Ne možemo ni zamisliti koliko nas mikroorganizama stalno okružuje. Uhvativši se za rukohvat u autobusu, već ste podmetnuli stotinjak tisuća bakterija na svoju ruku, odlaskom u javni WC, opet ste se nagradili tim mikroorganizmima. Bakterije uvijek i posvuda prate osobu. Ali nema potrebe negativno reagirati na ovu riječ, jer bakterije nisu samo patogene, već i korisne za tijelo.
Znanstvenici su bili jako iznenađeni kada su shvatili da su neke bakterije zadržale svoj izgled oko milijardu godina. Takvi mikroorganizmi čak su uspoređivani s automobilom Volkswagen - izgled jednog od njihovih modela nije se promijenio 40 godina, koji ima idealan oblik.
Bakterije su se među prvima pojavile na Zemlji, pa se zasluženo mogu nazvati dugovječnima. Zanimljiva je činjenica da ove stanice nemaju formiranu jezgru, pa do danas privlače veliku pozornost na svoju strukturu.
Bakterije su mikroskopski organizmi biljnog podrijetla. Struktura bakterijske stanice (tablica, postoje dijagrami radi jasnoće u razumijevanju vrsta tih stanica) ovisi o njezinoj namjeni.
Ove stanice su sveprisutne jer se brzo razmnožavaju. Postoje znanstveni dokazi da u doslovno šest sati jedna stanica može proizvesti potomstvo od 250 tisuća bakterija. Ovi jednostanični organizmi dolaze u mnogim varijantama koje se razlikuju po obliku.
Bakterije su vrlo izdržljivi organizmi, njihove spore mogu zadržati sposobnost života 30-40 godina. Te se spore prenose dahom vjetra, strujom vode i na druge načine. Održivost se održava do temperature od 100 stupnjeva i uz blagi mraz. Pa ipak, kakvu strukturu ima bakterijska stanica? Tablica opisuje glavne komponente bakterija, funkcije ostalih organela su navedene u nastavku.
Patogene su prirode. Koke se dijele u skupine ovisno o njihovu međusobnom položaju:
Štapići koji tvore spore dijele se na klostridije i bacile. Ove su bakterije kratke i vrlo kratke veličine. Krajnji dijelovi štapića su zaobljeni, zadebljani ili odrezani. Ovisno o mjestu gdje se bakterije nalaze, razlikuje se nekoliko skupina: mono-, diplo- i streptobakterije.
Ove mikroskopske stanice su dvije vrste:
Filamentozne bakterije. Postoje dvije grupe takvih oblika:
Strukturne značajke bakterijske stanice su da je tijekom svog postojanja sposobna mijenjati oblike, ali se u isto vrijeme polimorfizam ne nasljeđuje. U tijeku metabolizma u tijelu na stanicu djeluju različiti čimbenici, uslijed čega dolazi do kvantitativnih promjena u njenom izgledu. Ali čim prestane djelovanje izvana, stanica će poprimiti svoju prijašnju sliku. Koje su strukturne značajke bakterijske stanice, možete identificirati kada je pregledate mikroskopom.
Školjka daje i održava oblik stanice, štiti unutarnje komponente od oštećenja. Zbog nepotpune propusnosti ne mogu sve tvari ući u stanicu, što olakšava izmjenu struktura niske i visoke molekularne mase između vanjskog okruženja i same stanice. Također, u zidu se odvijaju razne kemijske reakcije. Uz pomoć elektronskog mikroskopa nije teško proučiti kakvu detaljnu strukturu ima bakterijska stanica.
Baza ljuske sadrži murein polimer. Gram-pozitivne bakterije imaju jednoslojni kostur sastavljen od mureina. Postoje polisaharidni i lipoproteinski kompleksi, fosfati. U gram-negativnim stanicama, skelet mureina ima mnogo slojeva. Vanjski sloj uz staničnu stijenku je citoplazmatska membrana. Također ima određene slojeve koji sadrže proteine s lipidima. Glavna funkcija citoplazmatske membrane je kontrola prodiranja tvari u stanicu i njihovo izlučivanje (osmotska barijera). Ovo je vrlo važna funkcija za stanice, jer štiti stanice.
Živa polutekuća tvar koja ispunjava staničnu šupljinu naziva se citoplazma. Velika količina proteina, zaliha hranjivih tvari (masti i masti sličnih tvari) sadrži bakterijsku stanicu. Fotografija snimljena tijekom pregleda pod mikroskopom jasno pokazuje sastavne dijelove unutar citoplazme. Glavna struktura uključuje ribosome koji se nalaze u kaotičnom redu iu velikom broju. Također u sastavu postoje mezozomi koji sadrže enzime redoks prirode. Zahvaljujući njima, stanica crpi energiju. Jezgra je predstavljena u obliku nuklearne tvari smještene u kromatinskim tijelima.
Ribosomi se sastoje od podjedinica (2) i nukleoproteini. Povezujući se jedni s drugima, ovi sastavni elementi tvore polisome ili poliribosome. Glavni zadatak ovih inkluzija je sinteza proteina na temelju genetskih informacija. Brzina sedimentacije je 70S.
Genetski materijal (DNA) nalazi se u neformiranoj jezgri (nukleoidu). Ova jezgra se nalazi na nekoliko mjesta u citoplazmi i predstavlja labavu membranu. Bakterije s takvom jezgrom nazivaju se prokarioti. Aparat jezgre je lišen membrane, nukleola i skupa kromosoma. A deoksiribonukleinska kiselina se u njemu nalazi pomoću snopova vlakana. Dijagram strukture bakterijske stanice detaljno prikazuje strukturu nuklearnog aparata.
U nekim uvjetima, bakterije mogu razviti sluznicu. Kao rezultat, dolazi do stvaranja kapsule. Ako je sluz vrlo jaka, tada se bakterije pretvaraju u zoogley (ukupna mukozna masa).
Struktura bakterijske stanice ima osobitost - to je prisutnost zaštitne kapsule koja se sastoji od polisaharida ili glikoproteina. Ponekad su ove kapsule sastavljene od polipeptida ili vlakana. Nalazi se na vrhu stanične stijenke. Što se tiče debljine, kapsula može biti debela ili tanka. Njegovo nastajanje događa se zbog uvjeta u koje stanica pada. Glavno svojstvo kapsule je zaštita bakterija od isušivanja.
Osim zaštitne kapsule, struktura bakterijske stanice osigurava njezinu motoričku sposobnost.
Flagele su dodatni elementi koji pokreću stanicu. Predstavljene su u obliku niti različitih duljina, koje se sastoje od flagelina. To je protein koji ima sposobnost kontrakcije.
