Головна
Реферати » Реферати з біології » Віруси та бактерії. Проблеми СНІДу

Віруси і бактерії. Проблеми СНІДу

(рис. 2). Як і у рослин, клітинна стінка бактерій перешкоджає осмотическому набухання і зазриву клітин, коли вони, як це часто трапляється, потрапляють в гіпотонічну. Вода, інші малі молекули і різні іони легко проникають через крихітні пори в клітинній стінці, але через них не проходять великі молекули білків і нуклеїнових кислот. Крім того, клітинна стінка має антигенними властивостями, які їй надають які у ній білки і полісахариди.
За будовою клітинної стінки бактерії можна розділити на дві групи. Одні забарвлюються за Грамом, тому їх називають грампозитивними, а інші знебарвлюються при відмиванню барвника, і тому їх називають грамнегативними. У клітинній стінці і тих і інших є особлива жорстка решітка, що складається з муреина. Молекула муреина являє собою правмльную мережу з паралельно розташованих пролісахарідних ланцюгів, зшитих один з одним короткими ланцюгами пептидів. Таким чином, кожна клітина оточена сетевідним мішком, складеним з однієї молукули.
У грампозитивних бактерій, наприклад у Lactobacillus, в муреіновую сітку вбудовані інші речовин, головним чином полісахариди і білки. Так навколо клітки створюється порівняно товста і жорстка упаковка. У грамнегативних бактерій, скажімо у Escherichia coli або у Azotobacter, клітинна стінка набагато тонше, але влаштована вона складніше. Муреіновий шар у цих бактерій зовні покритий м'яким і гладким шаром ліпідів. Це захищає їх від лізоциму. Лізоцим виявлений в слині, сльозах та інших біологічних рідинах, а також у білку курячого яйця. Він каталізує гідроліз певних зв'язків між залишками вуглеводів і таким чином розщеплює полисахаридную основу муреина. Клітинна стінка розривається, і, якщо клітина знаходиться в гіпотонічному розчині, відбувається її лізис (клітина осмотично набухає і лопається). Ліпідний шар надає клітині стійкість і до пеніциліну. Цей антібіотек перешкоджає утворенню зшивок в клітинній стінці грампозитивних бактерій, що робить зростаючі клітини більш чутливими до осмотичного шоку.

Жгутики
Багато бактерії рухливі, і ця рухливість обумовлена ??наявністю у них одного або декількох джгутиків. Джгутики у бактерій влаштовані набагато простіше, ніж у еукаріотів, і за своєю структурою нагадують одну з мікротрубочок еукаріотичного джгутика. Джгутики складаються з однакових сферичних субодиниць білка флажеліну (схожого на м'язовий актин), які розташовані по спіралі і утворюють повний циліндр діаметром близько 10-20 нм.
Незважаючи на хвилясту форму джгутиків, вони досить жорсткі. Джгутики приводяться в рух за допомогою унікального механізму. Підстава джгутика, очевидно, обертається так, що джгутик як би угвинчується в середу, не здійснюючи безладних биття, і таким чином просуває клітину вперед.
Це, очевидно, єдина відома в природі структура, де використовується принцип коліс. Інша цікава особливість джгутиків - це здатність окремих субодиниць флажеліну спонтанно збиратися в розчині в спіральні нитки. Спонтанна самосборка - дуже важлива властивість багатьох складних біологічних структур. У даному випадку самосборка цілком обумовлена ??амінокислотної послідовністю (первинної структурою) флажеліну.
Рухомий бактерії можуть пересуватися у відповідь на певні подразники, тобто вони здатні до Таксис. Так, наприклад, аеробні бактерії володіють позитивним аеротаксісом (тобто пливуть туди, де середу багатшими киснем), а рухливі фотосинтезирующие бактерії - позитивним фототаксисом (тобто пливуть до світла).
Жгутики найлегше розглянути в електронному мікроскопі (рис. 3), застосувавши техніку напилювання металом.

Пили, або фимбрии
На клітинній стінці деяких грамнегативних бактерій видно тонкі вирости (паличкоподібні білкові виступи), які називаються пили або фимбрии (рис 3). Вони коротше і тонше джгутиків і служать для прикріплення клітин один до одного або до якої-небудь поверхні, надаючи специфічну
«липкість» тим штамів, які ними володіють. Пили бувають різного тіпа.Наіболее цікаві так звані F-пили, які кодуються спеціальної плазмидой і пов'язані із статевим розмноженням бактерій.

Плазматична мембрана, Мезосома і фотосинтетические мембрани
Як у всіх клітин, протоплазма бактерій оточена напівпроникною мембраною.
За структурою і функціями плазматичні мембрани бактерій не відрізняються від мембран еукаріотичних клітин. У некотрих бактерій плазматична мембрана впячиваются всередину клітини і утворює Мезосома і (або) фотосинтетические мембрани. Мезосоми - складчасті мембранні структури (рис. 1 і 2), на поверхні яких знаходяться ферменти, що беруть участь в процесі дихання.
Отже, Мезосома можна назвати примітивними органелами. Під час клітинного ділення Мезосома зв'язуються з ДНК, що, мабуть, полегшує поділ двох дочірніх молекул ДНК після реплікації і сприяє утворенню перегородки між дочірніми клітинами. У фотосинтезуючих бактерій і мешковидних, трубчастих або пластинчастих впячивание плазматичноїмембрани знаходяться фотосинтетичні пігменти (у тому числі бактеріохлорофіл). Подібні мембранні освіти беруть участь у фіксації азоту.

