Características de la estructura celular de las bacterias. La estructura de las bacterias. funciones de la pared celular bacteriana

Además de los cinco reinos de la naturaleza viva, existen dos superreinos más: los procariotas y los eucariotas. Por lo tanto, si consideramos posición sistemática bacterias, entonces será el siguiente:

¿Por qué estos organismos se clasifican como un taxón separado? El punto es que para célula bacteriana Se caracteriza por la presencia de ciertas características que dejan una huella en su actividad vital y en la interacción con otras criaturas y humanos.

Descubrimiento de bacterias

Los ribosomas son las estructuras más pequeñas en grandes cantidades dispersos en el citoplasma. Su naturaleza está representada por moléculas de ARN. Estos gránulos son el material mediante el cual se puede determinar el grado de relación y la posición sistemática de un tipo particular de bacteria. Su función es el ensamblaje de moléculas de proteínas.

Cápsula

Una célula bacteriana se caracteriza por la presencia de membranas mucosas protectoras, cuya composición está determinada por polisacáridos o polipéptidos. Estas estructuras se denominan cápsulas. Hay micro y macrocápsulas. Esta estructura no se forma en todas las especies, pero sí en la gran mayoría, es decir, no es obligatoria.

¿De qué protege la cápsula a la célula bacteriana? Por fagocitosis por anticuerpos del huésped si la bacteria es patógena. O por desecación y exposición a sustancias nocivas, si hablamos de otro tipo.

Mocos e inclusiones.

También estructuras opcionales de bacterias. Moco o glicocálix, base química Es un polisacárido mucoide. Puede formarse tanto dentro de la célula como mediante enzimas externas. Altamente soluble en agua. Finalidad: unión de bacterias al sustrato - adhesión.

Las inclusiones son microgránulos en el citoplasma de diversas naturalezas químicas. Estos pueden ser proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos o polisacáridos.

organoides de movimiento

Las características de una célula bacteriana también se manifiestan en su movimiento. Para ello están presentes flagelos, que pueden estar en diferentes cantidades(de uno a varios cientos por celda). La base de cada flagelo es la proteína flagelina. Gracias a las contracciones elásticas y los movimientos rítmicos de lado a lado, la bacteria puede moverse en el espacio. El flagelo está adherido a la membrana citoplasmática. La ubicación también puede variar entre especies.

Bebió

Incluso más finas que los flagelos son estructuras que participan en:

fijación al sustrato;
nutrición agua-sal;
reproducción sexual.

Están formados por la proteína pilina y su número puede alcanzar varios cientos por célula.

Similitudes con las células vegetales.

Bacterianos y tienen una similitud innegable: la presencia de una pared celular. Sin embargo, mientras que en las plantas es innegable que está presente, en las bacterias no está presente en todas las especies, es decir, es una estructura opcional.

Composición química de la pared celular bacteriana:

peptidoglicano mureína;
polisacáridos;
lípidos;
proteínas.

Normalmente, esta estructura tiene una doble capa: exterior e interior. Realiza las mismas funciones que las plantas. Mantiene y define la forma constante del cuerpo y proporciona protección mecánica.

Disputa educativa

Hemos analizado con cierto detalle la estructura de una célula bacteriana. Sólo queda mencionar cómo las bacterias pueden sobrevivir en condiciones desfavorables, muy por mucho tiempo sin perder vitalidad.

Lo hacen formando una estructura llamada disputa. No tiene nada que ver con la reproducción y sólo protege a las bacterias de condiciones desfavorables. La forma de las disputas puede ser diferente. Cuando se restablecen las condiciones ambientales normales, la espora se inicia y crece hasta convertirse en una bacteria activa.

El organismo bacteriano está representado por una sola célula. Las formas de bacterias son variadas. La estructura de las bacterias difiere de la estructura de las células animales y vegetales.

La célula carece de núcleo, mitocondrias y plastidios. El ADN, portador de información hereditaria, se encuentra plegado en el centro de la célula. Los microorganismos que no tienen un núcleo verdadero se clasifican como procariotas. Todas las bacterias son procariotas.

Se estima que hay más de un millón de especies de estos asombrosos organismos en la Tierra. Hasta la fecha se han descrito unas 10 mil especies.

Una célula bacteriana tiene una pared, una membrana citoplasmática, un citoplasma con inclusiones y un nucleótido. De las estructuras adicionales, algunas células tienen flagelos, pili (un mecanismo de adhesión y retención en la superficie) y una cápsula. En condiciones desfavorables, algunas células bacterianas son capaces de formar esporas. El tamaño promedio bacterias de 0,5 a 5 micrones.

Estructura externa de las bacterias.

Arroz. 1. La estructura de una célula bacteriana.

Pared celular

La pared celular de una célula bacteriana es su protección y soporte. Le da al microorganismo su propia forma específica.
La pared celular es permeable. Los nutrientes pasan hacia adentro y los productos metabólicos lo atraviesan.
Algunos tipos de bacterias producen un moco especial que se asemeja a una cápsula y que las protege para que no se sequen.
Algunas células tienen flagelos (uno o más) o vellosidades que les ayudan a moverse.
Células bacterianas que aparecen rosadas cuando se tiñen con Gram ( gramnegativos), la pared celular es más delgada y multicapa. Se liberan enzimas que ayudan a descomponer los nutrientes.
Bacterias que aparecen violetas en la tinción de Gram ( Gram positivas), la pared celular es gruesa. Los nutrientes que ingresan a la célula se descomponen en el espacio periplásmico (el espacio entre la pared celular y la membrana citoplasmática) mediante enzimas hidrolíticas.
Existen numerosos receptores en la superficie de la pared celular. Se les adhieren asesinos de células (fagos, colicinas y compuestos químicos).
Las lipoproteínas de la pared de algunos tipos de bacterias son antígenos llamados toxinas.
Con el tratamiento prolongado con antibióticos y por otras razones, algunas células pierden sus membranas, pero conservan la capacidad de reproducirse. Adquieren una forma redondeada, en forma de L, y pueden persistir durante mucho tiempo en el cuerpo humano (cocos o bacilos de la tuberculosis). Las formas L inestables tienen la capacidad de volver a su forma original (reversión).

Arroz. 2. La fotografía muestra la estructura de la pared bacteriana de las bacterias gramnegativas (izquierda) y grampositivas (derecha).

Cápsula

En condiciones adversas ambiente externo Las bacterias forman una cápsula. La microcápsula se adhiere firmemente a la pared. Sólo se puede ver con un microscopio electrónico. La macrocápsula suele estar formada por microbios patógenos (neumococos). En Klebsiella pneumoniae siempre se encuentra la macrocápsula.

Arroz. 3. En la foto hay neumococo. Las flechas indican la cápsula (electronograma de una sección ultrafina).

Cáscara similar a una cápsula

La cubierta en forma de cápsula es una formación vagamente asociada con la pared celular. Gracias a las enzimas bacterianas, la cubierta en forma de cápsula se cubre con carbohidratos (exopolisacáridos) del ambiente externo, lo que asegura la adhesión de las bacterias a diferentes superficies, incluso a las completamente lisas.

