Микробиология — ПСБГПМУ, Лечебное дело
Бактериальная клетка относится к прокариотам. В отличие от эукариот, у неё отсутствуют морфологически оформленное ядро (хромосомная ДНК лежит свободно в цитоплазме) и мембранные органеллы (митохондрии, ЭПС, аппарат Гольджи). Клетка окружена многослойной оболочкой, под которой находится цитоплазма с нуклеоидом, рибосомами и включениями.
Локализация: снаружи от цитоплазматической мембраны.
Химический состав: основу составляет пептидогликан (муреин) — полимер из чередующихся остатков N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, сшитых пептидными мостиками.
Функции:
> [!simple] Простыми словами:
> Клеточная стенка — это жёсткий «кожух», который держит форму бактерии и не даёт ей лопнуть от воды. У разных бактерий она устроена по-разному, что видно при окрашивании по Граму.
Локализация: непосредственно под клеточной стенкой, ограничивает цитоплазму.
Состав: двойной слой фосфолипидов с встроенными белками (периферическими и интегральными).
Функции:
Состав: коллоидный раствор (60–80 % воды, белки, ионы, малые молекулы).
Функция: метаболическая среда, в которой протекают реакции гликолиза, биосинтеза аминокислот и нуклеотидов.
Локализация: центральная зона цитоплазмы.
Строение: двуцепочечная кольцевая ДНК (одна хромосома), суперспирализованная, не отграниченная мембраной. Размер ~ 1–2 мм в расправленном виде.
Функция: хранение и передача наследственной информации, репликация.
> [!example] Пример:
> У Escherichia coli нуклеоид содержит ~4,6 млн пар оснований, кодирующих около 4300 генов. При электронной микроскопии виден как светлая зона (из-за меньшей электронной плотности, чем у рибосом).
Тип: 70S (в отличие от 80S у эукариот). Состоят из двух субъединиц: малой (30S, содержит 16S рРНК) и большой (50S, содержит 5S и 23S рРНК).
Функция: синтез белка (трансляция). Субъединицы ассоциируются только в момент трансляции на мРНК.
Локализация: свободно в цитоплазме, иногда образуют полисомы.
Локализация: снаружи клеточной стенки.
Состав: полисахариды (реже полипептиды), образуют плотный слой толщиной >0,2 мкм (в отличие от микрокапсулы, которая <0,2 мкм).
Функции:
Строение: длинные нитевидные структуры из белка флагеллина. Состоят из базального тела (кольца у грамотрицательных), крюка и нити.
Функция: движение (вращение жгутика за счёт протонного градиента – энергией служит ΔμH⁺).
Расположение: монотрихи (один полярный), лофотрихи (пучок), амфитрихи (по обоим концам), перитрихи (вокруг всей клетки).
Строение: тонкие прямые нити из белка пилина.
Функции:
Локализация: образуются внутри клетки (у родов Bacillus и Clostridium).
Стадии: споруляция при дефиците питательных веществ.
Строение: многослойная оболочка (спора – кортекс, экзоспориум), низкое содержание воды, высокое содержание дипиколината кальция.
Функция: выживание в неблагоприятных условиях – термоустойчивость (автоклавирование при 121°C убивает споры), устойчивость к радиации, высушиванию, химикатам.
Локализация: цитоплазма.
Примеры:
> [!critical] Ключевой факт:
> Принципиальные отличия прокариот от эукариот: отсутствие мембранного ядра и мембранных органелл, рибосомы 70S, кольцевая хромосома, наличие пептидогликана в клеточной стенке у большинства видов.
---
Итог. Бактериальная клетка состоит из обязательного набора структур (клеточная стенка, ЦПМ, цитоплазма, нуклеоид и рибосомы 70S) и факультативных элементов (капсула, жгутики, пили, споры, включения). Каждый компонент выполняет строго определённую функцию, обеспечивающую жизнеспособность, патогенность и устойчивость бактерий.