Эпс в бактериальной клетке

Из обязательных клеточных структур выделяют три:
нуклеоид
рибосомы
цитоплазматическая мембрана (ЦПМ)

Из обязательных клеточных структур выделяют три:
нуклеоид
рибосомы
цитоплазматическая мембрана (ЦПМ)

Цитоплазма бактерий представляет собой коллоидный матрикс, служащий для реализации жизненно важных функций. Цитоплазма большинства бактерий содержит ДНК, рибосомы и запасные гранулы; остальное пространство занимает коллоидная фаза. Её основные составляющие — растворимые ферменты и растворимые РНК (мРНК и тРНК). Разнообразные органеллы, характерные для эукариотической клетки, у бактерий отсутствуют, а их функции выполняет бактериальная ЦПМ, отделяющая цитоплазму от клеточной стенки. У подавляющего числа бактерий цитоплазма относительно неподвижна, но у видов Streptococcus, Proteus, Clostridium имеются специальные трубочки — рапидосомы, аналогичные микротрубочкам простейших.

Бактериальный геном

В бактериальной клетке нет ядерной мембраны, ДНК сконцентрирована в цитоплазме в виде клубка. Поскольку в эукариотических клетках ДНК обычно находится в ядре, то по аналогии ДНК бактерий назвали нуклеоидом [от лат. nucleus, ядро + греч. eidos, сходство]. Её также называют генофором, или бактериальной хромосомой. Генофор бактерий представлен двойной спиральной, кольцевой, ковалентно замкнутой суперспирализованной молекулой ДНК. Она составляет 2-3% сухой массы клетки (более 10% по объёму). Генофор не содержит гистонов. Объём генетической информации, кодируемой в генофоре, различается в зависимости от вида бактерии (например, геном Escherichia coli кодирует примерно 4000 различных полипептидов). У бактерий может присутствовать дополнительная ДНК в виде включений. Эти включения, или плазмиды, несут ряд различных генов, кодирующих дополнительные свойства бактерий, но информация, содержащаяся в плазмидах, не является абсолютно необходимой для бактериальной клетки.

Бактериальные рибосомы

Бактериальные рибосомы — сложные глобулярные образования, состоящие из различных молекул РНК и связанных с ними белков. Всё образование функционирует как локус синтеза полипептидов. В зависимости от интенсивности роста бактериальная клетка может содержать от 5000 до 50 000 рибосом. Диаметр бактериальных рибосом около 16-20 нм. Скорость их осаждения при ультрацентрифугировании составляет 70 S (единиц Свёдберга), тогда как у эукариотических клеток — 80 S. Рибосомы бактерий состоят из двух субъединиц с коэффициентом седиментации 50 S и 30 S (у эукариотов 40 S и 60 S). Объединение субъединиц происходит перед началом трансляции. Рибосомы прокариот и эукариотов имеют сходную молекулярную структуру и механизмы функционирования, но различаются, помимо размеров, по составу белков и белковых факторов. Эти различия делают рибосомы эукариотов практически резистентными к действию антибиотиков, блокирующих синтез белка у бактерий.

Запасные гранулы бактерии

Запасные гранулы содержат временный избыток метаболитов; наличие и количество гранул изменяется в зависимости от вида бактерий и их метаболической активности. В виде гранул могут запасаться полисахариды (крахмал, гликоген, гранулёза), жиры (триглицериды, сходные с жирами высших животных, запасаются у дрожжей рода Candida), воска — у микобактерий и нокардий; полимеры р-оксимасляной кислоты (например, в клетках Bacillus megaterium), полифосфаты (волютин) у Spirillum volutans и Corynebacterium diphtheriae, сера (у бактерий, окисляющих сульфиды), кристаллизованные белки (например, токсичный для насекомых протоксин у Bacillus thuringiensis).

Все живые организмы на Земле состоят из клеток. Это может быть и как самостоятельная единица жизни, и как составляющая более сложных по своей организации организмов. Многое из того, что имеют клетки высших организмов, клетки бактерий (прокариотов) не имеют.

Основное отличие ─ отсутствие оформленного ядра

Основное отличие клеток бактерий от клеток эукариотов (растения, животные и грибы) состоит в том, что они не имеют четко оформленного ядра. Вся генетическая информация у бактерий находится в особом белковом комплексе, называемом нуклеоидом. Несмотря на примитивное строение, нуклеоид способен точно и четко передавать генетические данные от одного поколения к другому. ДНК микроорганизмов является высокополимерным соединением, которое состоит из определенного числа нуклеоидов, находящихся между собой в точной последовательности. При нарушениях этой последовательности происходит мутация вида, что приводит либо к образованию новой формы, либо к приобретению или утрате каких-либо свойств.

