Строение бактериальной клетки

Клетка прокариотических организмов имеет сложное строго упорядоченное строение и обладает принципиальными особенностями ультраструктурной организации и химического состава.

Структурные компоненты бактериальной клетки делят на основные и временные. Основными структурами являются: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана с ее производными, цитоплазма с рибосомами и различными включениями, нуклеоид; временными - капсула, слизистый чехол, жгутики, ворсинки, эндоспоры, образующиеся лишь на определенных этапах жизненного цикла бактерий, у некоторых видов они отсутствуют полностью.

У прокариотической клетки структуры, расположенные снаружи от цитоплазматической мембраны, называют поверхностными (клеточная стенка, капсула, жгутики, ворсинки).

Термин «оболочка» в настоящее время используется для обозначения клеточной стенки и капсулы бактерий или только клеточной стенки, цитоплазматическая мембрана не входит в состав оболочки и относится к протопласту.

Клеточная стенка - важный структурный элемент бактериальной клетки, располагающийся между цитоплазматической мембраной и капсулой; у бескапсульных бактерий - это внешняя оболочка клетки. Она обязательна для всех прокариот, за исключением микоплазм и L-форм бактерии. Выполняет ряд функций: защищает бактерии от осмотического шока и других повреждающих факторов, определяет их форму, участвует в метаболизме; у многих видов патогенных бактерий токсична, содержит поверхностные антигены, а также несет на поверхности специфические рецепторы для фагов. В клеточной стенке бактерий имеются поры, которые участвуют в транспорте экзотоксинов и других экзобелков бактерий. Толщина клеточной стенки 10-100нм, и на ее долю приходится от 5 до 50% сухих веществ клетки.

Протопласты и сферопласты. Протопласты - формы прокариот, полностью лишенные клеточной стенки, образующиеся обычно у грам положительных бактерий. Сферопласты - бактерии с частично разрушенной клеточной стенкой.

L-формы бактерий.Это фенотипические модификации, или мутанты бактерий, частично или полностью утратившие способность синтезировать пептидогликан клеточной стенки. Таким образом, L-формы бактерии дефектные по клеточной стенке. Свое название они получили в связи с тем, что были выделены и описаны в институте Листера в Англии в 1935г.

Капсула – слизистый слой, расположенный над клеточной стенкой бактерии. Вещество капсулы четко отграничено от окружающей среды. В зависимости от толщины слоя и прочности соединения с бактериальной клеткой различают макрокапсулу, толщиной 0,2мкм, хорошо различимую в световом микроскопе, и микрокапсулу, толщиной менее 0,2мкм, обнаруживаемую лишь при помощи электронного микроскопа или выявляемую химическими и иммунологическими методами.

Жгутики – органоиды движения бактерий, представленные тонкими, длинными, нитевидными структурами белковой природы. Их длина превышает длину бактериальной клетки в несколько раз и составляет 10-20мкм, а у некоторых спирилл достигает 80-90мкм. Нить жгутика (фибрилла) – полый спиральный цилиндр диаметром 12-20нм. У вибрионов и протея нить окружена футляром толщиной 35нм.

Количество жгутиков (от 1 до 50 и более) и места их локализации у бактерий разных видов неодинаковы, но стабильны для одного вида. В зависимости от этого выделяют следующие группы жгутиковых бактерий: монотрихи – бактерии с одним полярно расположенным жгутиком; амфитрихи – бактерии с двумя полярно расположенными жгутиками или имеющие по пучку жгутиков на обоих концах; лофотрихи – бактерии, имеющие пучок жгутиков на одном конце клетки; перитрихи – бактерии с множеством жгутиков, расположенным по бокам клетки или по всей ее поверхности.

Бактерии, не имеющие жгутиков, называют атрихиями.

Пили (фимбрии, ворсинки) - прямые, тонкие, полые белковые цилиндры толщиной 3-25нм и длиной до 12мкм, отходящие от поверхности бактериальной клетки. Образованы специфическим белком - пилином, берут начало от цитоплазматической мембраны, встречаются у подвижных и неподвижных форм бактерий и видимы только в электронном микроскопе. На поверхности клетки может быть от 1-2 до 50 - 400 пилей до нескольких тысяч.