2 prokarióta szervezetekből
2 prokarióta szervezetekre. Baktériumok.
Baktériumok - egy kis prokarióta szervezetek egy sejt szerkezetet. Mivel a mikroszkopikus méretű sejtek 0,1-1030 mikron baktériumokat elemzi mikrobákkal vagy mikroorganizmusokkal.
A baktériumok élnek a talaj, a víz, a levegő, hó, sarkvidékek és meleg források, állati és növényi szervezetben, és a test belsejében. Különösen sokan közülük a talaj - .. 200-500 millió 2000000000 vagy több személy egy 1 g függően a talaj típusától.
Ábra. 6. Baktériumok: 1, 2 - a bacillusok; 3 - spirocheták; 4 - coccusok; 5 - spirilla; 6 - Vibrio; 7 - streptococcusok és diplococcusok; 8 - sartsiny; 9 - 10. és fonalszerű - ostorozza formájában
A forma és a cella egyesület funkciók több morfológiai csoportok baktériumok: gömb alakú (coccus), egyenes rúd (bacillus), ívelt (Vibrio) spirálisan görbült (spirillae) és más coccusok, párosulva párosával, hívják diplococcusok kötve egy lánc - streptococcusok. formájában fürtök -. Staphylococcus és mások kevésbé gyakori fonalas formája (6. ábra).
A prokarióták körben különböznek egymástól és élettani tulajdonságaik nagyon gyorsan csökken. Így 10-11 órán utódjai egyetlen sejt kedvező körülmények között elérheti a 4 milliárd. Egyének. A prokarióták könnyen alkalmazkodik a környezet, ezek gyakori spontán mutációk és szokatlan biokémiai sokszínűség hozzájárul ezek széleskörű terjesztését a Földön.
A plazma membrán (tsitolemmy) prokarióták ellátja jellemzője: a szállítási, védő, elosztják, fogadás, felfogása külső jelek (a sejtek) a közeget, részvétel immunfolyamatok, amely sejt felületi tulajdonságok. Emellett a plazma-membránok végeztünk számos fontos funkciója van: ezek lokalizáltak enzimek és elektrontranszport lánc az oxidatív foszforiláció, a szintézis a sejtfal komponensek és a kapszulák kiválasztását, extracelluláris enzimek. A fotoszintetikus organizmusok, fotoszintézis is végeznek a membránon; belső oldalán a membrán helyezkedik DNS-kötő helyek, mind a lánya molekulák után a DNS-replikáció, van csatlakoztatva az egyik a helyszínek, így a növekedés a membrán egy DNS-molekula különbözik, akkor egy áthidaló képződik, elválasztva a sejtet két (ábra. 7).
7. ábra. A szerkezet a bakteriális sejt: 1 - flagellum; 2 - kapszula; 3 - membrán; 4 - ivóvíz; 5 - mesosoma; 6 - cirkuláris DNS; 7 - a citoplazmában; 8 - Tartalék tápanyagok; 9 - a riboszóma; 10 - sejtfal
A teljes membránhoz prokarióták eszköz elvileg nem különböznek a eukariótákban, de a kémiai összetétel, vannak különbségek (nem molekulák a koleszterin és egyéb lipidek rejlő eukarióta membránok). Egyes mikroorganizmusok invaginates plazma membránon át a sejt, amely egy köteg lapos zsákok kapcsolódó tsitolemmy. Egyes cianobaktériumok és lila baktériumok rengeteg tilakoid membrán, membrán-kötött, és elvégzik a fotoszintézis. Tilakoidok is tsitolemmy származékok, amelyek eredményeként kialakult annak süllyesztékekbe. Egyes prokarióták tartalmaz gázt vacuoles (aerosomy). Minden membránt prokarióta sejt struktúrák folyamatos.
A prokarióta sejtfal számos feladatot lát el, elsősorban alakításában elleni védelem ozmotikus sokk. A különböző sejtek a sejtfal értéke 5-től 50 tömeg% száraz sejttömeg.
Összhangban a szín, a baktériumokat két csoportra oszthatók -grampolozhitelnye és Gram, mivel a szerkezeti jellemzői a sejtfalban. Gram-pozitív sejtek tsitolemmy körülvéve egy vastag (20-80 nm) a sejtfal, murein álló peptidoglikán, teichonsav és poliszacharidok; Gram - vékony (2-3 nm) réteg peptidoglikán, bevonva a külső plazmamembrán. Ha a kezelt sejtek lizozimmal vagy penicillin, a sejtfal megsemmisül. Gram-pozitív sejt átalakul protoplaszt, ami nagyon érzékeny a ozmotikus sokk; Gram - a szferoplasztokat bevont két membrán, és ezért kevésbé érzékeny a ozmotikus sokk.