Sastav flageluma je trokomponentan (konac, kuka, bazalno tijelo). Ovisno o pričvršćivanju i mjestu, identificirano je nekoliko skupina pokretnih bakterija:
Mnogo je zanimljivih činjenica o bakterijama. Dakle, odavno je dokazano da mobitel sadrži ogromnu količinu tih stanica, čak ih je i na wc dasci manje. Ostale bakterije omogućuju nam kvalitetan život - jesti, obavljati određene aktivnosti, bez ikakvih problema osloboditi svoje tijelo od razgradnih produkata hranjivih tvari. Bakterije su uistinu raznolike, njihove funkcije su višestruke, ali ne treba zaboraviti na njihov patološki učinak na organizam, stoga je važno pratiti vlastitu higijenu i čistoću oko sebe.
Sa stajališta moderne znanosti, prokarioti imaju primitivnu strukturu. No, upravo ta “jednostavnost” pomaže im preživjeti u najneočekivanijim uvjetima. Na primjer, u izvorima sumporovodika ili na nuklearnim poligonima. Znanstvenici su izračunali da je ukupna masa svih kopnenih mikroorganizama 550 milijardi tona.
Bakterije su jednostanične... Ali to ne znači da bakterijske stanice prolaze prije stanica životinja ili biljaka. Mikrobiologija već ima znanje o stotinama tisuća mikrobnih vrsta. Ipak, predstavnici znanosti svaki dan otkrivaju nove vrste i značajke.
Nije iznenađujuće da za potpuni razvoj Zemljine površine mikroorganizmi moraju imati različite oblike:
Veličina bakterija se mjeri u nanometrima i mikrometrima. Njihova prosječna vrijednost je 0,8 mikrona. Ali među njima postoje divovski prokarioti, koji dosežu 125 mikrona i više. Pravi divovi među patuljcima su spirohete duge 250 mikrona. Sada usporedite s njima veličinu najmanje prokariotske stanice: mikoplazme prilično "narastu" i dosežu promjer od 0,1-0,15 mikrona.
Vrijedi reći da divovske bakterije ne prežive tako lako u okolišu. Teško im je pronaći dovoljno hranjivih tvari za uspješno obavljanje svoje funkcije. No, s druge strane, oni nisu lak plijen za bakterije-predatore, koji se hrane svojim kolegama - jednostaničnim mikroorganizmima, "teče okolo" i jedu ih.
U nepovoljnim uvjetima okoline bakterije stvaraju kapsulu. Mikrokapsula dobro prianja uz zid. Može se vidjeti samo elektronskim mikroskopom. Makrokapsulu često tvore patogeni mikrobi (pneumokoki). Kod Klebsiella pneumonije uvijek se nađe makrokapsula.
Membrana nalik kapsuli je tvorba labavo pričvršćena na staničnu stijenku. Zahvaljujući bakterijskim enzimima, ljuska nalik kapsuli prekrivena je ugljikohidratima (egzopolisaharidima) vanjskog okruženja, što osigurava prianjanje bakterija s različitim površinama, čak i potpuno glatkim. Na primjer, streptokoki, koji ulaze u ljudsko tijelo, mogu se zalijepiti za zube i srčane zaliske.
Funkcije kapsule su različite:
Omogućuju uranjanje i uspon. U tlu se bakterijska stanica kreće duž kanala tla.
Cijeli sadržaj stanice, s izuzetkom jezgre i stanične stijenke, naziva se citoplazma. Tekuća, bezstrukturna faza citoplazme (matriksa) sadrži ribosome, membranske sustave, mitohondrije, plastide i druge strukture, kao i rezervne hranjive tvari. Citoplazma ima izuzetno složenu, finu strukturu (slojevita, zrnasta). Uz pomoć elektronskog mikroskopa otkriveni su mnogi zanimljivi detalji strukture stanice.
Vanjski lipoproteinski sloj protoplasta bakterija, koji ima posebna fizikalna i kemijska svojstva, naziva se citoplazmatska membrana. Sve vitalne strukture i organele nalaze se unutar citoplazme. Citoplazmatska membrana ima vrlo važnu ulogu – regulira ulazak tvari u stanicu i izlučivanje metaboličkih produkata. Kroz membranu, hranjive tvari mogu ući u stanicu kao rezultat aktivnog biokemijskog procesa koji uključuje enzime.
Osim toga, u membrani se odvija sinteza nekih sastavnih dijelova stanice, uglavnom komponenti stanične stijenke i kapsule. Konačno, citoplazmatska membrana sadrži najvažnije enzime (biološke katalizatore). Naređeni raspored enzima na membranama omogućuje vam da regulirate njihovu aktivnost i spriječite uništavanje nekih enzima od strane drugih. Ribosomi su povezani s membranom – strukturnim česticama na kojima se sintetizira protein. Membrana se sastoji od lipoproteina. Dovoljno je jak i može osigurati privremeno postojanje stanice bez ljuske. Citoplazmatska membrana čini do 20% suhe mase stanice.
Na elektroničkim fotografijama tankih dijelova bakterija, citoplazmatska membrana se pojavljuje kao kontinuirani lanac debljine oko 75A, koji se sastoji od svijetlog sloja (lipida) zatvorenog između dva tamnija (proteina). Svaki sloj je širok 20-30A. Takva membrana naziva se elementarna.
Citoplazma bakterijskih stanica često sadrži granule različitih oblika i veličina. Međutim, njihova prisutnost ne može se smatrati nekom vrstom trajnog znaka mikroorganizma, obično je u velikoj mjeri povezana s fizičkim i kemijskim uvjetima okoliša.
Mnoge citoplazmatske inkluzije sastavljene su od spojeva koji služe kao izvor energije i ugljika. Ove skladišne tvari nastaju kada se tijelo opskrbi dovoljnom količinom hranjivih tvari, i, naprotiv, koriste se kada se tijelo stavi u uvjete koji su nepovoljniji u smislu prehrane.
U mnogim bakterijama granule se sastoje od škroba ili drugih polisaharida – glikogena i granuloze. Kod nekih bakterija, kada se uzgajaju u mediju bogatom šećerima, kapljice masti nalaze se unutar stanice. Druga rasprostranjena vrsta zrnatih inkluzija je volutin (granule metakromatina). Ove granule se sastoje od polimetafosfata (tvar za skladištenje koja sadrži ostatke fosforne kiseline). Polimetafosfat služi kao izvor fosfatnih skupina i energije za tijelo. Vjerojatnije je da će bakterije nakupljati volutin u neuobičajenim uvjetima hranjenja, kao što je okruženje bez sumpora. Kapljice sumpora nalaze se u citoplazmi nekih sumpornih bakterija.
Postoji veza između plazma membrane i stanične stijenke u obliku dezmoza – mostova. Citoplazmatska membrana često daje invaginaciju – invaginaciju u stanicu. Ove invaginacije u citoplazmi tvore posebne membranske strukture koje se nazivaju mezozomi.
