Эукариотные микроорганизмы

1. Строение эукариотной клетки

2. Характеристика отдельных представителей высших и низших грибов

3. Дрожжи, строение, размножение, классификация

4. Вирусы и бактериофаги

1. Эукариотное строение клеток имеют растительные организмы, животные, протисты. Прокариотное строение - бактерии.

- Основное и главное отличие одних от других это строение и функционирование генетического аппарата. В эукариотной клетке от представлен ядром. Ядро эукариот окружено ядерной оболочкой (двухслойная мембрана), отделяющей ядерное содержимое от цитоплазмы. ДНК распределена в хромосомах, которые видны только при делении ядра. Деление ядра при бесполом размножении (митоз) обеспечивает редупликацию генетического материала, и передачу полного набора хромосом дочерней клетке. Дочерние клетки одинаковы, идентичны материнской. Неделимое ядро (интерфазное) содержит ядрышко, богатое РНК, здесь происходит синтез РНК. При половом размножении имеет место мейоз: образуются гаплоидные половые клетки (гаметы) в процессе редукционного деления, т.е. происходит уменьшение числа хромосом и перекомбинирование генов. При оплодотворении половые клетки, сливаясь, образуют зиготу, в результате чего восстанавливается диплоидный набор хромосом. Хромосомы эукариот состоят из ДНК и белков гистонов.

-Эукариоты не синтезируют муреин, их клеточная стенка содержит хитин.

-Для осморегуляции в клетке имеется сократительная вакуоль, она собирает воду в клетку и периодически выталкивает (как насос).

-Цитоплазматическая мембрана инвагинирует (впячивается) и формирует эндоплазматический ретикулум (ЭР), он делит клетку на ряд обособленных пространств, пузырьков и цистерн, в каждом из них происходит свой биохимический процесс. Часть ЭР окружает ядро, образуя наружную мембрану, через поры которой осуществляется транспорт нуклеиновых кислот, белков и метаболитов между ядерным пространством и цитоплазмой. Вторая часть ЭР усыпана рибосомами называется «шероховатый» или гранулярный, на нем происходит синтез белка. ЭР формирует аппарат Гольджи – это основной мембранный аппарат. Он обеспечивает секрецию ферментов.

-Вместо мезосом в эукариотной клетке есть митохондрии – это органеллы, окруженные двумя мембранами, наружной и внутренней, сильно складчатой, на которой содержатся компоненты электрон-транспортной цепи и АТФ – синтеза. Функция митохондрий это синтез АТФ.

-Двигательные органеллы, жгутики или реснички, имеют более сложное строение.

2. Грибы. Царство Mycota, ранее их относили к растениям по ряду признаков: относительно большие размеры, наличие КС, вакуоли с клеточным соком, многоядерной движущейся цитоплазмы, апикальному росту, способности только к дыханию (строгие аэробы), но по типу питания они хемоорганогетеротрофы, неспособные к фотосинтезу. В пищевой промышленности - вредители, вызывающие процесс плесневения. Грибы образуются на поверхности питательного субстрата. Тело (таллом=мицелий) – состоит из сильно вытянутых, нитеподобных клеток – гиф. Толщина гиф =5мкм. Они сильно разветвляются и разрастаются. Рост грибов происходит из-за роста кончиков гиф (апикальный рост). Грибы широко распространены в природе, есть во всех естественных субстратах, им достаточно небольшой влажности особенно в местах плохо проветриваемых. Они разлагают целлюлозу, пектин, белки, жиры, крахмал, инулин и т.д., синтезируя большое количество ферментов. Некоторые - возбудители болезней, например фузариум, вызывает фузариозы (крупяная пища), они синтезируют токсины, или яды (микотоксины или афлотоксины). Размножаются бесполым и половым путем.

Бесполое

А) могут размножаться при помощи спор:

- эндоспоры (спорангиеспоры)

- экзоспоры (конидееспоры)

- зооспоры (подвижные, снабжены жгутиками)

Б) почкование. На поверхности клетки появляется почка. В основном размножаются культурные дрожжи.

В) Фрагментация, или разлом гиф

При классификации грибов учитывают способ размножения и строение мицелия. Все грибы делятся на низшие и высшие. У низших мицелий это одна сильно ветвящаяся, неподеленная на участки, клетка, т.е. мицелии одноклеточный (несептированный).

- Hitridiomycetes в основном водные формы, нет мицелия, паразитируют на водных растениях.

- Oomycetes водные и наземные формы. Это строгие паразиты весь цикл их развития происходит в организме растения

- Zygomycetes подвижные стадии в их цикле развития полностью отсутствуют. Споры образуются в спорангиях.

Высшие грибы, мицелий септирован, т.е. поделен перегородкой на отдельные септы.

- Ascomycetes при половом размножении образуют аск (сумку), плодовое тело, в котором образуются аскоспоры.

- Basidimycetes- шляпочные грибы

- Deuteromycetes- несовершенные грибы, у которых либо отсутствует, либо не обнаружена, либо разорвана в стадиях половая фаза развития.

3. Дрожжи. Одноклеточные немицелиальные грибы. Основной способ размножения - почкование. Эукариоты, хемоорганогетеротрофы, факультативные анаэробы, прототрофы, мезофилы и психрофилы, оптимальное рН =4,5-5,5. Если после почкования клетки не расходятся, то образуются псевдомицелий. Как правило, гаплоидны, но встречаются диплоидные и полиплоидные, которые физиологически более активные. Гаплоидные клетки могут копулировать (сливаться), происходит плазмогамия с образованием двуядерной зиготы, вслед за этим формируется плодовое тело – аск, затем происходит кариогамия – слияние ядер и, наконец, мейоз с образованием аскоспор. Дрожжи могут размножаться делением, более упрощенные, несовершенные дрожжи (дикие) размножаются только бесполым путем. Культурные дрожжи Sacchoromyces cerevisiaе используются для производства пищевых продуктов. Дикие дрожжи Torulopsis – для производства напитков, Hansenula, Candida – для получения белка одноклеточных.

4. Вирусы. Вирус – яд. От всех других микроорганизмов отличаются:

1. малыми размерами (от десятков до сотен нм)

2. невидны в световой микроскоп

3. осаждаются только в ультрацентрифуге

4. проходят через бактериальные фильтры

5. содержат нуклеиновую кислоту одного типа (ДНК или РНК)

6. строгие паразиты

7. неспособны к росту и размножению вне клетки хозяина

8. неспособны к размножению, делению, для их воспроизводства нужна только нуклеиновая кислота.

Вирусы бактерий называют бактериофагами.

Строение вирусов. Частица вируса – вирион, содержит нуклеиновую кислоту, окруженную белковой оболочкой – капсид, который состоит из капсомеров. Капсомер состоит из одной полипептидной цепи или из белковых мономеров, состоящих из нескольких полипептидных цепей. Капсид, как правило, симметричен.

Строение фага кишечной палочки

1. Фаги неподвижны, но при столкновении с клеткой происходит адсорбция – это специфичный процесс, вирусы адсорбируются только на определенную клетку.

2. Потом происходит инъекция, сократительный чехол сокращается и нуклеиновая кислота впрыскивается в клетку. Попав в клетку хозяина, она перестраивает у бактерии обмен веществ, (т.е. клетка, начинает работать на фаг): синтезируются белки, необходимые для построения вирусных частиц.

3. Созревание: происходит образование новых вирусных частиц, после чего под действием фагового лизоцима КС растворяется, бактерия погибает, а вирусные частицы выходят в среду. Такие фаги называются вирулентными Умеренные бактериофаги не убивают клетку, а размножаются синхронно с ней.