Генетичний матеріал
ДНК бактерій представлена ??одиночними кільцевими молекулами довжиною близько 1 мм. Кожна така молекула складається приблизно з 5 (10 ^ 6 пар нуклеотидів.
Сумарний вміст ДНК (геном) в бактеріальної клітини набагато менше, ніж еукаріотичної, а отже, менше і обсяг закодованої в ній інформації. В середньому така ДНК містить кілька тисяч генів, що приблизно в 500 разів менше, ніж у клітці людини. (рис. 1)

Спори
Деякі бактерії (в основному належать до роду Clostridium або
Bacillius) утворюють ендоспори, тобто суперечки, що знаходяться всередині клітини.
Ендоспори - товстостінні довгоживучі освіти, вкрай стійкі до нагрівання і короткохвильового випромінювання . Вони по-різному розташовуються усередині клітини, що служить дуже важливою ознакою для ідентифікації та систематики таких бактерій (рис. 4). Якщо спочиваюча, стійка структура утворюється з цілої клітини, то вона називається цистою. Цисти утворюють деякі види Azotobacter.

Форма клітини
Форма бактеріальної клітини є одним з найважливіших систематичних ознак. Чотири основних типи клітин зображені на малюнку 4. На цьому ж малюнку вказані деякі корисні та хвороботворні бактерії.

2.2 Розмноження бактерій.

Більшість бактерій розмножуються шляхом розподілу, якому пред простує зростання бактерії, тобто збільшення маси її клітини. Зазвичай паличкоподібні бактерії в довжину збільшуються в двоє, і після до сягнення ними певного розміру посередині клітини виникає попереч-ная перегородка, що складається з цитоплазматичної мембрани і клеточ ної стінки. Такий спосіб розподілу називається поперечним. Утворити еся дочірні клітини за своїми властивостями повністю подібні до материнської клітці, з якої вони виникли.

Для того щоб бактерії могли рости і розмножаться, середа їх оббита ния повинна містити необхідні джерела вуглецю, азоту, енергії, певній сольовий набір, мати оптимальну температуру. Для біль шинства патогенних бактерій вона дорівнює 37.5.
У лабораторних умовах для вирощування бактерій використовують ис штучного субстрати, так звані поживні середовища. Швидкість розмноження бактерій в цих середовищах дуже велика. Приблизно кожні 20 хвилин бактерія ділиться, даючи дві дочірні клітини. Отже, з однієї клітини, культивується в хорошій живильному середовищі, через 10 годин утворюється 1 млд. нащадків. Якби процес розмноження в пі тательной середовищі не був обмежений, то через 24 години число нащадків однієї бактерії дорівнювало 105210 клітин, а їх маса становила б при мірно 4000 тонн. Насправді ж у живильному середовищі висока швидкість ділення клітин спостерігається лише невеликий період часу з моменту внесення до неї бактерії. Це відбувається тому, що дуже швидко виснажуються поживні речовини середовища і в ній накопичуються продукти обміну, несприятливо діють на бактерії. Швидкість розмноження патогенних бактерій в організмі значно менше, ніж у штучної живильному середовищі.

2.3 Фізіологія бактерій.

За хімічним складом бактерії не відрізняються від клітин інших ор ганизмов. Бактеріальна клітина містить 70-85% води. Близько 90% сухо го залишку становлять високомолекулярні сполуки: нуклеїнові кислоти (10%), білки (40%), полісахариди (15%), пептидогликан (10%) і ліпіди (15%); решта 10% припадають на моносахара, амінокислоти ти, азотисті основи, неорганічні солі та інші низкомолеку лярні сполуки. У всіх процесах життєдіяльність бактерій, як і інших організмів, беруть участь численні ферменти. Одні з них
(ендоферменти) функціонують тільки усередині клітки, забезпечуючи про-процес синтезу, дихання тощо. Інші (екзоферменти) виокрем ляють бактеріями в навколишнє середовище. Необхідні бактеріям високо молекулярні сполуки синтезуються з невеликих молекул, проника чих в клітку через цитоплазматичну. мембрану Білки, полісахарі ди, ліпіди можуть бути використані бактерією як джерело живлення лише після їх розщеплення екзоферменти - до амінокислот, моносаха рів та ін

Для нормальної життєдіяльності бактерія повинна бути забезпечена джерелами вуглецю та азоту. Одні види бактерій (афтотрофи) викорис товують неорганічний вуглець, інші (гетеротрофи), в число яких входять і патогенні бактерії, використовують органічні сполуки.
Гетеротрофні бактерії в свою чергу поділяються на сапрофітів, пі-танучого органічними сполуками зовнішнього середовища, і паразитів, жи вущіх за рахунок іншого організму.

Різні бактерії неоднаково ставляться до наявності або відсутності вільного кисню. За цією ознакою вони діляться на три групи: аероби, анаероби і факультативні анаероби. Суворі аероби, наприклад синьогнійна паличка, можуть розвиватися лише за наявності вільного кисню. Анаероби, наприклад збудники газової гангрени, столбня ка, розвиваються без доступу вільного кисню, присутність кото рого пригнічує їх життєдіяльність. Нарешті, факультативні анаеро б, наприклад збудники кишкових інфекцій, розвиваються як в кисло рідний, так і в безкисневому середовищі.

Аеробними або анаеробних бактерій обумовлюється способом по одержанні ними енергії, необхідної для забезпечення процесів жизнедея ності. Деякі бактерії (фотосинтезуючі) здатні, подібно рослинам, використовувати безпосередньо енергію сонячного світла. решта (хемосинтезирующие) отримують енергію в ході різних хи-вів реакцій. Існують бактерії (хемоафтотрофи), окислюється неорганічні речовини (аміак, сполуки сірки та заліза та ін.) Але для більшості бактерій джерелом енергії є перетворення орга нічних сполук: вуглеводів, білків, жирів

Сторінки: 1 2 3 4 5