Por ejemplo, los estreptococos, al ingresar al cuerpo humano, pueden adherirse a los dientes y las válvulas cardíacas.

Las funciones de la cápsula son variadas:

protección contra condiciones ambientales agresivas,
asegurar la adhesión (pegado) a las células humanas,
Al poseer propiedades antigénicas, la cápsula tiene un efecto tóxico cuando se introduce en un organismo vivo.

Arroz. 4. Los estreptococos son capaces de adherirse al esmalte dental y, junto con otros microbios, provocan caries.

Arroz. 5. La foto muestra daño a la válvula mitral debido al reumatismo. La causa son los estreptococos.

flagelos

Algunas células bacterianas tienen flagelos (uno o más) o vellosidades que les ayudan a moverse. Los flagelos contienen la proteína contráctil flagelina.
La cantidad de flagelos puede ser diferente: uno, un haz de flagelos, flagelos en diferentes extremos de la célula o en toda la superficie.
El movimiento (aleatorio o rotacional) se lleva a cabo como resultado del movimiento de rotación de los flagelos.
Las propiedades antigénicas de los flagelos tienen un efecto tóxico en las enfermedades.
Las bacterias que no tienen flagelos, cuando están cubiertas de moco, pueden deslizarse. Las bacterias acuáticas contienen entre 40 y 60 vacuolas llenas de nitrógeno.

Proporcionan buceo y ascenso. En el suelo, la célula bacteriana se mueve a través de los canales del suelo.

Arroz. 6. Esquema de fijación y funcionamiento del flagelo.

Arroz. 7. En la foto diferentes tipos microbios flagelares.

Arroz. 8. La fotografía muestra diferentes tipos de microbios flagelados.

Bebió

Pili (vellosidades, fimbrias) cubren la superficie de las células bacterianas. La vellosidad es un hilo hueco delgado retorcido helicoidalmente de naturaleza proteica.
El tipo general bebió Proporcionar adhesión (pegarse) a las células huésped. Su número es enorme y oscila entre varios cientos y varios miles. Desde el momento del adjunto, cualquier .
sexo bebido Facilitar la transferencia de material genético del donante al receptor. Su número es de 1 a 4 por celda.

Arroz. 9. La foto muestra E. coli. Los flagelos y pili son visibles. La fotografía fue tomada con un microscopio de túnel (STM).

Arroz. 10. La fotografía muestra numerosos pili (fimbrias) de cocos.

Arroz. 11. La fotografía muestra una célula bacteriana con fimbrias.

Membrana citoplasmática

La membrana citoplasmática se encuentra debajo de la pared celular y es una lipoproteína (hasta un 30% de lípidos y hasta un 70% de proteínas).
Diferentes células bacterianas tienen diferentes composiciones de lípidos de membrana.
Las proteínas de membrana realizan muchas funciones. Proteínas funcionales son enzimas por las cuales se produce la síntesis de sus diversos componentes, etc. en la membrana citoplasmática.
La membrana citoplasmática consta de 3 capas. La doble capa de fosfolípidos está impregnada de globulinas, que aseguran el transporte de sustancias al interior de la célula bacteriana. Si se altera su función, la célula muere.
La membrana citoplasmática participa en la esporulación.

Arroz. 12. La foto muestra claramente una pared celular delgada (CW), una membrana citoplasmática (CPM) y un nucleótido en el centro (la bacteria Neisseria catarrhalis).

Estructura interna de las bacterias.

Arroz. 13. La fotografía muestra la estructura de una célula bacteriana. La estructura de una célula bacteriana difiere de la estructura de las células animales y vegetales: la célula carece de núcleo, mitocondrias y plastidios.

Citoplasma

El citoplasma está formado por un 75% de agua, el 25% restante son compuestos minerales, proteínas, ARN y ADN. El citoplasma es siempre denso e inmóvil. Contiene enzimas, algunos pigmentos, azúcares, aminoácidos, un aporte de nutrientes, ribosomas, mesosomas, gránulos y todo tipo de otras inclusiones. En el centro de la célula se concentra una sustancia que transporta información hereditaria: el nucleoide.

Gránulos

Los gránulos están formados por compuestos que son fuente de energía y carbono.

mesosomas

Los mesosomas son derivados celulares. Tener Diferentes formas- membranas concéntricas, vesículas, tubos, asas, etc. Los mesosomas tienen una conexión con el nucleoide. La participación en la división celular y la esporulación es su objetivo principal.

nucleoide

Un nucleoide es un análogo de un núcleo. Está ubicado en el centro de la celda. Contiene ADN, portador de información hereditaria, en forma plegada. El ADN desenrollado alcanza una longitud de 1 mm. La sustancia nuclear de una célula bacteriana no tiene membrana, nucléolo ni conjunto de cromosomas y no se divide por mitosis. Antes de dividirse, se duplica el nucleótido. Durante la división, el número de nucleótidos aumenta a 4.

Arroz. 14. La fotografía muestra una sección de una célula bacteriana. En la parte central se ve un nucleótido.

Plásmidos

Los plásmidos son moléculas autónomas enrolladas en un anillo de ADN bicatenario. Su masa es significativamente menor que la masa de un nucleótido. A pesar de que la información hereditaria está codificada en el ADN de los plásmidos, no son vitales ni necesarios para la célula bacteriana.

Arroz. 15. La foto muestra un plásmido bacteriano. La foto fue tomada usando un microscopio electrónico.

ribosomas

Los ribosomas de una célula bacteriana participan en la síntesis de proteínas a partir de aminoácidos. Los ribosomas de las células bacterianas no están unidos en el retículo endoplásmico, como los de las células con núcleo. Son los ribosomas los que a menudo se convierten en el "objetivo" de muchos fármacos antibacterianos.

Inclusiones

Las inclusiones son productos metabólicos de células nucleares y no nucleares. Representan un aporte de nutrientes: glucógeno, almidón, azufre, polifosfato (valutin), etc. Las inclusiones a menudo, cuando se pintan, adquieren un aspecto diferente al color del tinte. Puedes diagnosticar por moneda.

Formas de bacterias

La forma de la célula bacteriana y su tamaño tienen gran importancia durante su identificación (reconocimiento). Las formas más comunes son esféricas, en forma de varilla y convolutas.

Tabla 1. Principales formas de bacterias.

bacterias globulares

Las bacterias esféricas se llaman cocos (del griego cocos, grano). Están dispuestos uno a uno, de dos en dos (diplococos), en paquetes, en cadenas y como racimos de uvas. Esta ubicación depende del método de división celular. Los microbios más dañinos son los estafilococos y los estreptococos.

Arroz. 16. En la foto hay micrococos. Las bacterias son redondas, lisas y de color blanco, amarillo y rojo. En la naturaleza, los micrococos son omnipresentes. Viven en diferentes cavidades del cuerpo humano.

Arroz. 17. La foto muestra la bacteria diplococo: Streptococcus pneumoniae.

Arroz. 18. La foto muestra la bacteria Sarcina. Las bacterias cocoides se agrupan en paquetes.

Arroz. 19. La foto muestra la bacteria estreptococo (del griego “streptos” - cadena).

