Введение в микробиологию. Основные этапы становления микробиологии. Значение работ Р. Коха и Л. Пастера

16. Бактериальные липиды, классификация, строение и значение  для микробной клетки.

У прокариот липиды: 1) входят в состав клеточных мембран и  клеточной  стенки. 2) служат запасными веществами.3) регуляторная функция – витамины (А, Д, Е, К) 4) антигенная функция. Классификация: 1) простые липиды (жирные кислоты, жирные альдегиды, жирные спирты).2) сложные  липиды (полярные - фосфолипиды, гликолипиды, нейтральные – представляют из себя сложные эфиры глицерина и  высших жирных кислот – триглицериды, диглицериды, моноглицериды.

17. Строение и функция  нейтральных жиров и фосфолипидов.

К нейтральным жирам относятся  эфиры глицерина и высших жирных кислот (триглицериды, диглицериды  и моноглицериды) стеариновая – C17H35COOH,  олеиновая - C17H33COOH,  леноливая  – C17H31COOH . функция – энергетическая.

Фосфолипиды представляют собой соединения спирта глицерина с высшими жирными  кислотами и фосфорной кислотой. Структурная функция.

18. Углеводы, их классификация  и биологическое значение.

Кол-во от 12 до 28%.

Углеводы по их способности гидролизоваться  можно разделить на три основные группы: моно-, ди- и полисахариды.

Моносахариды — углеводы, которые  не гидролизуются (не разлагаются водой). В свою очередь, в зависимости  от числа атомов углерода моносахариды подразделяются на триозы (молекулы которых  содержат три углеродных атома), тетрозы (четыре углеродных атома), пентозы (пять), гексозы (шесть) ит. д.

В природе моносахариды представлены преимущественно пентозами и  гексозами.

Дисахариды — углеводы, которые  гидролизуются с образованием двух молекул моносахаридов.: сахароза, мальтоза, лактоза,

Полисахариды — крахмал, гликоген, декстрины, целлюлоза... — углеводы, которые гидролизуются с образованием множества молекул моносахаридов, чаще всего глюкозы.

Энергетическая функция.

19. Белки: строение, структурная  организация и функция

Белки – высокомолекулярные органические в-ва состоящие из соединенных в  цепочку пептидной связью α –  аминокислот. В клетках аминокислотный состав белков определяется генетическим  кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот.

Организация:  молекулы белков представляют собой  линейные полимеры. Состоящие  из α – аминокислот соединенных  пептидными связями  -CO – NH-.  Синтез белков происходит на рибосомах.

1. Первичная структура – последовательность аминокислот  в пептидной цепи.
2. Вторичная - полипептидная цепь, стабилизированная водородными связями.
3. Третичная – пространственное строение полипептидной цепи.
4. Четвертичная - (доменная) —В состав белка с четвертичной структурой могут входить как идентичные, так и различающиеся полипептидные цепочки.

Функции белков разнообразны.

1. Строительный материал – белки  участвуют в образовании оболочки  клетки, органоидов и мембран  клетки. Из белков построены кровеносные  сосуды, сухожилия, волосы.

2. Каталитическая роль – все  клеточные катализаторы – белки  (активные центры фермента). Структура  активного центра фермента и  структура субстрата точно соответствуют  друг другу, как ключ и замок.

3. Двигательная функция – сократительные  белки вызывают всякое движение.

4. Транспортная функция – белок  крови гемоглобин присоединяет  кислород и разносит его по  всем тканям.

5. Защитная роль – выработка  белковых тел и антител для  обезвреживания чужеродных веществ.

6. Энергетическая функция –  1 г белка эквивалентен 17,6 кДж.

20. Аминокислоты, их классификация  и значение для жизнеобеспечения  организмов

Аминокислоты – орг. соед. в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные  и аминные группы.

Классификация: 1) по радикалу: неполярные (глицин, аланин), полярные (аспарагин)

2) по функциональным группам:  ароматические,  алифатические, гетероциклические  (триптофан, гистидин)  и  иминокислоты (пролин).

Незаменимые: Триптофан,  Лизин, Валин.

Заменимые: Тирозин, Цистеин

Они играют важную роль в построении мышц, кожи и волос, поддерживают работу иммунной системы и общего обмена веществ, являясь строительным материалом для ферментов и некоторых  гормонов. энергетическая функция

21. Нуклеиновые кислоты  и их значение для организма.