Neke vrste mezosoma su tijela odvojena od citoplazme vlastitom membranom. Brojne vezikule i tubule su pakirane unutar takvih membranskih vrećica. Ove strukture obavljaju široku paletu funkcija u bakterijama. Neke od ovih struktura su analozi mitohondrija.
Drugi obavljaju funkcije endoplazmatskog retikuluma ili Golgijevog aparata. Fotosintetski aparat bakterija također nastaje invaginacijom citoplazmatske membrane. Nakon invaginacije citoplazme, membrana nastavlja rasti i tvori hrpe, koje se, po analogiji s biljnim granulama kloroplasta, nazivaju tilakoidni stekovi. U tim membranama, koje često ispunjavaju veći dio citoplazme bakterijske stanice, lokalizirani su pigmenti (bakterioklorofil, karotenoidi) i enzimi (citokromi) koji provode proces fotosinteze.
Bakterije nemaju takvu jezgru kao u viših organizama (eukariota), ali imaju svoj analog – „nuklearni ekvivalent“ – nukleoid, koji je evolucijski primitivniji oblik organizacije nuklearne materije. Sastoji se od jednog zatvorenog u prsten dvolančane DNA lanca duljine 1,1-1,6 nm, koji se smatra jednim bakterijskim kromosomom, odnosno genoforom. Nukleoid u prokariota nije omeđen od ostatka stanice membranom – nema nuklearnu ovojnicu.
Struktura nukleoida uključuje RNA polimerazu, bazične proteine i nema histona; kromosom je fiksiran na citoplazmatskoj membrani, a kod gram-pozitivnih bakterija - na mezozomima. Bakterijski se kromosom replicira na polikonzervativni način: dvostruka spirala roditeljske DNA se odmotava i nova komplementarna lanca se sklapa na šablonu svakog polinukleotidnog lanca. Nukleoid nema mitotički aparat, a divergenciju kćeri jezgri osigurava rast citoplazmatske membrane.
Bakterijska jezgra je diferencirana struktura. Ovisno o stupnju razvoja stanice, nukleoid može biti diskretan (diskontinuiran) i sastojati se od zasebnih fragmenata. To je zbog činjenice da se podjela bakterijske stanice u vremenu događa nakon završetka ciklusa replikacije molekule DNA i formiranja kromosoma kćeri.
Nukleoid sadrži većinu genetskih informacija bakterijske stanice. Osim nukleoida, u stanicama mnogih bakterija pronađeni su i ekstrakromosomski genetski elementi - plazmidi, predstavljeni malim kružnim molekulama DNA sposobne za autonomnu replikaciju.
Plazmidi su samostalne, smotane, dvolančane DNA molekule. Njihova je masa mnogo manja od mase nukleotida. Unatoč činjenici da su nasljedne informacije kodirane u DNK plazmida, oni nisu vitalni i neophodni za bakterijsku stanicu.
Citoplazma bakterija sadrži ribosome - čestice koje sintetiziraju proteine promjera 200A. U ćeliji ih je više od tisuću. Ribosomi se sastoje od RNA i proteina. U bakterijama se mnogi ribosomi nalaze slobodno u citoplazmi, neki od njih mogu biti povezani s membranama.
Ribosomi su središta sinteze proteina u stanici. Štoviše, često se spajaju, tvoreći agregate koji se nazivaju poliribosomi ili polisomi.
Inkluzije su metabolički produkti nuklearnih i nenuklearnih stanica. Predstavljaju zalihe hranjivih tvari: glikogena, škroba, sumpora, polifosfata (valutina) itd. Inkluzije često, kada su obojene, poprime drugačiji izgled od boje boje. Vrijednosti se mogu koristiti za dijagnosticiranje bacila difterije.
Budući da je bakterija prokariotski mikroorganizam, mnoge organele uvijek su odsutne u bakterijskim stanicama, koji su svojstveni eukariotskim organizmima:
Također je vrijedno zapamtiti da bakterije nemaju staničnu stijenku, stoga se procesi kao što su pinocitoza i fagocitoza ne mogu nastaviti.
Kao poseban mikroorganizam, bakterije su prilagođene postojanju u uvjetima u kojima kisik može biti odsutan. I isto disanje kod njih se događa zbog mezozoma. Također je vrlo zanimljivo da zeleni organizmi mogu fotosintetizirati na potpuno isti način kao i biljke. No, važno je uzeti u obzir činjenicu da se u biljkama proces fotosinteze odvija u kloroplastima, a kod bakterija na membranama.
Reprodukcija u bakterijskoj stanici odvija se na najprimitivniji način. Zrela stanica se dijeli na dva dijela, nakon nekog vremena sazrijevaju i taj se proces ponavlja. U povoljnim uvjetima može doći do promjene od 70-80 generacija dnevno. Važno je zapamtiti da bakterije, zbog svoje strukture, nemaju pristup takvim metodama reprodukcije kao što su mitoza i mejoza. Oni su svojstveni samo eukariotskim stanicama.
Poznato je da je stvaranje spora jedan od nekoliko načina razmnožavanja gljiva i biljaka. Ali bakterije također znaju kako stvarati spore, što je svojstveno nekolicini njihovih vrsta. Oni imaju tu sposobnost kako bi preživjeli posebno nepovoljne uvjete koji mogu biti opasni za njihov život.
Poznate su takve vrste koje su sposobne preživjeti čak iu svemiru. To ne mogu ponoviti nijedan živi organizam. Bakterije su postale rodonačelnici života na Zemlji zbog svoje jednostavnosti strukture. Ali činjenica da postoje do danas pokazuje koliko su važni za svijet oko nas. Uz njihovu pomoć ljudi se mogu što više približiti odgovoru na pitanje o podrijetlu života na Zemlji, neprestano proučavajući bakterije i učeći nešto novo.
Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus) uobičajena je bakterija koja pogađa oko 30 posto svih ljudi. Kod nekih je ljudi dio mikrobioma (mikroflore) i nalazi se i unutar tijela i na koži ili ustima. Iako postoje bezopasni sojevi Staphylococcus aureus, drugi, kao što je Staphylococcus aureus otporan na meticilin, predstavljaju ozbiljne zdravstvene probleme, uključujući infekcije kože, kardiovaskularne bolesti, meningitis i probavne bolesti.
Istraživači sa Sveučilišta Vanderbilt otkrili su da bakterije stafilokoka preferiraju ljudsku krv nego životinjsku. Ove bakterije su djelomične za željezo, koje se nalazi u hemoglobinu koji se nalazi u crvenim krvnim stanicama. Staphylococcus aureus razdire krvne stanice kako bi došli do željeza u njima. Vjeruje se da genetske varijacije u hemoglobinu neke ljude mogu učiniti poželjnijima za bakterije Staphylococcus od drugih.
