Бактерии со жгутиками

ВАЖНО! Для того, что бы сохранить статью в закладки, нажмите: CTRL + D

Реснички (Р, фимбрии, пили) и ресничкоподобные образования (РПО)

Р – сложные структуры, начинающиеся от КС. Их количество – от 2-4 до тысяч.

РПО – похожи на Р, но тоньше и могут отделяться от клетки. РПО обнаружены у Гр-.

Функции Р:

  1. Контакт с внешней средой (важнейшая функция!).
  2. Адгезия (к субстрату).
  3. Формирование «лица» микроба при помощи антигенов.
  4. Движение (по типу ползанья).

Жгутики (Ж, флагелла)

Ж состоят из комплекса молекул белка флагеллина, образующего блоки. Флагеллин обладает определённой сократительной способностью, которой, однако, недостаточно для обеспечения той скорости, с которой вращается жгутик (3000 оборотов/мин).

Ж начинается из ПМ, где залегает его основа – М- и S-белки. Здесь и возникает движение Ж за счёт прямого превращения электрической энергии в механическую. Наружная часть Ж (филамента), начавшись от М- и S-белков, прикрепляется к 2 дискам и 1 крюку, расположенным в КС. Если Ж много, то они образуют перитрих, если Ж один, то монотрих и т. д.

Функции Ж:

1. Движение.

2. Антигенные свойства.

3. Рецепция.

4. Адгезия.

Микробы с особым строением КС

Роды Микоплазма и Уреоплазма – полностью лишены КС. Их единственная оболочка – ПМ. Они полиморфны, у них есть цитоскелет, обладающий сократительной функцией.

Снаружи ПМ покрыта белками, липидами; также есть S-слой.

Окраска их не связана со свойствами КС.

Существуют L-формы бактерий – это Гр+ и Гр-, которые утратили временно или навсегда свою КС. Узнать их по окраске невозможно, они полиморфны. Нестабильные L-формы (способные к возврату КС) образуются под действием различных факторов внешней среды (пенициллин). Стабильные L-формы (всегда существующие без КС) представлены возбудителями таких заболеваний, как бруцеллёз, дизентерия, менингит, туберкулёз и другие.

Роды Хламидии и Хламидофилы – по строению КС похожи на Гр-. У них есть ПМ, есть полисахаридный слой, но нет пептидогликана. Они являются облигатными внутриклеточными паразитами. У них есть смена цикла развития, в котором присутствуют 3 формы:

— элементарные тельца (мелкие, с большой плотностью ЦП) – являются заражающим элементом;

— ретикулярные тельца (крупные, с большим количеством ДНК и РНК) – живут внутри клетки и размножаются;

— персистентные тельца – длительно находятся в организме хозяина, никак себя не проявляя.

Риккетсии, коксиелы

— внутриклеточные паразиты;

— не имеют цикла развития;

— полиморфны;

— имеют пептидогликан;

— очень мелкие по размеру;

— вызывают сыпной тиф и другие заболевания;

— окрашиваются по Граму, но лучше – по Здродовскому или серебрением.

Извитые формы

— вибрионы (1/4-1/2 витка) – вибрион холеры;

— спириллы (2-4 витка) – язва 12-перстной кишки, желудка;

— спирохеты (полностью завиты) – трепонемы (сифилис), боррелии (возвратный тиф) и лептоспиры (лептоспирозы).

Особенности строения извитых форм:

— КС как у Гр-;

— есть структуры, идентичные жгутикам, которые тоже крутятся, но находятся в ППП и фиксируются только на концах клетки; их вращение приводит к сокращению-удлинению клетки.

Микобактерии

— кислото-, спирто- и щёлочеустойчивые;

— очень медленно растут;

— имеют уникальное строение КС: в ней есть пептидогликан, белки-порины, жирные кислоты и белки;

— окрашиваются специальными методами окраски.

Споры

Спорообразование – способ сохранения вида. В спорах нет свободной воды (её концентрация не превышает 13%), в них накапливаются ионы Са2+, белки, богатые дисульфидными связями.

Актиномицеты

Актиномицеты (АМ) поражают мышцы, кости, лёгкие. 90% антибиотиков вырабатывается актиномицетами.

АМ имеют лучистую форму, являются прокариотами и Гр+; не имеют дифференцированного ядра; являются бактериями.

