Материал: Tema_2_mikra

Активный транспорт — перенос веществ через мембрану из области низкой концентрации этих веществ в область более высокой. Для этого в мембране имеются специальные насосы, работающие с использованием энергии (см. рис. 31). Чаще всего для работы мембранных насосов используется энергия АТФ.

Эндоцитоз (отгреч. эндон — внутри, китос — клетка, ячейка) — поглощение клеткой внешних частиц путем образования мембранных пузырьков. При эндоцитозе определенный участок плазмалеммы обволакивает внеклеточный материал и захватывает его, заключая в мембранную упаковку.

Экзоцитоз (от греч. экзо — снаружи) — транспортировка веществ, заключенных в мембранную упаковку, из клетки во внешнюю среду. Например, пузырек комплекса Гольджи перемещается к цитоплазматической мембране и сливается с ней, а содержимое пузырька выделяется во внеклеточную среду. Таким способом клетки выделяют пищеварительные ферменты, гормоны и другие вещества.

9.Внешняя мембрана грамотрицательных бактерий, её значение.

Уграмотрицательных бактерий оболочка клетки имеет более сложное строение, чем у грамположительных. Она содержит дополнительный барьер проницаемости — так называемую внешнюю мембрану, которая состоит из двойного слоя липополисахаридов и фосфолипидов. Внешняя мембрана содержит около 50 различных белков, многие из которых участвуют в переносе веществ, а также служат рецепторами для фагов и колицинов. Промежуток между плазматической мембраной и внешней мембраной грамотрицательных бактерий называется периплаз-матическим пространством или периплазмой. Здесь находится около 100 различных белков, участвующих в транспорте и катаболизме некоторых соединений.

Наружная мембрана имеет вид волнообразной трехслойной структуры, сходной с внутренней мембраной, называемой цитоплазматической мембраной.

Основной компонент этих мембран — бимолекулярный (двойной) слой липидов. Наружная мембрана является асимметричной мозаичной структурой, представленной липополиса-харидами, фосфолипидами и белками. С внешней стороны ее расположен липополисахарид (ЛПС), состоящий из трех компонентов липида А, базисной части, или ядра (от лат. ore — кор), и 0- специфической цепи полисахарида, образованной повторяющимися идентичными олигосахаридными последовательностями.

Наружная мембрана грамотрицательных бактерий выполняет не только механические, но и важные физиологические функции. В ее двойной липидный слой, состоящий из липида А, полисахаридов и фосфолипидов, встроены белки, пронизывающие этот слой насквозь. Вероятно, эти трансмембранные белки представляют собой заполненные водой каналы — гидрофильные поры в лйпофильной мембране поэтому их называют норинами. Существует несколько различных поринов. Они пропускают через мембрану гидрофильные низкомолекулярные вещества

10.Мезосомы: что это такое, где они располагаются, какова их биологическая роль.

Мезозомы они являются инвагинациями в плазматической мембране грамположительных и некоторых грамотрицательных бактерий, которые наблюдаются только в клетках, химически фиксированных для наблюдения в электронной микроскопии. Мезосомы — складчатые структуры, представляющие собой впячивания плазматической мембраны клетки. Во время клеточного деления мезосомы, по-видимому, ассоциируются с ДНК, что обеспечивает разделение двух дочерних молекул ДНК после репликации и способствует образованию перегородки между дочерними клетками. Точная роль мезосом в бактериальной клетке определена не окончательно. Вероятнее всего они служат для усиления мембранзависимых функциональных активностей клетки, поскольку в мембранах, образующих мезосомы, присутствуют ферменты, принимающие активное участие в энергетическом метаболизме бактерий

11. Нуклеоид бактерий: химическая природа, биологическая роль. В чём сходство и различие нуклеоида бактерий и ядра эукариот?

