Bakteriyalar haqqında danışarkən ağlımıza çox vaxt mənfi bir şey gəlir. Və hələ də onlar haqqında çox az şey bilirik. Bakteriyaların quruluşu və həyati fəaliyyəti olduqca primitivdir, lakin bəzi elm adamlarının fərziyyələrinə görə, bunlar Yerin ən qədim sakinləridir və uzun illərdir ki, yoxa çıxmayıb və ölməyib. Belə mikroorqanizmlərin bir çox növləri insanlar tərəfindən öz xeyirləri üçün istifadə olunur, digərləri isə ciddi xəstəliklərin və hətta epidemiyaların səbəbidir. Ancaq bəzi bakteriyaların zərəri bəzən digərlərinin faydaları ilə uyğun gəlmir. Gəlin bu heyrətamiz mikroorqanizmlər haqqında danışaq və onların quruluşu, fiziologiyası və təsnifatı ilə tanış olaq.
Bunlar nüvəsiz, əksər hallarda birhüceyrəli mikroorqanizmlərdir. Onların 1676-cı ildə kəşfi mikroskopun böyüdücü şüşəsi altında kiçik bakteriyaları ilk dəfə görən holland alimi A.Leeuwenhoek-in xidmətidir. Lakin fransız kimyaçısı və mikrobioloqu Lui Paster onların təbiətini, fiziologiyasını və insan həyatındakı rolunu ilk dəfə 1850-ci illərdə öyrənməyə başladı. Elektron mikroskopların meydana çıxması ilə bakteriyaların quruluşu fəal şəkildə araşdırılmağa başlandı. Onun hüceyrəsi sitoplazmatik membrandan, ribosomdan və nukleotiddən ibarətdir. Bakterial DNT bir yerdə cəmləşmişdir (nukleoplazma) və nazik saplardan ibarət bir dolaşıqdır. Sitoplazma hüceyrə divarından sitoplazmatik membranla ayrılır, tərkibində nukleotid, müxtəlif membran sistemləri və hüceyrə daxilolmaları var. Bakteriyanın ribosomu 60% RNT-dən, qalan hissəsi zülaldan ibarətdir. Aşağıdakı fotoşəkildə Salmonellaların quruluşu göstərilir.
Bakteriyalar hüceyrə quruluşuna malikdir. Hüceyrə divarının qalınlığı təxminən 20 nm-dir və ali bitkilərdən fərqli olaraq fibrilyar quruluşa malik deyil. Onun möhkəmliyi çanta adlanan xüsusi örtüklə təmin edilir. Əsasən polimer maddədən - mureindən ibarətdir. Onun komponentləri (alt bölmələri) xüsusi bir ardıcıllıqla xüsusi poliqlikan iplərə bağlanır. Qısa peptidlərlə birlikdə onlar şəbəkəyə bənzəyən makromolekul əmələ gətirirlər. Bu murein çantasıdır.
Bu mikroorqanizmlər aktiv hərəkət qabiliyyətinə malikdir. Bu, spiral quruluşa malik olan plazma flagellaları sayəsində həyata keçirilir. Bakteriyalar saniyədə 200 mikrona qədər sürətlə hərəkət edə bilir və öz oxu ətrafında saniyədə 13 dəfə dönə bilir. Flagellanın hərəkət qabiliyyəti xüsusi kontraktil zülal - flagellin (əzələ hüceyrələrində miyozinin analoqu) tərəfindən təmin edilir.
Onların aşağıdakı ölçüləri var: uzunluğu - 20 mikrona qədər, diametri - 10-20 nm. Hər bir flagellum bakteriya hüceyrə membranına batırılmış bazal cisimcikdən uzanır. Hərəkət orqanları tək ola bilər və ya məsələn, spirillada olduğu kimi bütöv dəstələrdə düzülə bilər. Flagellaların sayı ətraf mühit şəraitindən asılı ola bilər. Məsələn, zəif qidalanan Proteus vulgarisdə yalnız iki subpolar flagella var, halbuki normal inkişaf şəraitində paketlərdə onlardan 2-dən 50-yə qədər ola bilər.
Bakteriyanın quruluşu (aşağıdakı diaqram) elədir ki, o, kifayət qədər aktiv şəkildə hərəkət edə bilir. Hərəkət əksər hallarda itələməklə baş verir və əsasən maye və ya yaş mühitdə həyata keçirilir. Fəaliyyət göstərən amildən, başqa sözlə - xarici stimulun növündən asılı olaraq, bu ola bilər:
Bu üsullardan biri, hüceyrələrinin struktur xüsusiyyətlərinə görə hərəkət etməyə imkan verən bakteriyalar, həyat üçün optimal şəraiti olan yerlərdə çoxluqlar yarada bilirlər. Flagella ilə yanaşı, bəzi növlərdə çoxlu incə filamentlər var - onlara "fimbriae" və ya "pili" deyilir, lakin onların funksiyası hələ kifayət qədər başa düşülməyib. Xüsusi flagellaları olmayan bakteriyalar sürüşmə hərəkətinə qadirdir, lakin çox aşağı sürət ilə xarakterizə olunur: dəqiqədə təxminən 250 mikron.
Bakteriyaların ikinci kiçik qrupu avtotroflardır. Onlar qeyri-üzvi maddələrdən üzvi maddələr sintez edə bilirlər, atmosfer karbon qazını qismən mənimsəyə bilirlər və kemotroflardır. Bu bakteriyalar təbiətdəki kimyəvi elementlərin dövrəsində çox mühüm yer tutur.
Həqiqi fototrofların iki qrupu da var. Bu kateqoriyaya aid olan bakteriyaların struktur xüsusiyyətləri ondan ibarətdir ki, onların tərkibində təbiətdə bitki xlorofilinə aid olan bakterioxlorofil maddəsi (piqment) var və onların II fotosisteminə malik olmadığı üçün fotosintez oksigen buraxmadan davam edir.