Грибы

Грибы относятся к эукариотам (как правило), образуют компартменты, существуют в 2 формах – половой и неполовой, выделяют токсины (онкотоксины, приводящие к возникновению рака), в составе КС имеют хитин, образуют споры половым и вегетативным размножением.

Простейшие

— эукариоты – возбудители малярии, амебиаза, трихомониаза;

— всё время меняют свой внешний вид и антигены.

Сообщества

1. Колонии и микроколонии (образованы бактериями 1 вида).

2. Смешанные – биоплёнки на общем матриксе, покрытые поверхностной плёнкой, в основе которой – липидный слой.

Читайте также:  Манту и простуда (насморк, горло)

Существуют контакты бактерий (трубочки, каналы), через которые они осуществляют обмен информацией. Гомосеринлактон – фактор, влияющий на взаимодействие микробов. Многие микробы не могут заразить, пока не образуют сообщества.

Значение неоспоримо

Несмотря на микроскопические размеры (0,5-5 мкм) их общая биомасса на Земле больше, чем биомасса животных и растений, вместе взятых. Их роль в круговороте веществ незаменима, а их свойства консументов (разрушителей органики) не позволяют планете покрыться горами трупов.

Ну и не стоит забывать о патогенах: возбудителями чумы, оспы, сифилиса, туберкулеза и множества других инфекционных заболеваний тоже являются бактерии.

Бактерии нашли применение и в хозяйственной деятельности человека. Начиная от пищевой промышленности (кисломолочные продукты, сыры, квашеные овощи, алкогольные напитки), «зеленой» экономике (биотопливо и биогаз) до методов клеточной инженерии и производства лекарственных препаратов (вакцины, сыворотки, гормоны, витамины).

Бактерии со жгутиками: строение, функции, виды, расположение

Существует большое количество микробов со жгутиками. Жгутики бактерий являются их характерными признаками, и они по этому принципу объединяются в таксономические единицы. Благодаря отросткам эти организмы способны совершать сокращения клетки и таким образом двигаться.

Для чего бактериям жгутики

Эти структурные элементы клетки определяют ее подвижность. Чаще всего это тонкие нити, которые берут свое начало еще от цитоплазматической мембраны. Некоторые виды микробов имеют существенно больший жгутик, чем сама клетка-хозяин.

Отростки способны проталкивать клетку в жидкой среде. Строение жгутика таково, что он может быстро перемещать тело-клетку, и при этом она будет преодолевать сравнительно большие расстояния. Движения эти совершаются по принципу пропеллера. Чтобы перемещаться, микробы используют один или несколько отростков.

У некоторых микробов отростки могут быть дополнительным фактором патогенности (болезнетворности). Это можно объяснить с тем, что он способствует приближению патогенного микроорганизма к здоровой клетке.

Из чего состоят жгутики

Эти части микроорганизма представляют собой спирально закрученные нити. Они имеют разную толщину и длину, а также амплитуду витка. Некоторые бактерии с жгутиками имеют сразу несколько разновидностей этих органов.

Состоят эти элементы клетки из специального белка – флагеллина. Он имеет сравнительно небольшую молекулярную массу. Это позволяет субъединицам молекул располагаться по спирали и таким образом составлять строение отростка определенной длины.

Кроме нити, жгут имеет крюк возле поверхности клетки, а также базальное тельце. С помощью такого тельца он надежно закрепляется в клетке.

Что такое ворсинки

Ворсинки иначе называются пили. Они присутствуют в разных организмах. Расположение этих структурных элементов бактериальной клетки различно. Обычно это цилиндры белковой природы, имеющие длину до 1,5 микрометра и диаметр до 1 микрометра. В одном микроорганизме могут быть пили нескольких видов.

Функции этих образований до конца еще не определены. Известно, что отдельные разновидности микробов имеют ворсинки. Наиболее очевидная роль, которую выполняют пили – прикрепление к субстрату и передвижение в среде.

Больше всего данных собрано о кишечных палочках, имеющих ворсинки-пили. Однако существует огромное количество микроскопических организмов, у которых строение ворсинок еще до конца не определено. Во всяком случае, бактериальные пили способствуют эффективному передвижению клеток.

