثم تطور القشرة البوغية لحمض الديبيكولينيك وأيونات الكالسيوم. النزاع يكتسب مقاومة الحرارة،والذي يرتبط بوجود ثنائي بيكولينات الكالسيوم فيه.

يمكن أن تستمر الجراثيم لفترة طويلة بسبب وجود غلاف متعدد الطبقات، ثنائي بيكولينات الكالسيوم، محتوى منخفضالماء وعمليات التمثيل الغذائي البطيئة. في التربة، على سبيل المثال، مسببات الأمراض الجمرة الخبيثةويمكن أن يستمر مرض الكزاز لعقود من الزمن.

في ظل ظروف مواتية، تنبت الجراثيم خلال ثلاث مراحل متتالية (الشكل):

1. التنشيط

2. البدء

3 . يشبون

في هذه الحالة، يتم تشكيل بكتيريا واحدة من بوغ واحد.

التنشيط -هذا هو الاستعداد للإنبات. عند درجة حرارة 60-80 درجة مئوية، يتم تنشيط الجراثيم للإنبات.

البدءيستمر الإنبات عدة دقائق. تتميز مرحلة النمو النمو السريعويرافقه تدمير القشرة وظهور البادرات.

أسئلة للتحكم في النفس

| | | | | | | | | 10 | | | | | |

يظهر الشكل هيكل الخلية البكتيرية النموذجية. 2.3. في الشكل. يوضح الشكل 2.4 صورة مجهرية إلكترونية لجزء من بكتيريا على شكل قضيب. يمكنك أن ترى مدى بساطة الخلية البكتيرية، خاصة إذا قارنتها بالخلايا حقيقية النواة (الشكل 7.5 و7.6).

أرز. 2.3. رسم تخطيطي معمم لهيكل خلية بكتيرية على شكل قضيب. على اليمين الهياكل التي توجد في كل خلية، وعلى اليسار الهياكل التي لا توجد في جميع الخلايا. السوطهناك واحد، كما هو الحال في Rhizobium، أو عدة، كما هو الحال في Azotobacter؛ وعادة ما تكون أطول من الخلية. كبسولةقد تكون مخاطية، كما هو الحال في الآزوتوباكتر. إذا كانت الكبسولة فضفاضة، ثم يطلق عليه الطبقة المخاطية. أنبوبي أو على شكل كيس أغشية التمثيل الضوئيتحتوي على أصباغ وهي غزوات لغشاء البلازما. وفي البكتيريا التي تقوم بالتمثيل الضوئي، مثل الكروماتيوم، تنتشر هذه الأغشية في جميع أنحاء السيتوبلازم. رقم بيلي، أو الخمل، يمكن أن تصل من واحد إلى عدة مئات، على سبيل المثال، في الإشريكية القولونية، السالمونيلا. ميسوسوماهو غزو متعدد الأوجه لغشاء البلازما، كما هو الحال، على سبيل المثال، في العصوية الرقيقة. جدار الخليةصعبة وتحتوي على مورين. الريبوسومات، الموجودة في جميع أنحاء السيتوبلازم، وهي أصغر في الحجم من حقيقيات النوى. من احتياطي العناصر الغذائيةيمكن العثور على الدهون والجليكوجين والفوسفات (حبيبات الفولوتين) في الخلايا البكتيرية. السيتوبلازملا تحتوي على أي عضيات. يحتوي على إنزيمات وما إلى ذلك.

أرز. 2.4. صورة مجهرية إلكترونية لقسم من بكتيريا نموذجية على شكل قضيب، Bacillus subtilis. المناطق الخفيفة تحتوي على الحمض النووي. × 50000

كبسولات وطبقات مخاطية

الكبسولات والطبقات المخاطية هي الإفرازات المخاطية أو اللزجة لبعض أنواع البكتيريا؛ تكون هذه الإفرازات مرئية بوضوح بعد التباين السلبي (عندما لا يكون المستحضر هو الملطخ، بل الخلفية). كبسولةهو تشكيل سميك ومضغوط نسبيا، و طبقة مخاطيةأكثر مرونة بكثير. في بعض الحالات، يعمل المخاط على تكوين مستعمرات من الخلايا الفردية. توفر كل من الكبسولة والطبقات المخاطية حماية إضافية للخلايا. على سبيل المثال، تتكاثر سلالات المكورات الرئوية المغلفة بحرية في جسم الإنسان وتسبب الالتهاب الرئوي، في حين أن السلالات غير المغلفة يتم مهاجمتها وتدميرها بسهولة بواسطة الخلايا البالعة وبالتالي فهي غير ضارة تمامًا.