Это макромолекулы. Нуклеиновые кислоты - это биополимеры, макромолекулы  которых состоят из многократно  повторяющихся звеньев - нуклеотидов. Поэтому их называют также полинуклеотидами. Значение: хранение и передача наследственной информации. Изменение в структуру нуклеиновых кислот приводит к изменению в клетке. Н.к. – гетерополимеры.  Мономер – нуклеотид. Кол-во нуклеотидов от 80 до нескольких сотен миллионов ДНК. В состав  нуклеотида - структурного звена нуклеиновых кислот - входят три составные части:

азотистое основание - пиримидиновое  или пуриновое.

моносахарид - рибоза или 2-дезоксирибоза.

остаток фосфорной кислоты.

Существует два типа нуклеиновых  кислот: ДНК и РНК.

 РНК (рибонуклеиновая кислота), так же как ДНК, представляет  собой полимер, мономерами которого  служат нуклеотиды. Азотистые основания  те же самые

 Особенности их химического  строения обеспечивают возможность  хранения, переноса в цитоплазму  и передачи по наследству дочерним  клеткам информации о структуре  белковых молекул, которые синтезируются  в каждой клетке. Белки обусловливают  большинство свойств и признаков  клеток. Стабильность структуры нуклеиновых к-т - важнейшее усл-е нормальной жизнедеятельности клеток и организма в целом.

22. Строение и основные  части нуклеотида.

Нуклеотид состоит  из 3-х частей: пятиуглеродного сахара, азотистого основания и фосфорной кислоты.

Азотистых оснований четыре: у ДНК  это аденин, гуанин, цитозин, тимин. У РНК — те же, но вместо тимина — урацил.

Нуклеотиды являются сложными эфирами  нуклеозидов и фосфорных кислот. Нуклеозиды, в свою очередь, являются N-гликозидами. В природе наиболее распространены нуклеотиды, являющиеся β-N-гликозидами пуринов или пиримидинов  и пентоз — D-рибозы или D-2-дезоксирибозы. В зависимости от структуры пентозы  различают рибонуклеотиды и дезоксирибонуклеотиды, которые являются мономерами молекул  сложных биологических полимеров (полинуклеотидов) — соответственно РНК или ДНК.

23. Строение и основные  черты молекулы ДНК

1)Каждая молекула ДНК состоит  из 2х поленуклеотидных цепей  ,образующих двойную спираль закрученную  относительно друг друга и  вокруг оси.

2)Каждый нуклеотид располагается  в плоскости перпендикулярной  оси спирали.

3)Две цепи скреплены водородными  связями ,образующимися между  основаниями, принадлежащими разным  цепям

4)Спаривание строго спецефично,т.е  спираль ДНК стабилизирована  водородными связями А=Т 2 водородные  связи, Г  Ξ Ц- 3 водородных  связи . Последовательность оснований  в одной цепи определяет строго  комплементарную последовательность  в другой цепи.

5) Спираль ДНК правозакрученная

6)1 виток ДНК равен 10 парам  нуклеотидов(3.4нм).Длина одного нуклеотида 0.34нм. Диаметр двойной спирали  ДНК01.8нм.

24. ДНК и механизмы  её репликации 

Существует 2 теории :

1. Дисперсивный механизм заключается в том , что родительная спираль разрывается на каждом полуобороте путем мгновенной фрагментации. Синтез новой цепи происходит на фрагментах, которые затем крест на крест сливаются. Дочерняя цепь состоит из  чередующихся отрезков старого и нового материала.
2. Полуконсервативный механизм репликации.

Способ репликации двухцепочечной молекулы ДНК, при котором исходная молекула разделяется на две цепи (с образованием репликативной вилки  каждая из которых служит матрицей для синтеза второй (новой) комплементарной  полинуклеотидной цепи

25.Особенности структуры,  функции и типы молекул РНК

РНК состоит из длинной цепи ,в  которой каждое звено называется нуклеотидом . Каждый нуклеотид состоит  из азотистого основания , сахара рибозы , фосфорной группы. Последовательность нуклеотижов позволяет РНК кодировать генетическую информацию. Все клеточные  организмы используют РНК для  программирования синтеза белков.

ТИПЫ РНК: Матричная РНК- в неё  закодирована информация о синтезе  белка. Кодирующая последовательность иРНК определяет последовательность аминокислот  полипептидной цепи.