Dispuestos en cadenas. Son agentes causantes de una serie de enfermedades.

Arroz. 20. En la foto, las bacterias son estafilococos "dorados". Dispuestos como “racimos de uvas”. Los racimos son de color dorado. Son agentes causantes de una serie de enfermedades.

Bacterias en forma de bastón

Las bacterias con forma de bastón que forman esporas se llaman bacilos. Tienen forma cilíndrica. lo mas un representante destacado De este grupo está el bacilo. Los bacilos incluyen la peste y el hemophilus influenzae. Los extremos de las bacterias con forma de bastón pueden ser puntiagudos, redondeados, cortados, acampanados o partidos. La forma de los propios palos puede ser regular o irregular. Se pueden disponer de uno en uno, de dos en dos o formar cadenas. Algunos bacilos se llaman cocobacilos porque tienen forma redonda. Pero, sin embargo, su largo supera su ancho.

Los diplobacillus son bastones dobles. Los bacilos del ántrax forman largos hilos (cadenas).

La formación de esporas cambia la forma de los bacilos. En el centro de los bacilos, se forman esporas en las bacterias del ácido butírico, lo que les da la apariencia de un huso. En los bacilos del tétanos, en los extremos de los bacilos, dándoles la apariencia de muslos.

Arroz. 21. La fotografía muestra una célula bacteriana con forma de bastón. Son visibles múltiples flagelos. La foto fue tomada usando un microscopio electrónico. Negativo.

Arroz. 24. En los bacilos del ácido butírico, las esporas se forman en el centro, lo que les da la apariencia de un huso. En las baquetas antitetánicas, en los extremos, dándoles la apariencia de baquetas.

bacterias retorcidas

No más de un verticilo tiene una curva celular. Varios (dos, tres o más) son campylobacter. Las espiroquetas tienen una apariencia peculiar, que se refleja en su nombre - "spira" - curva y "odio" - melena. Las leptospira (“leptos” - estrechas y “spera” - circunvoluciones) son filamentos largos con rizos muy espaciados. Las bacterias se parecen a una espiral retorcida.

Arroz. 27. En la foto, una célula bacteriana con forma de espiral es el agente causante de la "enfermedad por mordedura de rata".

Arroz. 28. En la foto, las bacterias Leptospira son los agentes causantes de muchas enfermedades.

Arroz. 29. En la foto, las bacterias Leptospira son los agentes causantes de muchas enfermedades.

En forma de maza

Las corinebacterias, los agentes causantes de la difteria y la listeriosis, tienen forma de maza. Esta forma de la bacteria viene dada por la disposición de los granos metacromáticos en sus polos.

Arroz. 30. La foto muestra corinebacterias.

Lea más sobre las bacterias en los artículos:

Las bacterias han vivido en el planeta Tierra durante más de 3.500 millones de años. Durante este tiempo aprendieron mucho y se adaptaron a muchas cosas. La masa total de bacterias es enorme. Se trata de unos 500 mil millones de toneladas. Las bacterias han dominado casi todos los procesos bioquímicos conocidos. Las formas de bacterias son variadas. La estructura de las bacterias se ha vuelto bastante compleja a lo largo de millones de años, pero incluso hoy en día se las considera los organismos unicelulares de estructura más simple.

Desde el punto de vista de la ciencia moderna, los procariotas tienen una estructura primitiva. Pero es precisamente esta “sin pretensiones” lo que les ayuda a sobrevivir en las condiciones más inesperadas. Por ejemplo, en fuentes de sulfuro de hidrógeno o en sitios de pruebas nucleares. Los científicos han calculado que la masa total de todos los microorganismos terrestres es de 550 mil millones de toneladas.

Las bacterias tienen una estructura unicelular.. Pero esto no significa que las células bacterianas cedan ante las células animales o vegetales. La microbiología ya tiene conocimientos sobre cientos de miles de especies de microorganismos. Sin embargo, los representantes de la ciencia descubren cada día nuevos tipos y características.

No es de extrañar que, para colonizar completamente la superficie de la Tierra, los microorganismos tengan que adoptar diversas formas:

cocos - bolas;
estreptococos – cadenas;
bacilos - bastones;
vibrios - comas curvas;
espirilla - espirales.

El tamaño de las bacterias se mide en nanómetros y micrómetros. Su valor promedio es de 0,8 micras. Pero entre ellos hay procariotas gigantes, que alcanzan los 125 micrones y más. Los verdaderos gigantes entre los liliputienses son las espiroquetas de 250 micras de largo. Ahora comparemos con ellos el tamaño de la célula procariótica más pequeña: los micoplasmas “crecen” bastante y alcanzan entre 0,1 y 0,15 micrones de diámetro.

Vale la pena decir que no es tan fácil para las bacterias gigantes sobrevivir en el medio ambiente. Les resulta difícil encontrar suficientes nutrientes para realizar con éxito su función. Pero no son presa fácil para las bacterias depredadoras, que se alimentan de sus compañeros microorganismos unicelulares, “fluyendo alrededor” y comiéndolos.

Estructura externa de las bacterias.

Pared celular

La pared celular de una célula bacteriana es su protección y soporte. Le da al microorganismo su propia forma específica.
La pared celular es permeable. Los nutrientes pasan hacia adentro y los productos metabólicos lo atraviesan.
Algunos tipos de bacterias producen un moco especial que se asemeja a una cápsula y que las protege para que no se sequen.
Algunas células tienen flagelos (uno o más) o vellosidades que les ayudan a moverse.
Células bacterianas que aparecen rosadas cuando se tiñen con Gram ( gramnegativos), la pared celular es más delgada y multicapa. Se liberan enzimas que ayudan a descomponer los nutrientes.
Bacterias que aparecen violetas en la tinción de Gram ( Gram positivas), la pared celular es gruesa. Los nutrientes que ingresan a la célula se descomponen en el espacio periplásmico (el espacio entre la pared celular y la membrana citoplasmática) mediante enzimas hidrolíticas.
Existen numerosos receptores en la superficie de la pared celular. Se les adhieren asesinos de células (fagos, colicinas y compuestos químicos).
Las lipoproteínas de la pared de algunos tipos de bacterias son antígenos llamados toxinas.
Con el tratamiento prolongado con antibióticos y por otras razones, algunas células pierden sus membranas, pero conservan la capacidad de reproducirse. Adquieren una forma redondeada, en forma de L, y pueden persistir durante mucho tiempo en el cuerpo humano (cocos o bacilos de la tuberculosis). Las formas L inestables tienen la capacidad de volver a su forma original (reversión).

Cápsula

En condiciones ambientales desfavorables, las bacterias forman una cápsula. La microcápsula se adhiere firmemente a la pared. Sólo se puede ver con un microscopio electrónico. La macrocápsula suele estar formada por microbios patógenos (neumococos). En Klebsiella pneumoniae siempre se encuentra la macrocápsula.