Какие различия имеют жгутиковые микроорганизмы

В зависимости от количества и способа расположения все микроскопические организмы разделяют на такие типы:

  1. Монотрихи. Это бактерии с одним жгутиком.
  2. Лофотрихи. У этих клеток на конце есть пучок отростков.
  3. Перитрихи. Такие микробы имеют много отростков по всей поверхности.
  4. Амфитрихи. У этих микроорганизмов двустороннее, или биполярное расположение жгутиков.

Жгутики прокариот

У бактерий-прокариот такие элементы состоят только из одного участка субъединиц флагеллина. Возможно одно- или двустороннее расположение таких элементов. В значительной степени такие части клетки могут определяться различиями жизненного цикла.

У некоторых прокариотических бактерий могут быть пили. Количество этих структурных элементов позволяет бактерии двигаться или прикрепляться к субстрату.

Большинство прокариот имеют отличные приспособления для того, чтобы передвигаться в жидкой среде и тем самым повысить выживаемость при неблагоприятных факторах окружающей среды.

Как определить жгутики

Условно жгутики можно определить по прямому и косвенному методу.

Наблюдение бактерии в микроскоп – это прямое обнаружение этих элементов. Чтобы они были более заметными, применяется окрашивание специальными методами. Еще лучше жгутики заметны в электронный микроскоп.

Косвенно бактерии определяются по факту подвижности клетки. Лучше всего это обнаружить при помощи препарата «раздавленная капля», когда предметное стекло накрывается покровным. Часто для того, чтобы отростки были более заметны, искусственно затемняют поле зрения.

Изучение жгутиковых бактерий и их функций позволяет микробиологам находить способы борьбы с болезнетворными микроорганизмами, а также поле для их применения.

Читайте также:  Препараты железа для внутривенного введения – польза и вред

Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.

Жгутики. Расположение и функции

Жгутик– это поверхностная структурабактериальной клетки, которая служитим для движения в жидких средах.

Взависимости отрасположенияжгутиков, бактерии делятся на

 – одинили более жгутиков расположены на одномили обоих полюсах клетки и основаниепараллельно длинной оси клетки.

 – одинили более жгутиков расположены в местеперехода боковой поверхности в полюсклетки на одном или двух ее концах. Восновании – прямой угол с длинной осьюклетки.

 – одинили более жгутиков в виде пучка расположеныв средней точке одной из половин клетки.

 –расположены по всей поверхности клеткипо одному или пучками, полюса обычно ихлишены.

 –два или несколько жгутиков расположеныв разных точках клетки.

Взависимости от числажгутиков, различают:

1)Атрихи – это бактерии без жгутиков.

2)Монотрихи- один полярно расположенныйжгутик

3)Лофотрихи-пучок жгутиков на одномконце. 

4)Амфитрихи – пучки жгутиков с двухконцов. 

5)Перитрихи- множество жгутиков вокругклетки. этобактерии.

20. Строение жгутика у грамположительных и грамотрицательных бактерий. Синтез жгутика

Филамент —полая белковая нить, состоящая изфлагеллина, субъединицы которого уложеныпо спирали. Полость внутри используетсяпри синтезе жгутика — он происходит внаправлении от плазматической мембраны.

По полости к собираемому в настоящиймомент участку переносятся жгутика – это относительножесткая белковая спираль, закрученнаяпротив часовой стрелки с образованиемцентрального полого канала диаметромдо 3 нм.

Жгутики. Расположение и функции

Такая конструкция способствуетформированию спиральной траекториидвижения нити.

Крюк —белковое образование. Крюксоединяет нить с базальным телом жгутикаи состоит из двух типов белка.

тело представляет собойсистему колец, находящихся в плазматическоймембране и клеточной стенке внутренних кольца — Mи S-кольца .

Ещё два кольца — Pи L —есть только у грамотрицательных бактерий,неподвижны и лишь направляют стерженьротора мотора.

Вокруг MS-кольцарасположены статоры —белковые комплексы MotA4/MotB4,представляющие собой протонный канал (ихможет быть от 8 до 16).

Большинствоисследователей полагает, что поступлениепротона из периплазмы или внешней средыв MotA4/MotB4 комплексвызывает конформационные изменениябелков, благодаря электростатическомувзаимодействию или прямому контактуэто изменение приводит к поворотуMS-кольца, а его дальнейшее движениевозвращает исходную конформациюкомплексу и выталкивает протон вцитозоль.