Транспортная РНК- служит для узнавания  кодов и доставки соответствующих  аминокислот в месту синтеза  белка.

Рибосомная РНК - служит структурной  и каталитической основой рибосом.

26.Генетический код и  механизмы транскрипции и трансляции.

Генетический код - свойственный всем живым организмам способ кодирования  аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов. Алфавит ген.кода составляют азотные  основания.

Транскрипция – процесс синтеза  РНК с использование ДНК в  качестве матрицы, происходящий во всех живых клетках. Это перенос ген.информации с ДНК на РНК.

Трансляция - процесс синтеза белков из аминокислот на матрице информационной РНК, осуществляемый рибосомами.

27.Трансляция мРНК. Перенос  информации от ДНК на белок 

мРНК- РНК содержащая информацию о  первичной структуре белков(аминокислотной последовательности). мРНК синтезируется  на основе ДНК в ходе транскрипции, после чего в свою очередь используется в ходе трансляции как матрица  для синтеза белков.

Синтез белка является основой  жизнедеятельности клетки. Для этого в клетке есть спец. органеллы- рибосомы. Рибосомы представляют собой комплексы, построенные из 2х субъединиц: большой и малой .

Функция рибосом заключается в  узнавании кодов мРНК, соответствующим  кодам тРНК, несущим аминокислоты и присоединять эти аминокислоты к растущей белковой цепи. Двигаясь вдоль молекулы мРНК, рибосома синтезирует  белок в соответствии с информацией, заполненной в молекуле мРНК.

Для узнавания аминокислот в клетке имеются спец. «адаптеры», молекулы тРНК. Эти молекулы имеющие форму клеверного листа ,имеют участок комплементарный кодому мРНК.

28. Особенности питания  микроорганизмов. Пути поступление  питательных веществ в микробную  клетку.

Микробы не имеют органы пищеварения, и питание происходит путём осмоса. Вещества должны быть растворены в  окружающей среде. Некоторые имеют  большие размеры и предварительно расщепляются. Расщепление происходит вне клетки.

Тип питания определяется на основе 2-х элементов C и N

1)По источнику  С питания  выделяются автотрофы (сами синтезируют питательные вещества)- это нитрофицирующие бактерии,серобактерии, железобактерии.

Гетеротрофы- в качестве источника  с используют готовые органические вещества . Большинство гетеротроф используют органические вещества растительного  и животного ост. В  окружающей среде(сапрофиты). Некоторые гетеротрофы  живут или на поверхности или  внутри другого организма , питаясь  его органическими веществами (паразиты)-возбудители  инфекционных заболеваний. Облигатные паразиты- не могут существовать в  окружающей среде :вирусы ,хламидии. Факультативные организмы- необязательные .Могут жить в организме и во внешней среде.

2)По источнику азота. Это микроорганизмы ,использующие в качевте питательных  неорганические соединения азота.  Большинсвто микроорганизмов получают  орг.азот – аминогетеротрофы(почвенные  ,клубневые микроорганизмы)

Ауксотрофы- микроорганизмы, которые  потеряли способность синтезировать  вещества.

Прототрофы- противоположность ауксотрофам.

Питательные вещества используются микроорганизмами не только как строительный материал, это и источник энергии.  В зависимости  от источника энергии микроорганизмы делятся на хемотрофы- микроорганизмы получающие энергию при расщеплении  хим. связей.

Фототрофы- используют энергию солнечного света.

29.Источники питания  и роста микробов. Типы и механизмы  питания.

Источником С может быть неорганические соеднения:  СО2, карбонаты, из органических веществ. Источниками N могут быть неорг в-ва- N2,NO2,NH3,NO3,а могут быть и органические вещества (аминокислоты). Источниками H2: Н2, NH3.

Поступление веществ в клетку.

1. Поступают через пассивную диффузию-проникновение веществ по градиенту концентрацией до установившегося равновесия. Это процесс не требует затрат энергии.
2. Облегченная диффузия. Поступление вещества с помощью специальных мембранных белков- периоазы, которые связываются с веществом и перетаскивают его через мембрану в неизменном виде. Процесс не требует затрат энергии, однако скорость транспорта увеличивается.
3. Активный транспорт- это поступление веществ против градиента концентраций . Затрачивается АТФ.