Əsas çoxalma üsulu ilkin ana hüceyrənin ikiyə bölünməsidir (amitoz). Uzatılmış bir formaya malik olan formalar üçün bu, həmişə uzununa oxa dik olaraq baş verir. Bu vəziyyətdə bakteriyanın strukturu qısamüddətli dəyişikliklərə məruz qalır: hüceyrənin kənarından ortasına qədər, ana orqanizmi daha sonra bölünən bir eninə bölmə meydana gəlir. Bu, krallığın köhnə adını izah edir - Drobyanka. Bölünmədən sonra hüceyrələr qeyri-sabit, boş zəncirlərdə bağlı qala bilərlər.
Bunlar bəzi bakteriya növlərinin, məsələn, streptokokların strukturunun fərqli xüsusiyyətləridir.
Çoxalmanın ikinci yolu sporulyasiyadır. Bu, birbaşa mənfi şərtlərə uyğunlaşmaq istəyi ilə bağlıdır və onları yaşamağa yönəlmişdir. Bəzi çubuqşəkilli bakteriyalarda sporlar endogen, yəni hüceyrə daxilində əmələ gəlir. Onlar istiliyə çox davamlıdırlar və uzun müddət qaynadıqdan sonra belə davam edə bilərlər. Spora əmələ gəlməsi ana hüceyrədə müxtəlif kimyəvi reaksiyalarla başlayır və onun bütün zülallarının təxminən 75%-i parçalanır. Sonra bölünmə baş verir. Bu vəziyyətdə iki qız hüceyrəsi meydana gəlir. Onlardan biri (kiçik) qalın bir qabıqla örtülmüşdür, həcminə görə 50% -ə qədər tuta bilər - bu mübahisədir. 200-300 il canlı və cücərməyə hazır qalır.
Bəzi növlər cinsi çoxalma qabiliyyətinə malikdir. Bu proses ilk dəfə 1946-cı ildə, Escherichia coli bakteriyasının hüceyrə quruluşu öyrənilərkən aşkar edilmişdir. Məlum olub ki, genetik materialın qismən ötürülməsi mümkündür. Yəni konyuqasiya zamanı DNT fraqmentləri bir hüceyrədən (donordan) digərinə (resipiyentə) köçürülür. Bu, bakteriofaqların köməyi ilə və ya transformasiya yolu ilə həyata keçirilir.
Bakteriyanın quruluşu və onun fiziologiyasının xüsusiyyətləri elədir ki, ideal şəraitdə bölünmə prosesi daim və çox tez (hər 20-30 dəqiqədən bir) baş verir. Amma təbii mühitdə müxtəlif amillərlə (günəş işığı, qida mühiti, temperatur və s.) məhdudlaşdırılır.
Bu mikroorqanizmlərin təsnifatı bakteriya hüceyrə divarının fərqli quruluşuna əsaslanır ki, bu da hüceyrədə anilin boyasının saxlanmasını və ya onun yuyulmasını müəyyən edir. Bunu H.K. Qram kəşf etdi və sonradan onun adına uyğun olaraq aşağıda müzakirə edəcəyimiz iki böyük mikroorqanizm bölməsi fərqləndirildi.
Bu mikroorqanizmlər çox qatlı murein örtüyünə malikdir (hüceyrə divarının ümumi quru kütləsinin 30-70%), buna görə anilin boyası hüceyrələrdən yuyulmur (yuxarıdakı fotoşəkil sxematik olaraq qram-müsbət bakteriyanın quruluşunu göstərir). solda, qram-mənfi isə sağda). Onların xüsusiyyəti diaminopimelic turşusu tez-tez lizin ilə əvəz olunur. Protein tərkibi daha azdır və polisaxaridlər yoxdur və ya kovalent bağlıdır. Bu şöbədəki bütün bakteriyalar bir neçə qrupa bölünür:
Belə mikroorqanizmlərdə murein şəbəkəsi çox nazikdir, onun bütün hüceyrə divarının quru kütləsində payı cəmi 10%, qalan hissəsi lipoproteinlər, lipopolisaxaridlər və s.. Qram boyama zamanı alınan maddələr asanlıqla yuyulur. Qidalanma növünə görə qram-mənfi bakteriyalar fototroflar və ya kemotroflardır, bəzi növlər fotosintez etməyə qadirdir. Kafedra daxilində təsnifat formalaşma mərhələsindədir, müxtəlif ailələr morfologiya, maddələr mübadiləsi və digər amillərin xüsusiyyətlərinə görə 12 qrupa birləşdirilmişdir.
Bakteriyalar zahirən görünməz görünmələrinə baxmayaraq, insanlar üçün həm müsbət, həm də mənfi əhəmiyyət kəsb edir. Bu krallığın ayrı-ayrı nümayəndələrinin iştirakı olmadan bir çox yeməklərin istehsalı mümkün deyil. Bakteriyaların quruluşu və həyati funksiyaları bizə bir çox süd məhsullarını (pendirlər, qatıqlar, kefir və daha çox) qəbul etməyə imkan verir. Bu mikroorqanizmlər fermentasiya və fermentasiya proseslərində iştirak edirlər.
Çox sayda bakteriya növləri heyvanlarda və insanlarda, məsələn, qarayara, tetanoz, difteriya, vərəm, taun və s. kimi xəstəliklərin törədicisi olur. Lakin eyni zamanda, mikroorqanizmlər müxtəlif sənaye sahələrində: gen mühəndisliyi, antibiotiklərin, fermentlərin və s. başqaları.zülallar, tullantıların süni parçalanması (məsələn, tullantı sularının metanla həzm edilməsi), metalların zənginləşdirilməsi. Bəzi bakteriyalar neft məhsulları ilə zəngin olan substratlarda böyüyür və bu, yeni yataqların axtarışı və işlənməsinin göstəricisi kimi çıxış edir.
Prokaryotik (bakterial) hüceyrə ilə eukaryotik hüceyrə arasındakı əsas fərqlər bunlardır: formalaşmış nüvənin olmaması (yəni nüvə membranı), hüceyrədaxili membranların, nüvələrin, Golgi kompleksinin, lizosomların, mitoxondrilərin olmaması.