Особенности в передаче наследственной информации

У животных и растений для каждого вида есть четко оформленное ядро и определенное количество хромосом, которые отвечают за передачу наследственной информации. Бактерии же, не имея четко оформленного ядра и имея только одну хромосому, лишены признаков такого явления, как доминантность. Хромосома имеет вид свернутой в кольцо спирали и прикреплена к мембране цитоплазмы в одной точке. Встречаются виды с наличием 2 или 4 хромосом, но они одинаковы. Помимо хромосом, генотип микроорганизмов включает в себя и такие функциональные единицы:

  • плазмиды (содержат малое количество генов, их состав непостоянен);
  • IS-последовательности не несут в себе генов, ответственных за информацию, способны передвигаться по хромосоме и вклиниваться в любой ее участок;
  • транспозоны (содержат структурный ген, который отвечает за тот или иной наследственный признак).

Высокая скорость размножения (за сутки происходит смена десятков поколений) позволяет изучать и выявлять мутационные процессы и изменения в видах.

Бактерии не имеют производной хромосом ─ ядрышек, которые есть у животных, растений, простейших и грибов. В них образуются рибосомы и РНК. Число ядрышек зависит от баланса генов.

Каких органоидов нет у микроорганизмов

В отличие от клеток животных, растений и грибов клетки бактерий (прокариотов) не имеют следующих органелл:

  • лизосомы;
  • пластиды;
  • митохондрии;
  • комплекс Гольджи;
  • эндоплазматическая сеть.

Лизосомы

Клеточный органоид, который содержит ферменты, способствующие расщеплению белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот. Основная их функция заключается в том, что они участвуют во внутриклеточном расщеплении.

Пластиды

Этих органоидов нет у животных, а их наличие у растений обуславливает их окраску. Основное их предназначение – участие в процессах фотосинтеза.

Митохондрии

Наличие этих органоидов в клетках растений и животных позволяет обеспечивать необходимой энергией за счет окислительно-восстановительных процессов. Также они способны передавать генетическую информацию.

Комплекс Гольджи

Функция этих органоидов заключается в накоплении, изменении и последующем выведении веществ из клеток растений и животных.

Эндоплазматическая сеть

Является клеточным органоидом, состоящим из системы канальцев и пузырьков. Находится в цитоплазме и ограничена мембраной. Она участвует в метаболических процессах, обеспечивая транспортировку веществ извне в цитоплазму.

У микроорганизмов многие функции этих органоидов выполняет мезосома. Эта структура образуется в результате втягивания внутрь клеточной мембраны. Она участвует в репликации ДНК, в создании клеточных перегородок и в ряде других процессов жизнедеятельности.

Отличия в жизнедеятельности клеток прокариотов и эукариотов

Клетки микроорганизмов отличаются от клеток животных, растений и грибов не только по своему строению, они имеют свои особенности в жизнедеятельности.

Движение цитоплазмы

Этот процесс называется циклозом. Он присущ всем эукариотам. Движение цитоплазмы необходимо для таких процессов, как:

  • получение питательных веществ;
  • метаболизм;
  • передача генетических данных;
  • равномерное распределение питательных веществ.

Циклоз может быть постоянным, спонтанным либо спровоцированным внешними факторами (температурой, уровнем освещения, механическим или химическим воздействием). У бактерий такое понятие, как движение цитоплазмы, полностью отсутствует.

Дыхание

Бактерии – уникальные микроорганизмы, способные существовать как при наличии кислорода, так и без него. Многим из них, так же как растениям и животным, для метаболических процессов необходим кислород. Разница в том, что у эукариотов дыхание происходит в митохондриях, а у бактерий задействованы мезосомы. У цианобактерий дыхание происходит в цитоплазматических мембранах.

Процесс фотосинтеза

Сине-зеленые микроорганизмы способны, так же как и растения, аккумулировать солнечную энергию и вырабатывать кислород, необходимый для жизни других организмов. Разница в том, что у бактерий процесс фотосинтеза происходит на мембранах, а у растений в хлоропластах.

Фагоцитоз и пиноцитоз

У бактерий нет плотной клеточной стенки, поэтому такие физиологические процессы, как фагоцитоз и пиноцитоз, у них полностью отсутствуют. Фагоцитоз – это способность захватывать твердые частицы путем втягивания их внутрь. Пиноцитоз является схожим процессом, только внутрь клетки попадают жидкие вещества.

Спорообразование

Растения и грибы способны образовывать споры как один из способов размножения. Бактерии же образуют споры, когда возникают неблагоприятные условия для их жизни и развития. Эта особенность свойственна не всем видам. В состоянии спор микроорганизмы способны находиться долгое время, выдерживая кипячение, заморозку и другие негативные воздействия.

Размножение

Способ размножения бактерий достаточно прост: деление клетки надвое. Взрослая клетка делится на две молодые, которые растут, питаются и, достигая зрелости, в свою очередь также делятся. При благоприятных условиях одна бактериальная клетка способна за сутки произвести 72 поколения.

Клетки эукариотов, имея более сложную организацию, способны размножаться тремя способами:

Простота строения клетки бактерий позволила им быть первооткрывателями на нашей планете. Их способность существовать в любых условиях и в любых средах указывает на то, что они способны выжить там, где для других организмов жизнь будет невозможна.

Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.