Бактерии. Морфология, ультраструктура и химический состав бактерий

 

4. Роль спор, условия  их образования и способность бактерий  к спорообразованию

 

      С п о р ы и с п о р о о б р а з о в а н и е. Споры бактерий можно рассматривать как форму сохранения наследственной информации бактериальйой клетки в неблагоприятных условиях внешней среды. Способностью к спорообразованию обладает сравнительно небольшое число как патогенных, так и непатогенных бактерий. К первым относятся бактерии родов Bacillus, Clostridium, ко вторым — сапрофитные представители упомянутых родов и некоторые кокки.

Процесс спорообразования начинается с формирования спорогенной зоны внутри бактериальной клетки, представляющей собой уплотненный участок цитоплазмы с расположенным в нем нуклеоидом. Затем происходит образование проспоры путем изолирования спорогенной зоны от остальной части цитоплазмы с помощью врастающей внутрь клетки ЦМ. Между внутренним и наружным

слоями последней образуется кортекс, состоящий из особого пептидогликана.

В дальнейшем внешняя сторона мембраны покрывается плотной оболочкой, в состав которой входят белки, липиды и другие соединения, не встречающиеся у вегетативных клеток. К ним относится дипиколиновая кислота, обусловливающая термоустойчивость споры, и др. Затем вегетативная часть клетки отмирает, и спора сохраняется во внешней среде в течение длительных сроков, измеряемых

многими месяцами и годами.

Способность ряда патогенных бактерий образовывать длительно сохраняющиеся во внешней среде споры, обладающие высокой термоустойчивостью, обусловлена низким содержанием воды, повышенной концентрацией кальция, структурой и химическим составом ее оболочки.

Чрезвычайно высокая устойчивость спор к физическим и химическим факторам имеет существенное эпидемиологическое значение, поскольку способствует сохранению источника инфекции и загрязнению окружающей среды. Загрязнение спорами патогенных бактерий поврежденных участков кожи может привести к возникновению раневой инфекции и столбняка.

В благоприятных условиях спора прорастает в вегетативную клетку. Спора набухает, что связано с увеличением в ней количества воды,

активированием ферментов, участвующих в энергетическом и пластическом

метаболизме. Далее происходит разрушение оболочки споры и выход из нее ростовой трубки, после чего завершается синтез клеточной стенки и сформировавшаяся вегетативная клетка начинает делиться. Прорастание споры происходит в течение 4-5 ч, в то время как образование спор продолжается до 18-20 ч. Вместе с тем способность бактерий образовывать споры, различающиеся

по форме размерам и локализации в клетке, является таксономическим признаком, который используется для их дифференцировки и идентификации.

 

5. Включения бактериальной клетки

 

      Цитоплазматические включения бактериальной клетки подразделяются на включения, окруженные белковой мембраной и включения, лишенные белковой мембраны. Аэросомы (газовые вакуоли), имеющие белковую оболочку, обнаружены только в клетках прокариот. Аэросомы характерны для многих бактерий, обитающих в водоемах и илах. Аэросомы имеют сотоподобную структуру, представленную массой газовых пузырьков. Пузырьки ограничены однослойной белковой мембраной толщиной 2 нм и заполнены газом. Состав газа аэросом аналогичен составу газов в окружающей среде. Аэросомы, снижая удельную массу бактериальной клетки, поддерживают ее во взвешенном состоянии в водоеме. Бактерии, имеющие аэросомы , обычно являются обитателями планктона.

В клетках зеленых бактерий к внутрицитоплазматическим включениям относятся хлоросомы. Хлоросомы окружены однослойной белковой мембраной, в них локализованы бактериохлорофиллы, поглощающие световую энергию.

В клетках цианобактерий присутствуют фикобилисомы, содержащие водорастворимые пигменты белковой природы – фикобилипротеиды.

К внутриплазматическим включениям в клетках некоторых фототрофных и хемотрофных бактерий, а также всех цианобактерий относятся карбоксисомы, или полиэдрические тела. Кроме того, внутрицитоплазматическими включениями бактериальной клетки являются запасные вещества – полифосфаты, полисахариды, поли-ß-оксимасляная кислота и отложения серы. В условиях голодания запасные вещества являются источником энергии и питания бактерий. В клетках бактерий может накапливаться одно запасное вещество или несколько разных по химической природе веществ. Например, клетки Escherichia coli запасают гликоген.

В клетках некоторых видов рода Bacillus в спорангиях рядом со спорой обнаружены кристаллоподобные включения, получившие название параспоральных телец. Они имеют ромбовидную или кубовидную форму и состоят из белка, токсичного для личинок насекомых.

 

6. Выводы

 

      Бактерии населяют всю биосферу, едва ли можно найти такие ее участки, где была бы жизнь, но не было бы бактерий. Вместе с тем в условиях, которые определяются как экстремальные, нередко обитают только бактерии, например, при экстремальных значениях температуры, солености, рН. Огромному разнообразию условий, представляемых биосферой бактериям, соответствует разнообразие их свойств и адаптаций. Обладая огромной численностью популяций и выработанными эволюцией механизмами изменчивости и диффузии генетических детерминаций, большинство бактериальных видов находится в состоянии постоянного адаптационного движения в соответствии с постоянно изменяющимися условиями среды. Несмотря на относительную простоту организации бактериальной клетки и ее незначительный объем, она обладает весьма сложными и совершенными механизмами молекулярных адаптаций, существование которых еще относительно недавно нельзя было даже предположить.

Рассматривая экологию бактерий, необходимо иметь в виду, что они являются не только обитателями, но и создателями современной биосферы, а в настоящее время сами являются экологическим фактором практических для всех живых организмов, с которыми они взаимодействуют, как косвенно, через процессы круговорота элементов, так и непосредственно являясь симбионтами или паразитами.

 

 

 

7. Список использованной литературы

 

1. Мишустин Е.Н., Емцев Т.В. Микробиология. М.: «Москва – Агропромиздат», 1987. 368 с:200с.

2. Борисов Л.Б..Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2005. 736 с.:31с.

3. Гранов Б.В., Павленко П.В. Экология бактерий. Ленинград.:1989. 248 с.:143с.

4. Прозоркина Н.В., Рубашкина Л.А. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии.2012.378с.:246с. 
5. http://www.ronl.ru