Cáscara similar a una cápsula

Las funciones de la cápsula son variadas:

protección contra condiciones ambientales agresivas,
asegurar la adhesión (pegado) a las células humanas,
Al poseer propiedades antigénicas, la cápsula tiene un efecto tóxico cuando se introduce en un organismo vivo.

flagelos

Algunas células bacterianas tienen flagelos (uno o más) o vellosidades que les ayudan a moverse. Los flagelos contienen la proteína contráctil flagelina.
La cantidad de flagelos puede ser diferente: uno, un haz de flagelos, flagelos en diferentes extremos de la célula o en toda la superficie.
El movimiento (aleatorio o rotacional) se lleva a cabo como resultado del movimiento de rotación de los flagelos.
Las propiedades antigénicas de los flagelos tienen un efecto tóxico en las enfermedades.
Las bacterias que no tienen flagelos, cuando están cubiertas de moco, pueden deslizarse. Las bacterias acuáticas contienen entre 40 y 60 vacuolas llenas de nitrógeno.

Proporcionan buceo y ascenso. En el suelo, la célula bacteriana se mueve a través de los canales del suelo.

Bebió

Pili (vellosidades, fimbrias) cubren la superficie de las células bacterianas. La vellosidad es un hilo hueco delgado retorcido helicoidalmente de naturaleza proteica.
El tipo general bebió Proporcionar adhesión (pegarse) a las células huésped. Su número es enorme y oscila entre varios cientos y varios miles. Desde el momento del apego comienza cualquier proceso infeccioso.
sexo bebido Facilitar la transferencia de material genético del donante al receptor. Su número es de 1 a 4 por celda.

Membrana citoplasmática

La membrana citoplasmática se encuentra debajo de la pared celular y es una lipoproteína (hasta un 30% de lípidos y hasta un 70% de proteínas).
Diferentes células bacterianas tienen diferentes composiciones de lípidos de membrana.
Las proteínas de membrana realizan muchas funciones. Proteínas funcionales son enzimas por las cuales se produce la síntesis de sus diversos componentes, etc. en la membrana citoplasmática.
La membrana citoplasmática consta de 3 capas. La doble capa de fosfolípidos está impregnada de globulinas, que aseguran el transporte de sustancias al interior de la célula bacteriana. Si se altera su función, la célula muere.
La membrana citoplasmática participa en la esporulación.

Estructura interna de las bacterias.

Citoplasma

Todo el contenido de una célula, a excepción del núcleo y la pared celular, se denomina citoplasma. La fase líquida y sin estructura del citoplasma (matriz) contiene ribosomas, sistemas de membranas, mitocondrias, plastidios y otras estructuras, así como nutrientes de reserva. El citoplasma tiene una estructura fina extremadamente compleja (en capas, granular). Utilizando un microscopio electrónico se han revelado muchos detalles interesantes de la estructura celular.

La capa lipoprotoide externa del protoplasto bacteriano, que tiene características físicas y propiedades químicas, se llama membrana citoplasmática. Dentro del citoplasma son todos vitales. estructuras importantes y organelos. La membrana citoplasmática funciona muy papel importante– regula el flujo de sustancias hacia el interior de la célula y la liberación de productos metabólicos. A través de la membrana, los nutrientes pueden ingresar a la célula como resultado de un proceso bioquímico activo en el que participan enzimas.

Además, en la membrana se produce la síntesis de algunos componentes celulares, principalmente componentes de la pared celular y la cápsula. Finalmente, la membrana citoplasmática contiene las enzimas más importantes (catalizadores biológicos). La disposición ordenada de las enzimas en las membranas permite regular su actividad y evitar la destrucción de unas enzimas por otras. Asociados a la membrana están los ribosomas, partículas estructurales en las que se sintetizan las proteínas. La membrana está formada por lipoproteínas. Es lo suficientemente fuerte y puede garantizar la existencia temporal de una célula sin caparazón. La membrana citoplasmática constituye hasta el 20% de la masa seca de la célula.

En fotografías electrónicas de secciones delgadas de bacterias, la membrana citoplasmática aparece como una hebra continua de aproximadamente 75 A de espesor, que consiste en una capa clara (lípidos) intercalada entre dos más oscuras (proteínas). Cada capa tiene entre 20 y 30 A de ancho. Esta membrana se llama elemental.

Gránulos

El citoplasma de las células bacterianas suele contener gránulos. varias formas y tamaños. Sin embargo, su presencia no puede considerarse como algún tipo de signo permanente de un microorganismo; suele estar relacionado en gran medida con las condiciones físicas y químicas del medio ambiente.

Muchas inclusiones citoplasmáticas están compuestas de compuestos que sirven como fuente de energía y carbono. Estas sustancias de reserva se forman cuando el organismo recibe suficientes nutrientes y, a la inversa, se utilizan cuando el organismo se encuentra en condiciones menos favorables desde el punto de vista nutricional.

En muchas bacterias, los gránulos se componen de almidón u otros polisacáridos: glucógeno y granulosa. Algunas bacterias, cuando se cultivan en un medio rico en azúcar, tienen gotitas de grasa dentro de la célula. Otro tipo muy extendido de inclusiones granulares es la volutina (gránulos de metacromatina). Estos gránulos están compuestos de polimetafosfato ( sustancia de reserva, incluidos los residuos de ácido fosfórico). El polimetafosfato sirve como fuente de grupos fosfato y energía para el organismo. Es más probable que las bacterias acumulen volutina en condiciones nutricionales inusuales, como medios sin azufre. En el citoplasma de algunas bacterias azufradas hay gotitas de azufre.

mesosomas

Entre la membrana plasmática y la pared celular existe una conexión en forma de desmosis: puentes. La membrana citoplasmática a menudo da lugar a invaginaciones, protuberancias hacia el interior de la célula. Estas invaginaciones forman estructuras de membrana especiales en el citoplasma llamadas mesosomas.

Algunos tipos de mesosomas son cuerpos separados del citoplasma por su propia membrana. Dentro de estos sacos de membrana se encuentran numerosas vesículas y túbulos. Estas estructuras realizan una variedad de funciones en las bacterias. Algunas de estas estructuras son análogas a las mitocondrias.

Otros realizan las funciones del retículo endoplasmático o aparato de Golgi. Por invaginación del cito membrana de plasma También se forma el aparato fotosintético de las bacterias. Después de la invaginación del citoplasma, la membrana continúa creciendo y forma pilas que, por analogía con los gránulos de cloroplasto de las plantas, se denominan pilas de tilacoides. En estas membranas, que a menudo llenan la mayor parte del citoplasma de la célula bacteriana, se localizan pigmentos (bacterioclorofila, carotenoides) y enzimas (citocromos) que llevan a cabo el proceso de fotosíntesis.

nucleoide

Las bacterias no tienen un núcleo como organismos superiores(eucariotas), y existe su análogo, el "equivalente nuclear", el nucleoide, que es una forma evolutivamente más primitiva de organización de la materia nuclear. Consiste en una cadena de ADN bicatenario cerrada en un anillo, de 1,1 a 1,6 nm de largo, que se considera un cromosoma bacteriano único o genóforo. El nucleoide en los procariotas no está delimitado del resto de la célula por una membrana: carece de envoltura nuclear.

