Строение клеточной стенки грамположительных бактерий

Структорно-функциональная характеристика прокариотной клетки.

Окружает клетку клеточная стенка. Это важный и обязательный элемент клетки – механический барьер, придающий клетке форму. Обладает упругостью, жесткостью, полупроницаемостью, составляет от 5 до 50 % сухого вещества клетки. Она ответственна за отношения к окраске по Граму. Окраска по Граму – это сложный метод окрашивания, в результате которого одни бактерии приобретают фиолетовый цвет – грамположительные, другие розовую окраску – грамотрицательные (Г-). Способность приобретать или не приобретать темно-фиолетовое окрашивание определяется химическим составом и строением клеточной стенки, характерным для определенного вида. Это таксономический признак, который используется для классификации и распознавания микроорганизмов, и с которым коррелируют другие свойства бактерий.

Опорным каркасом является полигетероциклическоесоединение пептидогликан, или муреин. Он состоит из N-ацетилглюкозоамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединенных гликозидной связью. N-ацетилмурамовая кислота это тот же N- ацетилглюкозоамин, который соединен эфирной связью с остатком молочной кислоты. Последняя через пептидную связь соединена с тетрапептидным хвостом. Этот каркас называется муреиновым «мешком», основной чертой которого является наличие в нем сети полисахаридных параллельных цепей, связанных множеством пептидных поперечных сшивок, что обеспечивает трехмерную его организацию. Мешок полностью окружает клетку, не имеет разрывов, замкнут со всех сторон, пропитан ионами кальция. Могут быть сопутствующие компоненты, в основном, это тейхоеновые кислоты.

Толщина клеточной стенки 15-80 нм. Доля муреина 30-70 % от сухого веса КС

У грамотрицательных бактерий строение КС, более сложное. Муреин образует только внутренний слой КС., не плотно прилегая к ЦПМ. Доля муреина составляет

1-10% сухого вещества КС. Как правило он однослойный, располагается между двумя воздушными пространствами. Сверху находится наружная мембрана Наружная мембрана имеет мозаичное строение, состоит из белков, фосфолипидов

и липополисахаридов.

.

Неодинаковое количество муреина, его расположение определяет строение КС и отношение к окраске по Граму. Г+ и Г- бактерии имеют различный химический состав и ультраструктуру.

ЦПМ - обязательный структурный элемент клетки, составляет 8-15% сухого вещества клетки. Нарушение целостности приводит к гибели клетки.

Это - белково-липидный комплекс (рис.3). Липиды поддерживают механическую стабильность, придают гидрофобные свойства. Толщина ЦПМ-7,5 нм. Мембранные белки-ферменты. Консистенция- мягкая, пластичная, почти жидкая. ЦПМ-центр метаболической активности. ЦПМ бактерий может впячиваться- инвагинировать, образуя мезосомы, прообраз митохондрий у эукариот, в них находятся ферменты дыхательной цепи- цитохромы, образуется АТФ.

Цитоплазма - гетерогенная система, в которой различают дисперсную среду и дисперсную фазу. Вода с растворенными в ней низкомолекулярными веществами представляет собой дисперсную среду, а высокомолекулярные соединения: белки, углеводы и их конъюгаты - дисперсионную фазу. Цитоплазма имеет слабокислый pH

Рибосомы - это нуклепротеиновые частицы, лежащие в цитоплазме. Примерно 80-85% всей бактериальной РНК находится в рибосомах. Число рибосом в клетке 10^-4 . Размер их в пределах 20*30*30нм. Отношение РНК: белок в рибосомах E. Coli составляет 2:1, у других прокариот оно может быть сдвинуто в сторону преобладания белка. Рибосомы состоят из двух субчастиц: 30 S (единиц Сведберга) и 50 S, образующих 70 S – рибосомы.

У эукариот более крупные рибосомы. Функция рибосом- синтез белка. Они агрегируются в полисомы с более высокой константой седиментации.