Bakterial hüceyrənin əsas strukturları bunlardır:
Nukleoid - bakteriya hüceyrəsinin irsi (genetik) materialıdır, 1 DNT molekulu ilə təmsil olunur, halqa şəklində bağlanır və super qıvrılır (boş bir topa bükülür). DNT uzunluğu təxminən 1 mm-dir. Məlumatın miqdarı təxminən 1000 gendir (xüsusiyyətlər). Nukleoid sitoplazmadan membranla ayrılmır.
Sitoplazma kolloiddir, yəni. zülalların, karbohidratların sulu məhlulu. Lipidlər, ribosomlar, daxilolmalar, plazmidlər olan minerallar.
Protein biosintezi ribosomlarda baş verir. Prokaryotların ribosomları eukaryotiklərdən daha kiçik ölçülərdə (70 S) fərqlənir.
Daxiletmələr bakteriya hüceyrəsinin ehtiyat qidaları, həmçinin piqmentlərin yığılmasıdır. Ehtiyat qida maddələrinə aşağıdakılar daxildir: volutin qranulları (qeyri-üzvi polifosfat), qlikogen, qranuloz, nişasta, yağ damcıları, piqment, kükürd, kalsium yığılmaları. Daxiletmələr, bir qayda olaraq, zəngin qida mühitində bakteriyalar yetişdirildikdə əmələ gəlir və oruc zamanı yox olur.
Hüceyrə membranı - sitoplazmanı məhdudlaşdırır. O, ikiqat fosfolipidlərdən və daxili membran zülallarından ibarətdir. Baryer və nəqliyyat funksiyalarına əlavə olaraq, CM-lər metabolik fəaliyyət mərkəzi rolunu oynayır (eukaryotik hüceyrədən fərqli olaraq). Əsas maddələrin hüceyrəyə ötürülməsindən məsul olan membran zülallarına permeazlar deyilir. CM-nin daxili səthində ferment birləşmələri, yəni enerji daşıyıcılarının - ATP molekullarının sintezindən məsul olan ferment molekullarının sifarişli qrupları var. BM sitoplazmada invaginasiyalar yarada bilir ki, bunlara mezosomlar deyilir.İki növ mezosom var:
Septal - hüceyrə bölünməsi zamanı eninə arakəsmələr əmələ gətirir.
Yanal - BM-nin səthini artırmaq və metabolik proseslərin sürətini artırmaq üçün xidmət edir.
Nukleoid, CP və CM protoplast əmələ gətirir.
Bakteriyaların fərqli xüsusiyyətlərindən biri intensiv maddələr mübadiləsinin nəticəsi olan çox yüksək hüceyrədaxili osmotik təzyiqdir (5-dən 20 atm-ə qədər). Buna görə də, osmotik şokdan qorunmaq üçün bakteriya hüceyrəsi güclü hüceyrə divarı ilə əhatə olunmuşdur.
Hüceyrə divarının quruluşuna görə bütün bakteriyalar 2 qrupa bölünür: Bir qatlı hüceyrə divarına malik olanlar - Qram-müsbət. İki qatlı hüceyrə divarına sahib olmaq - Qram-mənfi. Gram + və Gram- adlarının öz tarix öncəsi var. 1884-cü ildə Danimarka mikrobioloqu Hans Kristian Qram mikrobların rənglənməsi üçün orijinal üsul hazırladı, bunun nəticəsində bəzi bakteriyalar mavi (qram+), digərləri isə qırmızı (qram-) rəngə boyandı. Qram üsulu ilə bakteriyaların müxtəlif rənglənməsinin kimyəvi əsasları nisbətən yaxınlarda - təxminən 35 il əvvəl aşkar edilmişdir. Məlum olub ki, G- və G+ bakteriyaları hüceyrə divarının fərqli quruluşuna malikdir. G+ bakteriyalarının hüceyrə divarının quruluşu. G+ bakteriyalarının hüceyrə divarının əsasını 2 polimer təşkil edir: peptidoqlikan və teixoik turşular. Peptidoqlikan, muramik turşusu və asetilqlükozamin qalıqlarının alternativ olduğu xətti polimerdir. Tetrapeptid (zülal) muramik turşuya kovalent şəkildə bağlıdır. Peptidoqlikan zəncirləri peptidlər vasitəsilə bir-birinə bağlanır və güclü bir çərçivə - hüceyrə divarının əsasını təşkil edir. Peptidoqlikan zəncirləri arasında başqa bir polimer - teyxoik turşular (qliserin TC və ribitol TC) - polifosfatların polimeri yerləşir. Teyxoik turşular hüceyrə divarının səthində görünür və G+ bakteriyalarının əsas AG-ləridir. Bundan əlavə, ribonukleat Mg G+ bakteriyalarının hüceyrə divarının bir hissəsidir. G-bakteriyaların divarı 2 təbəqədən ibarətdir: daxili təbəqə peptidoqlikanın mono- və ya ikiqatlı (nazik təbəqə) ilə təmsil olunur. Xarici təbəqə lipopolisakkaridlərdən, lipoproteinlərdən, zülallardan, fosfolipidlərdən ibarətdir. Bütün G-bakteriyaların LPS-ləri toksik və eşik xüsusiyyətlərə malikdir və endotoksinlər adlanır.
Müəyyən maddələrə, məsələn, penisilinlərə məruz qaldıqda, peptidoqlikan təbəqəsinin sintezi pozulur. Bu zaman G+ bakteriyalarından protoplast, G+-dan isə sferoplast əmələ gəlir (çünki hüceyrə divarının xarici təbəqəsi qorunub saxlanılır).
Müəyyən becərmə şəraitində hüceyrə divarından məhrum olan hüceyrələr böyümək və bölünmə qabiliyyətini saxlayır və belə formalar L-formaları adlanır (bu fenomenin kəşf edildiyi Lister İnstitutunun adı ilə). Bəzi hallarda hüceyrə divarının sintezini maneə törədən amil aradan qaldırıldıqdan sonra L-formaları orijinal formalarına çevrilə bilər.