جدار الخلية

يمنح جدار الخلية الخلية شكلاً وصلابة معينة. إنه مرئي بوضوح في القطع (الشكل 2.4). كما هو الحال في النباتات، يمنع جدار الخلية البكتيرية التورم الأسموزي وتمزق الخلايا عندما تدخل بيئة منخفضة التوتر، كما يحدث غالبًا (قسم الملحق ص.1.5). يمر الماء والجزيئات الصغيرة الأخرى والأيونات المختلفة بسهولة عبر مسام صغيرة في جدار الخلية، لكن الجزيئات الكبيرة من البروتينات والأحماض النووية لا تمر عبرها. وبالإضافة إلى ذلك، فإن جدار الخلية له خصائص مستضدية، والتي تعطى له من خلال البروتينات والسكريات التي يحتوي عليها.

بناءً على بنية جدار الخلية، يمكن تقسيم البكتيريا إلى مجموعتين. وبعضها ملون بجرام، ولهذا يطلق عليه إيجابية الجرامبينما يتغير لون البعض الآخر عند غسل الصبغة (القسم 2.7)، ولذلك يطلق عليهم اسم سلبية جرام. يوجد في جدار الخلية لكل منهما شبكة صلبة خاصة تتكون من مورينا. جزيء المورين عبارة عن شبكة منتظمة من سلاسل عديد السكاريد المتوازية المرتبطة ببعضها البعض بواسطة سلاسل قصيرة من الببتيدات. وهكذا، فإن كل خلية محاطة بكيس يشبه الشبكة يتكون من جزيء واحد فقط. (يتم وصف جزء السكاريد من مورين في الجدول 5.7).

في البكتيريا إيجابية الجرام، مثل Lactobacillus، يتم بناء مواد أخرى، وخاصة السكريات والبروتينات، في شبكة مورين. يؤدي هذا إلى إنشاء حزمة سميكة وصلبة نسبيًا حول الخلية. في البكتيريا سالبة الجرام، مثل الإشريكية القولونية أو الآزوتوباكتر، يكون جدار الخلية أرق بكثير، لكن هيكلها أكثر تعقيدًا. طبقة المورين من هذه البكتيريا مغطاة من الخارج بطبقة ناعمة وملساء من الدهون. وهذا يحميهم من الليزوزيم. يوجد الليزوزيم في اللعاب والدموع والسوائل البيولوجية الأخرى، وكذلك في البروتين بيضة دجاج. إنه يحفز التحلل المائي لبعض الروابط بين بقايا الكربوهيدرات وبالتالي يكسر العمود الفقري للمورين متعدد السكاريد. يتمزق جدار الخلية، وإذا كانت الخلية في محلول منخفض التوتر، يحدث تحللها (تنتفخ الخلية وتنفجر تناضحيًا). كما تمنح الطبقة الدهنية مقاومة الخلية للبنسلين. يمنع هذا المضاد الحيوي تكوين روابط متقاطعة في جدار الخلية للبكتيريا إيجابية الجرام، مما يجعل الخلايا النامية أكثر حساسية للصدمة الاسموزية.

الأسواط

العديد من البكتيريا متحركة، وهذه الحركة ترجع إلى وجود سوط واحد أو أكثر. الأسواط في البكتيريا أبسط بكثير منها في حقيقيات النوى (القسم 17.6.2، الجدول 2.1)، وتشبه في بنيتها أحد الأنابيب الدقيقة للسوط حقيقي النواة. تتكون الأسواط من وحدات فرعية بروتينية كروية متطابقة سوط(على غرار الأكتين العضلي)، والتي يتم ترتيبها بشكل حلزوني وتشكل أسطوانة مجوفة يبلغ قطرها حوالي 10-20 نانومتر. على الرغم من الشكل المتموج للسوط، إلا أنها صلبة تمامًا.