Istraživači su otkrili da bakterije u atmosferi mogu igrati ulogu u stvaranju kiše i drugih oblika oborina. Ovaj proces počinje kada se bakterije iz biljaka upuhaju u atmosferu. Na visini se oko njih stvara led i oni počinju rasti. Nakon što smrznute bakterije dosegnu određeni prag rasta, led se počinje topiti i vraća se na tlo u obliku kiše. Bakterije vrste Psuedomonas syringae čak su pronađene u središtu velikih čestica tuče. Oni proizvode poseban protein u staničnim membranama koji im omogućuje da vežu vodu na jedinstven način, potičući stvaranje leda.
Istraživači su otkrili da određeni sojevi bakterija koje uzrokuju akne zapravo mogu pomoći u sprječavanju akni. Bakterija koja uzrokuje akne, Propionibacterium acnes, živi u porama naše kože. Kada te bakterije izazovu imunološki odgovor, područje na koži nabubri i nastaju prištići.
Međutim, utvrđeno je da je za određene vrste bakterija manja vjerojatnost da uzrokuju akne. Ovi sojevi mogu biti razlog zašto ljudi sa zdravom kožom rijetko dobiju akne. Proučavajući gene sojeva Propionibacterium acnes prikupljenih od ljudi s aknama i zdravom kožom, znanstvenici su identificirali soj koji je bio uobičajen na čistoj koži i rijetko pronađen na koži s aknama. Buduća istraživanja uključivat će pokušaje razvoja lijeka koji ubija samo sojeve bakterije Propionibacterium acnes koji uzrokuju akne.
Tko bi rekao da redovito pranje zubi može pomoći u prevenciji srčanih bolesti? Prethodne studije su pronašle vezu između bolesti desni i kardiovaskularnih bolesti. Sada su znanstvenici pronašli specifičnu vezu između ovih bolesti.
Smatra se da i bakterije i ljudi proizvode određene vrste proteina koji se nazivaju proteini stresa. Ovi proteini nastaju kada stanice doživljavaju različite vrste stresnih stanja. Kada osoba ima infekciju desni, stanice imunološkog sustava počinju napadati bakterije. Bakterije proizvode proteine stresa kada su napadnute, a bijela krvna zrnca također napadaju proteine stresa.
Problem je u tome što bijele krvne stanice ne mogu razlikovati proteine stresa koje proizvode bakterije i one koje proizvodi tijelo. Kao rezultat toga, stanice imunološkog sustava također napadaju proteine stresa koje proizvodi tijelo, što uzrokuje nakupljanje bijelih krvnih stanica u arterijama i dovodi do ateroskleroze. Kalcificirano srce je vodeći uzrok kardiovaskularnih bolesti.
Jeste li znali da vam provođenje vremena u vrtu ili vrtu može pomoći da bolje naučite? Prema istraživačima, zemljana bakterija Mycobacterium vaccae može poboljšati učenje kod sisavaca.
Vjerojatno te bakterije ulaze u naše tijelo gutanjem ili disanjem. Prema znanstvenicima, bakterija Mycobacterium vaccae poboljšava učenje stimulirajući rast neurona u mozgu, što dovodi do povećanja razine serotonina i smanjenja tjeskobe.
Istraživanje je provedeno na miševima hranjenim živim bakterijama, Mycobacterium vaccae. Rezultati su pokazali da su miševi koji su jeli bakterije kretali labirint mnogo brže i s manje tjeskobe od miševa koji nisu jeli bakterije. Znanstvenici sugeriraju da Mycobacterium vaccae igra ulogu u poboljšanju novih izazova i smanjenju razine stresa.
Istraživači iz Nacionalnog laboratorija Argonne otkrili su da bakterija Bacillus subtilis ima sposobnost rotacije vrlo malih zupčanika. Ove bakterije su aerobne, što znači da im je potreban kisik za rast i razvoj. Kada se stave u otopinu s mikromjehurićima zraka, bakterije plutaju u zupcima zupčanika i uzrokuju njegovo okretanje u određenom smjeru.
Potrebno je nekoliko stotina bakterija koje rade unisono da bi se zupčanik pokrenuo. Također je utvrđeno da bakterije mogu okretati nekoliko zupčanika povezanih jedan s drugim. Istraživači su uspjeli kontrolirati brzinu kojom su bakterije okretale zupčanike podešavanjem količine kisika u otopini. Smanjenje količine kisika dovelo je do usporavanja bakterija. Uklanjanje kisika uzrokuje da se potpuno prestanu kretati.
Strukturne komponente stanice su bakterijska membrana, koja se sastoji od stanične stijenke, citoplazmatske membrane, a ponekad i kapsule; citoplazma; ribosomi; razne citoplazmatske inkluzije; nukleoid (nukleus). Osim toga, neke vrste bakterija imaju spore, flagele, cilije (pili, fimbria) (slika 2).
Stanične stijenke obvezno stvaranje bakterija većine vrsta. Njegova struktura ovisi o vrsti i pripadnosti.
bakterija u skupine diferencirane bojanjem po Gramu. Masa stanične stijenke je oko 20% suhe mase cijele stanice, debljina je od 15 do 80 nm.
Riža. 3. Dijagram strukture bakterijske stanice
1 - kapsula; 2 - stanična stijenka; 3 - citoplazmatska membrana; 4 - citoplazma; 5 - mezozomi; 6 - ribosomi; 7 - nukleoid; 8 - formacije intracitoplazmatske membrane; 9 - masne kapi; 10 - granule polisaharida; 11 - polifosfatne granule; 12 - inkluzije sumpora; 13 - flagella; 14 - bazalno tijelo
Stanična stijenka ima pore promjera do 1 nm, stoga je polupropusna membrana kroz koju prodiru hranjive tvari i oslobađaju se produkti metabolizma.
Te tvari mogu prodrijeti u mikrobnu stanicu tek nakon prethodnog hidrolitičkog cijepanja specifičnim enzimima koje bakterije izlučuju u vanjski okoliš.
Kemijski sastav stanične stijenke nije ujednačen, ali je konstantan za određenu vrstu bakterije koja služi za identifikaciju. Stanična stijenka sadrži dušične spojeve, lipide, celulozu, polisaharide i pektinske tvari.
Najvažnija kemijska komponenta stanične stijenke je složeni polisaharidni peptid. Naziva se i peptidoglikan, glikopeptid, murein (od lat. murus - zid).
Murein je strukturni polimer sastavljen od molekula glikana formiranih od acetilglukozamina i acetilmuramske kiseline. Njegova se sinteza odvija u citoplazmi na razini citoplazmatske membrane.
Peptidoglikan stanične stijenke različitih tipova ima specifičan sastav aminokiselina i, ovisno o tome, određeni kemotip, koji se uzima u obzir pri identifikaciji mliječne kiseline i drugih bakterija.
