1 Лекция 2. Строение и химический состав бактериальной клетки. Литература: 1. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Под ред. ак. РАМН В.В.Зверева, проф. М.Н.Бойченко, ИГ «ГЭОТАР-Медиа». 2. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. Под ред. А.А.Воробьева, А.С.Быкова МИА, Москва. 3. Н.В.Рудаков. Краткий курс лекций по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии г. 4. Материалы Википедии.
Хромосома (область нуклеоида) Пили Рибосомы Капсула или слизистый слой Клеточная стенка Цитоплазматическая мембрана Цитозоплазма Плазмида Жгутик Пищевые гранулы
Клеточная стенка Клеточная стенка – это структура, полностью окружающая клеточный протопласт. (Почти) все бактерии имеют клеточную стенку.
Первичная функция бактериальной клеточной стенки Предотвратить разрыв или осмотический лизис клеточных протопластов Лизис пары делящихся клеток E. coli cells
Химическая природа бактериальных клеточных стенок Клеточная стенка бактерий содержит пептидогликан (муреин) Химический состав пептидогликана определяет функцию клеточной стенки Пептидогликан – уникальная структура, встречающаяся ТОЛЬКО в клеточных стенках бактерий
Химическая природа бактериальных клеточных стенок
Структура пептидогликана
1. Конденсация GlcNAc с UTP. 2.UDP-GlcNAc реагирует с PEP с образованием UDP-Mur2Ac. 3. Последовательное присоединение пяти АК. Биосинтез пептидогликана
4. Mur2Ac-пентапептид переносится от UDP на долихос-пирофосфат (бактопренол) 5. Другой остаток GlcNAc добавляется к этой молекуле. 6. Пять глициновый АК добавляются к лизинговой АК пентапептида. Биосинтез пептидогликана
7. Образовавшийся дисахарид-декапептид добавляется к нередуцирующему концевому остатку существующей пептидогликановой молекулы. Биосинтез пептидогликана
8. Транспептидаза катализирует реакцию транспептидазы, чтобы соединить близлежащие полисахаридные цепи. Биосинтез пептидогликана
Грам(+) клеточная стенка толстый гомогенный монослой. Грам(-) клеточная стенка тонкий гетерогенный мульти слой. Профили бактериальных клеточных оболочек
Свойства клеточных стенок Грам(+) и Грам(-) бактерий Свойство Грам(+)Грам(-) Толщина стенки толстая (20-80 нм) тонкая (10 нм) К-во слоев 12-3 Содержание пептидогликана >50%10-20% Наличие тейхоевых кислот да нет Содержание белок/липопротеина 0-3%>50% Содержание липополисахаридов 013 Чувствительность к пенициллину чувствительны устойчивы Чувствительность к лизоциму чувствительны устойчивы
Грам(+) клеточные стенки содержат тейхоевые кислоты Предполагается, что тейхоевые кислоты стабилизируют клеточную стенку и используются в сцеплении.
Грам(+) пептидогликан имеет более толстый глинка новый слой и меж пептидные связи, соединяющие аминокислотные боковые цепи.
Грам(-) клеточные стенки включают внешнюю мембрану Внешняя мембрана Грам(-) бактерий имеет два важных свойства: 1. защищает клетки от проникновения многих веществ, включая пенициллин и лизоцим. 2. содержит липополисахариды, которые токсичны для млекопитающих.
Пептидогликан Грам(-) бактерий.
Пеницилин предотвращает образование меж пептидной связи Лизоцим разрывает гликозидную связь между M и G Пептидогликан Грам(-) бактерий.
ribosomesDNA (chromosome) Цитоплазма
Цитоплазматическая мембрана Полностью покрывает клеточный протопласт Состоит: 60% белков и 40% фосфолипидов Организована в виде бислоя Section of a cytoplasmic membrane
Структура и организация мембраны
Фосфолипиды взаиморасполагают ся в воде спонтанно: липидные «хвосты» вовнутрь, глицериновые «головки» - наружу.
Мембранные белки
Функция рибосом
Включение СоставФункция Гликоген Полиглюкосахарид Источник и запасник углерода и энергии Поли-бета- гидроксибутановая кислота (PHB) липид Источник и запасник углерода и энергии Полифосфатыполимеры PO 4 Запасник фосфатов, возможно высокоэнергетических Глобулы серы Элементарная SЗапасник энергии и электронов Магнетосомымагнетит (iron oxide) Обеспечивает ориентацию в магнитном поле Газовые вакуоли Белковые оболочки с газом Обеспечивают плавучесть в водной среде Параспоральные кристаллы Белок Формируются у эндоспорообразующих бацилл, токсичны для насекомых Включения бактериальной клетки
Bacterial Inclusions. A. PHB granules; b. a parasporal BT crystal in the sporangium of Bacillus thuringiensis; c. carboxysomes in Anabaena viriabilis, showing their polyhedral shape; d. sulfur globules in the cytoplasm of Beggiatoa. Включения бактериальной клетки
Небольшие молекулы, присутствующие в растущей бактериальной клетке Молекулы Приблизительное к-во видов АК, их предшественники и производные 120 Нуклеотиды, их предшественники и производные 100 Жирные кислоты и их предшественники 50 Углеводы и их предшественники 250 Куиноны, порфирины, витамины, коферменты и простетические группы и их предшественники 300 Ионы (PO 4, NH 3, SO 4, etc.) 20
Бактериальная нуклеосома или Нуклеоид Bacterial DNA released from a gently lysed E. coli cell
КАПСУЛЫ Мазок из чистой культуры Klebsiella pneumoniae, окраска по Бурри-Гинсу. Видны капсулы светлые ореолы вокруг палочковидных бактерий.
Эндоспоры Endospore forming bacteria left to right: Clostridium botulinum, Bacillus brevis, Bacillus thuringiensis
Стадии образования эндоспор в клетках Bacillus sp. Процесс занимает 6 часов. В конце зрелая эндоспора выпускается из материнской клетки в качестве свободной споры. Свободная эндоспора Вегетативная клеткаl Эндоспора внутри материнской клетки
При благоприятных условиях эндоспора способна прорастать в вегетативную клетку
ЖГУТИКИ
Монотрихи Лофотрихи Монотрихи Амфитрихи Перитрихи РАСПОЛОЖЕНИЕ ЖГУТИКОВ
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!