Las estructuras nucleoides incluyen ARN polimerasa, proteínas básicas y carecen de histonas; el cromosoma está anclado en la membrana citoplasmática y, en las bacterias grampositivas, en los mesosomas. El cromosoma bacteriano se replica de manera policonservadora: la doble hélice del ADN original se desenrolla y se ensambla una nueva cadena complementaria en la plantilla de cada cadena polinucleotídica. El nucleoide no tiene aparato mitótico y la separación de los núcleos hijos está asegurada por el crecimiento de la membrana citoplasmática.

El núcleo bacteriano es una estructura diferenciada. Dependiendo de la etapa de desarrollo celular, el nucleoide puede ser discreto (discontinuo) y constar de fragmentos individuales. Esto se debe al hecho de que la división de una célula bacteriana en el tiempo ocurre después de completar el ciclo de replicación de la molécula de ADN y la formación de cromosomas hijos.

El volumen principal se concentra en el nucleoide. Información genética célula bacteriana. Además del nucleoide, en las células de muchas bacterias se encuentran elementos genéticos extracromosómicos: plásmidos, que son pequeñas moléculas circulares de ADN capaces de replicarse de forma autónoma.

Plásmidos

ribosomas

El citoplasma de las bacterias contiene ribosomas, partículas que sintetizan proteínas con un diámetro de 200 A. Hay más de mil en una jaula. Los ribosomas están formados por ARN y proteínas. En las bacterias, muchos ribosomas se encuentran libremente en el citoplasma, algunos de ellos pueden estar conectados a membranas.

Los ribosomas son los centros de síntesis de proteínas en la célula. Al mismo tiempo, suelen conectarse entre sí formando agregados llamados polirribosomas o polisomas.

Inclusiones

¿Qué falta en las células bacterianas?

Dado que una bacteria es un microorganismo procariótico, las células bacterianas siempre carecen de muchos orgánulos, que son inherentes a los organismos eucariotas:

el aparato de Golgi, que ayuda a la célula acumulando sustancias innecesarias y posteriormente eliminándolas de la célula;
los plastidios, contenidos únicamente en las células vegetales, determinan su color y también desempeñan un papel importante en la fotosíntesis;
lisosomas, que tienen enzimas especiales y ayudan a descomponer las proteínas;
las mitocondrias aportan a las células la energía necesaria y también participan en la reproducción;
retículo endoplásmico, que asegura el transporte de determinadas sustancias al citoplasma;
centro celular.

También vale la pena recordar que las bacterias no tienen pared celular, por lo que no pueden ocurrir procesos como la pinocitosis y la fagocitosis.

Características de los procesos bacterianos.

Al ser microorganismos especiales, las bacterias están adaptadas para existir en condiciones en las que puede faltar oxígeno. Pero su respiración se produce gracias a los mesosomas. También es muy interesante que los organismos verdes sean capaces de realizar la fotosíntesis al igual que las plantas. Pero es importante tener en cuenta que en las plantas el proceso de fotosíntesis ocurre en los cloroplastos, mientras que en las bacterias ocurre en las membranas.

La reproducción en una célula bacteriana se produce de la forma más primitiva. Una célula madura se divide en dos, después de un tiempo alcanzan la madurez y este proceso se repite. En condiciones favorables, puede ocurrir un cambio de 70 a 80 generaciones por día. Es importante recordar que las bacterias, por su estructura, no tienen acceso a métodos de reproducción como la mitosis y la meiosis. Son exclusivos de las células eucariotas.

Se sabe que la formación de esporas es una de las varias formas de reproducción de hongos y plantas. Pero las bacterias también pueden formar esporas, algo característico de algunas de sus especies. Tienen esta capacidad para sobrevivir en condiciones particularmente desfavorables que pueden poner en peligro la vida.

Se conocen especies que pueden sobrevivir incluso en condiciones espaciales. Esto no puede ser repetido por ningún organismo vivo. Las bacterias se convirtieron en las progenitoras de la vida en la Tierra debido a la simplicidad de su estructura. Pero el hecho de que existan hasta el día de hoy demuestra lo importantes que son para el mundo que nos rodea. Con su ayuda, las personas pueden acercarse lo más posible a la respuesta a la pregunta sobre el origen de la vida en la Tierra, estudiando constantemente las bacterias y aprendiendo algo nuevo.

Los datos más interesantes y fascinantes sobre las bacterias.

La bacteria estafilococo tiene sed de sangre humana

Estafilococo aureus(Staphylococcus aureus) es un tipo común de bacteria que afecta aproximadamente al 30 por ciento de todas las personas. En algunas personas forma parte del microbioma (microflora) y se encuentra tanto en el interior del cuerpo como en la piel o la boca. Si bien existen cepas inofensivas de estafilococos, otras, como el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina, causan graves problemas de salud, como infecciones de la piel, enfermedades cardiovasculares, meningitis y enfermedades digestivas.

Investigadores de la Universidad de Vanderbilt han descubierto que las bacterias estafilococos prefieren la sangre humana a la sangre animal. Estas bacterias prefieren el hierro, que está contenido en la hemoglobina que se encuentra en los glóbulos rojos. Staphylococcus aureus rompe las células sanguíneas para llegar al hierro que contienen. Se cree que las variaciones genéticas en la hemoglobina pueden hacer que algunas personas sean más deseables para estafilococar que otras.

Las bacterias causan lluvia

Los investigadores han descubierto que las bacterias de la atmósfera pueden desempeñar un papel en la producción de lluvia y otras formas de precipitación. Este proceso comienza cuando las bacterias de las plantas son transportadas por el viento a la atmósfera. En altitud, se forma hielo a su alrededor y comienzan a crecer. Una vez que las bacterias congeladas alcanzan un cierto umbral de crecimiento, el hielo comienza a derretirse y regresa a la tierra en forma de lluvia. Incluso se han encontrado bacterias de la especie Psuedomonas syringae en el centro de grandes partículas de granizo. Producen una proteína especial en sus membranas celulares que les permite unir agua de una manera única, promoviendo la formación de hielo.

Luchar contra las bacterias que causan el acné

Los investigadores han descubierto que ciertas cepas de bacterias que causan el acné en realidad pueden ayudar a prevenir el acné. La bacteria que causa el acné, Propionibacterium acnes, vive en los poros de nuestra piel. Cuando estas bacterias provocan una respuesta inmune, el área de la piel se hincha y se forman granos.

Sin embargo, se ha descubierto que ciertas cepas de bacterias tienen menos probabilidades de causar acné. Estas cepas pueden ser la razón por la cual las personas con piel sana rara vez desarrollan acné. Al estudiar los genes de las cepas de Propionibacterium acnes recolectadas de personas con acné y piel sana, los investigadores identificaron una cepa que era común en piel limpia y rara vez se encontraba en pieles propensas al acné. Las investigaciones futuras incluirán esfuerzos para desarrollar un fármaco que mate sólo las cepas de la bacteria Propionibacterium acnes que causan el acné.

Las bacterias en las encías pueden provocar enfermedades cardíacas

¿Quién hubiera pensado que cepillarse los dientes con regularidad podría ayudar a prevenir enfermedades cardíacas? Estudios anteriores han encontrado un vínculo entre la enfermedad de las encías y la enfermedad cardiovascular. Ahora los científicos han encontrado una conexión específica entre estas enfermedades.