U staničnoj stijenci gram-negativnih bakterija peptidoglikan je zastupljen u jednom sloju, dok u stijenci gram-pozitivnih bakterija čini nekoliko slojeva.
Godine 1884. Gram je predložio metodu bojenja tkiva koja se koristila za bojenje prokariotskih stanica. Ako se tijekom bojenja po Gramu fiksirane stanice tretiraju alkoholnom otopinom kristalno ljubičaste boje, a zatim otopinom joda, tada te tvari tvore stabilan obojeni kompleks s mureinom.
U goam-pozitivnim mikroorganizmima, obojeni kompleks ljubičaste boje ne otapa se pod utjecajem etanola i, sukladno tome, ne blijedi; kada su obojene fuksinom (crvena boja), stanice ostaju obojene tamnoljubičastom bojom.
Kod gram-negativnih mikroorganizama gentian violet se otopi u etanolu i ispere vodom, a bojanjem fuksinom stanica postaje crvena.
Sposobnost mikroorganizama da se boje analitičkim bojama i, prema Gram metodi, tzv. tinktorijalna svojstva . Moraju se proučavati u mladim (18-24 sata) kulturama, jer neke gram-pozitivne bakterije u starim kulturama gube sposobnost pozitivnog bojenja prema Gram metodi.
Značaj peptidoglikana leži u činjenici da zahvaljujući njemu stanična stijenka ima krutost, t.j. elastičnost, te je zaštitni okvir bakterijske stanice.
Kada se peptidoglikan uništi, na primjer, pod djelovanjem lizozima, stanična stijenka gubi svoju krutost i kolabira. Sadržaj stanice (citoplazma) zajedno s citoplazmatskom membranom poprima sferni oblik, odnosno postaje protoplast (sferoplast).
Mnogi sintetizirajući i destruktivni enzimi povezani su sa staničnom stijenkom. Komponente stanične stijenke sintetiziraju se u citoplazmatskoj membrani, a zatim se transportiraju do stanične stijenke.
Citoplazmatska membrana nalazi se ispod stanične stijenke i čvrsto pristaje uz njezinu unutarnju površinu. To je polupropusna membrana koja okružuje citoplazmu i unutarnji sadržaj protoplastne stanice. Citoplazmatska membrana je zadebljani vanjski sloj citoplazme.
Citoplazmatska membrana je glavna barijera između citoplazme i okoliša, kršenje njezinog integriteta dovodi do smrti stanice. Sadrži proteine (50-75%), lipide (15-45%), u mnogim vrstama - ugljikohidrate (1-19%).
Glavna lipidna komponenta membrane su fosfo- i glikolipidi.
Citoplazmatska membrana, uz pomoć enzima lokaliziranih u njoj, obavlja različite funkcije: sintetizira membranske lipide - komponente stanične stijenke; membranski enzimi - selektivno prenose različite organske i anorganske molekule i ione kroz membranu, membrana sudjeluje u transformaciji stanične energije, kao i u replikaciji kromosoma, u prijenosu elektrokemijske energije i elektrona.
Dakle, citoplazmatska membrana osigurava selektivni ulazak u stanicu i uklanjanje iz nje raznih tvari i iona.
Derivati citoplazmatske membrane su mezozomi . To su sferne strukture koje nastaju kada se membrana uvije u uvojak. Nalaze se s obje strane - na mjestu formiranja staničnog septuma ili uz zonu lokalizacije nuklearne DNK.
Mezosomi su funkcionalno ekvivalentni mitohondrijima stanica viših organizama. Oni sudjeluju u redoks reakcijama bakterija, igraju važnu ulogu u sintezi organskih tvari, u stvaranju stanične stijenke.
Kapsula je derivat vanjskog sloja staničnih nakupina i sluznica je koja okružuje jednu ili više mikrobnih stanica. Njegova debljina može doseći 10 mikrona, što je višestruko veće od debljine same bakterije.
Kapsula ima zaštitnu funkciju. Kemijski sastav kapsule bakterija je različit. U većini slučajeva sastoji se od složenih polisaharida, mukopolisaharida, a ponekad i polipeptida.
Formiranje kapsule obično je specifična karakteristika. Međutim, izgled mikrokapsule često ovisi o uvjetima kulture bakterija.
Citoplazma- složen koloidni sustav s velikom količinom vode (80-85%), u kojem su raspršeni proteini, ugljikohidrati, lipidi, kao i mineralni spojevi i druge tvari.
Citoplazma je sadržaj stanice okružen citoplazmatskom membranom. Podijeljen je na dva funkcionalna dijela.
Jedan dio citoplazme je u stanju sola (otopine), ima homogenu strukturu i sadrži skup topljivih ribonukleinskih kiselina, proteina enzima i metaboličkih produkata.
Drugi dio predstavljaju ribosomi, inkluzije različite kemijske prirode, genetski aparati i druge intracitoplazmatske strukture.
ribosomi To su submikroskopske granule, koje su sferne nukleoproteinske čestice promjera od 10 do 20 nm, molekularne težine oko 2-4 milijuna.
Ribosomi prokariota sastoje se od 60% RNA (ribonukleinske kiseline) smještene u središtu, i 40 % protein koji prekriva vanjsku stranu nukleinske kiseline.
Citoplazmatske inkluzije su metabolički proizvodi, kao i rezervni proizvodi, zbog kojih stanica živi u uvjetima nedostatka hranjivih tvari.
Genetski materijal prokariota sastoji se od dvostrukog lanca deoksiribonukleinske kiseline (DNK) kompaktne strukture smještene u središnjem dijelu citoplazme i nije odvojen od nje membranom. Struktura DNK bakterija ne razlikuje se od DNK eukariota, ali budući da nije odvojena od citoplazme membranom, genetski materijal se naziva nukleoid ili genofora... Nuklearne strukture su sferne ili potkove.
Polemika bakterije miruju, ne umnožavaju svoj oblik. Nastaju unutar stanice, okrugle su ili ovalne formacije. Spore tvore uglavnom gram-pozitivne bakterije, štapićastog oblika s aerobnim i anaerobnim disanjem u starim kulturama, kao i u nepovoljnim uvjetima okoline (nedostatak hranjivih tvari i vlage, nakupljanje produkata metabolizma u okolišu, promjene pH i temperature uzgoja, prisutnost ili odsutnost atmosferskog kisika itd. itd.) može prijeći na alternativni razvojni program, što rezultira sporovima. U tom slučaju u stanici nastaje jedna spora. To ukazuje da je sporulacija u bakterijama prilagodba za očuvanje vrste (pojedinca), a ne način njihove reprodukcije. Proces sporulacije događa se u pravilu u vanjskom okruženju 18-24 sata.