Kapszulák, nyálka, vaginális. Számos baktérium (például, pneumokokkusz, Klebsiella, és néhány Clostridia al.), És néhány kék-zöld alga kifelé a sejtfal egy réteg erősen víztartalma képező anyag a kapszula.
Kapszulákat társított sejtfal, vastagsága legfeljebb 10 mikron. Kapszula nyújtanak bakteriális rezisztencia számos hatások, mint például a fagocitózist (növeli a virulencia baktériumok) kitapadt baktériumok specificitás (ez lehet antigének), megakadályozzák a sejt a szárítás, a mechanikai sérülés, a fellépés a vírusok, forrásaként szolgálhatnak a tartalék tápanyagok, valamint kommunikálni a sejtek közötti és elősegíti kötődés bármilyen felületen.
Mobilitás prokarióták. A prokarióták rendelkeznek flagellumok, amely elrendezés lehet unipoláris, bipoláris és peritrich. Száma flagellum megkülönböztetni monotrihi (egy szál) és politrihi (fonal csomag). A mozgás sebessége prokarióták igen nagy - 1,6-12 mm / min. A szerkezet a flagellum összetett, és egészen más a szerkezete eukarióta csillók és csilló. Mozgékony prokarióták elkövetni a mozgás irányát mentén a koncentrációgradiens bizonyos anyagok - csalogató vagy ellen gradiens koncentrációja egyéb anyagok - riasztószerek. Ezt hívják kemotaxist. Amikor a mozgó flagellumok az óramutató járásával ellentétes ketrecben mozog egy irányban, a mozgás a flagellumok óramutató járásával megegyező irányban sejt tumbles. Hatása alatt a sejt attraktorai legegyszerűbb módja ennek hatása alatt a sejtek repellensek gyakran bukdácsoló és eltávolítjuk. Amellett, hogy a kemotaxis, vannak más típusú taxi. Aerotaksis -aerobnye baktériumok rohanás a levegő, és az anaerob, éppen ellenkezőleg, felhalmozódnak a tenyésztő központban. Fototaxis - lila baktériumok kerülnek át a területet a legnagyobb fényerőt „társított szükség fotoszintetikus baktériumok fénykvantumokra energiát. Magnetotaxis - vasbaktériumok mozgó mágneses mezőt az irányt a vonalak.
Fimbriumok. Pili vagy ital, - egy üreges szál átmérője, hogy 0,0015 mikron, és a hosszúsága 0,3-5 mm képződött protein polinom. Ezek található a periférián a sejtekbe olyan mennyiségben, a 100-250. Fimbrilla részt vesz a folyamatok a baktériumok kötődését emlős sejtek (például, bélnyálkahártya). Néhány baktérium szakosodott fimbriák, különösen F-pilus E. coli részt vesz a folyamatban a konjugálás és képes kiszolgálni, mint a test rögzítését bakteriofágok.
Egyéb sejtszervecskék prokarióták. Fontos jellemzője a prokarióták kis mennyiségű hártyás organellumok és amelynek több riboszómák (5 000 és 50 000 sejtenként).
A sejten belüli tartalék anyagok. A prokarióta sejtekben késhet poliszacharidok, lipidek, polifoszfátok. Mindegyik faj prokarióták halmozódik egyféle tárolási anyagok.
Pihenő formákat. Kedvezőtlen környezeti feltételek, sok a prokarióták alkotnak nyugvó formáit képes megőrizni életképesség hosszú ideig. Az ilyen formák közé endo- és exospores, ciszták, Bacteroides, heterociszták et al. Érett spórák ellenáll a kedvezőtlen környezeti feltételek, beleértve a hő, sugárzás, ultraibolya sugárzás, kémiai szereket. A spórák is fennállhat egy nagyon hosszú idő (körülbelül 1000 év) normál körülmények között. Azonban hőmérsékleten 100 ° C-on 90% spóra baktériumok megölte után 11 perc; 99% actinomycete spórák elpusztulnak 75 ° C-on 70 perc alatt, és ők megmaradnak Szárítási akár 15 évig. Míg a környezeti feltételek javítása spórák kicsíráznak. A csírázás zajlik három szakaszból áll: aktiválás megkezdése és a megfelelő csírázás. Amikor spóracsírázás elveszti stabilitását a külső tényezők.
Teljesítmény baktériumokat. A típusú élelmiszer baktériumok két csoportra oszthatók: az autotróf éa a heterotróf. Autotróf baktériumok szintetizálnak szerves anyagok szervetlen. A kettő közül autotróf amelyben energiát használnak szintéziséhez szerves anyagok megkülönböztetésére fotó- (zöld és lila kén baktériumok) és chemosynthetic baktériumok (nitrifikáló, vasbaktériumok, kén baktériumok színtelen és mtsai.). Heterotrof baktériumok táplálkoznak szerves anyagok kész halott maradékok (saprotrophs) vagy élő növények, állatok és emberek (szimbionta).