Bir çox bakteriya selikli qişa ilə bakteriya hüceyrəsini əhatə edərək hüceyrə divarının kənarında çökən mukopolisakkaridlərdən ibarət selikli maddəni sintez edir. Bu bir kapsuldur. Kapsulun funksiyası bakteriyaları faza sitozundan qorumaqdır.
Bakteriya hüceyrəsinin səthi strukturları.
Substrata bağlanma orqanları (yapışma) - mişar (fimbria) və ya kirpiklər. Onlar hüceyrə membranından başlayırlar. Pilin zülalından ibarətdir. Testerelərin sayı kvadrat başına 400-ə qədər ola bilər.
İrsi məlumatların ötürülməsi orqanları - F-içdi və ya cinsi-içdi. F-pili yalnız hüceyrə plazmid ilə tək olduqda əmələ gəlir, çünki F-pili zülalları plazmid DNT-ni kodlayır. Onlar başqa bir bakteriya hüceyrəsinə bağlanan nazik, uzun borulardır. Yaranan kanal vasitəsilə plazmid qonşu bakteriya hüceyrəsinə keçir.
Hərəkət orqanları - flagella - spiral iplərdir. Onların uzunluğu diametrini 10 və ya daha çox dəfə keçə bilər. Flagella flagellin proteinindən ibarətdir. Bayraqcığın əsası bazal cisimcik vasitəsilə hüceyrə membranına bağlanır. Bazal gövdə, flagellumun fırlanma hərəkətini ötürmək üçün fırlanan halqalar sistemindən ibarətdir. Bayraqcıqların yerləşdiyi yerə görə bakteriyalar mono-, lofo-, amfi-, peritrikozlara bölünür.
Bakteriyalar (qədim yunan dilindən "çubuq") bir qayda olaraq birhüceyrəli qeyri-nüvə (prokaryotik) mikroorqanizmlərin krallığını (qrupunu) təmsil edir. Bu gün onların on minə yaxın növü məlum və təsvir edilmişdir. Alimlər onların bir milyondan çox olduğunu təxmin edirlər.
Dəyirmi, bükülmüş, çubuq şəklində ola bilər. Nadir hallarda kub, tetraedral, ulduz formalı, həmçinin O və ya C formalı formalar var. bakteriya hüceyrəsinin malik olduğu qabiliyyətləri müəyyən edir. Məsələn, formadan asılı olaraq, mikroorqanizmlər bu və ya digər dərəcədə hərəkətliliyə, səthə yapışma qabiliyyətinə, qida birləşmələrinin bu və ya digər şəkildə udulmasına malikdir.
Bakteriya hüceyrəsi üç məcburi strukturdan ibarətdir: sitoplazmatik membran, ribosomlar və nukleoid.
Membrandan kənardan bir neçə təbəqə yerləşir. Xüsusilə, selikli qişa, kapsul, hüceyrə divarı var. Bundan əlavə, kənardan müxtəlif səth strukturları inkişaf edir: villi, flagella. Sitoplazma və membran "protoplast" anlayışına birləşdirilir.
Bakteriya hüceyrəsi bütün məzmunu ilə bir membran vasitəsi ilə xarici mühitlə məhdudlaşır. İçəridə, sitoplazmanın homojen bir hissəsində zülallar, həll olunan RNT, metabolik reaksiyaların substratları və müxtəlif birləşmələr var. Qalanları müxtəlif struktur elementləri ehtiva edir.
Nüvə membranları və sitoplazmik membrandan əmələ gəlməyən hər hansı digər intrasitoplazmik membranlar yoxdur. Eyni zamanda, bəzi prokaryotlar əsas qabığın yerli "çıxıntıları" ilə xarakterizə olunur. Bu "çıxıntılar" - mezosomlar müxtəlif funksiyaları yerinə yetirir və bakteriya hüceyrəsini funksional olaraq fərqli hissələrə ayırır.
Həyat üçün lazım olan bütün məlumatlar bir DNT-də var. Bakteriya hüceyrəsinin daxil olduğu xromosom adətən kovalent qapalı halqa formasına malikdir. Bir nöqtədə, DNT membrana bağlanır və ayrıca, lakin sitoplazmadan ayrılmayan bir quruluşa yerləşdirilir. Bu quruluşa "nukleoid" deyilir. Açılan zaman bakterial xromosomun uzunluğu bir millimetrdən çoxdur. Bir qayda olaraq, bir nüsxədə təqdim olunur. Başqa sözlə, demək olar ki, bütün prokaryotlar haploiddir. Bununla belə, müəyyən spesifik şəraitdə bakteriya hüceyrəsi öz xromosomunun surətlərini ehtiva edə bilər.
Bununla belə, bu struktur element tələb olunmur. Laboratoriya şəraitində, divarın tamamilə və ya qismən olmadığı prokaryotların bəzi formaları əldə edildi. Bu bakteriyalar normal şəraitdə mövcud ola bilərdi, lakin bəzi hallarda bölünmə qabiliyyətini itirdilər. Təbiətdə quruluşunda divarları olmayan bir qrup prokaryot var.
Divarın xarici səthində amorf təbəqə - kapsul yerləşə bilər. Selikli təbəqələr mikroorqanizmdən kifayət qədər asanlıqla ayrılır, onların hüceyrə ilə əlaqəsi yoxdur. Qapaqlar da nazik quruluşa malikdir, amorf deyildir.
Bəzi formaların bakteriyalarının çoxalması bərabər, ikili çarpaz bölünmə və ya qönçələnmə yolu ilə həyata keçirilir. Fərqli qrupların müxtəlif bölmə variantları var. Beləliklə, məsələn, siyanobakteriyalarda çoxalma müxtəlif yollarla baş verir - bir neçə ardıcıl ikili bölünmə. Nəticədə dörddən minə qədər yeni mikroorqanizmlər əmələ gəlir. Dəyişkən mühitə və təkamülə uyğunlaşmaq üçün zəruri olan genotipin plastikliyini təmin edən xüsusi mexanizmlərə malikdirlər.
