Строение нуклеоида и цитоплазмы бактерий

Нуклеоид

ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА (ЦПМ)

ЦПМ толщиной составляет 7-10 нм окружает цитоплазму бактериальной клетки и состоит из двойного слоя фосфолипидов,нейтральных липидов, гликолипидов и др., функция которых – поддержание механической стабильности ЦПМ и придание ей гидрофобных свойств.

Мембранные белки (интегральные и периферические) асимметрично включены в бислой фосфолипидов, их подразделяют на структурные и функциональные (ферменты).

Функции ЦПМ:

1) внутренний осмотический барьер, регулирующий избирательное поступление в клетку и выделение наружу различных веществ,

2) транспортная функция;

3) биосинтетическая активность;

4) энергетическая и дыхательная функции;

5) присоединение хромосомы и плазмид.

При инвагинации ЦПМ возникают внутриклеточные мембранные образования – мезосомы:

По расположению в клетке мезосомы:

2) ядерные (нуклеидосомы),

ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЕ СТРУКТУРЫ БАКТЕРИЙ

Рибосомы (70 S состоят из РНК (60-65%) и белка (35-40%), являются местом синтеза белка.

Хроматофорыу фотосинтезирующих бактерийв виде трубочек, пузырьков, сдвоенных мембранных пластин – тилакоидов.

Хлоросомы – продолговатой формы структуры, в которых находятся бактериохлорофиллы.

Фикобилисомы– полусферические или палочковидные гранулы, расположенные на фотосинтетических мембранах, содержат водорастворимые пигменты – фикобилипротеиды.

Карбоксисомы(или полиэдральные тела) – четырех- или шестигранные включения содержат фермент рибулозодифосфаткарбоксилазу.

Газовые вакуоли (или аэросомы)состоят из газовых пузырьков и являются регуляторами плавучести водных бактерий.

Магнитосомыубактерий, обладающих магнитотаксисом.

ВНУТРИЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ БАКТЕРИЙ

Цитоплазма –среда, связывающая внутриклеточные структуры в единую систему. Цитозоль– полужидкая коллоидная масса из воды (70-80 %) , РНК, ферментов.

Запасные веществаобразуются в клетке в результате обмена веществ. По консистенции их делят на на жидкие (поли-β-оксибутират), полужидкие (сера) и твердые (гликоген):

1. Безазотистые органические запасные вещества

4. Углеводородные гранулы

5. Поли-β-оксимасляная кислота (поли-β-оксибутират)обнаружена только у прокариот

6. Полифосфаты (волютин, или метахроматиновые гранулы)

7. Включения серы

8. Включения карбоната кальция

9. Параспоральные включения

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АППАРАТ БАКТЕРИЙ

Нуклеоид

Особенности генетического аппарат прокариот:

1) ядра бактерий не имеют ядерной оболочки и ДНК находится в контакте с цитоплазмой;

2) нет разделения на хромосомы и нить ДНК называется бактериальной хромосомой;

3) отсутствует митоз и мейоз.

Ядерный аппарат бактерий называют бактериальным ядром, или нуклеоидом.

Бактериальная хромосома в форме замкнутого кольца – это гигантская суперспирализованная молекула ДНК, не связанная с гистонами. Репликация ДНК осуществляется полуконсервативно.

В цитоплазме – линейные или кольцевые молекулы внехромосомной ДНК– плазмиды (внехромосомные детерминанты),незамкнутые – релаксированные,замкнутые – сверхспиральные.

Основные свойства бактериальных плазмид:

– способность к автономной репликации. Плазмиды со строгим контролем репликациииослаблен­ным,

– конъюгативность (трансмиссивность) –спо­собность к самопередаче,

– фенотипические признаки, которые они придают бактериям: устойчивость к антибиотикам, катионам, анионам, мутагенам, бактериоцинам. Клетки с плазмидами способны вызывать биодеградацию веществ, синтезировать бактериоцины, гемолизин, фибринолизин, токсины, антигены, анти­биотики, инсектициды, пигменты, поверхностные антигены; приобре­тают способность к конъюгации; индуцируют опухоли у растений; осу­ществляют рестрикцию и модификацию ДНК.

Плазмиды могут объеди­няться друг с другом или с фаговыми ДНК, образуя коинтеграты.В одной клетке может находиться несколько типов плазмид. Если плазмиды не могут сосуществовать в одной клетке, их называют несовместимыми.