Azáltal saprotrophs tartoznak baktériumok rothadását és fermentációs. Az első emésztett nitrogéntartalmú vegyületek, az utóbbi - a széntartalmú. Mindkét esetben energia szabadul fel, szükséges a megélhetésüket.
Sokszorosítás. Baktériumok szaporodnak egyszerű bináris hasadási sejteket. Ezt megelőzi a self-megduplázásával (replikáció) DNS-molekula. Budding fordul elő, mint kivételt.
Egyes baktériumok talált egyszerűsített formája a szexuális folyamat. Például, az E. coli a folyamat hasonlít a szexuális konjugáció, amely az átadása része a genetikai anyag az egyik cellából a másikba azok közvetlen érintkezés. Ezután, a sejteket elválasztjuk. A egyedszám eredményeként a szexuális folyamat ugyanaz marad, de a csere öröklődő anyag, m. E. Elvégzett genetikai rekombináció.
Spóraképzése sajátos csak egy kis csoportja a baktériumok, amelyekről ismert, hogy kétféle érv: endogén, termelt a sejten belül, és mikrociszta előállított teljes sejtekből. A formáció a spórák (mikrociszta) a bakteriális sejt csökkenti a szabad víz mennyisége csökken enzimaktivitást, protoplaszt tömörített és borított egy nagyon vastag bevonat. Annak ellenére, hogy az állandó a baktériumok pusztulásához (evés az egyszerű, hatása a magas és alacsony hőmérséklet és egyéb káros tényezők), ezek a primitív élőlények akik túlélték a régi időkben, mert a képessége, hogy gyorsan szaporodnak (sejt lehet osztani minden 20-30 perc), a formáció a spórák rendkívül ellenálló a környezeti tényezők, és azok széles körű terjesztését.
Energia-anyagcserét. A mikroorganizmusok, mint eukari-off, van két fajta légzés: aerob és anaerob. Számos csoportok mikroorganizmusok.
Szigorú (obligát) aerobok csak nő a levegő jelenlétében, van egy sor enzimek aerob légzés, termel teljes oxidációja szénhidrátok C02 és H20.
Szigorú anaerob alakulhat csak oxigén hiányában anaerob légzés van.
Fakultatív anaerob baktériumok képesek fejleszteni, mint egy oxigénhiányos vagy oxigén a környezetben. A folyamat a légzés van bevétel két fázisban - első szakasza anaerob növekedés, majd az oxigénfogyasztás és mélyebb szénhidrátok lebontását. Ezek mindkét enzim.
Microaerophiles dolgozzon alacsony oxigénkoncentráció - legfeljebb 1%. Ezek közé tartozik a spirocheták, aktinomicéta.
Aerotoleráns baktériumok nőhet alacsony oxigénkoncentráció - akár 10%. Egy példa Clostridium.
Kapnicheskie mikrobák szükségessé a magas szén-dioxid-tartalma (például, Brucella abortus).
Energia-anyagcsere prokarióták alapvetően ugyanazokat a lépéseket, mint az eukarióták.
Genetikai berendezés prokarióták. Az egyik különbség az, hogy nincs prokarióták adott ki az atommag. Ehelyett van egy nukleotid. A méret a genom baktériumok a 0,8h106 a 8h106 bp. Ezen kívül kromoszómák, plazmidok baktériumokban -superspiralizovannye dvuhnitchatoy DNS-molekula, egy kovalensen zárt, kör alakú szerkezet. A bakteriális sejtek is tartalmazhat több plazmidot. Plazmidok függetlenül replikálódjon a kromoszómába. Plazmidok lehetnek a bakteriális sejt két állapotban - le (a citoplazmában) és az integrált (beágyazott szerkezet a bakteriális kromoszómába, és együtt replikálódik IT). Plazmidokat lehet átvinni sejtről sejtre. gyakran ellenőrzik baktériumok specifikus tulajdonságokat. A plazmidok is profágindukció - színpadi létezés a mérsékelt bakteriofágok. Mivel a plazmidok kötődnek patogenitását a baktériumok számának és azok az egyes törzsek.
Borrelia. Baktériumok Spirochaetales érdekében, családi Spirochaetaceae, Borrelia nemzetség. A generikus név kaptak tiszteletére a francia mikrobiológus A.Borrel, aki tanulmányozta a huszadik század elején, ez a fajta spirocheták. Minden ismert faja Borrelia morfológiailag nagyon hasonló. Ez a Gram-negatív spirocheta, viszonylag könnyű festettük anilin színezékeket, amely megkülönbözteti őket a többi nemzetségek spirocéták. Egy másik sajátossága Borrelia hogy hiányzik a mitokondriumok és hullámzó membrán. Hossz mikrobiális sejtek - 10-30 mikron, a keresztirányú mérete 0,20-0,25 mikron. Az alakja van peremezve, a jobbraforgató bal vagy spirális.
