Me isegi ei kujuta ette, kui palju mikroorganisme meid pidevalt ümbritseb. Bussis käsipuust haarates oled oma käele istutanud juba umbes sada tuhat bakterit, avalikku tualetti minnes oled jällegi end nende mikroorganismidega premeerinud. Bakterid käivad inimesega alati ja igal pool kaasas. Kuid sellele sõnale pole vaja negatiivselt reageerida, sest bakterid pole mitte ainult patogeensed, vaid ka kehale kasulikud.
Teadlaste üllatus oli suur, kui nad taipasid, et mõned bakterid on säilitanud oma välimuse umbes miljard aastat. Selliseid mikroorganisme on võrreldud isegi Volkswageni autoga - ühe nende mudeli välimus pole 40 aastat muutunud, olles ideaalse kujuga.
Bakterid olid ühed esimestest, kes Maal ilmusid, nii et neid võib vääriliselt nimetada pikaealisteks. Huvitav fakt on see, et neil rakkudel pole moodustunud tuuma, seetõttu tõmbavad nad tänapäevani oma struktuurile palju tähelepanu.
Bakterid on taimset päritolu mikroskoopilised organismid. Bakteriraku struktuur (tabel, diagrammid on olemas nende rakkude tüüpide mõistmiseks) sõltub selle eesmärgist.
Need rakud on kõikjal, kuna nad paljunevad kiiresti. On teaduslikke tõendeid selle kohta, et sõna otseses mõttes kuue tunni jooksul võib üks rakk toota 250 tuhande bakteri järglasi. Neid üherakulisi organisme on palju erineva kujuga.
Bakterid on väga visad organismid, nende eosed võivad säilitada eluvõime 30-40 aastat. Need eosed kanduvad edasi tuule hingusega, veevooluga ja muul viisil. Elujõulisus säilib kuni 100 kraadise temperatuurini ja vähese pakasega. Ja veel, milline on bakteriraku struktuur? Tabelis kirjeldatakse bakterite põhikomponente, teiste organellide funktsioonid on välja toodud allpool.
Nad on oma olemuselt patogeensed. Sõltuvalt nende asukohast jagatakse kokid rühmadesse:
Eoseid moodustavad vardad jagunevad klostriidideks ja batsillideks. Need bakterid on lühikesed ja väga lühikesed. Pulkade otsaosad on ümarad, paksendatud või ära lõigatud. Sõltuvalt bakterite asukohast eristatakse mitut rühma: mono-, diplo- ja streptobakterid.
Neid mikroskoopilisi rakke on kahte tüüpi:
Filamentsed bakterid. Selliseid vorme on kaks rühma:
Bakteriraku ehituslikud tunnused seisnevad selles, et oma eksistentsi käigus on ta võimeline vorme muutma, kuid samas ei ole polümorfism päritud. Organismis toimuva ainevahetuse käigus mõjutavad rakku mitmesugused tegurid, mille tulemusena toimuvad selle välimuses kvantitatiivsed muutused. Kuid niipea, kui tegevus väljastpoolt lakkab, võtab rakk endise pildi. Millised on bakteriraku struktuurilised omadused, saate seda mikroskoobiga uurides tuvastada.
Kest annab ja hoiab raku kuju, kaitseb sisemisi komponente kahjustuste eest. Mittetäieliku läbilaskvuse tõttu ei pääse kõik ained rakku, mis soodustab madala ja suure molekulmassiga struktuuride vahetust väliskeskkonna ja raku enda vahel. Samuti toimuvad seinas erinevad keemilised reaktsioonid. Elektronmikroskoobi abil pole keeruline uurida, milline on bakterirakk detailne struktuur.
Kesta alus sisaldab mureiini polümeeri. Grampositiivsetel bakteritel on mureiinist koosnev ühekihiline skelett. Seal on polüsahhariidide ja lipoproteiinide kompleksid, fosfaadid. Gramnegatiivsetes rakkudes on mureiini skeletil palju kihte. Rakuseinaga külgnev välimine kiht on tsütoplasmaatiline membraan. Sellel on ka teatud kihid, mis sisaldavad lipiididega valke. Tsütoplasmaatilise membraani põhiülesanne on kontrollida ainete tungimist rakku ja nende väljutamist (osmootne barjäär). See on rakkude jaoks väga oluline funktsioon, kuna see kaitseb rakke.
Elavat poolvedelat ainet, mis täidab rakuõõnde, nimetatakse tsütoplasmaks. Suur kogus valku, toitainete (rasvad ja rasvataolised ained) varu sisaldab bakterirakku. Mikroskoobiga uurimisel tehtud fotol on selgelt näha tsütoplasmas olevad koostisosad. Põhistruktuur sisaldab ribosoome, mis paiknevad kaootilises järjekorras ja suurel hulgal. Samuti on kompositsioonis mesosoomid, mis sisaldavad redoks-tüüpi ensüüme. Tänu neile ammutab rakk energiat. Tuum on esitatud kromatiini kehades paikneva tuumaaine kujul.
Ribosoomid koosnevad subühikutest (2) ja on nukleoproteiinid. Omavahel ühendades moodustavad need koostisosad polüsoome või polüribosoome. Nende inklusioonide põhiülesanne on geneetilisel informatsioonil põhinev valkude süntees. Settimiskiirus on 70S.
Geneetilist materjali (DNA) leidub vormimata tuumas (nukleoidis). See tuum paikneb tsütoplasmas mitmes kohas, olles lahtine membraan. Sellise tuumaga baktereid nimetatakse prokarüootideks. Tuuma aparaadil puudub membraan, tuum ja kromosoomide komplekt. Ja desoksüribonukleiinhape asub selles fibrillide kimpude kaudu. Bakteriraku struktuuri diagramm näitab üksikasjalikult tuumaaparaadi struktuuri.
Teatud tingimustel võivad bakteritel tekkida limaskestad. Selle tulemusena moodustub kapsel. Kui lima on väga tugev, muutuvad bakterid zoogleyks (kogu limaskesta mass).
Bakteriraku struktuuril on omapära - see on polüsahhariididest või glükoproteiinidest koosneva kaitsekapsli olemasolu. Mõnikord koosnevad need kapslid polüpeptiididest või kiududest. See asub rakuseina peal. Paksuse poolest võib kapsel olla kas paks või õhuke. Selle moodustumine toimub tingimuste tõttu, milles rakk langeb. Kapsli peamine omadus on kaitsta baktereid kuivamise eest.
Lisaks kaitsekapslile tagab bakteriraku struktuur selle motoorset võimet.
Lipud on rakku liigutavad lisaelemendid. Need on esitatud erineva pikkusega niitide kujul, mis koosnevad flagelliinist. See on valk, millel on kokkutõmbumisvõime.
