Для бактериальной клетки характерно наличие чего? Особенности, строение и функции бактериальной клетки

Помимо 5 царств живой природы, существует еще два надцарства: прокариоты и эукариоты.

1. Империя Клеточные.
2. Надцарство Безъядерные.
3. Царство Прокариоты.
4. Подцарство Бактерии.

   

Почему эти организмы выделяются в отдельный таксон? Все дело в том, что для бактериальной клетки характерно наличие некоторых особенностей, налагающих отпечаток на ее жизнедеятельность и взаимодействие с другими существами и человеком.

Открытие бактерий

Открытие бактериальных клеток произошло только с развитием техники. А конкретно, с изобретением в 1695 году микроскопа, дающего увеличение в 300 раз. Сделано это было итальянцем Антонио Ван Левенгуком. Ученый рассматривал в свое изобретение капельки грязной воды и увидел, что они просто кишат мельчайшими организмами. Назвал он их анималькули.

Доказательство их несомненного существования и непосредственного участия в развитии различных заболеваний у человека было совершено благодаря опытам Луи Пастера.

После этого открытия были выявлены и изучены многие возбудители инфекций. Развитие микробилогии (науки о микроорганизмах) пошло интенсивными шагами вперед.

Конкретно то, каковы особенности строения бактериальной клетки, их разнообразие и формы, значение и образ жизни, изучает раздел микробиологии - бактериология. В настоящее время она тесно коррелирует с другими науками: медицинской микробиологией, молекулярной биологией и биохимией, биофизикой, космической биологией и другими.

Формы бактериальных клеток

Таковых различают несколько.

1. Шаровидные, или кокковые структуры. Подразделяются на:

• микрококки - очень мелкие, одиночные представители;
• диплококки - приставка "ди" означает "два" (то есть бактерии, собранные по парам);
• тетракокки - образуют четырехструктурные организмы;
• стрептококки - колония шарообразных микробов, собранная в единую цепочку;
• сарцины - формируют будто пакет из 8, 12 или 16 структур;
• стафилококки - колония бактерий в форме виноградной грозди.

2. Бациллы, или палочкообразные бактерии. Различаются по нескольким критериям.

• по форме: правильная и неправильная;
• по размеру: мелкие, средние или крупные;
• по форме концевых структур: заостренные, закругленные, обрубленные, утолщенные;
• по группировке и расположению: одиночные, диплобациллы, стрептобактерии.

3. Извитые. Делятся на:

• вибрионы - слегка изогнутые в полукруг;
• спириллы - характеризуются различным количеством завитков.

4. Спирохеты. Делятся на:

• лептоспиры - в форме буквы S;
• боррелии - до 12 завитков в структуре;
• трепонемы - от 12 до 17 завитков мелкого размера.

Очевидно, что для бактериальной клетки характерно наличие различных форм для приспособления к любым условиям обитания.

Особенности структурной организации

Бактерии не зря относятся к отдельному царству живой природы. Людьми была установлена их внутренняя сущность, изучены механизмы процессов и образ жизни. Поэтому и стало понятно, что существуют некоторые особенности строения бактериальной клетки.

Есть несколько основных частей, которые обязательны для каждого представителя этого царства.

1. Присутствие полупроницаемой цитоплазматической мембраны.
2. Жидкая внутренняя среда - цитоплазма, в которой присутствует генетический материал и рибосомы.

Также для бактериальной клетки характерно присутствие и необязательных структур. Таких, как:

• клеточная стенка;
• микрокапсула;
• включения;
• пили;
• капсула;
• споры;
• жгутики;
• околоклеточная слизь.

Рассмотрим более подробно, каковы особенности строения бактериальной клетки.

Строение клетки

Снаружи каждая бактерия покрыта цитоплазматической мембраной. Данная структура представляет собой трехслойную фосфолипидо-белковую организацию. Очень схожа по своему строению и составу с мембраной животной клетки. При рассмотрении в микроскоп явно видны верхний и нижний слой, они более темные, состоят из фосфолипидов. Средний - это белки, которые словно пронизывают всю мембрану, поэтому относятся к интегральным.