Bakteriyalar mikroskopik, tək hüceyrəli orqanizmlərdir. Bakteriya hüceyrəsinin quruluşu bakteriyaların ayrı bir canlı aləminə ayrılmasına səbəb olan xüsusiyyətlərə malikdir.
Əksər bakteriyaların üç qabığı var:
Birbaşa hüceyrənin məzmunu ilə - sitoplazma ilə hüceyrə membranı təmasda olur. O, nazik və yumşaqdır.
Hüceyrə divarı daha sıx, qalın bir membrandır. Onun funksiyası qəfəsi qorumaq və dəstəkləməkdir. Hüceyrə divarı və membranında ehtiyac duyduğu maddələr hüceyrəyə daxil olan məsamələr var.
Bir çox bakteriyada qoruyucu funksiyaya malik olan və müxtəlif səthlərə yapışan selikli kapsul var.
TOP-4 məqalələrkim bununla bərabər oxuyur
Məhz selikli qişa sayəsində streptokoklar (bakteriya növlərindən biri) dişlərə yapışaraq kariyesə səbəb olur.
Sitoplazma hüceyrənin daxili tərkibidir. 75% sudan ibarətdir. Sitoplazmada daxilolmalar var - yağ və glikogen damcıları. Onlar hüceyrənin ehtiyat qidalarıdır.
düyü. 1. Bakteriya hüceyrəsinin quruluşunun diaqramı.
Nukleoid "nüvə kimi" deməkdir. Bakteriyaların həqiqi və ya necə deyərlər, əmələ gəlmiş nüvəsi yoxdur. Bu o deməkdir ki, onların göbələklərin, bitkilərin və heyvanların hüceyrələri kimi nüvə zərfi və nüvə məkanı yoxdur. DNT birbaşa sitoplazmada olur.
DNT funksiyaları:
Həqiqi nüvənin olmaması bakteriya hüceyrəsinin ən mühüm xüsusiyyətidir.
Bitki və heyvan hüceyrələrindən fərqli olaraq bakteriyalarda membran orqanoidləri yoxdur.
Lakin bakteriyaların hüceyrə membranı bəzi yerlərdə sitoplazmaya nüfuz edərək mezosom adlanan qıvrımları əmələ gətirir. Mezosom hüceyrələrin çoxalması və enerji mübadiləsində iştirak edir və sanki membran orqanoidlərini əvəz edir.
Bakteriyalarda olan yeganə orqanoid ribosomdur. Bunlar sitoplazmada yerləşən və zülalları sintez edən kiçik cisimlərdir.
Bir çox bakteriyalarda maye mühitdə hərəkət etmələrinə kömək edən bir bayraq var.
Bakteriya hüceyrələrinin forması fərqlidir. Top formalı bakteriyalara kokklar deyilir. Vergül şəklində - vibrionlar. Çubuqşəkilli bakteriyalar basildir. Spirillalar dalğalı bir xətt görünüşünə malikdir.
düyü. 2. Bakteriya hüceyrələrinin formaları.
Bakteriyaları yalnız mikroskop altında görmək olar. Orta hüceyrə ölçüsü 1-10 mikrondur. Uzunluğu 100 mikrona qədər olan bakteriyalar var. (1 μm = 0,001 mm).
Əlverişsiz şərait yarandıqda, bakteriya hüceyrəsi spora adlanan hərəkətsiz vəziyyətə keçir. Sporulyasiyanın səbəbləri aşağıdakılar ola bilər:
Keçid tez, 18-20 saat ərzində baş verir və hüceyrə yüz illərlə spora vəziyyətində ola bilər. Normal şərait bərpa edildikdə, bakteriya 4-5 saat ərzində spordan cücərərək normal həyata keçir.
düyü. 3. Mübahisənin formalaşması sxemi.
Bakteriyalar parçalanma yolu ilə çoxalırlar. Hüceyrənin doğulmasından onun bölünməsinə qədər olan müddət 20-30 dəqiqədir. Buna görə də bakteriyalar Yer üzündə geniş yayılmışdır.
Öyrəndik ki, ümumi mənada bakteriya hüceyrələri bitki və heyvan hüceyrələrinə bənzəyir, onların membranı, sitoplazması və DNT-si var. Bakterial hüceyrələr arasındakı əsas fərq, formalaşmış nüvənin olmamasıdır. Buna görə də bakteriyalara nüvədən əvvəlki orqanizmlər (prokaryotlar) deyilir.
Orta reytinq: 4.1. Alınan ümumi reytinqlər: 295.
Bakteriya hüceyrəsinin məcburi və isteğe bağlı struktur komponentləri, onların funksiyaları. Qram-müsbət və qram-mənfi bakteriyaların hüceyrə divarının strukturunda fərq. L-formaları və bakteriyaların becərilməmiş formaları
Bakteriyalar prokaryotlardır və bitki və heyvan hüceyrələrindən (eukariotlar) əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirlər. Onlar birhüceyrəli orqanizmlərə aiddir və hüceyrə divarından, sitoplazmatik membrandan, sitoplazmadan, nukleoiddən (bakteriya hüceyrəsinin əsas komponentlərindən) ibarətdir. Bəzi bakteriyalarda flagella, kapsul, sporlar ola bilər (bakteriya hüceyrəsinin isteğe bağlı komponentləri).
Prokaryotik hüceyrədə sitoplazmatik membrandan kənarda yerləşən strukturlara səthi (hüceyrə divarı, kapsul, bayraq, villi) deyilir.
Hüceyrə divarı bakteriya hüceyrəsinin mühüm struktur elementidir, sitoplazmatik membran və kapsul arasında yerləşir; kapsulsuz bakteriyalarda hüceyrənin xarici qişasıdır. Bir sıra funksiyaları yerinə yetirir: bakteriyaları osmotik şokdan və digər zədələyici amillərdən qoruyur, onların formasını müəyyən edir, maddələr mübadiləsində iştirak edir; bir çox növ patogen bakteriyalarda zəhərlidir, səthi antigenləri ehtiva edir, həmçinin səthdə faglar üçün xüsusi reseptorlar daşıyır. Bakteriyaların hüceyrə divarında ekzotoksinlərin və bakteriyaların digər ekzoproteinlərinin daşınmasında iştirak edən məsamələr var.