Lipu koostis on kolmekomponendiline (niit, konks, põhikeha). Sõltuvalt kinnitusest ja asukohast tuvastati mitu liikuvate bakterite rühma:
Bakterite kohta on palju huvitavaid fakte. Niisiis on juba ammu tõestatud, et mobiiltelefon sisaldab tohutul hulgal neid rakke, isegi tualettpotil on neid vähem. Teised bakterid võimaldavad meil elada kvaliteetset elu – süüa, sooritada teatud tegevusi, vabastada oma keha probleemideta toitainete lagunemissaadustest. Baktereid on tõeliselt erinevaid, nende funktsioonid on mitmetahulised, kuid unustada ei tohi ka nende patoloogilist mõju organismile, mistõttu on oluline jälgida enda hügieeni ja puhtust enda ümber.
Kaasaegse teaduse seisukohalt on prokarüootidel primitiivne struktuur. Kuid just see "lihtsus" aitab neil ellu jääda ka kõige ootamatumates tingimustes. Näiteks vesiniksulfiidi allikates või tuumakatsetuskohtades. Teadlased on välja arvutanud, et kõigi maismaa mikroorganismide kogumass on 550 miljardit tonni.
Bakterid on üherakulised... Kuid see ei tähenda, et bakterirakud mööduksid loomade või taimede rakkudest. Mikrobioloogial on juba teadmised sadade tuhandete mikroobiliikide kohta. Sellegipoolest avastavad teaduse esindajad neist iga päev uusi tüüpe ja jooni.
Pole üllatav, et Maa pinna täielikuks arenguks peavad mikroorganismid võtma erinevaid vorme:
Bakterite suurust mõõdetakse nanomeetrites ja mikromeetrites. Nende keskmine väärtus on 0,8 mikronit. Kuid nende hulgas on hiiglaslikke prokarüoote, mis ulatuvad 125 mikronini ja rohkem. Tõelised hiiglased kääbuste seas on 250 mikroni pikkused spiroheedid. Nüüd võrrelge nendega väikseima prokarüootse raku suurust: mükoplasmad "kasvavad" üsna vähe ja ulatuvad 0,1-0,15 mikronini.
Tasub öelda, et hiidbakterid ei jää keskkonnas nii kergesti ellu. Neil on raske leida piisavalt toitaineid, et oma ülesannet edukalt täita. Kuid teisest küljest pole nad kerge saak bakteritele-kiskjatele, kes toituvad oma kolleegidest - üherakulistest mikroorganismidest, "ringi voolavad" ja söövad.
Ebasoodsates keskkonnatingimustes moodustavad bakterid kapsli. Mikrokapsel sobib tihedalt vastu seina. Seda saab näha ainult elektronmikroskoobiga. Makrokapsli moodustavad sageli patogeensed mikroobid (pneumokokid). Klebsiella kopsupõletiku korral leitakse alati makrokapsel.
Kapslilaadne membraan on rakuseina külge lõdvalt kinnitatud moodustis. Tänu bakteriaalsetele ensüümidele on kapslitaoline kest kaetud väliskeskkonna süsivesikutega (eksopolüsahhariididega), mis tagab erinevate, ka täiesti siledate pindadega bakterite nakkumise. Näiteks inimkehasse sisenevad streptokokid on võimelised kleepuma hammaste ja südameklappide külge.
Kapsli funktsioonid on mitmekesised:
Need pakuvad keelekümblust ja tõusu. Mullas liigub bakterirakk mööda mullakanaleid.
Kogu raku sisu, välja arvatud tuum ja rakusein, nimetatakse tsütoplasmaks. Tsütoplasma (maatriksi) vedel, struktuurita faas sisaldab ribosoome, membraanisüsteeme, mitokondreid, plastiide ja muid struktuure, aga ka varutoitaineid. Tsütoplasma on äärmiselt keerulise peene struktuuriga (kihiline, teraline). Elektronmikroskoobi abil on selgunud palju huvitavaid detaile raku struktuurist.
Bakterite protoplasti välimist lipoproteiinikihti, millel on erilised füüsikalised ja keemilised omadused, nimetatakse tsütoplasmaatiliseks membraaniks. Kõik elutähtsad struktuurid ja organellid asuvad tsütoplasmas. Tsütoplasmaatilisel membraanil on väga oluline roll – see reguleerib ainete sisenemist rakku ja ainevahetusproduktide väljutamist. Läbi membraani saavad toitained rakku siseneda aktiivse biokeemilise protsessi tulemusena, milles osalevad ensüümid.
Lisaks toimub membraanis raku mõnede koostisosade, peamiselt rakuseina ja kapsli komponentide süntees. Lõpuks sisaldab tsütoplasmaatiline membraan kõige olulisemaid ensüüme (bioloogilised katalüsaatorid). Ensüümide järjestatud paigutus membraanidel võimaldab reguleerida nende aktiivsust ja vältida mõne ensüümi hävitamist teiste poolt. Ribosoomid on seotud membraaniga – struktuursed osakesed, millel sünteesitakse valku. Membraan koosneb lipoproteiinidest. See on piisavalt tugev ja suudab tagada raku ajutise eksisteerimise ilma kestata. Tsütoplasmaatiline membraan moodustab kuni 20% raku kuivmassist.
Bakterite õhukeste lõikude elektroonilistel fotodel näib tsütoplasmaatiline membraan umbes 75 A paksuse pideva ahelana, mis koosneb heledast kihist (lipiidid), mis on suletud kahe tumedama (valgu) vahele. Iga kiht on 20-30A lai. Sellist membraani nimetatakse elementaarseks.
Bakterirakkude tsütoplasma sisaldab sageli erineva kuju ja suurusega graanuleid. Kuid nende olemasolu ei saa pidada mingisuguseks püsivaks märgiks mikroorganismist, tavaliselt on see suuresti seotud keskkonna füüsikaliste ja keemiliste tingimustega.
Paljud tsütoplasmaatilised inklusioonid koosnevad ühenditest, mis toimivad energia- ja süsinikuallikana. Need säilitusained tekivad siis, kui keha on varustatud piisavate toitainetega, ja vastupidi, neid kasutatakse siis, kui organism asetatakse toitumise seisukohalt ebasoodsamatesse tingimustesse.
Paljudes bakterites koosnevad graanulid tärklisest või muudest polüsahhariididest – glükogeenist ja granuloosist. Mõnede bakterite puhul, kui neid kasvatatakse suhkrurikkas keskkonnas, leitakse raku sees rasvapiisad. Teine laialt levinud granuleeritud inklusioonide tüüp on volutiin (metakromatiini graanulid). Need graanulid koosnevad polümetafosfaadist (fosforhappe jääke sisaldav säilitusaine). Polümetafosfaat on keha jaoks fosfaatrühmade ja energia allikas. Bakterid koguvad volutiini suurema tõenäosusega ebatavalistes toitumistingimustes, näiteks väävlivabas keskkonnas. Mõnede väävlibakterite tsütoplasmas leidub väävlipiisku.
Plasmamembraani ja rakuseina vahel on ühendus desmooside – sildade kujul. Tsütoplasmaatiline membraan annab sageli invaginatsiooni - invaginatsiooni rakku. Need invaginatsioonid tsütoplasmas moodustavad spetsiaalsed membraanstruktuurid, mida nimetatakse mesosoomideks.