Se cree que tanto las bacterias como los humanos producen ciertos tipos de proteínas llamadas proteínas del estrés. Estas proteínas se forman cuando las células experimentan diversos tipos de condiciones de estrés. Cuando una persona tiene una infección de las encías, las células del sistema inmunológico comienzan a atacar las bacterias. Las bacterias producen proteínas del estrés cuando son atacadas y los glóbulos blancos también atacan a las proteínas del estrés.

El problema es que los glóbulos blancos no pueden distinguir entre las proteínas del estrés producidas por las bacterias y las producidas por el cuerpo. Como resultado, las células del sistema inmunológico también atacan las proteínas del estrés producidas por el cuerpo, provocando una acumulación de glóbulos blancos en las arterias y provocando aterosclerosis. Un corazón calcificado es una de las principales causas de enfermedad cardiovascular.

Las bacterias del suelo mejoran el aprendizaje

¿Sabías que dedicar tiempo a la jardinería o la jardinería puede ayudarte a aprender mejor? Según los investigadores, la bacteria del suelo Mycobacterium vaccae puede mejorar el aprendizaje en los mamíferos.

Estas bacterias probablemente ingresan a nuestro cuerpo a través de la ingestión o la respiración. Los científicos sugieren que la bacteria Mycobacterium vaccae mejora el aprendizaje al estimular el crecimiento de neuronas en el cerebro, lo que conduce a un aumento de los niveles de serotonina y una reducción de la ansiedad.

El estudio se realizó con ratones que fueron alimentados con bacterias vivas Mycobacterium vaccae. Los resultados mostraron que los ratones que comieron las bacterias se movieron a través del laberinto mucho más rápido y con menos ansiedad que los ratones que no comieron las bacterias. Los científicos sugieren que Mycobacterium vaccae desempeña un papel en la mejora de la resolución de problemas y la reducción de los niveles de estrés.

Máquinas de energía bacteriana

Investigadores del Laboratorio Nacional Argonne han descubierto que la bacteria Bacillus subtilis tiene la capacidad de hacer girar engranajes muy pequeños. Estas bacterias son aeróbicas, lo que significa que necesitan oxígeno para crecer y desarrollarse. Cuando se colocan en una solución que contiene microburbujas de aire, las bacterias flotan en los dientes del engranaje y hacen que gire en una dirección determinada.

Se necesitan varios cientos de bacterias trabajando al unísono para hacer girar el engranaje. También se descubrió que las bacterias pueden hacer girar varios engranajes interconectados. Los investigadores pudieron controlar la velocidad a la que las bacterias hacían girar los engranajes ajustando la cantidad de oxígeno en la solución. La disminución de oxígeno hizo que las bacterias disminuyeran su velocidad. La eliminación del oxígeno hace que dejen de moverse por completo.

Una célula bacteriana, a pesar de su aparente sencillez de estructura, es un organismo muy complejo, caracterizado por procesos característicos de todos los seres vivos. La célula bacteriana está cubierta por una membrana densa, que consta de una pared celular, una membrana citoplasmática y, en algunas especies, una cápsula.

Pared celular– uno de los elementos principales de la estructura de una célula bacteriana es una capa superficial ubicada fuera de la membrana citoplasmática. La pared realiza funciones protectoras y de soporte, y también le da a la célula una forma característica permanente (por ejemplo, la forma de un bastón o un coco), porque tiene cierta rigidez (rigidez) y representa el esqueleto externo de la célula. Dentro de la célula bacteriana, la presión osmótica es varias veces, y a veces decenas de veces, mayor que en el entorno externo. Por lo tanto, la célula se rompería rápidamente si no estuviera protegida por una estructura tan densa y rígida como la pared celular. El principal componente estructural de las paredes, la base de su estructura rígida en casi todas las bacterias estudiadas hasta la fecha, es la mureína. La superficie de la pared celular de algunas bacterias con forma de bastón está cubierta de proyecciones, espinas o protuberancias. Utilizando un método de tinción propuesto por primera vez en 1884 por Christian Gram, las bacterias se pueden dividir en dos grupos: grampositivas y gramnegativas. La pared celular es responsable de la tinción de Gram de las bacterias. La capacidad o imposibilidad de teñir con Gram se asocia con diferencias en la composición química de las paredes celulares bacterianas. La pared celular es permeable: a través de ella, los nutrientes pasan libremente a la célula y los productos metabólicos salen al medio ambiente. Las moléculas grandes con alto peso molecular no atraviesan la capa.

La capa exterior del citoplasma está muy adyacente a la pared celular de la célula bacteriana. membrana citoplasmática, que suele consistir en una bicapa de lípidos, cada una de cuyas superficies está cubierta por una capa monomolecular de proteína. La membrana constituye alrededor del 8-15% de los lípidos de la célula. El espesor total de la membrana es de aproximadamente 9 nm. La membrana citoplasmática desempeña el papel de una barrera osmótica que controla el transporte de sustancias dentro y fuera de la célula bacteriana.

La pared celular de muchas bacterias está rodeada en la parte superior por una capa de material mucoso. cápsula. El grosor de la cápsula puede ser muchas veces mayor que el diámetro de la propia célula y, a veces, es tan delgado que solo se puede ver a través de un microscopio electrónico: una microcápsula. La cápsula no es una parte esencial de la célula, se forma dependiendo de las condiciones en las que se encuentran las bacterias. Sirve como cubierta protectora para la célula y participa en el metabolismo del agua, protegiendo a la célula de la desecación.

Debajo de la membrana citoplasmática de las bacterias hay una itoplasma, Representa todo el contenido de la célula, a excepción del núcleo y la pared celular. El citoplasma de las bacterias es una mezcla dispersa de coloides formada por agua, proteínas, carbohidratos, lípidos, compuestos minerales y otras sustancias. La fase líquida sin estructura del citoplasma (matriz) contiene ribosomas, sistemas de membranas, plastidios y otras estructuras, así como nutrientes de reserva.

Las bacterias no tienen un núcleo como el de los organismos superiores, pero tienen su análogo "equivalente nuclear": nucleoide, que es una forma evolutivamente más primitiva de organización de la materia nuclear. El nucleoide de una célula bacteriana se encuentra en su parte central.

Una célula bacteriana en reposo suele contener un nucleoide; las células en la fase previa a la división tienen dos nucleoides; en la fase de crecimiento logarítmico - reproducción - hasta cuatro o más nucleoides. Además del nucleoide, el citoplasma de una célula bacteriana puede contener hebras de ADN cientos de veces más cortas, los llamados factores extracromosómicos de la herencia, llamados plásmido. Al final resultó que, los plásmidos no están necesariamente presentes en las bacterias, pero le dan al cuerpo propiedades adicionales que le resultan beneficiosas, en particular las relacionadas con la reproducción, la resistencia a los medicamentos, la patogenicidad, etc.

Algunas bacterias tienen estructuras de apéndices en la superficie; los más extendidos son flagelos –Órganos de movimiento de bacterias. Las bacterias pueden tener uno, dos o más flagelos. Su ubicación es diferente: en un extremo de la celda, en dos, en toda la superficie, etc.