Zrela spora je otprilike 0,1 volumena majčinske stanice. Spore u različitim bakterijama razlikuju se po obliku, veličini i položaju u stanici.
Mikroorganizmi kod kojih promjer spore ne prelazi širinu vegetativne stanice nazivaju se bacili, bakterije koje imaju spore, čiji je promjer 1,5-2 puta veći od promjera stanice, nazivaju se klostridija.
Unutar mikrobne stanice spora se može nalaziti u srednjem - središnjem položaju, na krajnjem - terminalnom položaju i između središta i kraja stanice - subterminalnom položaju.
Flagella bakterije su lokomotorni organi (organi kretanja), uz pomoć kojih se bakterije mogu kretati brzinom do 50-60 mikrona/s. Istodobno, u 1 s, bakterije preklapaju svoju duljinu tijela za 50-100 puta. Duljina flagele premašuje duljinu bakterija za 5-6 puta. Debljina flagele je u prosjeku 12-30 nm.
Broj flagela, njihova veličina i položaj su konstantni za određene vrste prokariota i stoga se uzimaju u obzir pri njihovoj identifikaciji.
Ovisno o broju i smještaju flagela, bakterije se dijele na monotrihe (monopolarne monotrihe) - stanice s jednim flagelom na jednom kraju, lofotrihe (monopolarne politrihe) - snop flagela nalazi se na jednom od krajeva, amfitrihe (bipolarni polytrichs) - flagele su smještene na svakom od polova, peritrihe - flagele su smještene po cijeloj površini stanice (slika 4) i atrichi - bakterije bez flagela.
Priroda kretanja bakterija ovisi o broju flagella, dobi, karakteristikama kulture, temperaturi, prisutnosti raznih kemikalija i drugim čimbenicima. Monotrichs imaju najveću pokretljivost.
Flagele se češće nalaze u šipkastim bakterijama, one nisu vitalne stanične strukture, budući da postoje varijante pokretnih bakterijskih vrsta bez bičaka.
Bakterije su najstariji organizam na zemlji, a ujedno i najjednostavnije građe. Sastoji se od samo jedne ćelije, koja se može vidjeti i proučavati samo pod mikroskopom. Karakteristična karakteristika bakterija je odsutnost jezgre, zbog čega se bakterije svrstavaju u prokariote.
Neke vrste tvore male skupine stanica, takve nakupine mogu biti okružene čahurom (omotom). Veličina, oblik i boja bakterija uvelike ovise o njihovoj okolini.
Po obliku bakterije se razlikuju na: štapićaste (bacili), sferne (koke) i naborane (spirila). Postoje i modificirani - kubični, u obliku slova C, u obliku zvijezde. Njihove se veličine kreću od 1 do 10 mikrona. Određene vrste bakterija mogu se aktivno kretati uz pomoć flagela. Potonje su ponekad dvostruko veće od same bakterije.
Vrste oblika bakterija
Za kretanje bakterija koriste se flagele, čiji je broj različit - jedan, par, snop flagella. Položaj flagella je također različit - na jednoj strani stanice, sa strane ili ravnomjerno raspoređen po cijeloj ravnini. Također, jedna od metoda kretanja je klizanje zahvaljujući sluzi koja je prekrivena prokariotima. Većina ima vakuole unutar citoplazme. Podešavanje kapaciteta plina u vakuolama pomaže im da se kreću gore ili dolje u tekućini, kao i da se kreću duž zračnih kanala tla.
Znanstvenici su otkrili više od 10 tisuća vrsta bakterija, ali prema pretpostavkama znanstvenih istraživača, u svijetu ih ima više od milijun vrsta. Opće karakteristike bakterija omogućuju određivanje njihove uloge u biosferi, kao i proučavanje strukture, tipova i klasifikacije bakterijskog kraljevstva.
Jednostavnost strukture i brzina prilagodbe na uvjete okoline pomogli su bakterijama da se rašire na širokom području našeg planeta. Oni postoje posvuda: voda, tlo, zrak, živi organizmi - sve je to najprihvatljivije stanište za prokariote.
Bakterije su pronađene i na Južnom polu i u gejzirima. Nalaze se na dnu oceana, kao iu gornjim slojevima Zemljine zračne ljuske. Bakterije žive posvuda, ali njihov broj ovisi o povoljnim uvjetima. Na primjer, veliki broj vrsta bakterija živi u otvorenim vodenim tijelima, kao i u tlu.
Bakterijska se stanica razlikuje ne samo po tome što nema jezgru, već i po odsutnosti mitohondrija i plastida. DNK ovog prokariota nalazi se u posebnoj nuklearnoj zoni i izgleda kao nukleoid zatvoren u prsten. U bakteriji se stanična struktura sastoji od stanične stijenke, kapsule, membrane nalik kapsuli, flagela, pilija i citoplazmatske membrane. Unutarnju strukturu čine citoplazma, granule, mezozomi, ribosomi, plazmidi, inkluzije i nukleoid.
Bakterijska stanična stijenka služi kao obrana i potpora. Tvari mogu slobodno teći kroz njega zbog svoje propusnosti. Ova ljuska sadrži pektin i hemicelulozu. Neke bakterije luče posebnu sluz koja može pomoći u zaštiti od isušivanja. Sluz tvori kapsulu - polisaharid u kemijskom sastavu. U ovom obliku, bakterija je sposobna podnijeti čak i vrlo visoke temperature. Također obavlja i druge funkcije, kao što je lijepljenje za bilo koju površinu.
Na površini bakterijske stanice nalaze se tanka proteinska vlakna - pili su. Može ih biti velik broj. Pili pomaže stanici u prijenosu genetskog materijala, a također osigurava adheziju na druge stanice.
Ispod ravnine stijenke nalazi se troslojna citoplazmatska membrana. Jamči transport tvari, a također ima značajnu ulogu u stvaranju spora.
Citoplazma bakterija je 75 posto proizvedena iz vode. Sastav citoplazme:
Metabolizam u prokariota moguć je sa ili bez kisika. Većina ih se hrani već gotovim organskim hranjivim tvarima. Vrlo malo vrsta je sposobno samostalno sintetizirati organske tvari iz anorganskih. Riječ je o plavo-zelenim bakterijama i cijanobakterijama, koje su imale značajnu ulogu u stvaranju atmosfere i njenom zasićenju kisikom.
U uvjetima povoljnim za reprodukciju, provodi se pupanjem ili vegetativno. Aseksualno razmnožavanje odvija se u sljedećem slijedu:
Kod ovog načina razmnožavanja nema razmjene genetskih informacija, pa će sve stanice kćeri biti točna kopija majčinih.