Teatud tüüpi mesosoomid on kehad, mis on tsütoplasmast eraldatud omaenda membraaniga. Sellistesse membraanikottidesse on pakitud arvukalt vesiikuleid ja torukesi. Need struktuurid täidavad bakterites mitmesuguseid funktsioone. Mõned neist struktuuridest on mitokondrite analoogid.
Teised täidavad endoplasmaatilise retikulumi või Golgi aparaadi funktsioone. Bakterite fotosünteesiaparaat moodustub ka tsütoplasmaatilise membraani invagineerimisel. Pärast tsütoplasma invagineerimist jätkab membraan kasvamist ja moodustab virnad, mida analoogselt taimede kloroplasti graanulitega nimetatakse tülakoidide virnadeks. Nendes membraanides, mis sageli täidavad suurema osa bakteriraku tsütoplasmast, paiknevad fotosünteesi protsessi teostavad pigmendid (bakterioklorofüll, karotenoidid) ja ensüümid (tsütokroomid).
Bakteritel ei ole sellist tuuma nagu kõrgematel organismidel (eukarüootidel), kuid neil on selle analoog - "tuumaekvivalent" - nukleoid, mis on tuumaaine evolutsiooniliselt primitiivsem organiseerimisvorm. See koosneb ühest rõngasse suletud kaheahelalisest DNA ahelast pikkusega 1,1–1,6 nm, mida peetakse üheks bakteriaalseks kromosoomiks ehk genofooriks. Prokarüootides olev nukleoid ei ole ülejäänud rakust membraaniga piiritletud – sellel puudub tuumaümbris.
Nukleoidi struktuur sisaldab RNA polümeraasi, aluselisi valke ja histoone pole; kromosoom on fikseeritud tsütoplasmaatilisel membraanil ja grampositiivsete bakterite puhul - mesosoomidel. Bakteri kromosoom replitseerub polükonservatiivsel viisil: vanem-DNA kaksikheeliks rullub lahti ja iga polünukleotiidahela matriitsile koguneb uus komplementaarne ahel. Nukleoidil puudub mitootiline aparaat ja tütartuumade lahknemise tagab tsütoplasmaatilise membraani kasv.
Bakterituum on diferentseeritud struktuur. Sõltuvalt raku arenguastmest võib nukleoid olla diskreetne (katkestuslik) ja koosneda eraldi fragmentidest. See on tingitud asjaolust, et bakteriraku jagunemine ajas toimub pärast DNA molekuli replikatsioonitsükli lõppemist ja tütarkromosoomide moodustumist.
Nukleoid sisaldab suuremat osa bakteriraku geneetilisest teabest. Lisaks nukleoidile leiti paljude bakterite rakkudes kromosoomiväliseid geneetilisi elemente - plasmiide, mida esindavad väikesed ringikujulised autonoomseks replikatsiooniks võimelised DNA molekulid.
Plasmiidid on iseseisvad, keerdunud kaheahelalised DNA molekulid. Nende mass on palju väiksem kui nukleotiidi mass. Vaatamata sellele, et pärilik informatsioon on kodeeritud plasmiidide DNA-sse, ei ole need bakteriraku jaoks elutähtsad ja vajalikud.
Bakterite tsütoplasmas on ribosoomid – valke sünteesivad osakesed läbimõõduga 200A. Neid on ühes kongis üle tuhande. Ribosoomid koosnevad RNA-st ja valgust. Bakterites paiknevad paljud ribosoomid vabalt tsütoplasmas, osa neist võib olla seotud membraanidega.
Ribosoomid on rakus valkude sünteesi keskused. Lisaks ühinevad nad sageli kokku, moodustades agregaate, mida nimetatakse polüribosoomideks või polüsoomideks.
Inklusioonid on tuuma- ja mittetuumarakkude ainevahetusproduktid. Need esindavad toitainete pakkumist: glükogeen, tärklis, väävel, polüfosfaat (valutiin) jne. Sageli omandavad kandmised värvimisel erineva välimuse kui värvaine värv. Väärtusi saab kasutada difteeriabatsilli diagnoosimiseks.
Kuna bakter on prokarüootne mikroorganism, puuduvad bakterirakkudes alati paljud organellid, mis on omased eukarüootsetele organismidele:
Samuti tasub meeles pidada, et bakteritel ei ole rakuseina, mistõttu ei saa toimuda sellised protsessid nagu pinotsütoos ja fagotsütoos.
Spetsiaalse mikroorganismina on bakterid kohanenud eksisteerima tingimustes, kus hapnik võib puududa. Ja sama hingamine neis toimub tänu mesosoomidele. Väga huvitav on ka see, et rohelised organismid on võimelised fotosünteesima täpselt samamoodi nagu taimed. Kuid on oluline arvestada asjaoluga, et taimedes toimub fotosünteesi protsess kloroplastides ja bakterites membraanidel.
Bakterirakus toimub paljunemine kõige primitiivsemal viisil. Küps rakk jaguneb kaheks, nad jõuavad mõne aja pärast küpseks ja see protsess kordub. Soodsates tingimustes võib ööpäevas toimuda 70-80 põlvkonna vahetust. Oluline on meeles pidada, et bakteritel ei ole oma struktuuri tõttu juurdepääsu sellistele paljunemismeetoditele nagu mitoos ja meioos. Need on omased ainult eukarüootsetele rakkudele.
Eoste moodustumine on teadaolevalt üks paljudest seente ja taimede paljunemisviisidest. Kuid bakterid teavad ka eoseid moodustada, mis on omane vähestele nende liikidele. Neil on see võime ellu jääda eriti ebasoodsates tingimustes, mis võivad olla nende elule ohtlikud.
On teada selliseid liike, mis suudavad ellu jääda isegi kosmoses. Seda ei saa korrata ükski elusorganism. Bakteritest said oma ehituse lihtsuse tõttu Maal elu eellased. Kuid fakt, et need eksisteerivad tänaseni, näitab, kui olulised nad meid ümbritseva maailma jaoks on. Nende abiga saavad inimesed võimalikult lähedale vastuse küsimusele elu tekke kohta Maal, uurides pidevalt baktereid ja õppides midagi uut.
Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus) on tavaline bakter, mis mõjutab umbes 30 protsenti kõigist inimestest. Mõnel inimesel on see osa mikrobiomist (mikrofloorast) ja seda leidub nii keha sees kui ka nahal või suus. Kuigi on olemas kahjutuid Staphylococcus aureuse tüvesid, põhjustavad teised, nagu metitsilliiniresistentne Staphylococcus aureus, tõsiseid terviseprobleeme, sealhulgas nahainfektsioone, südame-veresoonkonna haigusi, meningiiti ja seedehaigusi.
Vanderbilti ülikooli teadlased leidsid, et stafülokokibakterid eelistavad inimese verd loomaverele. Need bakterid on osa rauast, mida leidub punastes verelibledes leiduvas hemoglobiinis. Staphylococcus aureus rebib vererakud laiali, et jõuda nende sees oleva rauda. Arvatakse, et hemoglobiini geneetilised variatsioonid võivad muuta mõned inimesed Staphylococcus bakterite suhtes ihaldusväärsemaks kui teised.