2) интегрированные репродуцируются одновременно с бактериальной хромосомой – эписомы.

Плазмиды:

1) трансмиссивные (F- и R-плазмиды), передаваемые при конъюгации;

Функцииплазмид:

1. Регуляторные компенсируют дефекты метаболизма, встраиваясь в поврежденный геном.

2. Кодирующие привносят в клетку новую генетическую информацию.

Виды плазмид:

1. F-плазмиды контролируют синтез F-пилей при конъюгации.

2. R-плазмиды – фактор множесственной лекарственной устойчивости.

3. Неконъюгативные плазмиды.

4. Плазмиды бактериоциногении – способности бактерий про­дуцировать специфические вещества (колицинами илибактериоцинами), вызывающие гибель бактерий филогенетически родственных видов.

5. Плазмиды патогенности контролируют вирулентные свойства.

6. Скрытые (криптические) плазмиды.

7. Плазмиды биодеградации.

Читайте также:  Импаза инструкция по применению, аналоги, состав, показания

Бактериальные плазмиды – объекты для изучения репликации и транскрипции ДНК, их используют в генной инженерии и селекции микробов.

Мигрирующие генетические элементы – отдельные участки ДНК, осуществляющие собственный перенос (транспозицию) внутри генома. Их виды:

1. Вставочные (инсерционные) последовательности (IS-элементы).

КОРИНЕБАКТЕРИИ: ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКИ

Полный текст:

  • Аннотация
  • Об авторах
  • Список литературы
  • Cited By

Аннотация

Ключевые слова

Об авторах

Список литературы

1. Заболотных М.В., Колычев Н.М., Трофимов И.Г. Фенотипические формы Соrуnе-bacterium pseudotuberculosis и их основные свойства. Современные проблемы науки и образования. 2012, 4: 72-76.

2. Лабинская А.С., Костюкова Н.Н. Руководство по медицинской микробиологии. Оппортунистические инфекции: возбудители и этиологическая диагностика. М., Медицина, 2013.

3. Alatoom А.А., Cazanave C.J., Cunningham S.A. et al. Identification of non-diphtheriae Corynebacterium by use of matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry. J. Clin. Microbiol. 2012, 50: 160-163.

4. Alderwick L.J., Radmacher E., Seidel M. et al. Deletion of Cg-emb in corynebacterianeae leads to a novel truncated cell wall arabinogalactan, whereas inactivation of Cg-ubiA results in an arabinan-deficient mutant with a cell wall galactan core. J. Biol. Chem. 2005, 280 (37): 32362-32371.

5. Anantharaman V, Aravind L. Evolutionary history, structural features and biochemical diversity of the NlpC/P60 superfamily of enzymes. Genome Biology. 2003, 4 (2): 11.

6. Barocchi M.A., Ries J., Zogaj X. et al. A pneumococcal pilus influences virulence and host inflammatory responses. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006, 103 (8): 2857-2862.

7. Bernard K.A., Funke G. Corynebacterium. Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria (Electronic resource) Ed. by William B. Whitman. New York, John Wiley & Sons, Ltd, Published Online: 18 mar. 2015. Mode of access: http://onlinelibrary.wiley.com/ doi/10.1002/9781118960608. gbm 00026/full. doi: 10.1002/9781118960608. gbm 00026 (24.04.2015).

8. Bernard K.A. The genus Corynebacterium and other medically relevant coryneform-like bacteria. J. Clin. Microbiol. 2012, 50 (10): 3152-3158.

9. Brown J.M., Frazier R.P., Morey R.E. et al. Phenotypic and genetic characterization of clinical isolates of CDC coryneform group A-3: proposal of a new species of Cellulomonas, Cellulomonas denverensis sp. nov. J. Clin. Microbiol. 2005, 43 (4): 1732-1737.

10. Burkovski A. Cell envelope of Corynebacteria: structure and influence on pathogenicity. ISRN Microbiol. 2013. http://dx.doi.org/10.1155/2013/935736.

11. Cerdeno-Tarraga A.M., Efstratiou A., Dover L.G. et al. The complete genome sequence and analysis of Corynebacterium diphtheriae NCTC13129. Nucleic. Acids. Res. 2003, 31 (22): 6516-6523.

12. Costa-Riu N., Burkovski A., Kramer R. et al. PorA represents the major cell wall channel of the gram-positive bacterium Corynebacterium glutamicum. J. Bacteriol. 2003,185 (16): 4779-4786.