Zanimljiviji je proces razmnožavanja bakterija u nepovoljnim uvjetima. Znanstvenici su relativno nedavno - 1946. godine - naučili o sposobnosti bakterija da se spolno razmnožavaju. Bakterije nemaju podjelu na ženske i zametne stanice. Ali njihov DNK je heteroseksualan. Dvije takve stanice pri približavanju jedna drugoj stvaraju kanal za prijenos DNK, dolazi do izmjene mjesta – rekombinacije. Proces je prilično dugotrajan, a rezultat su dvije potpuno nove osobe.
Većinu bakterija je vrlo teško vidjeti pod mikroskopom, jer nemaju svoju boju. Nekoliko sorti je ljubičasto ili zeleno zbog sadržaja bakterioklorofila i bakteriopurpurina. Iako, ako uzmemo u obzir neke kolonije bakterija, postaje jasno da one ispuštaju obojene tvari u stanište i dobivaju svijetlu boju. Kako bi se detaljnije proučavali prokarioti, oni su obojeni.
Klasifikacija bakterija može se temeljiti na pokazateljima kao što su:
Symbiont bakteriježive u suradnji s drugim organizmima.
Saprofitne bakteriježive na već mrtvim organizmima, proizvodima i organskom otpadu. Oni doprinose procesima propadanja i fermentacije.
Truljenje uklanja leševe i drugi organski otpad iz prirode. Bez procesa raspadanja ne bi bilo kruženja tvari u prirodi. Koja je dakle uloga bakterija u ciklusu tvari?
Bakterije truljenja su pomoćnik u procesu razgradnje proteinskih spojeva, kao i masti i drugih spojeva koji sadrže dušik. Nakon provođenja složene kemijske reakcije, razbijaju veze između molekula organskih organizama i hvataju proteinske molekule, aminokiseline. Cijepanjem molekule oslobađaju amonijak, sumporovodik i druge štetne tvari. Oni su otrovni i mogu izazvati trovanje ljudi i životinja.
Bakterije truljenja brzo se razmnožavaju u povoljnim uvjetima. Budući da se ne radi samo o korisnim bakterijama, već i o štetnim, kako bi spriječili prerano truljenje u proizvodima, ljudi su ih naučili prerađivati: sušiti, kiseliti, soliti, dimiti. Svi ovi tretmani ubijaju bakterije i sprječavaju njihovo razmnožavanje.
Fermentacijske bakterije sposobne su razgraditi ugljikohidrate uz pomoć enzima. Ljudi su tu sposobnost primijetili još u davna vremena i do danas koriste takve bakterije za proizvodnju proizvoda mliječne kiseline, octa i drugih prehrambenih proizvoda.
Bakterije, radeći u sprezi s drugim organizmima, obavljaju vrlo važan kemijski posao. Vrlo je važno znati koje vrste bakterija postoje i kakvu korist ili štetu donose prirodi.
Iznad smo već uočili veliku važnost mnogih vrsta bakterija (u procesima propadanja i raznim vrstama fermentacije), t.j. ispunjava sanitarnu ulogu na Zemlji.
Bakterije također igraju veliku ulogu u ciklusu ugljika, kisika, vodika, dušika, fosfora, sumpora, kalcija i drugih elemenata. Mnoge vrste bakterija doprinose aktivnoj fiksaciji atmosferskog dušika i pretvaraju ga u organski oblik, pridonoseći povećanju plodnosti tla. Od posebne su važnosti one bakterije koje razgrađuju celulozu, koja je glavni izvor ugljika za život mikroorganizama tla.
Bakterije koje reduciraju sulfate sudjeluju u stvaranju nafte i sumporovodika u ljekovitom blatu, tlu i morima. Dakle, sloj vode zasićen sumporovodikom u Crnom moru rezultat je vitalne aktivnosti bakterija koje reduciraju sulfate. Djelovanje ovih bakterija u tlima dovodi do stvaranja sode i sode salinizacije tla. Bakterije koje reduciraju sulfate pretvaraju hranjive tvari u rižinim tlima u oblik koji postaje dostupan korijenju usjeva. Ove bakterije mogu korodirati metalne konstrukcije pod zemljom i pod vodom.
Zahvaljujući vitalnoj aktivnosti bakterija, tlo je oslobođeno mnogih proizvoda i štetnih organizama te je zasićeno vrijednim hranjivim tvarima. Baktericidni pripravci uspješno se koriste za suzbijanje mnogih vrsta štetnika insekata (kukuruzni moljac, itd.).
Mnoge vrste bakterija koriste se u raznim industrijama za proizvodnju acetona, etilnog i butilnog alkohola, octene kiseline, enzima, hormona, vitamina, antibiotika, proteinsko-vitaminskih pripravaka itd.
Bez bakterija su nemogući procesi za štavljenje kože, sušenje listova duhana, proizvodnju svile, gume, preradu kakaa, kave, namakanja konoplje, lana i drugih ličnih vlakana, kiseljenje kupusa, čišćenje otpadnih voda, ispiranje metala itd.
Potrebne organele su: nuklearni aparat, citoplazma, citoplazmatska membrana.
Izborno(maloljetni) strukturni elementi su: stanična stijenka, kapsula, spore, piće, flagella.
1.U središtu bakterijske stanice je nukleoid- nuklearna tvorba, predstavljena najčešće jednim prstenastim kromosomom. Sastoji se od dvolančane DNK lanca. Nukleoid nije odvojen od citoplazme nuklearnom membranom.
2.Citoplazma- složen koloidni sustav koji sadrži različite inkluzije metaboličkog porijekla (zrna volutina, glikogena, granuloza itd.), ribosome i druge elemente sustava za sintezu proteina, plazmide (ekstra-nukleoidna DNA), mezozomi(nastaju kao rezultat invaginacije citoplazmatske membrane u citoplazmu, sudjeluju u energetskom metabolizmu, sporulaciji, formiranju međustaničnog septuma tijekom diobe).
3.Citoplazmatska membrana ograničava citoplazmu izvana, ima troslojnu strukturu i obavlja niz važnih funkcija - barijeru (stvara i održava osmotski tlak), energiju (sadrži mnoge enzimske sustave - respiratorni, redoks, vrši prijenos elektrona), transport (prijenos raznih tvari u stanicu i iz kaveza).
4.Stanične stijenke- svojstveno većini bakterija (osim mikoplazme, aholeplazme i nekih drugih mikroorganizama koji nemaju pravu staničnu stijenku). Ima niz funkcija, prije svega, osigurava mehaničku zaštitu i stalan oblik stanica, a antigena svojstva bakterija uvelike su povezana s njegovom prisutnošću. U sastavu - dva glavna sloja, od kojih je vanjski plastičniji, unutarnji je krut.