Teadlased leidsid, et atmosfääri bakterid võivad mängida rolli vihma ja muude sademete tekkes. See protsess algab siis, kui taimede bakterid puhutakse atmosfääri. Kõrgusel tekib nende ümber jää ja nad hakkavad kasvama. Kui külmunud bakterid jõuavad teatud kasvuläveni, hakkab jää sulama ja naaseb vihmana maapinnale. Liigi Psuedomonas syringae baktereid on leitud isegi suurte raheosakeste keskelt. Nad toodavad rakumembraanides spetsiaalset valku, mis võimaldab neil ainulaadsel viisil vett siduda, soodustades jää teket.
Teadlased on leidnud, et teatud aknet põhjustavate bakterite tüved võivad tegelikult aidata aknet vältida. Aknet põhjustav bakter Propionibacterium acnes elab meie naha poorides. Kui need bakterid kutsuvad esile immuunvastuse, paisub nahapiirkond ja tekivad vistrikud.
Siiski on leitud, et teatud bakteritüved põhjustavad aknet vähem. Need tüved võivad olla põhjuseks, miks terve nahaga inimestel tekib akne harva. Uurides akne ja terve nahaga inimestelt kogutud Propionibacterium acnes tüvede geene, tuvastasid teadlased tüve, mis oli levinud selgel nahal ja harva leitud aknega nahal. Tulevased uuringud hõlmavad katseid välja töötada ravim, mis tapab ainult aknet põhjustavad bakteri Propionibacterium acnes tüved.
Kes oleks võinud arvata, et regulaarne hammaste pesemine võib aidata ennetada südamehaigusi? Varasemad uuringud on leidnud seose igemehaiguste ja südame-veresoonkonna haiguste vahel. Nüüd on teadlased leidnud nende haiguste vahel konkreetse seose.
Arvatakse, et nii bakterid kui ka inimesed toodavad teatud tüüpi valke, mida nimetatakse stressivalkudeks. Need valgud moodustuvad siis, kui rakud kogevad erinevat tüüpi stressirohkeid tingimusi. Kui inimesel on igemepõletik, hakkavad immuunsüsteemi rakud baktereid ründama. Bakterid toodavad rünnaku korral stressivalke ja valged verelibled ründavad ka stressivalke.
Probleem on selles, et valged verelibled ei suuda eristada bakterite ja keha toodetud stressivalke. Selle tulemusena ründavad immuunsüsteemi rakud ka kehas toodetud stressivalke, mis põhjustab valgete vereliblede kuhjumist arteritesse ja viib ateroskleroosini. Lupjunud süda on peamine südame-veresoonkonna haiguste põhjus.
Kas teadsite, et aias või aiatöös aja veetmine aitab teil paremini õppida? Teadlaste sõnul võib mullabakter Mycobacterium vaccae parandada imetajate õppimisvõimet.
Tõenäoliselt satuvad need bakterid meie kehasse allaneelamise või hingamise teel. Teadlaste sõnul parandab bakter Mycobacterium vaccae õppimist, stimuleerides aju neuronite kasvu, mis toob kaasa serotoniini taseme tõusu ja ärevuse vähenemise.
Uuring viidi läbi hiirtega, keda toideti elusate bakteritega Mycobacterium vaccae. Tulemused näitasid, et hiired, kes sõid baktereid, liigutasid labürinti palju kiiremini ja väiksema ärevusega kui hiired, kes baktereid ei söönud. Teadlased viitavad sellele, et Mycobacterium vaccae mängib rolli uute väljakutsete parandamisel ja stressitaseme vähendamisel.
Argonne'i riikliku labori teadlased on leidnud, et bakter Bacillus subtilis on võimeline pöörama väga väikeseid hammasrattaid. Need bakterid on aeroobsed, mis tähendab, et nad vajavad kasvamiseks ja arenemiseks hapnikku. Kui need asetada õhu mikromullidega lahusesse, ujuvad bakterid hammasratta hammastes ja panevad selle kindlas suunas pöörama.
Hammasratta pöörlema hakkamiseks kulub mitusada bakterit, kes töötavad koos. Samuti leiti, et bakterid võivad pöörata mitut omavahel ühendatud hammasratast. Uurijad suutsid kontrollida kiirust, millega bakterid hammasrattaid keerasid, reguleerides lahuses sisalduva hapniku kogust. Hapnikuhulga vähenemine tõi kaasa bakterite kasvu aeglustumise. Hapniku eemaldamine lõpetab nende liikumise täielikult.
Raku struktuurikomponendid on bakterimembraan, mis koosneb rakuseinast, tsütoplasmaatilisest membraanist ja mõnikord ka kapslist; tsütoplasma; ribosoomid; mitmesugused tsütoplasmaatilised kandmised; nukleoid (tuum). Lisaks on teatud tüüpi bakteritel eosed, lipud, ripsmed (pili, fimbria) (joonis 2).
Raku sein enamiku liikide bakterite kohustuslik moodustumine. Selle struktuur sõltub tüübist ja kuuluvusest.
bakterid rühmadesse, mida eristab Gram-värvimine. Rakuseina mass moodustab umbes 20% kogu raku kuivmassist, paksus on 15 kuni 80 nm.
Riis. 3. Bakteriraku ehituse skeem
1 - kapsel; 2 - rakusein; 3 - tsütoplasmaatiline membraan; 4 - tsütoplasma; 5 - mesosoomid; 6 - ribosoomid; 7 - nukleoid; 8 - intratsütoplasmaatilise membraani moodustised; 9 - rasvased tilgad; 10 - polüsahhariidi graanulid; 11 - polüfosfaadi graanulid; 12 - väävli kandmised; 13 - flagella; 14 - põhikeha
Rakuseinas on kuni 1 nm läbimõõduga poorid, seega on tegemist poolläbilaskva membraaniga, mille kaudu tungivad toitained ja eralduvad ainevahetusproduktid.
Need ained võivad mikroobirakku tungida alles pärast esialgset hüdrolüütilist lõhustamist spetsiifiliste ensüümide poolt, mida bakterid eritavad väliskeskkonda.
Rakuseina keemiline koostis ei ole ühtlane, kuid teatud tüüpi bakterite puhul, mida kasutatakse identifitseerimiseks, on see konstantne. Rakusein sisaldab lämmastikuühendeid, lipiide, tselluloosi, polüsahhariide ja pektiinaineid.
Rakuseina kõige olulisem keemiline komponent on kompleksne polüsahhariidpeptiid. Seda nimetatakse ka peptidoglükaaniks, glükopeptiidiks, mureiiniks (lat. murus - sein).
Mureiin on struktuurne polümeer, mis koosneb atsetüülglükoosamiinist ja atsetüülmuraamhappest moodustunud glükaani molekulidest. Selle süntees toimub tsütoplasmas tsütoplasmaatilise membraani tasemel.
Erinevat tüüpi rakuseina peptidoglükaanil on spetsiifiline aminohappeline koostis ja sellest sõltuvalt teatud kemotüüp, mida võetakse arvesse piimhappe ja teiste bakterite tuvastamisel.
Gramnegatiivsete bakterite rakuseinas on peptidoglükaan esindatud ühe kihina, grampositiivsete bakterite seinas aga mitu kihti.