Bakterial hüceyrə divarının əsas komponenti peptidoqlikan və ya mureindir (latınca murus - divar), tor quruluşlu və bakteriya hüceyrəsinin sərt (bərk) xarici skeletini təşkil edən dayaq polimeridir. Peptidoqlikan 1,4-qlikozid bağları ilə bağlanmış N-asetil-M-qlükozamin və N-asetilmuramik turşu qalıqlarından, N-asetilmuramik turşu molekullarına birləşmiş eyni tetrapeptid yan zəncirlərindən və qısa transvers körpülərdən ibarət onurğaya (onurğa) malikdir. polisaxarid zəncirləri.
Tinktorial xassələrə görə bütün bakteriyalar iki qrupa bölünür: qram-müsbət və qram-mənfi. Qram-müsbət bakteriyalar gentian bənövşəyi və yod kompleksini möhkəm şəkildə sabitləyir, etanolun rəngsizləşməsinə məruz qalmır və buna görə də bənövşəyi rəngdə qalan əlavə fuksin boyasını qəbul etmir. Qram-mənfi bakteriyalarda bu kompleks etanolla hüceyrədən asanlıqla yuyulur və fuksinin əlavə tətbiqi ilə qırmızı olur. Bəzi bakteriyalarda müsbət Gram ləkəsi yalnız aktiv böyümə mərhələsində müşahidə olunur. Prokariotların Qram üsulu ilə boyanma və ya etanol ilə ağartma qabiliyyəti onların hüceyrə divarının kimyəvi tərkibinin və ultrastrukturunun xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir. bakterial xlamidiya traxoması
Bakteriyaların L-formaları hüceyrə divarının peptidoqlikanını sintez etmək qabiliyyətini qismən və ya tamamilə itirmiş bakteriyaların fenotipik modifikasiyası və ya mutantlarıdır. Beləliklə, L-formaları hüceyrə divarı boyunca qüsurlu bakteriyalardır. L-transformasiya edən agentlərə - antibiotiklərə (penisilin, polimiksin, bacitrasin, venkomisin, streptomisin), amin turşularına (qlisin, metionin, lösin və s.), lizozim fermentinə, ultrabənövşəyi və rentgen şüalarına məruz qaldıqda əmələ gəlir. Protoplast və sferoplastlardan fərqli olaraq, L-formaları nisbətən yüksək canlılığa və çoxalma qabiliyyətinə malikdir. Morfoloji və mədəni xassələrinə görə onlar ilkin bakteriyalardan kəskin şəkildə fərqlənirlər ki, bu da hüceyrə divarının itirilməsi və metabolik aktivliyin dəyişməsi ilə əlaqədardır. L-formalı hüceyrələr yaxşı inkişaf etmiş intrasitoplazmatik membranlar sisteminə və mielinəbənzər strukturlara malikdir. Hüceyrə divarındakı qüsur səbəbindən onlar osmotik cəhətdən qeyri-sabitdirlər və yalnız yüksək osmotik təzyiqə malik olan xüsusi mühitlərdə becərilə bilər; bakteriya filtrlərindən keçirlər. Bakteriyaların sabit və qeyri-sabit L-formaları var. Birincilər sərt hüceyrə divarından tamamilə məhrumdurlar; onlar çox nadir hallarda orijinal bakterial formalarına çevrilirlər. Sonuncu hüceyrə divarının elementlərinə malik ola bilər, burada sferoplastlarla oxşarlıqlar göstərir; onların əmələ gəlməsinə səbəb olan amil olmadıqda, onlar orijinal hüceyrələrə çevrilir.
L-formalarının əmələ gəlməsi prosesi L-çevrilmə və ya L-induksiya adlanır. Bakteriyaların demək olar ki, bütün növləri, o cümlədən patogenlər (brusellyoz, vərəm, listeriya və s. törədiciləri) L-çevrilmə qabiliyyətinə malikdir.
L-formaları xroniki təkrarlanan infeksiyaların inkişafında, patogenlərin daşınmasında və onların orqanizmdə uzun müddət qalmasında böyük əhəmiyyət kəsb edir. Bakteriyaların L-formalarının yaratdığı yoluxucu proses atipiklik, kursun müddəti, xəstəliyin şiddəti ilə xarakterizə olunur, kemoterapiya çətindir.
Kapsul bakteriya hüceyrə divarının üstündə yerləşən selikli təbəqədir. Kapsulun maddəsi ətraf mühitdən aydın şəkildə ayrılmışdır. Kapsul bakteriya hüceyrəsinin məcburi quruluşu deyil: onun itirilməsi bakteriyanın ölümünə səbəb olmur.
Kapsulların maddəsi yüksək hidrofilik misellərdən ibarətdir, lakin onların kimyəvi tərkibi çox müxtəlifdir. Əksər prokaryotik kapsulların əsas komponentləri homo- və ya hetsropolisaxaridlərdir (entrobakteriyalar və s.). Bəzi basil növlərində kapsul bir polipeptiddən hazırlanır.
Kapsullar bakteriyaların sağ qalmasını təmin edir, onları mexaniki zədələnmədən, qurumadan, faglarla, zəhərli maddələrlə infeksiyadan və patogen formalarda - makroorqanizmin qoruyucu qüvvələrinin təsirindən qoruyur: kapsullaşdırılmış hüceyrələr zəif faqositləşir. Bəzi bakteriyalar növlərində, o cümlədən patogenlərdə, hüceyrələrin substrata bağlanmasına kömək edir.
Flagella, protein təbiətinin nazik, uzun, filamentli strukturları ilə təmsil olunan bakteriyaların hərəkət orqanoidləridir.