Нуклеоид бактерий — это область в их клетках, содержащая структурированный генетический материал. В отличие от ядра эукариот она не отделена мембраной от остального клеточного содержимого и не имеет постоянной формы. Несмотря на это генетический аппарат бактерий четко отграничен от цитоплазмы.

В состав нуклеоида бактерий входят три компонента: ДНК. Структурные и регуляторные белки. РНК. Обычно нуклеоид занимает центральный участок бактериальной клетки и ориентирован вдоль ее оси. В большинстве случаев хромосомы нуклеоида бактерий имеют замкнутую кольцевую форму. Значительно реже встречаются линейные хромосомы. В любом случае эти структуры состоят из одной молекулы ДНК, которая содержит набор генов, необходимых для выживания бактерии. В первую очередь нуклеоид необходим бактериям для того, чтобы хранить и передавать наследственную

информацию, а также реализовывать ее на уровне клеточного синтеза. Иными словами, биологическая роль этого образования такая же, как у ДНК. Другие функции нуклеоида бактерий включают: локализацию и компактизацию генетического материала; функциональную упаковку ДНК; регуляцию метаболизма. Структурирование ДНК не только позволяет молекуле уместиться в микроскопической клетке, но и создает условия для нормального протекания процессов репликации и транскрипции. Особенности молекулярной организации нуклеоида создают условия для контроля клеточного метаболизма путем изменения конформации ДНК. Регуляция происходит за счет выпетливания определенных участков хромосомы в цитоплазму, что делает их доступными для ферментов транскрипции, или наоборот, втягивания внутрь

12.Что такое плазмиды, где они располагаются, биологическая роль.

Плазмиды - внехромосомные генетические элементы, расположенные в цитоплазме а виде ковалентно замкнутых колец ДНК или интегрированные с хромосомой. Плазмиды придают бактериям дополнительные свойства: устойчивость к антибиотикам, способность к передаче генетического материала при конъюгации, продукция бактериоцинов, экзотоксинов и др.

13.Рибосомы, их локализация в клетке, биологическая роль.

Рибосо́ма — важнейшая немембранная органелла всех живых клеток, служащая для биосинтеза белка из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК (мРНК). Этот процесс называется трансляцией.

Рибосомы присутствуют во всех типах клеток. Они образуются в ядре, затем выходят из него и размещаются в:

цитоплазме; митохондриях; пластидах;

на мембранах эндоплазматической сети (ЭПС). Рибосомы отвечают за биосинтез белков клетки.

14.Капсула бактерий: биологическая роль, что собой представляет? Какие патогенные бактерии образуют капсулу только в организме хозяина (человека или животного)? Какие бактерии называют капсульными?

Капсула клетки – поверхностная слизистая структура, образующаяся вокруг оболочки. Это аморфное вещество имеет большое значение для жизнедеятельности клетки, делает оболочку более прочной и плотной, служит защитным барьером на пути фагоцитов, иногда выполняет роль кладовой и хранит запасы пищи. В строении капсулы различают два слоя: внутренний, наружный. Внутренний слой – часть наружного слоя цитоплазмы клетки, а наружный – результат секреторной функции бактерии.

Капсула выполняет защитную функцию, предохраняя клетку во внешней среде от высыхания, а в организме хозяина - от фагоцитоза, разрушения под действием

антител и комплемента. Антитела против капсулы вызывают ее увеличение (реакция набухания капсулы).

Некоторые бактерии образуют капсулу только в организме хозяина, например, пневмококки, палочка сибирской язвы, палочка чумы; другие постоянно сохраняют ее, - это капсульные бактерии, например, клебсиеллы.

15.Биологическая роль спор бактерий. У каких морфологических форм споры встречаются чаще всего, очень редко, не встречаются?

Биологическая роль спор - сохранение вида в неблагоприятных условиях внешней среды.