1884. aastal pakkus Gram välja kudede värvimismeetodi, mida kasutati prokarüootsete rakkude värvimiseks. Kui Grami värvimise ajal töödeldakse fikseeritud rakke kristallvioletse värvi alkoholilahusega ja seejärel joodilahusega, moodustavad need ained mureiiniga stabiilse värvilise kompleksi.
Goam-positiivsetes mikroorganismides ei lahustu värviline violetne kompleks etanooli mõjul ja vastavalt ei tuhmu; fukssiiniga (punane värv) värvimisel jäävad rakud tumevioletseks.
Gramnegatiivsetes mikroorganismides lahustatakse emajuurviolett etanoolis ja pestakse veega välja ning fukssiiniga värvimisel muutub rakk punaseks.
Mikroorganismide võimet värvida analüütiliste värvainetega ja Grami meetodi järgi nn. toonilised omadused . Neid tuleb uurida noortes (18–24-tunnistes) kultuurides, kuna mõned grampositiivsed bakterid vanades kultuurides kaotavad Grami meetodi järgi oma võime positiivselt värvida.
Peptiidoglükaani tähtsus seisneb selles, et tänu sellele on rakuseinal jäikus, s.t. elastsust ja on bakteriraku kaitsev raamistik.
Peptidoglükaani hävimisel näiteks lüsosüümi toimel kaotab rakusein jäikuse ja variseb kokku. Raku sisu (tsütoplasma) koos tsütoplasmaatilise membraaniga omandab sfäärilise kuju, see tähendab, et see muutub protoplastiks (sferoplastiks).
Paljud sünteesivad ja hävitavad ensüümid on seotud rakuseinaga. Rakuseina komponendid sünteesitakse tsütoplasmaatilises membraanis ja transporditakse seejärel rakuseinale.
Tsütoplasmaatiline membraan asub rakuseina all ja sobib tihedalt selle sisepinnaga. See on poolläbilaskev membraan, mis ümbritseb tsütoplasmat ja protoplasti raku sisemist sisu. Tsütoplasmaatiline membraan on tsütoplasma paksenenud välimine kiht.
Tsütoplasmaatiline membraan on peamine barjäär tsütoplasma ja keskkonna vahel, selle terviklikkuse rikkumine põhjustab rakusurma. See sisaldab valke (50-75%), lipiide (15-45%), paljudes liikides - süsivesikuid (1-19%).
Membraani peamine lipiidkomponent on fosfo- ja glükolipiidid.
Tsütoplasmaatiline membraan täidab selles paiknevate ensüümide abil mitmesuguseid funktsioone: sünteesib membraanilipiide - rakuseina komponente; membraaniensüümid - kannavad selektiivselt läbi membraani erinevaid orgaanilisi ja anorgaanilisi molekule ja ioone, membraan osaleb rakuenergia muundamises, samuti kromosoomide replikatsioonis, elektrokeemilise energia ja elektronide ülekandes.
Seega tagab tsütoplasmaatiline membraan selektiivse sisenemise rakku ja erinevate ainete ja ioonide eemaldamise sellest.
Tsütoplasmaatilise membraani derivaadid on mesosoomid . Need on sfäärilised struktuurid, mis tekivad membraani keerdumisel lokki. Need asuvad mõlemal küljel - raku vaheseina moodustumise kohas või tuuma DNA lokaliseerimise tsooni kõrval.
Mesosoomid on funktsionaalselt samaväärsed kõrgemate organismide rakkude mitokondritega. Nad osalevad bakterite redoksreaktsioonides, mängivad olulist rolli orgaaniliste ainete sünteesil, rakuseina moodustamisel.
Kapsel on rakukogumike väliskihi derivaat ja on limaskest, mis ümbritseb ühte või mitut mikroobirakku. Selle paksus võib ulatuda 10 mikronini, mis on mitu korda suurem kui bakteri enda paksus.
Kapslil on kaitsefunktsioon. Bakterikapsli keemiline koostis on erinev. Enamikul juhtudel koosneb see komplekssetest polüsahhariididest, mukopolüsahhariididest ja mõnikord polüpeptiididest.
Kapsli moodustumine on tavaliselt spetsiifiline tunnus. Mikrokapsli välimus sõltub aga sageli bakterite kultiveerimistingimustest.
Tsütoplasma- kompleksne kolloidne süsteem suure koguse veega (80-85%), milles on dispergeeritud valgud, süsivesikud, lipiidid, aga ka mineraalsed ühendid ja muud ained.
Tsütoplasma on tsütoplasmaatilise membraaniga ümbritsetud raku sisu. See on jagatud kaheks funktsionaalseks osaks.
Üks osa tsütoplasmast on sooli (lahuse) olekus, on homogeense struktuuriga ja sisaldab komplekti lahustuvaid ribonukleiinhappeid, ensüümvalke ja ainevahetusprodukte.
Teist osa esindavad ribosoomid, erineva keemilise olemusega kandmised, geneetiline aparaat ja muud intratsütoplasmaatilised struktuurid.
Ribosoomid Need on submikroskoopilised graanulid, mis on sfäärilised nukleoproteiini osakesed läbimõõduga 10–20 nm, molekulmassiga umbes 2–4 miljonit.
Prokarüootide ribosoomid koosnevad 60% RNA-st (ribonukleiinhappest), mis asub keskel ja 40 % valk, mis katab nukleiinhappe välispinna.
Tsütoplasmaatilised kandmised on nii ainevahetusproduktid kui ka varuproduktid, mille tõttu rakk elab toitainete puuduse tingimustes.
Prokarüootide geneetiline materjal koosneb kompaktse struktuuriga desoksüribonukleiinhappe (DNA) topeltahelast, mis paikneb tsütoplasma keskosas ja ei ole sellest membraaniga eraldatud. Bakterite DNA ehitus ei erine eukarüootide DNA-st, kuid kuna see ei ole tsütoplasmast membraaniga eraldatud, siis on geneetiline materjal nn. nukleoid või genofoor... Tuumastruktuurid on sfäärilised või hobuserauakujulised.
Vaidlused bakterid on uinuvad, ei paljune oma vormi. Need on moodustatud raku sees, need on ümmargused või ovaalsed moodustised. Eosed moodustavad peamiselt grampositiivseid baktereid, pulgakujulisi aeroobse ja anaeroobse hingamisega vanades kultuurides, samuti ebasoodsates keskkonnatingimustes (toitainete ja niiskuse puudus, ainevahetusproduktide kogunemine keskkonda, pH ja viljelustemperatuuri muutused, õhuhapniku olemasolu või puudumine jne jne) võivad minna üle alternatiivsele arendusprogrammile, mille tulemuseks on vaidlused. Sel juhul moodustub rakus üks spoor. See näitab, et sporulatsioon bakterites on kohanemine liigi (isendi) säilitamiseks ega ole nende paljunemise viis. Sporulatsiooniprotsess toimub väliskeskkonnas reeglina 18-24 tundi.
Küps eos moodustab ligikaudu 0,1 emaraku mahust. Erinevate bakterite eosed erinevad kuju, suuruse ja asukoha poolest rakus.