13. Daffe M. The cell envelope of corynebacteria. In: Eggeling L., Bott M. (ed.). Handbook of Corynebacterium glutamicum. Boca Raton, Fla, USA, Taylor &Francis, 2005.

14. Domer U., Schifller B. et al. Identification of a cell-wall channel in the corynemycolic acid-free Gram-positive bacterium Corynebacterium amycolatum. International Microbiology. 2009, 12(1): 29-38.

15. Dramsi S., Trieu-Cuot Bieme P.H. Sorting sortases: a nomenclature proposal for the various sortases of Grampositive bacteria. Res. Microbiol. 2005, 156 (3): 289-297.

16. Eggeling L., Gurdyal S.B., Alderwick L. Structure and synthesis of the cell wall. In: Corynebacteria. A. Burkovski (ed.). Caister Academic Press, Norfolk, UK, 2008, P. 267-294.

17. Funke G., von Graevenitz A., Clarridge J.E. Clinical microbiology of coryneform bacteria. Clin. Microbiol. Rev. 1997, 10 (1): 125-159.

18. Gande R., Dover L.G., Krumbach K. The two carboxylases of Corynebacterium glutamicum essential for fatty acid and mycolic acid synthesis. J. Bacteriol. 2007, 189 (14): 5257-5264.

19. Gebhardt H., Meniche X., Tropis M. The key role of the mycolic acid content in the functionality of the cell wall permeability barrier in Corynebacteriaceae. Microbiol. 2007, 153 (5): 1424-1434.

Читайте также:  Эрсефурил Российские аналоги импортных лекарств с ценами

20. Hansmeier N., Chao T.C., Kalinowski J. et al. Mapping and comprehensive analysis of the extracellular and cell surface proteome of the human pathogen Corynebacterium diphtheriae. Proteomics. 2006, 6 (8): 2465-2476.

21. Hiinten P, Costa-Riu N., Palm D. et al. Identification and characterization of PorH, a new cell wall channel of Corynebacterium glutamicum. Biochimica et Biophysica Acta. Biomembranes. 2005, 1715 (1): 25-36.

22. KhamisA., Raoult D., B.LaScola. rpoB gene sequencing for identification of Corynebacterium species. J. Clin. Microbiol. 2004, 42 (9): 3925-3931.

23. KuamazawaN., YanagawaR. Chemical properties of the pili of Corynebacterium renale. Infect. Immun. 1972, 5 (1): 27-30.

24. MandlikA., Swierczynski A. Pili in gram-positive bacteria: assembly, involvement in colonization and biofilm development. Trends Microbiol. 2008, 16 (1): 33-40.

25. Marienfeld S., Uhlemann E.M., Schmid R. et al. Ultrastructure of the Corynebacterium glutamicum cell wal. Antonie van Leeuwenhoek. 1997, 72 (4): 291-297.

26. Mattos-Guaraldi A.L., Formiga L.C.D., Pereira G.A. Cell surface components and adhesion in Corynebacterium diphtheria. Microbes Infect. 2000, 2 (12): 1507-1512.

27. Mishra A.K., Krumbach K., Rittmann D. Lipoarabinomannanbiosynthesis in Corynebacteria-ceae: the interplay of two a(l-2)-mannopyranosyltransferases MptC and MptD in mannan branching. Mol. Microbiol. 2011, 80 (5): 1241-1259.

28. Mishra A.K., Das A., Cisar J.O. Sortase catalyzed assembly of distinct heteromeric fimbriae in Actinomyces naeslundii. J. Bacteriol. 2007, 189: 3156-3165.

29. Moreira L.O., Mattos-Guaraldi A.L., Andrade A.F.B. et al. Novel lipoarabinomannan-like lipoglycan (CdiLAM) contributes to the adherence of Corynebacterium diphtheriae to epithelial cells. Arch Microbiol. 2008, 19 (5): 521-530.

30. Niederweis M., Danilchanka O., Huff J. et al. Mycobacterial outer membranes: in search of proteins. Trends Microbiol. 2010, 18 (3): 109-116.

31. Ott L., Holler M. et al. Corynebacterium diphtheriae invasion-associated protein (DIP1281) is involved in cell surface organization, adhesion and internalization in epithelial cells. BMC Microbiology. 2010, 10 (1): 2-10.

