Функции бактериальной клетки и органоидов мезосом, нуклеоида,капсулы, цитоплазмы, рибосом, клеточной

Нуклеоид бактериальной клетки

Каждый, кому приходилось разрушать бактериальные клетки в мягких условиях, например с помощью лизоцима или детергентов, наблюдал

Рис. I.1. Нуклеоид E. coli

а– электронно-микроскопические фотографии срезов бактериальных клеток, полученные методом криофиксации.1и2– один и тот же снимок (последний ретуширован). На фотографии2белыми пятнами отмечены области цитоплазмы, свободные от рибосом. На фотографии3видны молекулы ДНК, специфически окрашенные с помощью антител;

б– модель нуклеоида в функционально-активном состоянии А. Райтера и А. Чанга. Изображены многочисленные петли активно транскрибируемой ДНК

замечательную картину превращения легко подвижной суспензии бактериальных клеток в вязкую желеобразную массу, простое перемешивание которой требует усилий. Это происходит из-за того, что компактно упакованные гигантские хромосомы бактериальных клеток (длина хромосомной ДНК E. coli составляет 4,6 млн. п.о.) после разрушения оболочки клеток выходят в окружающую среду и свободно в ней распределяются. В лизатах бактериальных клеток их ДНК прочно ассоциированы с белками, освобождение от которых требует проведения многократных фенольных депротеинизаций. Такой простой опыт наглядно указывает на то, что в бактериальных клетках их единственная хромосома сильно компактизована и, возможно, пространственно упорядочена.

Электронно-микроскопическое изучение срезов бактериальных клеток в разных условиях и более ранние исследования бактерий с помощью светового микроскопа продемонстрировали компактное распределение ДНК в бактериальной клетке. Поскольку такие структуры отдаленно напоминали ядра эукариот, они получили название нуклеоидов, или ДНК-плазмы. Эти термины подчеркивают генетические функции нуклеоида, но в то же время и существенные морфологические отличия от обычных интерфазных ядер эукариот, прежде всего, отсутствие ядерной оболочки, которая бы отделяла гены бактерии от окружающей их цитоплазмы. Исследование бактериальных клеток с помощью электронной микроскопии в мягких условиях без предварительной химической фиксации показало, что нуклеоиды представлены в виде диффузно окрашенных областей, свободных от рибосом (рис. I.1,а). При этом вытянутые участки ДНК на внешней части нуклеоидов направлены в окружающую цитоплазму. С помощью специфических антител установлено, что молекулы РНК-полимеразы, ДНК-топоизомеразы I и гистоноподобного белка HU ассоциированы с нуклеоидами. Вытянутые участки ДНК по периферии нуклеоидов обычно интерпретируют как сегменты бактериальной хромосомы, вовлеченные в транскрипцию. Полагают, что эти участки состоят из петель ДНК бактериальной хромосомы, которые в зависимости от физиологического состояния клетки находятся в транскрипционно-активном состоянии или втягиваются внутрь нуклеоидов при подавлении транскрипции. Модель функционально-активного нуклеоида А.Райтера и А.Чанга представлена на рис. I.1,б. По мнению авторов, размытая структура поверхности нуклеоидов, видимая под электронным микроскопом, отражает подвижное состояние активно транскрибируемых петель ДНК. В этой модели четко прослеживается аналогия со структурой хромосом типа ламповых щеток у животных.

Читайте также:  Почему дергается глаз и что делать в этой ситуации Салоны оптики; Счастливый взгляд

Таким образом, нуклеоид бактериальных клеток не является статическим внутриклеточным образованием или компартментом, которые можно четко определять морфологически. Напротив, во время различных фаз роста бактериальных клеток нуклеоид непрерывно меняет форму, что, по-видимому, сопряжено с транскрипционной активностью определенных бактериальных генов. Так же как и в хромосомах эукариот, ДНК нуклеоида ассоциирована со многими ДНК-связывающими белками, в частности гистоноподобными белками HU, H-NS и IHF, а также топоизомеразами, которые оказывают большое влияние на функционирование бактериальных хромосом и их внутриклеточную компактизацию. Однако детальные молекулярные механизмы конденсации бактериальной ДНК с образованием лабильных «компактосом» (по аналогии со стабильными нуклеосомами эукариот) пока неизвестны. В последнее время возрастает интерес к бактериальному так называемому LP-хроматину (low protein chromatin), для которого характерно относительно низкое содержание белкового компонента. Аналогичный LP-хроматин обнаруживают у вирусов, в митохондриях, пластидах и у динофлагеллят (жгутиконосцев). Следовательно, этот тип структурной организации генетического материала претендует на универсальность и ассоциирован с определенными формами регуляции экспрессии генов, свойственными прокариотическим организмам.