Nimetatakse mikroorganisme, mille eoste läbimõõt ei ületa vegetatiivse raku laiust batsillid, nimetatakse baktereid, millel on eosed, mille läbimõõt on 1,5-2 korda suurem raku läbimõõdust. klostriidid.
Mikroobiraku sees võib eos paikneda keskmises - keskasendis, lõpus - terminaalses asendis ning raku keskpunkti ja otsa vahel - subterminaalne asend.
Flagella bakterid on liikumisorganid (liikumisorganid), mille abil võivad bakterid liikuda kiirusega kuni 50-60 mikronit/s. Samal ajal kattuvad bakterid 1 sekundi jooksul oma keha pikkusega 50-100 korda. Lipu pikkus ületab bakterite pikkuse 5-6 korda. Lipu paksus on keskmiselt 12-30 nm.
Vippude arv, suurus ja asukoht on teatud tüüpi prokarüootide puhul konstantsed ja seetõttu võetakse neid nende tuvastamisel arvesse.
Sõltuvalt lipulite arvust ja asukohast jagunevad bakterid monotrihhideks (monopolaarsed monotrihhid) - rakud, mille ühes otsas on üks flagellum, lofotrihhid (monopolaarsed polütrihhid) - ühes otsas paikneb lipukimp, amfitrichid (bipolaarsed polütrihhid) - lipukesed paiknevad igal poolusel, peritrichid - lipukesed paiknevad kogu raku pinnal (joonis 4) ja atrihhid - lipuvabad bakterid.
Bakterite liikumise iseloom oleneb lippude arvust, vanusest, kultuuri omadustest, temperatuurist, erinevate kemikaalide olemasolust ja muudest teguritest. Monotrichidel on suurim liikuvus.
Lippe leidub sagedamini vardakujulistes bakterites, need ei ole elutähtsad rakustruktuurid, kuna on olemas liikuvate bakteriliikide lipuvabasid variante.
Bakterid on vanim organism maa peal ja ka ehituselt kõige lihtsam. See koosneb ainult ühest rakust, mida saab näha ja uurida ainult mikroskoobi all. Bakterite iseloomulik tunnus on tuuma puudumine, mistõttu liigitatakse bakterid prokarüootidena.
Mõned liigid moodustavad väikeseid rakurühmi, sellised klastrid võivad olla ümbritsetud kapsliga (tupega). Bakterite suurus, kuju ja värvus sõltuvad suuresti nende keskkonnast.
Kuju poolest erinevad bakterid: pulgakujulised (batsillid), sfäärilised (kokid) ja kurrulised (spirilla). On ka modifitseeritud - kuubikujulisi, C-kujulisi, tähekujulisi. Nende suurus on vahemikus 1 kuni 10 mikronit. Teatud tüüpi bakterid võivad lipuliste abil aktiivselt liikuda. Viimased on mõnikord kaks korda suuremad kui bakterid ise.
Bakterite vormide tüübid
Bakterite liikumiseks kasutatakse lippe, mille arv on erinev - üks, paar, lipukimp. Lipude asukoht on samuti erinev - raku ühel küljel, külgedel või ühtlaselt üle kogu tasapinna. Samuti on üheks liikumismeetodiks libisemine tänu prokarüootidega kaetud limale. Enamikul neist on tsütoplasmas vakuoolid. Gaasimahu reguleerimine vakuoolides aitab neil liikuda vedelikus üles või alla, samuti liikuda mööda pinnase õhukanaleid.
Teadlased on avastanud üle 10 tuhande bakterisordi, kuid teadlaste oletuste kohaselt on neid maailmas üle miljoni liigi. Bakterite üldised omadused võimaldavad määrata nende rolli biosfääris, samuti uurida bakterite kuningriigi struktuuri, tüüpe ja klassifikatsiooni.
Struktuuri lihtsus ja keskkonnatingimustega kohanemise kiirus aitasid bakteritel levida laialdaselt meie planeedil. Neid leidub kõikjal: vesi, pinnas, õhk, elusorganismid – see kõik on prokarüootidele kõige vastuvõetavam elupaik.
Baktereid leiti nii lõunapoolusel kui ka geisrites. Neid leidub nii ookeanipõhjas kui ka Maa õhukesta ülemistes kihtides. Bakterid elavad kõikjal, kuid nende arv sõltub soodsatest tingimustest. Näiteks elab suur hulk bakteriliike avaveekogudes, aga ka pinnases.
Bakterirakk erineb mitte ainult selle poolest, et sellel puudub tuum, vaid ka mitokondrite ja plastiidide puudumise tõttu. Selle prokarüoodi DNA asub spetsiaalses tuumatsoonis ja näeb välja nagu rõngasse suletud nukleoid. Bakteris koosneb rakustruktuur rakuseinast, kapslist, kapslitaolisest membraanist, flagellast, pilist ja tsütoplasmaatilisest membraanist. Sisestruktuuri moodustavad tsütoplasma, graanulid, mesosoomid, ribosoomid, plasmiidid, inklusioonid ja nukleoid.
Bakteriraku sein toimib kaitse ja toena. Ained võivad oma läbilaskvuse tõttu sellest vabalt läbi voolata. See kest sisaldab pektiini ja hemitselluloosi. Mõned bakterid eritavad spetsiaalset lima, mis aitab kaitsta kuivamise eest. Lima moodustab kapsli – keemilise koostisega polüsahhariidi. Sellisel kujul on bakter võimeline taluma isegi väga kõrgeid temperatuure. See täidab ka muid funktsioone, näiteks kleepub mis tahes pindadele.
Bakteriraku pinnal on õhukesed valgukiud - nad jõid. Neid võib olla suur hulk. Pili aitab rakkudel geneetilist materjali üle kanda ja tagab ka adhesiooni teiste rakkudega.
Seinatasandi all on kolmekihiline tsütoplasmaatiline membraan. See tagab ainete transpordi ja omab olulist rolli ka eoste moodustumisel.
Bakterite tsütoplasma on 75 protsenti toodetud veest. Tsütoplasma koostis:
Ainevahetus prokarüootides on võimalik hapnikuga või ilma. Enamik neist toitub valmis orgaanilistest toitainetest. Väga vähesed liigid on võimelised anorgaanilistest orgaanilisi aineid iseseisvalt sünteesima. Need on sinakasrohelised bakterid ja tsüanobakterid, mis on mänginud olulist rolli atmosfääri kujunemisel ja hapnikuga küllastumisel.
Paljunemiseks soodsates tingimustes toimub see tärkamise teel või vegetatiivselt. Mittesuguline paljunemine toimub järgmises järjestuses:
Selle paljunemismeetodiga ei toimu geneetilise teabe vahetust, seega on kõik tütarrakud ema täpsed koopiad.
Bakterite paljunemisprotsess ebasoodsates tingimustes on huvitavam. Teadlased said bakterite seksuaalse paljunemise võimest teada suhteliselt hiljuti – 1946. aastal. Bakterid ei jagune emas- ja sugurakkudeks. Kuid nende DNA on heteroseksuaalne. Kaks sellist rakku moodustavad üksteisele lähenedes kanali DNA ülekandmiseks, toimub saitide vahetus - rekombinatsioon. Protsess on üsna pikk, mille tulemuseks on kaks täiesti uut isendit.