يتم تشغيل الأسواط بواسطة آلية فريدة من نوعها. يبدو أن قاعدة السوط تدور بحيث يبدو السوط وكأنه مثبت في الوسط، دون إحداث نبضات عشوائية، وبالتالي يدفع الخلية إلى الأمام. ويبدو أن هذا هو الهيكل الوحيد المعروف في الطبيعة الذي يستخدم مبدأ العجلة. آخر ميزة مثيرة للاهتمامالأسواط هي قدرة وحدات السوط الفرعية الفردية على التجمع تلقائيًا في خيوط حلزونية في المحلول. التجميع الذاتي العفوي- جداً خاصية مهمةالعديد من الهياكل البيولوجية المعقدة. في هذه الحالة، يتم تحديد التجميع الذاتي بالكامل من خلال تسلسل الأحماض الأمينية (البنية الأولية) للفلجيلين.

يمكن للبكتيريا المتحركة أن تتحرك استجابة لمحفزات معينة، أي أنها قادرة على التاكسي. لذلك، على سبيل المثال، البكتيريا الهوائيةلها انجذاب هوائي إيجابي (أي أنها تسبح إلى حيث تكون البيئة أكثر ثراءً بالأكسجين)، والبكتيريا الضوئية المتحركة لها انجذاب ضوئي إيجابي (أي أنها تسبح نحو الضوء).

يتم فحص الأسواط بسهولة في المجهر الإلكتروني (الشكل 2.5) باستخدام تقنية الرش المعدني (القسم أ.2.5).

أرز. 2.5. صورة مجهرية انتقالية لبكتيريا على شكل قضيب المجهر الإلكتروني. يظهر بوضوح جدار الخلية والخمل والسوط الطويل المتموج، × 28000

بيلي، أو الخمل

تحتوي جدران الخلايا لبعض البكتيريا سالبة الجرام على نتوءات رفيعة (نتوءات بروتينية على شكل قضيب) تسمى شربأو الخمل(الشكل 2.5). وهي أقصر وأرق من الأسواط، وتعمل على ربط الخلايا ببعضها البعض أو بسطح ما، مما يضفي "التصاقًا" محددًا على تلك السلالات التي تمتلكها. لقد شربوا أنواع مختلفة. الأكثر إثارة للاهتمام هي ما يسمى F-pili، والتي يتم تشفيرها بواسطة بلازميد خاص (القسم 2.2.4) وترتبط بالتكاثر الجنسي للبكتيريا.

غشاء البلازما، mesosomes وأغشية التمثيل الضوئي

مثل جميع الخلايا، فإن بروتوبلازم البكتيريا محاط بغشاء شبه منفذ. من حيث البنية والوظيفة، لا تختلف الأغشية البلازمية للبكتيريا عن أغشية الخلايا حقيقية النواة (القسم 1.2.7). في بعض البكتيريا، يتم اختراق غشاء البلازما في الخلية ويشكل جسيمات وسطية و/أو أغشية التمثيل الضوئي.

الميزوزومات- هياكل غشائية مطوية (الشكل 2.3 و 2.4) توجد على سطحها إنزيمات تشارك في عملية التنفس. ولذلك، يمكن أن تسمى mesosomes العضيات البدائية. أثناء انقسام الخلايا، ترتبط الميزوزومات بالحمض النووي، مما يسهل فصل جزيئات الحمض النووي الابنتين بعد التكاثر ويعزز تكوين حاجز بين الخلايا الوليدة.

في البكتيريا الضوئية، توجد أصباغ التمثيل الضوئي (بما في ذلك البكتيريا الكلوروفيل) في غزوات على شكل كيس أو أنبوبي أو صفائحي للغشاء البلازمي. وتشارك أيضًا تكوينات غشائية مماثلة في تثبيت النيتروجين.

المادة الوراثية

يتم تمثيل الحمض النووي البكتيري بجزيئات دائرية مفردة يبلغ طولها حوالي 1 مم. يتكون كل جزيء من هذا القبيل تقريبًا من 5·10 6 أزواج من النيوكليوتيدات. إجمالي محتوى الحمض النووي (الجينوم) في الخلية البكتيرية أقل بكثير مما هو عليه في الخلية حقيقية النواة، وبالتالي فإن حجم المعلومات المشفرة فيها أقل أيضًا. في المتوسط، يحتوي هذا الحمض النووي على عدة آلاف من الجينات، وهو ما يقرب من 500 مرة أقل من الخلية البشرية (انظر أيضًا الجدول 2.1 والشكل 2.3).