В последние годы наблюдается прогресс в исследовании первичной структуры бактериальных хромосом. Определена полная последовательность нуклеотидов хромосом паразитических бактерий: микоплазмы Mycoplasma genitalium и Haemophilus influenzae. В 1997 г. усилиями интернационального коллектива ученых была определена полная первичная структура хромосом E. coli и Bacillus subtilis длиной в 4,6 и 4,2 млн п.о. соответственно Все это позволяет надеяться, что в ближайшее время произойдут новые открытия в области исследований структуры бактериальных геномов и функционирования их генов.

Функции нуклеоида бактерий

нуклеоид — 1) ДНК–содержащая зона клетки прокариот, не отграниченная мембранами (нуклеоплазма). Выявляется методом специального окрашивания после удаления из клеток РНК (см. окрашивание по Фёльгену); 2) бактериальное «ядро», представляющее собой у прокариот … Словарь микробиологии

НУКЛЕОИД — (от лат. nucleus ядро и греч. eidos вид), ДНК содержащая зона клетки прокариот. Обычно находится в центре клетки, не отграничена мембранами. Н. соответствует одной сложной кольцевидной молекуле ДНК, не соединённой с гистонами и закреплённой в… … Биологический энциклопедический словарь

Читайте также:  Димедон - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

нуклеоид — сущ., кол во синонимов: 1 • рибонуклеопротеид (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

нуклеоид — Кольцевая молекула ДНК прокариотических клеток и автономных органоидов эукариот [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN nucleoid … Справочник технического переводчика

нуклеоид — nucleoid, prokaryon нуклеоид. Аналог ядра у бактерий лишенный мембраны ДНК содержащий участок прокариотической клетки (у некоторых прокариот может быть более одного Н. на клетку), деление Н. происходит после репликации ДНК с участием клеточной… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

нуклеоид — (nucleoidum; нуклео + греч. eidos вид; син. ядро бактериальное) скопление ядерного вещества. бактериальной клетки … Большой медицинский словарь

НУКЛЕОИД — аналог ядра у бактерий. В отличие от истинных ядер Н. не обладает мембраной, ядрышком и набором хромосом. Бактериальная ДИК не связана с основными белками гистонами и в Н. расположена в виде фибрилл … Словарь ботанических терминов

Нуклеоид — аналог ядра у бактерий. В отличие от истинных ядер Н. не обладает мембраной, ядрышком и набором хромосом. Бактериальная ДНК не связана с основными белками гистонами и в Н. расположена в виде фибрилл … Толковый словарь по почвоведению

Нуклеоид прокарион — Нуклеоид, прокарион * нуклеоід, пракарыён * nucleoid or prokaryon 1. Область клетки прокариота, содержащая ДНК … Генетика. Энциклопедический словарь

нуклеоид вирусный — сердцевина вириона, состоящая из нуклеиновой кислоты, ассоциированной с вирусными белками … Большой медицинский словарь

Строение бактериальной клетки

Оболочки клетки

Большинство бактерий имеет три оболочки:

  • клеточная мембрана;
  • клеточная стенка;
  • слизистая капсула.

Непосредственно с содержимым клетки – цитоплазмой, соприкасается клеточная мембрана. Она тонкая и мягкая.

Клеточная стенка – плотная, более толстая оболочка. Её функция – защита и опора клетки. Клеточная стенка и мембрана имеют поры, через которые в клетку поступают необходимые ей вещества.

Многие бактерии имеют слизистую капсулу, которая выполняет защитную функцию и обеспечивает слипание с разными поверхностями.