Enamikku baktereid on mikroskoobi all väga raske näha, kuna neil pole oma värvi. Vähesed sordid on oma bakterioklorofülli ja bakteriopurpuriini sisalduse tõttu lillad või rohelised. Kuigi, kui arvestada mõnda bakterikolooniat, saab selgeks, et need eraldavad elupaika värvilisi aineid ja omandavad ereda värvi. Prokarüootide põhjalikumaks uurimiseks värvitakse neid.
Bakterite klassifikatsioon võib põhineda sellistel näitajatel nagu:
Symbiont bakterid elavad koostöös teiste organismidega.
Saprofüütide bakterid elavad juba surnud organismidel, toodetel ja orgaanilistel jäätmetel. Nad aitavad kaasa lagunemis- ja käärimisprotsessidele.
Mädanemine viib laibad ja muud orgaanilised jäätmed loodusest välja. Ilma lagunemisprotsessita ei toimuks looduses ainete ringlust. Milline on siis bakterite roll ainete ringis?
Mädanemisbakterid on abilised valguühendite, aga ka rasvade ja muude lämmastikku sisaldavate ühendite lagundamise protsessis. Pärast keeruka keemilise reaktsiooni läbiviimist lõhuvad nad sidemed orgaaniliste organismide molekulide vahel ja püüavad kinni valgumolekulid, aminohapped. Molekulid eraldavad lõhenemisel ammoniaaki, vesiniksulfiidi ja muid kahjulikke aineid. Need on mürgised ja võivad inimestel ja loomadel põhjustada mürgistust.
Mädanemisbakterid paljunevad soodsates tingimustes kiiresti. Kuna tegemist pole mitte ainult kasulike, vaid ka kahjulike bakteritega, on toodete enneaegse mädanemise vältimiseks õppinud neid töötlema: kuivatama, marineerima, soolama, suitsutama. Kõik need ravimeetodid tapavad baktereid ja takistavad nende paljunemist.
Fermentatsioonibakterid on võimelised ensüümide abil süsivesikuid lagundama. Inimesed märkasid seda võimet iidsetel aegadel ja kasutavad selliseid baktereid piimhappetoodete, äädika ja muude toiduainete valmistamiseks tänapäevani.
Bakterid, mis töötavad koos teiste organismidega, täidavad väga olulist keemilist tööd. Väga oluline on teada, mis tüüpi bakterid on olemas ja millist kasu või kahju nad loodusele toovad.
Eespool oleme juba märkinud paljude bakteritüüpide suurt tähtsust (lagunemisprotsessides ja erinevat tüüpi fermentatsioonis), s.o. sanitaarülesannete täitmine Maal.
Samuti mängivad bakterid tohutut rolli süsiniku, hapniku, vesiniku, lämmastiku, fosfori, väävli, kaltsiumi ja muude elementide ringis. Paljud bakteritüübid aitavad kaasa õhulämmastiku aktiivsele sidumisele ja muudavad selle orgaaniliseks vormiks, aidates kaasa mulla viljakuse suurenemisele. Eriti olulised on need bakterid, mis lagundavad tselluloosi, mis on mulla mikroorganismide elutegevuseks peamine süsinikuallikas.
Sulfaate redutseerivad bakterid osalevad õli ja vesiniksulfiidi moodustumisel ravimudas, pinnases ja meres. Seega on Musta mere vesiniksulfiidiga küllastunud veekiht sulfaate redutseerivate bakterite elutegevuse tulemus. Nende bakterite aktiivsus muldades põhjustab sooda moodustumist ja mulla soodastumise. Sulfaate redutseerivad bakterid muudavad riisi koorimata pinnases olevad toitained vormiks, mis muutub põllukultuuri juurtele kättesaadavaks. Need bakterid võivad korrodeerida metallkonstruktsioone maa all ja vee all.
Tänu bakterite elutegevusele vabaneb muld paljudest saadustest ja kahjulikest organismidest ning on küllastunud väärtuslike toitainetega. Bakteritsiidseid preparaate kasutatakse edukalt võitluses mitut tüüpi putukatega (maisiliblikas jne).
Mitmesuguseid baktereid kasutatakse erinevates tööstusharudes atsetooni, etüül- ja butüülalkoholide, äädikhappe, ensüümide, hormoonide, vitamiinide, antibiootikumide, valgu-vitamiini preparaatide jne tootmiseks.
Ilma bakteriteta on võimatu naha parkimist, tubakalehtede kuivatamist, siidi, kummi tootmist, kakao, kohvi töötlemist, kanepi, lina ja muude niinekiutaimede leotamist, kapsa marineerimist, heitvee puhastamist, metallide leotamist jne.
Vajalikud organellid on: tuumaaparaat, tsütoplasma, tsütoplasmaatiline membraan.
Valikuline(alaealine) konstruktsioonielemendid on: rakusein, kapsel, eosed, jook, flagella.
1. Bakteriraku keskel on nukleoid- tuuma moodustumine, mida esindab kõige sagedamini üks rõngakujuline kromosoom. Koosneb kaheahelalisest DNA ahelast. Nukleoidi ei eralda tsütoplasmast tuumamembraan.
2.Tsütoplasma- kompleksne kolloidsüsteem, mis sisaldab mitmesuguseid metaboolse päritoluga inklusioone (volutiini terad, glükogeen, granuloos jne), ribosoome ja muid valkude sünteesisüsteemi elemente, plasmiide (ekstranukleoidne DNA), mesosoomid(moodustub tsütoplasmaatilise membraani invagineerimise tulemusena tsütoplasmasse, osalevad energia metabolismis, eoste moodustumisel, rakkudevahelise vaheseina moodustumisel jagunemisel).
3.Tsütoplasmaatiline membraan piirab tsütoplasmat väljastpoolt, on kolmekihilise struktuuriga ja täidab mitmeid olulisi funktsioone – barjäär (loob ja hoiab osmootset rõhku), energia (sisaldab palju ensüümsüsteeme – hingamis-, redoks-, teostab elektronide ülekannet), transport (erinevate ainete ülekanne rakku ja puurist).
4.Raku sein- omane enamikule bakteritele (välja arvatud mükoplasmad, acholeplasmad ja mõned muud mikroorganismid, millel puudub tõeline rakuseina). Sellel on mitmeid funktsioone, esiteks tagab see mehaanilise kaitse ja rakkude püsiva kuju, bakterite antigeensed omadused on suuresti seotud selle olemasoluga. Kompositsioonis - kaks põhikihti, millest välimine on plastilisem, sisemine jäik.
Rakuseina peamine keemiline ühend, mis on spetsiifiline ainult bakteritele peptidoglükaan(muureiinhapped). Bakteriraku seina struktuur ja keemiline koostis määrab bakterite taksonoomia seisukohalt olulise tunnuse - seoses Grami värvimisega... Selle kohaselt eristatakse kahte suurt rühma - grampositiivseid ("gram +") ja gramnegatiivseid ("gram -") baktereid. Gram-positiivsete bakterite sein pärast Grami värvimist säilitab joodikompleksi koos emajuurviolett(värvitud sinakasvioletset värvi), gramnegatiivsed bakterid kaotavad pärast töötlemist selle kompleksi ja vastava värvuse ning värvuvad roosaks tänu lisavärvimisele magentaga.