الريبوسومات

انظر الجدول. 2.1 (التخليق الحيوي للبروتين) 2.3.

الجدل

تقوم بعض البكتيريا (التي تنتمي في الغالب إلى جنس المطثية أو العصوية) بتكوين أبواغ داخلية، أي الأبواغ الموجودة داخل الخلية. الأبواغ الداخلية عبارة عن تكوينات سميكة الجدران وطويلة العمر ومقاومة للغاية للحرارة والإشعاع قصير الموجة. وهي تقع بشكل مختلف داخل الخلية، وهو ما يعد بمثابة ميزة مهمة جدًا لتحديد وتصنيف هذه البكتيريا (الشكل 2.6). إذا تم تكوين بنية مستقرة ومستقرة من خلية كاملة، فإنها تسمى كيسًا. تتشكل الأكياس بواسطة بعض أنواع البكتيريا الآزوتوباكتر.

أرز. 2.6. أشكال مختلفةالبكتيريا باستخدام أمثلة للعديد من الأنواع الأكثر شيوعًا من الميكروبات المفيدة والمسببة للأمراض.

أ. كوتشي (كروية)

ومن الأمثلة على ذلك المكورات العنقودية الذهبية، التي تعيش في البلعوم الأنفي؛ تسبب سلالات مختلفة من المكورات العنقودية داء الدمامل والالتهاب الرئوي والتسمم الغذائي وأمراض أخرى.

ومن الأمثلة على ذلك العديد من أنواع المكورات العقدية. بعض الأسباب الأمراض المعديةالعلوي الجهاز التنفسي; على سبيل المثال، تسبب S. pyogenes التهاب الحلق والحمى القرمزية. S. thermophilus يعطي الزبادي نكهته اللذيذة. S. لاكتيس - انظر القسم. 2.3.4

يشمل هذا الجنس النوع الوحيد Diplococcus pneumoniae (المكورات الرئوية)، العامل المسبب للالتهاب الرئوي *.

* (يسبب الالتهاب الرئوي الالتهاب الرئوي الفصي والعديد من حالات العدوى القيحية الحادة الوخيمة: التهاب السحايا، وتسمم الدم، والدبيلة، والتهاب الصفاق. - تقريبا. ترجمة)

ب. العصوية (على شكل قضيب)

أمثلة - الإشريكية القولونية (المتعايشة المعوية الشائعة)؛ الملبنة انظر القسم. 2.3.4؛ السالمونيلا التيفية هي العامل المسبب لحمى التيفوئيد.

أمثلة - الآزوتوباكتر، البكتيريا المثبتة للنيتروجين؛ عصية الجمرة الخبيثة هي العامل المسبب للجمرة الخبيثة.

العصيات مع الأبواغ الداخلية (الجراثيم في مواقع مختلفة، لها أحجام مختلفةوالشكل)

وهي تقع في الوسط ولا تسبب تورم الخلايا، كما هو الحال في عصية الجمرة الخبيثة، العامل المسبب للجمرة الخبيثة.

يقع في نهاية الخلية الأم ويعطيها الشكل المميز مضرب، على سبيل المثال في المطثية الكزازية، العامل المسبب للكزاز.

تكون الجراثيم في وضع تحت النهاية، مما يسبب تورم الخلية، على سبيل المثال في المطثية الوشيقية (يمكن أن تحتل الجراثيم أيضًا موقعًا مركزيًا) - العامل المسبب للمرض المميت التسمم الغذائي- التسمم الغذائي.

ب. سبيريلا (دوامة)

مثال - سبيريلوم. شكل خلايا اللولبيات متشابه جدًا، لكن هناك اختلافات في طريقة الحركة، على سبيل المثال اللولبية الشاحبة- العامل المسبب لمرض الزهري.

د. Vibrios (عصي قصيرة، منحنية دائمًا على شكل فاصلة)

مثال - ضمة الكوليرا - العامل المسبب للكوليرا؛ لديه سوط واحد.