Glavni kemijski spoj stanične stijenke, koji je specifičan samo za bakterije peptidoglikana(mureinske kiseline). Struktura i kemijski sastav bakterijske stanične stijenke određuje bitnu za taksonomiju osobinu bakterija - u odnosu na bojenje po Gramu... U skladu s njim razlikuju se dvije velike skupine - gram-pozitivne ("gram +") i gram-negativne ("gram -") bakterije. Stjenka gram-pozitivnih bakterija nakon bojenja po Gramu zadržava kompleks joda s gentian violet(obojene u plavo-ljubičastu boju), gram-negativne bakterije gube ovaj kompleks i odgovarajuću boju nakon tretmana te su obojene u ružičasto zbog dodatnog bojenja magenta.
Značajke stanične stijenke gram-pozitivnih bakterija.
Snažna, debela, lako organizirana stanična stijenka, u kojoj dominiraju peptidoglikani i teihoične kiseline, bez lipopolisaharida (LPS), a često i bez diaminopimelinske kiseline.
Značajke stanične stijenke gram-negativnih bakterija.
Stanična stijenka je mnogo tanja od one kod gram-pozitivnih bakterija, sadrži LPS, lipoproteine, fosfolipide, diaminopimelnu kiselinu. Struktura je složenija - postoji vanjska membrana, pa je stanična stijenka troslojna.
Kada se gram-pozitivne bakterije tretiraju enzimima koji uništavaju peptidoglikan, pojavljuju se strukture potpuno lišene stanične stijenke - protoplasti... Liječenje gram-negativnih bakterija lizozimom uništava samo peptidoglikanski sloj bez potpunog uništavanja vanjske membrane; takve strukture se nazivaju sferoplasti... Protoplasti i sferoplasti imaju sferni oblik (ovo je svojstvo povezano s osmotskim tlakom i karakteristično je za sve bezstanične oblike bakterija).
L-oblici bakterija.
Pod utjecajem niza čimbenika koji štetno utječu na bakterijsku stanicu (antibiotici, enzimi, antitijela itd.), nastaje L- transformacija bakterija, što dovodi do trajnog ili privremenog gubitka stanične stijenke. L-transformacija nije samo oblik varijabilnosti, već i prilagodba bakterija na nepovoljne uvjete postojanja. Kao rezultat promjene antigenskih svojstava (gubitak O- i K-antigena), smanjenja virulencije i drugih čimbenika, L-oblici stječu sposobnost dugotrajnog zadržavanja ( ustrajati) u tijelu domaćina, održavajući spor trenutni zarazni proces. Gubitak stanične stijenke čini L-oblik neosjetljivim na antibiotike, antitijela i razne kemoterapijske lijekove, čija je točka primjene bakterijska stanična stijenka. Nestabilan Mogućnost L-oblika obrnuto u klasične (izvorne) oblike bakterija sa staničnom stijenkom. Postoje i stabilni L-oblici bakterija, odsutnost stanične stijenke i nemogućnost da se preokrenu u klasične oblike bakterija genetski su fiksirani. Na više načina, oni jako podsjećaju na mikoplazme i druge. mollicus- bakterije kod kojih stanična stijenka nema kao taksonomsko obilježje. Mikroorganizmi koji pripadaju mikoplazmama su najmanji prokarioti, nemaju staničnu stijenku i, kao i sve bakterijske strukture bez stijenke, imaju sferni oblik.
Na površinske strukture bakterija(neobavezno, poput stanične stijenke) uključuju kapsula, flagele, mikroresice.
Kapsula ili sluzavi sloj okružuje ljusku niza bakterija. Dodijeliti mikrokapsula detektiran elektronskom mikroskopom u obliku sloja mikrofibrila, i makrokapsula otkriven svjetlosnom mikroskopom. Kapsula je zaštitna struktura (prvenstveno od isušivanja), kod niza mikroba je patogeni čimbenik, sprječava fagocitozu, inhibira prve faze obrambenih reakcija – prepoznavanje i apsorpciju. Imati saprofiti kapsule se formiraju u vanjskom okruženju, u patogenima - češće u tijelu domaćina. Postoji niz metoda za bojanje kapsula, ovisno o njihovom kemijskom sastavu. Kapsula se često sastoji od polisaharida (najčešća boja je prema Ginsu), rjeđe od polipeptida.
Flagella. Pokretne bakterije mogu kliziti (kretati se po tvrdoj površini kao rezultat valovitih kontrakcija) ili plutati, kretati se zbog filamentoznih, spiralno zakrivljenih proteina ( flagelin po kemijskom sastavu) tvorbe – flagele.
Prema mjestu i broju flagela razlikuje se niz oblika bakterija.
1.Monotrihi imaju jedan polarni bičak.
2. Lophotrichs - imaju polarno smješten snop bičaka.
3.Amfitrihovi - imaju flagele na dijametralno suprotnim polovima.
4. Peritrikse – imaju flagele duž cijelog perimetra bakterijske stanice.
Sposobnost svrhovitog kretanja (kemotaksija, aerotaksija, fototaksija) kod bakterija je genetski određena.
Fimbrije ili cilije- kratki filamenti koji okružuju bakterijsku stanicu u velikom broju, uz pomoć kojih se bakterije fiksiraju na supstrate (na primjer, na površinu sluznice). Dakle, fimbrije su čimbenici adhezije i kolonizacije.
F- pio (faktor plodnosti)- aparat konjugacija bakterija, nalaze se u malim količinama u obliku tankih proteinskih resica.
Endospore i sporulacija.
Formiranje spora- način očuvanja određenih vrsta bakterija u nepovoljnim uvjetima okoliša. Endospore nastaju u citoplazmi, stanice su niske metaboličke aktivnosti i visoke otpornosti ( otpornost) do sušenja, djelovanja kemijskih čimbenika, visoke temperature i drugih nepoželjnih okolišnih čimbenika. Svjetlosna mikroskopija često koristi metodu detekcije spora. od Ozheshka... Visoka otpornost povezana je s visokim sadržajem kalcijeva sol dipikolinske kiseline u ljusci spora. Položaj i veličina spora kod različitih mikroorganizama je različita, što ima diferencijalno dijagnostički (taksonomski) značaj. Glavne faze "životnog ciklusa" spora sporulacija(uključuje pripremnu fazu, fazu prije spora, formiranje ljuske, sazrijevanje i mirovanje) i klijanje završava stvaranjem vegetativnog oblika. Proces sporulacije je genetski određen.
Nekultivirani oblici bakterija.
Kod mnogih vrsta gram-negativnih bakterija koje ne stvaraju spore postoji posebno adaptivno stanje – nekultivirani oblici. Imaju nisku metaboličku aktivnost i ne razmnožavaju se aktivno, t.j. ne stvaraju kolonije na čvrstim hranjivim podlogama, ne otkrivaju se tijekom sjetve. Vrlo su otporne i mogu ostati održive nekoliko godina. Ne otkrivaju se klasičnim bakteriološkim metodama, otkrivaju se samo genetskim metodama ( lančana reakcija polimeraze - PCR).