Вращениежгутика в клеточной стенке происходитиз-за вращательного движения колец S иМ относительно друг друга и обеспечиваетсяза счет энергии трансмембранногоградиента ионов водорода или натрия.

Синтезжгутика

21. Скольжение, как тип движения бактерий

Скольжение— движение отдельных бактериальныхклеток или их колоний по твёрдойповерхности вдоль их длинной оси безучастия бактериальных жгутиков. Движениепроисходит без использования жгутиков. 

Характернодля бактерий, имеющих слизистый счет слизи клетка скользит поповерхности и передвигается.

Клеткинекоторых фототрофов содержат наповерхности фибриллы или филаменты,при сокращении которых во внешнеймембране возникают волны, за счет которыхклетка движется.

В оболочках некоторыхклеток присутствуют кольцеобразныебелковые комплексы, которые могутвращаться, что способствует движениюклеток. Разница в поверхностном натяженииможет двигать клетки, которые выделяютповерхностно-активные вещества с одногоконца клетки.

На разных концах клеткивозникают различия в величинеповерхностного натяжения, которые итолкают ее вперед. Многие бактериивыделяют наружу сахара. Смешиваясьс водой, сахара образуют слизь. Слизьоблегчает движение клеток по твердойповерхности при использовании жгутиков.

Представителигруппы практически всегда не имеютпилей. Установлено, что их движениепроисходит не за счёт энергии АТФ, а засчёт протон-движущей силы. Помимо того,что многие выделяют слизь и передвигаютсяза счёт этого.

Предполагается, что онидвижутся благодаря сокращению и удлинениюфибрилл в цитоплазме или периплазме,благодаря моторам жгутиков, утратившихфиламент, или благодаря движению белковвнешней мембраны вдоль «конвейерныхлент» белков внутренней.

Дополнительные органеллы бактерий

Ворсинки (пили, фимбрии) — это тонкие белковые выросты наповерхности клеточной стенки. Функционально они различны. Различают комон-пили и секс-пили. Комон-пили отвечают за адгезиюбактерий на поверхности клеток макроорганизма. Они характерныдля грамположительных бактерий. Секс-пили обеспечивают контакт между мужскими и женскими бактериальными клеткамив процессе конъюгации. Через них идет обмен генетической ин-формацией от донора к реципиенту. Донор — мужская клетка —обладает секс-пили. Женская клетка — реципиент — не имеетсекc-пили. Белок секс-пили колируется генами F-плазмиды.Жгутики — органеллы движения. Есть у подвижных бактерий. Это особые белковые выросты на поверхности бактериальной клетки, содержащие белок — флагелин. Количество и расположение жгутиков может быть :1) монотрихи (имеют один жгутик);2) лофотрихи (имеют пучок жгутиков на одном конце клетки);3) амфитрихи (имеют по одному жгутику на каждом конце);4) перитрихи (имеют несколько жгутиков, расположенных попериметру).О подвижности бактерий судят, рассматривая живые микро-организмы, либо косвенно — по характеру роста в среде Пешко-ва (полужидком агаре). Неподвижные бактерии растут строго поуколу, а подвижные дают диффузный рост.

Капсулы представляют собой дополнительную поверхностную оболочку. Они образуются при попадании микроорганизмав макроорганизм. Функция капсулы — защита от фагоцитоза и макро- и микрокапсулы. Макрокапсулу можно выявить, используя специальные методы окраски, сочетая позитивные и негативные методы окраски. Микрокапсула — утолщениеверхних слоев клеточной стенки. Обнаружить ее можно толькопри электронной микроскопии. Микрокапсулы характерны для вирулентных бактерий.

Читайте также:  Туляремия симптомы и лечение у детей | Профилактика туляремии

Среди бактерий различают:

1) истиннокапсульные бактерии (род Klebsiella) — сохраняюткапсулообразование и при росте на питательных средах, а нетолько в макроорганизме;

2) ложнокапсульные — образуют капсулу только при попадании в могут быть полисахаридными и белковыми. Они играют роль антигена, могут быть фактором вирулентности.Споры — это особые формы существования некоторых бактерий при неблагоприятных условиях внешней среды. Спорообразование присуще грамположительным бактериям. В отличие отвегетативных форм споры более устойчивы к действию химических, термических всего споры образуют бактерии рода Bacillus и спорообразования заключается в утолщении всехоболочек клетки. Они пропитываются солями дипикалината кальция, становятся плотными, клетка теряет воду, замедляются всеее пластические процессы. При попадании споры в благоприятные условия она прорастает в вегетативную форму.У грамотрицательных бактерий также обнаружена способность сохраняться в неблагоприятных условиях в виде некультивируемых форм. При этом нет типичного спорообразования, но в таких клетках замедлены метаболические процессы, невозможно сразу получить рост на питательной среде. Но при попадании в макроорганизм они превращаются в исходные формы.