Основная функция цитоплазматической мембраны - полупроницаемость и, как следствие, выборочный транспорт веществ в клетку и из нее. Также она является барьером, обеспечивает нормальный уровень осмотического давления и тургор клетки (форму тела).

Для бактериальной клетки характерно наличие цитоплазмы - полужидкой внутренней среды, в которой находятся важные элементы. Ее состав представлен:

• белками;
• полисахаридами;
• гранулами гликогена;
• бета-масляной кислотой;
• волютином.

Отдельного внимания заслуживают органоиды клетки, погруженные в цитоплазму.

Нуклеоид и рибосомы

Как и в любой эукариотической клетке, в бактериальной есть свой генетический аппарат. Он представляет собой плотно упакованную в клубок двухцепочечную молекулу ДНК, которая составляет одну хромосому. Данная структура не отделена от цитоплазмы кариолеммой и потому называется не ядром, а нуклеоидом.

Дополнительным генетическим материалом, распределенным в цитоплазме, являются структуры под названием плазмиды. Они представляют собой кольцевые молекулы ДНК, поэтому выполняют дополнительные наследственные функции бактериальной клетки.

Рибосомы - мельчайшие структуры, в большом количестве разбросанные в цитоплазме. Природа их представлена молекулами РНК. Данные гранулы являются материалом, по которому можно определить степень родства и систематическое положение конкретного вида бактерии. Функция их - сборка белковых молекул.

Капсула

Для бактериальной клетки характерно наличие защитных слизистых оболочек, состав которых определяется полисахаридами или полипептидами. Такие структуры имеют название капсул. Различают микро- и макрокапсулы. Данная структура формируется не у всех видов, но у подавляющего большинства, то есть не является обязательной.

От чего защищает капсула бактериальную клетку? От фагоцитоза антителами хозяина, если бактерия патогенная. Либо от высыхания и воздействия вредных веществ, если говорить о других видах.

Слизь и включения

Также необязательные структуры бактерий. Слизь, или гликокаликс, по химической основе является мукоидным полисахаридом. Может формироваться как внутри клетки, так и наружными ферментами. Хорошо растворима в воде. Предназначение: прикрепление бактерии к субстрату - адгезия.

Включения - это микрогранулы в цитоплазме различной химической природы. Это могут быть белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты или полисахариды.

Органоиды движения

Особенности бактериальной клетки также проявляются и в ее движении. Для этого присутствуют жгутики, которые могут быть в разном количестве (от одного до нескольких сотен на клетку). Основа каждого жгутика - белок флагеллин. Благодаря эластичным сокращениям и ритмичным движениям из стороны в сторону бактерия может передвигаться в пространстве. Крепится жгутик к цитоплазматической мембране. Расположение также может варьироваться у разных видов.

Пили

Еще более тонкие, чем жгутики, структуры, принимающие участие в:

• прикреплении к субстрату;
• водно-солевом питании;
• половом размножении.

Состоят из белка пилина, количество их может доходить до нескольких сотен на клетку.

Сходство с клетками растений

Бактериальная и растительная клетка имеют одно неоспоримое сходство - наличие клеточной стенки. Однако если у растений она есть бесспорно, то у бактерий присутствует не у всех видов, то есть относится к необязательным структурам.

Химический состав бактериальной клеточной стенки:

• пептидогликан муреин;
• полисахариды;
• липиды;
• белки.

Обычно данная структура имеет двойной слой: наружный и внутренний. Функции выполняет такие же, как клеточная стенка растений. Поддерживает и обозначает постоянную форму тела и обеспечивает механическую защиту.

Образование спор

Каково строение бактериальной клетки, мы рассмотрели достаточно подробно. Осталось только упомянуть о том, как бактерии могут переживать неблагоприятные условия, очень долгое время не теряя жизнеспособности.

Это им удается путем формирования структуры под названием спора. Она не имеет отношения к размножению и лишь предохраняет бактерии от неблагоприятных условий. По форме споры могут быть различными. При восстановлении нормальных окружающих условий спора инициируется и прорастает в активную бактерию.