Jelenleg, a különbségek a nukleotid szekvenciáját DNS különböztethető több mint 10 (13) a Borrelia genospeciest tartozó komplex B. burgdorferi sensu lato, a képviselői, amely egyenlőtlenül oszlik meg a világ nosological területe a fertőzés. Nem minden a Borrelia komplex emberi kórokozók. Bizonyított patogén genospeciest 3: B. burgdorferi sensu stricto B. garinii és afzelii. Mindezen genospeciest terjedt Magyarországon (főleg B. garinii és afzelii).
Borrelia in vitro tenyésztett csak tápközegben dúsított aminosavak, vitaminok, albumin szarvasmarha és a nyúl plazma és más anyagok (módosított BSK-II közegben). Optimális hőmérséklet termesztés 30-34oS. Borrelia viszonylag instabilak, és hosszú ideig tartó növekedési táptalajon, anaerob körülmények között, ami általában 7-20 óra. Amikor elérte a számát mikrobiális sejtek 106-108 ml lehet végezni további vizsgálatokat. Borrelia növesztünk tenyésztő tápközegben jól megőrzött alacsony hőmérsékleten (-70 ° -90 ° C), akár több évig anélkül, hogy elveszítené biológiai tulajdonságait. Formalin, fenol, etil-alkohol vagy más fertőtlenítőszer, és ultraibolya sugárzás van egy inaktiváló hatással Borrelia.
Hiánya Borrelia kódoló gének szintézisét amino- és zsírsavak, kofaktorok, nukleotidok és magyarázza a magas követelményeket azok tenyésztési körülmények alkalmazásával szérum-kiegészítők. Továbbá, mivel a Borrelia chemoorganotrophic anaerobok, meg kell kapniuk az energiát az ATP szintézisének szubsztrát foszforiláció, amely jelenleg csak a citoplazmában más sejtek, például a Borrelia nincs kódoló gének légzési lánc foszforiláció. Borrelia is hiányzik a más enzimek szükséges a citromsav-ciklus, és a foszforilezést. Így a képessége saját metabolizmusa komponenseket annyira korlátozott, hogy létét kell egy gazdaszervezet (és egy domináns intracelluláris perzisztencia), amely biztosítja a rendelkezésre álló tápláló kész anyagok.
Borrelia lineáris kromoszóma, és emellett, mielőtt a gyűrű 20 és lineáris plazmidok ismert még című -mikrohromosomy.
Extrachromosomal (plazmid) kódoló gén a jelenség nem kizárólagos tulajdonát Borrelia, mint van valamilyen más képviselői a prokarióták. Azonban az a tény, hogy a Borrelia lehet elég nagy számú lineáris és cirkuláris plazmidok megkülönbözteti őket más mikroorganizmusok. Borrelia további jellemzője az, hogy a plazmidok döntően a primer izolációs törzsek tenyészetben, későbbi szubkultúrák vezet, hogy csökken a számuk és még egy teljes megszüntetése, ebben az összefüggésben, és megváltoztatja a kórokozó antigén profilt, így a teljes elvesztését invazív.
Fehérje (antigén), a spektrum a Borrelia változó, és egészen más nem csak a különböző Borrelia genospeciest, hanem az izolátumok között az azonos genotípushoz tartozó.
Borrelia antigénnel csoport: felülete (OspA, OspB, OspD, OspE és OSPF), ostoros és citoplazmatikus. Felületi antigének jellemzi variabilitás. A legtöbb található heterogenitást B. garinii (az OspC-- 13 variánsai OspA - 7) és B. afzelii (az OspC - 8, az OspA - 2). Törzsek burgdorferi S. S. Különböznek relatív állandóságának a spektrum a felszíni fehérjék. A fehérjék, amelyek a külső héj, határozza tartozó fajok kórokozó és a fő immunogén. Sok a antigén determinánsok a külső héj hasonlóak más Borrelia faj és még néhány baktérium. Ez magyarázza a lehetőségét, átkelés az immunológiai reakciókat.
Jelenleg telepített és már jól tanulmányozták, és néhány más membrán antigénjeit Borrelia: p83 / 100, Oms66 (P66), BmpA (P39), HSP60 (p60), P18, OspD, OspE, OSPF.
Genetikai információ legtöbbjük található a plazmidok azonban, elvesztése különálló plazmidok, mint például a Borrelia hosszú időn keresztül a szervezetben, szükségszerűen jelent változást a szerkezet és a felszíni antigének, és így immunválaszt.