Превращение бактериальной клетки в спору происходит при попадании бактерии во внешнюю среду, чаще всего - в почву. Спора формируется внутри клетки, затем

Споры чрезвычайно устойчивы и могут длительное время сохранять жизнеспособность: десятками лет остаются живыми в почве споры возбудителей сибирской язвы, столбняка, ботулизма. Они не погибают при 100°С, убить их можно только автоклавированием, сухим жаром при 160-170°С в течение 1-2 часов, или с помощью спороцидных химических веществ. При попадании в благоприятные условия (оптимальная температура, достаточная влажность, наличие питательных веществ) происходит прорастание спор в вегетативные формы. Прогревание спор при 100°С вызывает их тепловую активацию с последующим прорастанием. Это явление используется при стерилизации дробными методами.

16. Процесс образования споры, условия и время, необходимые для этого. Подготовительные стадии (стадии 0 и I). На этих стадиях в клетке еще нет морфологически видимых изменений, но умень шается количество воды и уплотняется цитоплазма.

Стадия проспоры (стадия II) является первой стадией спо-руляции, распознаваемой морфологически.

Она характеризуется по явлением проспоровой перегородки, которая делит клетку на ма ленькую проспору и большую материнскую клетку. Это ключевой этап споруляции.

В течение стадии поглощения проспоры (стадия III) про исходит пространственное обособление маленькой проспоры, кото рая переходит в цитоплазму материнской клетки.

Снаружи проспо ры образуется двойная мембранная структура.

Стадия предспоры характеризуется образованием кортекса (плотной споровой оболочки) внутри мембранной структуры проспоры (стадия IV) и конденсацией на его поверхности белков (стадия V).

На стадии созревания (стадия VI) споровая оболочка полу чает дальнейшее развитие и становится устойчивой к химическим агентам и нагреванию. Сформировавшаяся спора занимает примерно 1/10 часть материнской клетки.

Итоговой стадией является освобождение зрелой споры от материнской клетки

(стадия VII).

Процесс образования споры протекает в течение 18-20 часов.

17.Процесс прорастания вегетативных форм бактерий и спор, условия и время, необходимые для этого.

Прорастание споры в оптимальных условиях осуществляется в течение 2-3 ч; процент проросших спор увеличивается после соответствующей предварительной обработки. Например, споры могут быть активированы кратковременным прогреванием Прорастанию предшествует активация споры. Её инициируют различные

химические вещества, повышение температуры и влажности. Под воздействием автолизинов происходит расщепление кортекса, поглощение воды и набухание. Внешне процесс проявляется увеличением («вздутием») споры и уменьшением коэффициента светопреломления. При этом в споре происходят глубокие физиологические изменения: усиливается дыхание, увеличивается активность ферментов, происходит выделение аминокислот, дипиколиновой кислоты и пептидов (потеря сухой массы споры может достигать 20-30%). В этот период спора утрачивает терморезистентность. Затем спора лопается в произвольном месте и из неё выходит вегетативная клетка, снабжённая у подвижных видов жгутиковым аппаратом.

18.Чем объясняется устойчивость спор к внешним воздействиям?

Под действием неблагоприятных для микроорганизмов факторов (физических и химических) в процессе жизнедеятельности может изменяться ряд их признаков и свойств, которые в ряде случаев могут закрепляться и передаются по наследству. Так образуются устойчивые к лекарственным препаратам и другим вредным воздействиям микроорганизмы, имеющие по сравнению с исходными формами ряд новых признаков: измененную антигенную структуру, пониженную вирулентность и др. Устойчивость спор к действию физических и химических факторов затрудняет борьбу со спороносными патогенными бактериями, которые в виде спор могут сохраняться во внешней среде длительное время без потери своей

жизнеспособности. Прорастание спор в вегетативные клетки начинается при их попадании в благоприятные условия существования.

Устойчивость спор обусловлена тем, что:

1.Покровы труднопроницаемы из-за высокого содержания липидов, дипиколиновой кислоты и ионов кальция.

2.Подавлена активность ферментов