Именно благодаря слизистой оболочке стрептококки (один из видов бактерий) прилипают к зубам и вызывают кариес.

Цитоплазма

Цитоплазма – это внутреннее содержимое клетки. На 75% состоит из воды. В цитоплазме находятся включения – капли жира и гликогена. Они являются запасными питательными веществами клетки.

Читайте также:  Что делать при вздутии живота у взрослых лекарства, народные средства, упражнения

Рис. 1. Схема строения бактериальной клетки.

Нуклеоид

Нуклеоид означает «подобный ядру». У бактерий нет настоящего, или, как ещё говорят, оформленного ядра. Это значит, что у них нет ядерной оболочки и ядерного пространства, как у клеток грибов, растений и животных. ДНК находится прямо в цитоплазме.

  • сохраняет наследственную информацию;
  • реализует эту информацию, управляя синтезом белковых молекул, характерных для данного вида бактерий.

Отсутствие истинного ядра – самая важная особенность бактериальной клетки.

Органоиды

В отличие от клеток растений и животных, бактерии не имеют органоидов, построенных из мембран.

Но клеточная мембрана бактерий в некоторых местах проникает в цитоплазму, образуя складки, которые называются мезосомой. Мезосома участвует в размножении клетки и обмене энергии и как бы заменяет мембранные органоиды.

Единственный органоид, имеющийся у бактерий – рибосомы. Это маленькие тельца, которые размещены в цитоплазме и синтезируют белки.

У многих бактерий есть жгутик, с помощью которого они перемещаются в жидкой среде.

Формы бактериальных клеток

Форма клеток бактерий различна. Бактерии в виде шара называются кокками. В виде запятой – вибрионами. Палочкообразные бактерии – бациллы. Спириллы имеют вид волнистой линии.

Рис. 2. Формы клеток бактерий.

Бактерии можно увидеть только под микроскопом. Средние размеры клетки 1-10 мкм. Встречаются бактерии длиной до 100 мкм. (1 мкм = 0,001 мм).

Спорообразование

При наступлении неблагоприятных условий бактериальная клетка переходит в спящее состояние, которое называется спорой. Причинами спорообразования могут быть:

  • пониженные и повышенные температуры;
  • засуха;
  • недостаток питания;
  • опасные для жизни вещества.

Переход происходит быстро, в течение 18-20 часов, а находиться клетка в состоянии споры может сотни лет. При восстановлении нормальных условий бактерия за 4-5 часов прорастает из споры и переходит в обычный режим жизнедеятельности.

Рис. 3. Схема образования споры.

Размножение

Бактерии размножаются делением. Период от рождения клетки до её деления составляет 20-30 минут. Поэтому бактерии широко распространены на Земле.

Что мы узнали?

Мы узнали, что, в общих чертах, клетки бактерий подобны клеткам растений и животных, они имеют мембрану, цитоплазму, ДНК. Основным отличием бактериальных клеток является отсутствие оформленного ядра. Поэтому бактерии называют доядерными организмами (прокариотами).

Ссылка на основную публикацию
Фундук — Калорийность и Состав (БЖУ Витамины и Минералы)
Сколько в фундуке (кбжу): калорий, белков, жиров и углеводов Фундук обладает большим количеством полезных свойств. Но употреблять орех нужно очень...
Фрамицетин (Framycetinum)- описание вещества, инструкция, применение, противопоказания и формула
Трамицент - инструкция по применению Регистрационный номер: Торговое наименование: Международное непатентованное наименование: Лекарственная форма: Состав 1 мл препарата содержит: Действующее...
Французская косметика, органическая косметика, натуральная косметика из Франции купить в интернет-ма
Новинки натуральной и органической косметики из Франции с доставкой напрямую в Россию Естественная красота… это так по-французски! Легкость, чувственность, свежесть...
Фуникулярный миелоз — симптомы и лечение
Фуникулярный миелоз Фуникулярный миелоз — поражение спинного мозга, развивающееся вследствие недостаточности витамина В12. Как правило, сочетается с пернициозной анемией. Проявляется...
Adblock detector