Una bacteria con un flagelo se llama monotricoma; una bacteria con un haz de flagelos en un extremo de la célula - lofotricoma; en ambos extremos - anfítrico; Una bacteria con flagelos ubicados en toda la superficie de la célula se llama. peritricoma. El número de flagelos varía en diferentes tipos de bacterias y puede alcanzar hasta 100. El grosor de los flagelos varía de 10 a 20 nm, la longitud, de 3 a 15 µm, y para la misma célula bacteriana la longitud puede variar dependiendo de Estado de la cultura y factores ambientales.

Las bacterias son procariotas (fig. 1.2) y se diferencian significativamente de las células vegetales y animales (eucariotas). Pertenecen a organismos unicelulares y constan de una pared celular, una membrana citoplasmática, citoplasma, nucleoide ( componentes requeridos célula bacteriana). Algunas bacterias pueden tener flagelos, cápsulas y esporas (componentes opcionales de la célula bacteriana).

Arroz. 1.2. Representación esquemática combinada de una célula procariótica (bacteriana) con flagelos.
1 - gránulos de ácido polihidroxibutírico; 2 - gotitas de grasa; 3 - inclusiones de azufre; 4 - tilacoides tubulares; 5 - tilacoides laminares; 6 - burbujas; 7 - cromatóforos; 8 - núcleo (nucleoide); 9 - ribosomas; 10 - citoplasma; 11 - cuerpo basal; 12 - flagelos; 13 - cápsula; 14 - pared celular; 15 - membrana citoplasmática; 16 - mesosoma; 17 - vacuolas de gas; 18 - estructuras laminares; 19 - gránulos de polisacárido; 20 - gránulos de polifosfato

Pared celular

La pared celular es la estructura exterior de las bacterias, de 30 a 35 nm de espesor, cuyo componente principal es el peptidoglicano (mureína). El peptidoglicano es un polímero estructural que consta de subunidades alternas de N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico conectadas por enlaces glicosídicos (Fig.
1.3).

Arroz. 1.3. Representación esquemática de la estructura monocapa del peptidoglicano.

Las cadenas paralelas de polisacáridos (glicanos) están conectadas entre sí mediante puentes peptídicos cruzados (fig. 1.4).

Arroz. 1.4. Estructura detallada de la estructura del peptidoglicano Las flechas cortas claras y negras indican enlaces escindidos por lisozima (muramidasa) y muroendopeptidasa específica, respectivamente

La estructura de polisacárido se destruye fácilmente con la lisozima, un antibiótico de origen animal. Los enlaces peptídicos son objetivos de la penicilina, que inhibe su síntesis y previene la formación de la pared celular. El contenido cuantitativo de peptidoglicano afecta la capacidad de las bacterias para realizar la tinción de Gram. Las bacterias con un espesor significativo de la capa de mureína (90-95%) se tiñen persistentemente de azul con violeta de genciana. púrpura y se llaman bacterias grampositivas.

Las bacterias gramnegativas con una fina capa de peptidoglicano (5-10%) en la pared celular pierden violeta de genciana después de la exposición al alcohol y además se tiñen con fucsina. color rosa. Las paredes celulares de los procariotas grampositivos y gramnegativos difieren marcadamente en ambos composición química(Tabla 1.1), y por ultraestructura (Fig. 1.5).

Arroz. 1.5. Representación esquemática de la pared celular en procariotas grampositivos (a) y gramnegativos (b): 1 - membrana citoplasmática; 2 - peptidoglicano; 3 - espacio periplásmico; 4 - membrana exterior; 5 - ADN

Además del peptidoglicano, la pared celular de las bacterias grampositivas contiene ácidos teicoicos (compuestos de polifosfato) y, en cantidades más pequeñas, lípidos, polisacáridos y proteínas.

Tabla 1.1. Composición química de las paredes celulares de procariotas grampositivos y gramnegativos.

Los procariotas gramnegativos tienen una membrana externa, que incluye lípidos (22%), proteínas, polisacáridos y lipoproteínas.

La pared celular de las bacterias realiza principalmente funciones formativas y protectoras, proporciona rigidez, forma una cápsula y determina la capacidad de las células para adsorber fagos.

Todas las bacterias, según su relación con la tinción de Gram, se dividen en grampositivas y gramnegativas.

Técnica de tinción de Gram

1. Coloque papel de filtro sobre el frotis y vierta una solución carbólica de violeta de genciana durante 1-2 minutos.
2. Retirar el papel, escurrir el tinte y, sin lavar el frotis con agua, verter la solución de Lugol durante 1 minuto.
3. Drene la solución de Lugol y decolore la preparación en alcohol al 96% durante 30 segundos.
4. Enjuague con agua.
5. Pintar durante 1-2 minutos con una solución acuosa de fucsina.
6. Lavar con agua y secar.

Como resultado de la tinción, las bacterias grampositivas se tiñen de color púrpura, las bacterias gramnegativas se tiñen de rojo.

La razón de la diferente actitud de las bacterias hacia la tinción de Gram se explica por el hecho de que después del tratamiento con solución de Lugol, se forma un complejo de yodo insoluble en alcohol con violeta de genciana. Este complejo en las bacterias grampositivas, debido a la débil permeabilidad de sus paredes, no puede difundirse, mientras que en las gramnegativas se elimina fácilmente lavándolas con etanol y luego con agua.

Las bacterias que carecen por completo de pared celular se denominan protoplastos; tienen forma esférica y tienen la capacidad de dividirse, respirar y sintetizar proteínas, ácidos nucleicos y enzimas. Los protoplastos son estructuras inestables, muy sensibles a los cambios de presión osmótica, estrés mecánico y aireación, no tienen la capacidad de sintetizar los componentes de la pared celular, no están infectados por virus bacterianos (bacteriófagos) y no tienen motilidad activa.

Si, bajo la influencia de la lisozima y otros factores, se produce una disolución parcial de la pared celular, las células bacterianas se convierten en cuerpos esféricos, llamados esferoplastos.

Bajo la influencia de algunos factores externos las bacterias son capaces de perder su pared celular y formar formas L (llamadas así en honor al Instituto D. Lister, donde se aislaron por primera vez); dicha transformación puede ser espontánea (por ejemplo, en la clamidia) o inducida, por ejemplo, bajo la influencia de antibióticos. Hay formas L estables e inestables. Los primeros no son capaces de revertirse, mientras que los segundos vuelven a sus formas originales después de eliminar el factor causante.

Membrana citoplasmática

El citoplasma de una célula bacteriana está unido a la pared celular por una estructura delgada y semipermeable de 5 a 10 nm de espesor llamada membrana citoplasmática (CPM). El CPM consta de una doble capa de fosfolípidos impregnada de moléculas de proteínas (fig. 1.6).

Fig.1.6. Estructura de la membrana plasmática Dos capas de moléculas de fosfolípidos, con polos hidrofóbicos enfrentados y cubiertas por dos capas de moléculas proteicas globulares.

A la CPM están asociadas muchas enzimas y proteínas implicadas en la transferencia de nutrientes, así como enzimas y transportadores de electrones de las etapas finales de la oxidación biológica (deshidrogenasas, sistema citocromo, ATPasa).