32. Ott L., Holler M., Rheinlaender J. et al. Strain-specific differences in pili formation and the interaction of Corynebacterium diphtheriae with host cells. [Electronic resource], BMC Microbiology. 2010, Vol.10. Article 257. Mode of access: doi:10.1186/1471-2180-10-257. — 14.03.15.

33. Paviour S., Musaad S., Roberts S. et al. Corynebacterium species isolated from patients with mastitis. Clin. Infect. Dis. 2002, 35 (11): 1434-1440.

34. Radmacher E., Alderwick J., Besra G.S. Two functional FAS-I type fatty acid synthesis in Corynebacterium glutamicum. Microbiology. 2005, 151 (7): 2421-2427.

35. Rheinlaender J., GrabnerA., Ott L. et al. Contour and persistence length of Corynebacterium diphtheriae pili by atomic force microscopy. Eur. Biophys. Journal. 2012, 41 (6): 561-570.

36. Sabbadini P.S., Assis M.C., Trost E. Corynebacterium diphtheriae 67-72p hemagglutinin, characterized as the protein DIP0733, contributes to invasion and induction of apoptosis in Hep-2 cells. Microbial Pathogenesis. 2012, 52 (3): 165-176.

37. Ton-That H., Schneewind O. Assembly of pili in Gram-positive bacteria. Trends Microbiol. 2004, 12 (5): 228-234.

38. Ton-That H., Schneewind O. Assembly of pili on the surface of Corynebacterium diphtheriae. Mol. Microbiol. 2003, 50 (4): 1429-1438.

39. Tsuge Y., Ogino H., Teramoto H. et al. Deletion of cgR_1596 and cgR_2070, encoding NlpC/ P60 proteins, causes a defect in cell separation in Corynebacterium glutamicum. J. Bacteriol. 2008, 190 (24): 8204-8214.

40. Yang Y., Shi F., Tao G. et al. Purification and structure analysis of mycolic acids in Corynebacterium glutamicum. J. Bacteriol. 2012, 50 (2): 235-240.

Для цитирования:

Харсеева Г.Г., Воронина Н.А. КОРИНЕБАКТЕРИИ: ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКИ. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2017;(1):107-114. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2017-1-107-114

Читайте также:  Форсига - описание, инструкция по применению Форсига, показания, противопоказания

For citation:

Kharseeva G.G., Voronina N.A. CORYNEBACTERIUM: FEATURES OF THE STRUCTURE OF THE BACTERIAL CELL. Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2017;(1):107-114. (In Russ.) https://doi.org/10.36233/0372-9311-2017-1-107-114


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Цитоплазматическая мембрана и ее производные, цитоплазма, нуклеоид.

ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА (ЦПМ).

Цитоплазматическая мембрана (плазмолемма, ЦПМ) – это мембрана, которая окружает цитоплазму.

Строение ЦПМ. ЦПМ имеет трехслойное строение:

  • 2 ограничивающих осмиофильных слоя.
  • 1 центральный осмиофобный слой. В этих слоях гидрофильные головки обращены наружу, а гидрофобные хвосты – внутрь. К гидрофильным головкам прилегают углеводородные цепи.

ЦПМ является динамической структурой с подвижными компонентами, поэтому ее представляют как мобильную текучую структуру.

Химический состав ЦПМ:

  • Белки – до 75%.
  • Жиры (липиды) – до 45%.
  • Углеводы – до 5%.

По функции мембранные белки разделяют на:

  1. Структурные.
  2. Белки транспортных систем.
  3. Ферменты (энзимы).

Функции ЦПМ:

  1. Защитная.
  2. Транспортная (транспорт пит. веществ, ионов).
  3. Биосинтетическая (синтез белков – компонентов клеточной стенки и капсулы).
  4. Рецепторная (клетка бактерии обрабатывает сигналы, поступающие из окружающей среды).
  5. Энергетическая и дыхательная (в ней есть окислительные ферменты и др).
  6. Мембрана содержит особые участки для присоединения хромосомы и плазмид при их репликации и последующей сегрегации, в ней имеются центры роста мембраны.
  7. Также у ряда бактерий ЦПМ принимает участие в спорообразовании.

ПРОИЗВОДНЫЕ ЦПМ (ВНУТРИЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ).

Внутрицитоплазматические мембраны – это производные ЦПМ, возникшие в результате ее разрастания и глубокого впячивания в цитоплазму.