Вопрос Необязательные структурные компоненты бактериальной клетки

1. Споры

Спорообразующие палочки называются бациллами.

Споры бактерий представляют собой бактериальные клетки в состоянии анабиоза и образуются при неблагоприятных условиях внешней среды (располагаются внутри клетки терминально, субтерминально или центрально).

В процессе спорообразования клетка почти полностью теряет воду, сморщивается, клеточная стенка уплотняется. Появляется новое вещество – дипиколинат кальция, которое образует комплексы с биополимерами клетки, устойчивые к действию температуры и ультрафиолетовых лучей. В окружающей среде споры бактерий могут сохраняться годами, но при попадании в благоприятные условия спора впитывает влагу, комплексы распадаются, дипиколинат разрушается, и спора превращается в вегетативную клетку.

Таким образом, спору следует рассматривать не как способ размножения, а только как форму существования бактериальной клетки в неблагоприятных условиях. При этом преобразования идут по следующей схеме: 1 клетка – 1 спора – 1 клетка, и увеличения количества бактериальных клеток не происходит.

Спорообразование характерно в основном для грамположительных бактерий. У грамотрицательных бактерий эквивалентом спорообразования является переход в так называемое некультивируемое состояние. В такой форме они также длительно сохраняются в окружающей среде.

При использовании окраски по Граму споры красители не воспринимают, поэтому на окрашенном фоне они бесцветны. Окрашиваются споры с помощью специальных методов окраски, например, по Ожешко или Клейну.

2. Жгутики

Многие бактерии имеют жгутики. Их количество и расположение у разных бактерий неодинаково. Монотрихии имеют только один жгутик (род Vibrio), лофотрихии – пучок жгутиков на одном полюсе клетки (род Pseudomonas), а у амфитрихов жгутики (один или пучок) расположены на обоих полюсах клетки (род Spirillum), а у перитрихов – по всей поверхности (род Escherichia, Salmonella).

По своему строению жгутики представляют собой спирально закрученные нити, состоящие из специфического белка флагеллина, который по своей структуре относится к сократительным белкам типа миозина.

При окраске по Граму жгутики не видны. Изучать подвижность бактерии можно как с помощью микроскопических методов (фазово-контрастная микроскопия препаратов «висячая» или «раздавленная» капля), так и посевом уколом в полужидкий агар, или специальную среду – среду Пешкова.

3. Ворсинки

На поверхности ряда бактерий обнаружены белковые образования – ворсинки (фимбрии, пили). Фимбрии отходят от поверхности клетки и состоят из белка, называемого пилином. Различают более 60 видов ворсинок, из которых наиболее изучены F-pili (половые пили) и common pili (пили, ответственные за адгезию).

4. Капсула

Капсула бактерий – это утолщенный наружный слой клеточной стенки. Капсулы могут быть построены из полисахаридов (пневмококк) или белков (возбудитель сибирской язвы). Большинство бактерий, особенно патогенных, образует капсулу только в организме человека или животных. Однако существует род истинно капсульных бактерий (Klebsiella), представители которого образуют капсулу и при культивировании на искусственных питательных средах. Некоторые бактерии могут иметь микрокапсулу (выявляется только при электронной микроскопии), например, эшерихии, или неявно выраженную способность к капсулообразованию – так называемую «нежную» капсулу, например, золотистые стафилококки, менингококки.

Основное предназначение капсул – защита бактерий от фагоцитоза. При окраске мазков по Граму истинно капсульные бактерии имеют характерное взаиморасположение (на расстоянии друг от друга). При световой микроскопии капсулы четко не видны, в связи с чем наличие капсул у бактерий выявляется с помощью специальных методов окраски, например, по методу Гимзе. Для выявления капсул и бактерий, образующих их в организме, используют либо микроскопию мазков, приготовленных из патологического материала или мазков – отпечатков из органов погибших животных.