En el CMP se localizan enzimas que catalizan la síntesis de peptidoglicano, proteínas de la pared celular y sus propias estructuras. La membrana es también el lugar de conversión de energía durante la fotosíntesis.

Espacio periplásmico

El espacio periplásmico (periplasma) es la zona entre la pared celular y el CPM. El espesor del periplasma es de unos 10 nm; el volumen depende de las condiciones ambientales y, sobre todo, de las propiedades osmóticas de la solución.

El periplasma puede incluir hasta el 20% de toda el agua de la célula, en él se localizan algunas enzimas (fosfatasas, permeasas, nucleasas, etc.) y proteínas transportadoras que transportan los sustratos correspondientes.

Citoplasma

El contenido de la célula, rodeado por el CPM, constituye el citoplasma bacteriano. Aquella parte del citoplasma que tiene una consistencia coloidal homogénea y contiene ARN soluble, enzimas, sustratos y productos metabólicos se denomina citosol. La otra parte del citoplasma está representada por varios elementos estructurales: mesosomas, ribosomas, inclusiones, nucleoides, plásmidos.

Los ribosomas son gránulos de ribonucleoproteína submicroscópicos con un diámetro de 15 a 20 nm. Los ribosomas contienen aproximadamente entre el 80 y el 85% de todo el ARN bacteriano. Los ribosomas procarióticos tienen una constante de sedimentación de 70 S. Están formados por dos partículas: 30 S (subunidad pequeña) y 50 S (subunidad grande) (fig. 1.7).

Arroz. 1.7. El ribosoma (a) y sus subpartículas: grandes (b) y pequeños (c). Los ribosomas sirven como sitio de síntesis de proteínas.

Inclusiones citoplasmáticas

A menudo, se encuentran diversas inclusiones en el citoplasma de las bacterias que se forman durante la vida: gotitas de lípidos neutros, cera, azufre, gránulos de glucógeno, ácido β-hidroxibutírico (especialmente en el género Bacillus). El glucógeno y el ácido β-hidroxibutírico sirven como fuente de reserva de energía para las bacterias.

Algunas bacterias tienen cristales de proteínas en su citoplasma que tienen un efecto tóxico sobre los insectos.

Algunas bacterias son capaces de acumular ácido fosfórico en forma de gránulos de polifosfato (granos de volutina, granos metacromáticos). Desempeñan el papel de depósitos de fosfato y se detectan como formaciones densas en forma de bola o elipse, ubicadas principalmente en los polos de la célula. Generalmente hay un gránulo en cada polo.

nucleoide

Nucleoide es el aparato nuclear de las bacterias. Representado por una molécula de ADN correspondiente a un cromosoma. Está cerrado, ubicado en una vacuola nuclear y no tiene membrana que lo limite del citoplasma.

Una pequeña cantidad de ARN y ARN polimerasa están asociadas con el ADN. El ADN está enrollado alrededor de un núcleo central hecho de ARN y forma una estructura compacta muy ordenada. Los cromosomas de la mayoría de los procariotas tienen un peso molecular en el rango de 1-3 x 109, una constante de sedimentación de 1300-2000 S. Una molécula de ADN incluye 1,6 x 10 pares de nucleótidos. Las diferencias en el aparato genético de las células procarióticas y eucariotas determinan su nombre: en las primeras es un nucleoide (una formación similar a un núcleo), a diferencia del núcleo en las segundas.

El nucleoide de las bacterias contiene la información hereditaria básica, que se realiza en la síntesis de moléculas de proteínas específicas. Los sistemas de replicación, reparación, transcripción y traducción están asociados con el ADN de una célula bacteriana.

El nucleoide de una célula procariótica se puede detectar en preparaciones teñidas utilizando un microscopio óptico o de contraste de fases.

En muchas bacterias, los elementos genéticos extracromosómicos (plásmidos) se encuentran en el citoplasma. Son ADN bicatenario cerrado en anillos, que constan de 1.500 a 40.000 pares de nucleótidos y contienen hasta 100 genes.

Cápsula

La cápsula es una capa mucosa de la pared celular bacteriana, que consta de polisacáridos o polipéptidos. La mayoría de las bacterias pueden formar una microcápsula (de menos de 0,2 micrones de espesor).

flagelos

Los flagelos actúan como un órgano de movimiento, permitiendo que las bacterias se muevan a una velocidad de 20-60 µm/seg. Las bacterias pueden tener uno o más flagelos, ubicados en toda la superficie del cuerpo o agrupados en haces en un polo o en diferentes polos. El grosor de los flagelos es en promedio de 10 a 30 nm y la longitud alcanza de 10 a 20 µm.

La base del flagelo es un largo hilo en espiral (fibrilla), que en la superficie de la pared celular se convierte en una estructura curva engrosada, un gancho, y está unido al gránulo basal, incrustado en la pared celular y en el CPM (Fig. 1.8).

Arroz. 1.8. Modelo esquemático del extremo basal del flagelo de E. coli, basado en micrografías electrónicas del orgánulo aislado

Los gránulos basales tienen un diámetro de aproximadamente 40 nm y constan de varios anillos (un par en bacterias grampositivas, cuatro en procariotas gramnegativos). La eliminación de la capa de peptidoglicano de la pared celular provoca la pérdida de la capacidad de las bacterias para moverse, aunque los flagelos permanecen intactos.

Los flagelos consisten casi en su totalidad en la proteína flagelina, con algunos carbohidratos y ARN.

Controversia

Algunas bacterias son capaces de formar esporas al final del período de crecimiento activo. Esto está precedido por el agotamiento del medio ambiente. nutrientes, cambio en su pH, acumulación productos venenosos metabolismo. Como regla general, una célula bacteriana forma una espora; la localización de las esporas es diferente (central, terminal, subterminal - Fig. 1.9).

Arroz. 1.9. Formas típicas de células formadoras de esporas.

Si el tamaño de las esporas no excede el tamaño transversal de la bacteria en forma de bastón, esta última se llama bacilo. Cuando el diámetro de la espora es mayor, las bacterias tienen forma de huso y se llaman clostridios.

En términos de composición química, la diferencia entre esporas y células vegetativas está únicamente en el contenido cuantitativo. compuestos químicos. Las esporas contienen menos agua y más lípidos.

En estado de esporas, los microorganismos son metabólicamente inactivos y pueden resistir alta temperatura(140-150°C) y la exposición a desinfectantes químicos, persisten durante mucho tiempo en el medio ambiente.

Entrar en medio nutritivo, las esporas germinan en células vegetativas. El proceso de germinación de las esporas incluye tres etapas: activación, etapa inicial y etapas de crecimiento. Los agentes activadores que interrumpen el estado de latencia incluyen temperatura elevada, reacción ácida del medio ambiente, daño mecánico, etc. La espora comienza a absorber agua y, con la ayuda de enzimas hidrolíticas, destruye muchos de sus propios componentes estructurales. Después de la destrucción de las capas externas, comienza un período de formación de una célula vegetativa con la activación de la biosíntesis y finaliza con la división celular.

L.V. Timoschenko, M.V. Chubik