Среди внутрицитоплазматических мембран выделяют несколько видов: фотосинтетические мембраны (хроматофоры), мезосомальные мембраны (мезосомы), прочие мембраны.

1. Фотосинтетические мембраны (хроматофоры). Содержат фотосинтетический аппарат клетки. Есть у фотоситетических бактерий.

Фотосинтетические мембраны могут иметь вид:

  • трубочек,
  • пузырьков,
  • уплощенных замкнутых дисков, образованных двумя тесно сближенными мембранными пластинами.

Функции фотосинтетических мембран: они осуществляют фотосинтез.

2. Мезосомальные мембраны (мезосомы). У грамотрицательных бактерий они встречаются редко и просто организованы. У грамположительных бактерий мезосомы хорошо развиты и сложно организованны.

Типы мезосом:

  • Пластинчатые.
  • Пузырьковидные.
  • рубчатые.

Функции мезосом (до конца еще не выяснены): участвуют в обмене веществ («рабочая» поверхность), в репликации хромосомы, формировании поперечной перегородки (во время деления клетки) и др.

3. Прочие мембраны. Развитая система внутрицитоплазматических мембран, морфологически отличающихся от мезосомальных, описана у представителей трех групп грамотрицательных хемотрофных эубактерий (азотфиксирующих, нитрифицирующих, метанокисляющих). Такие мембранные образования не являются обязательными для клетки, и могут в ней отсутствовать.

ЦИТОПЛАЗМА.

Цитоплазма – это содержимое клетки, окруженное ЦПМ. Цитоплазма состоит из цитозоля. Цитозоль – это полужидкая коллоидная масса.

Строение цитозоля: он неодинаковой консистенции – чем ближе к поверхности, тем он плотнее. Цитозоль неподвижен, имеет высокую плотность.

Химический состав цитозоля: состоит из воды (70-80%), РНК, ДНК, ферментов, продуктов и субстратов метаболических реакций.

Функции цитоплазмы:

  1. в цитоплазме протекают процессы обмена веществ,
  2. в ней распорожены структуры клетки: нуклеоид, рибосомы, внутрицитоплазматические включения и др; включения или запасные вещества (гликоген, сера).

НУКЛЕОИД

Нуклеоид (генофор, бактериальная хромосома) – это расположенная в центре бактериальной клетки двунитчатая молекула ДНК (как бы «ядро» прокариотов), не изолированная от цитоплазмы мембраной.

Количество нуклеоидов:

  • у покоящихся бактерий – 1 нуклеоид,
  • в фазе, предшествующей делению – 2,
  • в логарифмической фазе – 4 и более.

Строение нуклеоида. Нуклеоид представлен расположенной в центре бактериальной клетки двунитчатой молекулой ДНК, замкнутой в кольцо и плотно упакованной наподобие клубка.

Нуклеоид не имеет ядерной мембраны (не отграничен от цитоплазмы мембраной), ядрышек, белков гистонов. Это чистая ДНК.

Может быть в виде: нитей, тяжей, узловатой или тонкой сети, грубых скоплений.

В центре нуклеоида расположены суперспирализованные петли (неактивной в данное время) ДНК.

По периферии нуклеоида находятся деспирализованные петли (активной) ДНК (участвующих в синтезе информационнойРНК).

Функции нуклеоида: в нуклеоиде закодирована основная генетическая информация, т. е. геном бактериальной клетки.

Ссылка на основную публикацию
Стресс, волнение, паника как избавиться 4 быстрых способа
10 лучших средств от тревоги Характеристика в рейтинге Если тревога или чувство страха становятся неуправляемыми эмоциями, они начинают мешать в...
Стоматология Импладент на Щёлковской
Клиника «Здравствуй!» на Щёлковской о клинике на Щёлковской Клиника здорового позвоночника «Здравствуй!» на Щелковской специализируется на лечении опорно-двигательного аппарата. Пациенты...
Стоматология Лаборатория Эстетической Стоматологии — цены и отзывы
Лаборатория эстетической стоматологии Вы можете найти нас в Санкт-Петербург, район Выборгский. По адресу ул. Чапаева, д. 11. Позвоните нам по...
Строение головного мозга человека отделы, оболочки, функции
Головной мозг человека его строение и функции, кора больших полушарий (Таблица) Головной мозг располагается в мозговом отделе черепа. Его средний...
Adblock detector