Grampositiivsete bakterite rakuseina omadused.
Võimas, paks, kergesti organiseeritav rakusein, milles domineerivad peptidoglükaan ja teikhoiinhapped, ilma lipopolüsahhariidideta (LPS) ja sageli ka diaminopimeelhappeta.
Gramnegatiivsete bakterite rakuseina omadused.
Rakusein on palju õhem kui grampositiivsetel bakteritel, sisaldab LPS-i, lipoproteiine, fosfolipiide, diaminopimeelhapet. Struktuur on keerulisem - seal on välismembraan, seega on rakusein kolmekihiline.
Kui grampositiivseid baktereid töödeldakse peptidoglükaani hävitavate ensüümidega, tekivad rakuseinata täielikult struktuurid - protoplastid... Gramnegatiivsete bakterite töötlemine lüsosüümiga hävitab ainult peptidoglükaani kihi ilma välismembraani täielikult hävitamata; selliseid struktuure nimetatakse sferoplastid... Protoplastid ja sferoplastid on sfäärilise kujuga (see omadus on seotud osmootse rõhuga ja on iseloomulik kõikidele rakkudeta bakterivormidele).
Bakterite L-vormid.
Mitmete bakterirakku negatiivselt mõjutavate tegurite (antibiootikumid, ensüümid, antikehad jne) mõjul ilmneb. L- muutumine bakterid, mis viib rakuseina püsiva või ajutise kadumiseni. L-transformatsioon ei ole mitte ainult varieeruvuse vorm, vaid ka bakterite kohanemine ebasoodsate elutingimustega. Antigeensete omaduste muutumise (O- ja K-antigeenide kadu), virulentsuse vähenemise ja muude tegurite tulemusena omandavad L-vormid võime pikka aega püsida ( püsima) peremehe kehas, säilitades aeglase voolu nakkusprotsessi. Rakuseina kadumine muudab L-vormi tundlikuks antibiootikumide, antikehade ja erinevate keemiaravi ravimite suhtes, mille rakenduspunktiks on bakteri rakusein. Ebastabiilne L-kujuline tagurpidi rakuseinaga bakterite klassikalisteks (algsete) vormideks. Samuti on olemas stabiilsed bakterite L-vormid, rakuseina puudumine ja võimetus muuta need bakterite klassikalisteks vormideks on geneetiliselt fikseeritud. Mitmes mõttes meenutavad nad väga mükoplasmasid ja teisi. mollicuts- bakterid, mille rakusein taksonoomilise tunnusena puudub. Mükoplasmadesse kuuluvad mikroorganismid on väikseimad prokarüootid, neil puudub rakuseina ja nagu kõik bakteriaalsed seinata struktuurid, on neil sfääriline kuju.
Bakterite pinnastruktuuridele(valikuline, nagu rakusein) hõlmavad kapsel, flagella, mikrovillid.
Kapsel või limaskesta kiht ümbritseb rea bakterite kesta. Eraldada mikrokapsel tuvastatakse elektronmikroskoopiaga mikrofibrillide kihina ja makrokapsel tuvastatakse valgusmikroskoopiaga. Kapsel on kaitsestruktuur (peamiselt kuivamise eest), paljudes mikroobides on see patogeenseks teguriks, takistab fagotsütoosi teket, pärsib kaitsereaktsioonide esimesi etappe – äratundmist ja imendumist. On saprofüüdid kapslid moodustuvad väliskeskkonnas, patogeenides - sagedamini peremeesorganismis. Kapslite värvimiseks on mitmeid meetodeid, sõltuvalt nende keemilisest koostisest. Kapsel koosneb sageli polüsahhariididest (kõige levinum värvus on vastavalt Ginsu), harvem polüpeptiididest.
Flagella. Liikuvad bakterid võivad olla libisevad (liikuvad kõval pinnal lainetaoliste kokkutõmmete tagajärjel) või hõljuvad, liikudes niitjate spiraalselt kõverate valkude tõttu ( flagelliin keemilise koostise järgi) moodustised - flagellad.
Lipulite asukoha ja arvu järgi eristatakse mitmeid bakterite vorme.
1. Monotrichidel on üks polaarne lipp.
2. Lophotrichid – neil on polaarselt paiknev lipukimp.
3.Amphitrichs – neil on lipud diametraalselt vastaspoolustel.
4. Peritrixes – neil on lipukesed kogu bakteriraku perimeetri ulatuses.
Võime sihipäraseks liikumiseks (kemotaksis, aerotaksis, fototaksis) bakteritel on geneetiliselt määratud.
Fimbriae ehk ripsmed- suurel hulgal bakterirakku ümbritsevad lühikesed filamendid, mille abil bakterid kinnituvad substraatide külge (näiteks limaskestade pinnale). Seega on fimbriad adhesiooni ja kolonisatsiooni tegurid.
F- jõi (viljakus)- aparaat bakterite konjugatsioon, leidub väikestes kogustes õhukeste valguliste villide kujul.
Endospoorid ja sporulatsioon.
Eoste moodustumine- viis teatud tüüpi bakterite säilitamiseks ebasoodsates keskkonnatingimustes. Endospoorid moodustuvad tsütoplasmas, on madala metaboolse aktiivsusega ja kõrge resistentsusega rakud ( vastupanu) kuivamisele, keemiliste tegurite mõjule, kõrgele temperatuurile ja muudele ebasoovitavatele keskkonnateguritele. Valgusmikroskoopias kasutatakse sageli spooride tuvastamise meetodit. Ožeško poolt... Kõrge vastupidavus on seotud suure sisaldusega dipikoliinhappe kaltsiumsool vaidluse kestas. Eoste paiknemine ja suurus erinevates mikroorganismides on erinev, millel on diferentsiaaldiagnostiline (taksonoomiline) tähendus. Eoste "elutsükli" peamised faasid sporulatsioon(sisaldab ettevalmistavat etappi, vaidlustamiseelset etappi, kesta moodustumist, küpsemist ja puhkeperioodi) ja idanemine lõppedes vegetatiivse vormi kujunemisega. Sporulatsiooni protsess on geneetiliselt määratud.
Kultiveerimata bakterite vormid.
Paljudel gramnegatiivsete bakterite liikidel, mis ei moodusta eoseid, on spetsiaalne kohanemisvõime - kasvatamata vormid. Neil on madal metaboolne aktiivsus ja nad ei paljune aktiivselt, s.t. ei moodusta kolooniaid tahkel toitainekeskkonnas, ei tuvastata külvamise ajal. Need on väga vastupidavad ja võivad püsida elujõulisena mitu aastat. Neid ei tuvastata klassikaliste bakterioloogiliste meetoditega, neid tuvastatakse ainult geneetiliste meetoditega ( polümeraasi ahelreaktsioon - PCR).