Bayraq üç hissədən ibarətdir: spiral filament, çəngəl və bazal cisimcik. Qarmaq, bazal cisimcik ilə flagellumun sərt filamenti arasında çevik bir əlaqə rolunu oynayan əyri bir protein silindridir. Bazal gövdə mərkəzi çubuq (ox) və üzüklərdən ibarət mürəkkəb bir quruluşdur.
Flagella bakteriya hüceyrəsinin həyati strukturları deyil: bakteriyalarda faza dəyişiklikləri var, hüceyrə inkişafının bir mərhələsində mövcud olduqda, digərində yoxdur.
Bayraqların sayı və müxtəlif növ bakteriyalarda lokalizasiya yerləri eyni deyil, lakin bir növ üçün sabitdir. Bundan asılı olaraq bayraqlı bakteriyaların aşağıdakı qrupları fərqləndirilir: miotrikoz - bir qütb bayraqcığı olan bakteriyalar; amfitriklər - iki qütbləşmiş bayraqlı və ya hər iki ucunda bayraq dəstəsi olan bakteriyalar; lofotrichi - hüceyrənin bir ucunda flagella dəstəsi olan bakteriyalar; peritrichous - hüceyrənin yanlarında və ya bütün səthində yerləşən çoxlu bayraqlı bakteriyalar. Bayraqcıqları olmayan bakteriyalara atrixiya deyilir.
Hərəkət orqanları olaraq flagella bakteriyaların üzən çubuqşəkilli və bükülmüş formalarına xasdır və yalnız kokklarda təcrid olunmuş hallarda olur. Onlar maye mühitdə səmərəli hərəkəti və bərk substratların səthində daha yavaş hərəkəti təmin edirlər.
İçdi (fimbriae, villi) - bakteriya hüceyrəsinin səthindən uzanan düz, nazik, içi boş protein silindrləri. Sitoplazmatik membrandan əmələ gələn xüsusi zülal - pilin tərəfindən əmələ gələn bakteriyaların mobil və hərəkətsiz formalarında olur və yalnız elektron mikroskopda görünür. Hüceyrənin səthində 1-2, 50-400 və daha çox pilidən bir neçə minə qədər ola bilər.
Pililərin iki sinfi var: cinsi pili (sexpili) və daha çox fimbriae adlanan ümumi pili növü. Eyni bakteriyalar fərqli təbiətli bir içkiyə sahib ola bilər. Cinsi pililər konjuqasiya zamanı bakteriyaların səthində yaranır və genetik materialın (DNT) donordan alıcıya ötürüldüyü orqanoidlər kimi çıxış edir.
Pili bakteriyaların aglomeratlara yapışmasında, mikrobların müxtəlif substratlara, o cümlədən hüceyrələrə bağlanmasında (yapışqan funksiya), metabolitlərin daşınmasında iştirak edir, həmçinin maye mühitin səthində filmlərin əmələ gəlməsinə kömək edir; qırmızı qan hüceyrələrinin aglütinasiyasına səbəb olur.
Sitoplazma membranı (plazmolemma) sitoplazmanı hüceyrə divarından ayıran bakteriya hüceyrələrinin yarıkeçirici lipoprotein quruluşudur. Hüceyrənin məcburi çoxfunksional komponentidir. Sitoplazmatik membranın məhv edilməsi bakteriya hüceyrəsinin ölümünə səbəb olur.
Sitoplazmatik membran kimyəvi cəhətdən zülal və lipidlərdən ibarət zülal-lipid kompleksidir. Membran lipidlərinin əksəriyyəti fosfolipidlərdir. İki monomolekulyar zülal təbəqəsindən qurulmuşdur, onların arasında düzgün istiqamətlənmiş lipid molekullarının iki cərgəsindən ibarət bir lipid təbəqəsi var.
Sitoplazmatik membran hüceyrənin osmotik maneəsi kimi xidmət edir, qida maddələrinin hüceyrəyə daxil olmasına və metabolik məhsulların xaricə çıxışına nəzarət edir, tərkibində üzvi və qeyri-üzvi molekulların aktiv seçici ötürülməsini həyata keçirən substrata xas permeaz fermentləri var.
Hüceyrə böyüməsi prosesində sitoplazmatik membran çoxsaylı invaginatlar əmələ gətirir ki, bunlar da intrasitoplazmatik membran strukturlarını təşkil edir. Membranın yerli invaginatlarına mezosomlar deyilir. Bu strukturlar qram-müsbət bakteriyalarda yaxşı, qram-mənfi bakteriyalarda daha pis, rikketsiya və mikoplazmada zəif ifadə edilir.
Mezosomlar, sitoplazmatik membran kimi, bakteriyaların tənəffüs fəaliyyətinin mərkəzləridir, buna görə də onlara bəzən mitoxondrial analoqlar deyilir. Bununla belə, mezosomların əhəmiyyəti hələ nəhayət aydınlaşdırılmamışdır. Onlar membranların iş səthini artırır, bəlkə də yalnız struktur funksiyasını yerinə yetirir, bakteriya hüceyrəsini nisbətən təcrid olunmuş bölmələrə ayırır, bu da fermentativ proseslər üçün daha əlverişli şərait yaradır. Patogen bakteriyalarda onlar ekzotoksinlərin zülal molekullarının daşınmasını təmin edirlər.
Sitoplazma - sitoplazmatik membranla ayrılmış bakteriya hüceyrəsinin tərkibi. Sitozoldan ibarətdir - homojen fraksiya, o cümlədən həll olunan RNT komponentləri, substrat maddələri, fermentlər, metabolik məhsullar və struktur elementlər - ribosomlar, intrasitoplazmatik membranlar, daxilolmalar və nukleoid.
Ribosomlar protein biosintezini həyata keçirən orqanoidlərdir. Onlar hidrogen və hidrofobik bağlarla kompleksə bağlanmış zülal və RNT-dən ibarətdir.
Bakteriyaların sitoplazmasında müxtəlif növ daxilolmalar aşkar edilir. Onlar bərk, maye və qaz halında, zülal membranı olan və ya olmayan ola bilər və daimi mövcud deyil. Onların əhəmiyyətli bir hissəsi ehtiyat qida maddələri və hüceyrə mübadiləsinin məhsullarıdır. Ehtiyat qida maddələrinə aşağıdakılar daxildir: polisaxaridlər, lipidlər, polifosfatlar, kükürd yataqları və s. Polisaxarid təbiətli daxilolmalardan daha çox karbon mənbəyi və enerji materialı kimi xidmət edən qlikogen və nişastaya bənzər qranuloz maddəsi tapılır. Lipidlər hüceyrələrdə qranullar və yağ damcıları şəklində toplanır. Mikobakteriyalar ehtiyat maddələr kimi mumları toplayır. Bəzi spirillaların və digərlərinin hüceyrələrində polifosfatlardan əmələ gələn volutin qranulları var. Onlar metaxromaziya ilə xarakterizə olunur: toluidin mavisi və metilen mavisi onları bənövşəyi-qırmızı rəngdədir. Volutin qranulları fosfat anbarları kimi çıxış edir. Membranla əhatə olunmuş daxilolmalara qaz vakuolları və ya aerosomlar da daxildir, onlar hüceyrələrin xüsusi çəkisini azaldır və su prokaryotlarında olur.
Nukleoid prokaryotların nüvəsidir. O, tək bakterial xromosom və ya genofor kimi qəbul edilən halqada bağlanmış bir cüt zəncirli DNT zəncirindən ibarətdir.
Prokaryotlarda olan nukleoid hüceyrənin qalan hissəsindən membranla ayrılmır - onun nüvə zərfi yoxdur.
Nukleoidin strukturuna RNT polimeraza, əsas zülallar daxildir və histonlar yoxdur; xromosom sitoplazmatik membranda, qram-müsbət bakteriyalarda isə mezosomda sabitlənir. Nukleoidin mitotik aparatı yoxdur və qız nüvələrinin ayrılması sitoplazmatik membranın böyüməsi ilə təmin edilir.
Bakterial nüvə fərqli bir quruluşdur. Hüceyrənin inkişaf mərhələsindən asılı olaraq, nukleoid diskret (fasiləsiz) ola bilər və ayrı-ayrı fraqmentlərdən ibarət ola bilər. Bu, bakteriya hüceyrəsinin vaxtında bölünməsinin DNT molekulunun replikasiya dövrü başa çatdıqdan və qız xromosomlarının formalaşmasından sonra baş verməsi ilə əlaqədardır.
Nukleoid bakteriya hüceyrəsinin genetik məlumatının əsas hissəsini ehtiva edir.
Nukleoiddən əlavə, bir çox bakteriyaların hüceyrələrində ekstraxromosomal genetik elementlər tapıldı - avtonom replikasiya qabiliyyətinə malik kiçik dairəvi DNT molekulları ilə təmsil olunan plazmidlər.
Bəzi bakteriyalar aktiv böyümə dövrünün sonunda sporlar əmələ gətirə bilər. Bundan əvvəl ətraf mühitin qida maddələrində tükənməsi, onun pH-nin dəyişməsi və zəhərli metabolik məhsulların yığılması baş verir.
Kimyəvi tərkib baxımından sporlar və vegetativ hüceyrələr arasındakı fərq yalnız kimyəvi birləşmələrin kəmiyyət tərkibindədir. Sporlar daha az su və daha çox lipid ehtiva edir.
Spora vəziyyətində mikroorqanizmlər metabolik olaraq qeyri-aktivdir, yüksək temperatura (140-150 ° C), kimyəvi dezinfeksiyaedici maddələrə məruz qalır və ətraf mühitdə uzun müddət davam edir. Yüksək temperatur müqaviməti çox az su və yüksək dipikolin turşusu ilə bağlıdır. İnsan və heyvanların bədəninə daxil olduqdan sonra sporlar vegetativ hüceyrələrə cücərirlər. Sporlar, sporun ilkin istiləşməsini, həmçinin yüksək temperaturda konsentratlaşdırılmış boya məhlullarına məruz qalmasını ehtiva edən xüsusi bir üsulla rənglənir.
Qram-mənfi bakteriyaların bir çox növləri, o cümlədən patogenlər (şigella, salmonella, vibrio xolera və s.) xüsusi adaptiv, genetik cəhətdən tənzimlənən vəziyyətə malikdir, fizioloji cəhətdən kistalara bərabərdir, onlar əlverişsiz şəraitin təsiri altında keçə bilirlər və qalırlar. bir neçə ilə qədər yaşaya bilər. Bu vəziyyətin əsas xüsusiyyəti belə bakteriyaların çoxalmaması və buna görə də sıx qida mühitində koloniyalar yaratmamasıdır. Belə çoxalmayan, lakin həyat qabiliyyətinə malik hüceyrələrə bakteriyaların becərilməmiş formaları (NPB) deyilir. Becərilməmiş vəziyyətdə olan NPB hüceyrələri elektron ötürmə sistemləri, zülal və nuklein turşusu biosintezi daxil olmaqla aktiv metabolik sistemlərə malikdir və virulent olaraq qalır. Onların hüceyrə membranı daha viskozdur, hüceyrələr adətən kokklar formasını alır və ölçüləri əhəmiyyətli dərəcədə azalır. NPB-lər xarici mühitdə daha sabitdir və buna görə də bu bölgənin (su obyektinin) endemik vəziyyətini saxlayaraq, orada uzun müddət yaşaya bilər (məsələn, çirkli su hövzəsində vibrio vəba).
NPP-ni aşkar etmək üçün molekulyar genetik üsullar (DNT - DNT hibridizasiyası, CPR), həmçinin canlı hüceyrələrin birbaşa hesablanmasının daha sadə üsulu istifadə olunur.
Bu məqsədlər üçün sitokimyəvi (formazanın əmələ gəlməsi) və ya mikroautorradioqrafiya üsullarından da istifadə edə bilərsiniz. Bakteriyaların NS-yə keçidi və ondan geri çevrilməsindən məsul olan genetik mexanizmlər aydın deyil.
