Ορισμός της Βακτηριακής Δομής

Viviana Villamil Ramirez
Lic. στη Βιολογία και τη Χημεία. M.Sc. στις Βιοτεχνολογικές Διεργασίες

Στη βιολογία, ξεκινάμε από την ιδέα ότι η μορφή προέρχεται από τη συνάρτηση, άρα οι δομές του οι οργανισμοί ανταποκρίνονται σε ένα εξελικτικό πρότυπο, όπου εκτελούν καλύτερα μια λειτουργία προσδιορίζεται. Τα βακτήρια είναι ένα σαφές παράδειγμα αυτού, γι' αυτό και έχουν διαφορετική μορφολογία. Τα βακτήρια παρουσιάζουν τις ακόλουθες δομές: Κυτοπλασματική μεμβράνη, κυτταρικό τοίχωμα, επιφανειακές στιβάδες, τρίχες, κροσσοί, κυτταρικά εγκλείσματα, κυστίδια αερίων, ενδοσπόρια και μαστίγια.

Ένα ωοειδές βακτήριο ονομάζεται κόκκος και όταν το σχήμα του είναι κυλινδρικό ονομάζεται βακίλλος. Μεταξύ αυτών των δύο ομάδων υπάρχουν παραλλαγές όπως η σπιρίλια, που είναι σπειροειδείς βάκιλλοι. Άλλα κύτταρα παραμένουν συγκεντρωμένα μετά την κυτταρική διαίρεση και σχηματίζουν συστάδες μακριών αλυσίδων όπως π.χ στρεπτόκοκκος ή ομαδοποιήσεις με τη μορφή συστάδων σταφυλιών όπως π.χ σταφυλόκοκκος.

Το μέγεθος των προκαρυωτών κυμαίνεται μεταξύ 0,2 μm και 700 μm και έχει αντίστροφη σχέση με την ταχύτητα του μεταβολισμού τους, καθώς σε πολύ μεγάλα κύτταρα Οι διαδικασίες μεταφοράς θρεπτικών ουσιών μπορεί να είναι αναποτελεσματικές και να χαρακτηρίσουν τον μικροοργανισμό ως μη ανταγωνιστικό σε σύγκριση με εκείνους που έχουν μέγεθος ανήλικος. Επιπλέον, τα μικρά κύτταρα έχουν μεγαλύτερη επιφάνεια, η οποία ευνοεί μια μεγαλύτερη ανταλλαγή θρεπτικών συστατικών με το μέσο και μεγαλύτερο ρυθμό ανάπτυξης.

Κυτοπλασματική μεμβράνη

Η κυτταροπλασματική μεμβράνη είναι μια δομή που περιβάλλει το κύτταρο και η οποία λειτουργεί ως φράγμα από το εξωτερικό περιβάλλον και προστατεύει τα περιεχόμενα του κυτταροπλάσματος. Μια άλλη από τις λειτουργίες του είναι η ανταλλαγή θρεπτικών συστατικών και η απέκκριση των κυτταρικών αποβλήτων, γι' αυτό και παρουσιάζει επιλεκτική διαπερατότητα. Η κυτταροπλασματική μεμβράνη σχηματίζεται από ένα διπλό στρώμα φωσφολιπιδίων (φωσφολιπιδική διπλοστοιβάδα) όπου η Τα φωσφολιπίδια ή λιπαρά οξέα έχουν υδρόφοβα χαρακτηριστικά και η γλυκερίνη-φωσφορική έχει υδρόφοβα χαρακτηριστικά. υδρόφιλος.

Τα υδρόφιλα άκρα αλληλεπιδρούν με το εξωτερικό περιβάλλον και το κυτταρόπλασμα, ενώ τα φωσφολιπίδια δημιουργούν ένα υδρόφοβο περιβάλλον μέσα στη μεμβράνη. Η σταθερότητα της εν λόγω μεμβράνης δημιουργείται από ιοντικούς δεσμούς και δεσμούς υδρογόνου. Προσαρτημένη σε αυτό, η μεμβράνη έχει διαφορετικούς τύπους σχετικών πρωτεϊνών. τα περιπλασματικά που βρίσκονται σε επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον, επιτρέπουν την ένωση σε διαφορετικά υποστρώματα ή τη μεταφορά ουσιών στο κύτταρο, άλλα είναι ενσωματωμένες πρωτεΐνες που συνδέονται πλήρως με τη μεμβράνη, ένζυμα που καταλύουν βιοενεργητικές αντιδράσεις, πρωτεΐνες μεταφοράς μεμβράνη; που επιτρέπουν τρία συστήματα μεταφοράς: απλή μεταφορά, ομαδική μετατόπιση και μεταφορά ABC. Στο πρώτο απαιτείται μόνο η παρουσία πρωτεΐνης, στο δεύτερο. απαιτείται μια ομάδα πρωτεϊνών που βοηθούν στη μεταφορά και το μεταφερόμενο μόριο φωσφορυλιώνεται και στην τρίτη συνδέεται με τρεις πρωτεΐνες. ένα που συνδέεται με το υπόστρωμα, ένα άλλο που μεταφέρει το μόριο και ένα τρίτο που παράγει ενέργεια για μεταφορά.

Η ενέργεια του κυττάρου παράγεται στην κυτταροπλασματική μεμβράνη, αφού η μεμβράνη μπορεί να παρουσιάσει ένα ενεργειακό φορτίζεται από το διαχωρισμό των ιόντων Η+ και ΟΗ-, ώστε να μπορεί να παρέχει διαφορετικές κυτταρικές λειτουργίες που απαιτούν ενέργεια. Είναι σημαντικό να αναφέρουμε ότι η μεμβράνη έχει επίσης τη λειτουργία της αποβολής πρωτεϊνών, αφού πολλές από αυτές υδρολύουν διαφορετικά υποστρώματα για να λάβουν γλυκόζη.

Κυτταρικό τοίχωμα

Το κυτταρικό τοίχωμα είναι μια άλλη βακτηριακή δομή που στοχεύει στην πρόληψη της κυτταρικής λύσης μέσω της εσωτερικής κυτταρικής πίεσης, στην προώθηση του σχήματος και της ακαμψίας. Τα κυτταρικά τοιχώματα των βακτηρίων αποτελούνται από πεπτιδογλυκάνη, έναν πολυσακχαρίτη που συνδέεται με μια μικρή ομάδα αμινοξέων. Αυτή η δομή καθορίζει εάν το βακτήριο είναι gram θετικό ή gram αρνητικό, καθώς στα θετικά κατά gram βακτήρια η πεπτιδογλυκάνη αντιπροσωπεύει το Το 90% του κυτταρικού τοιχώματος και στα gram-αρνητικά κύτταρα αντιπροσωπεύει μόνο το 10%, που συμπληρώνεται από ένα στρώμα λιποπολυσακχαρίτη. Το στρώμα λιποπολυσακχαρίτη μπορεί να περιέχει ενδοτοξίνες που προκαλούν ασθένειες στα ζώα, όπως παθογόνα βακτήρια του φύλα Σαλμονέλα, shigella και Escherichia που προκαλούν τοξικά εντερικά συμπτώματα, λόγω της μεμβράνης του. Τα Gram-αρνητικά βακτήρια έχουν επίσης πρωτεΐνες που ονομάζονται πορίνες στο κυτταρικό τους τοίχωμα, οι οποίες λειτουργούν ως δίαυλοι για τη μεταφορά υδρόφιλων ουσιών. Μερικά προκαρυωτικά κύτταρα μπορούν να ζήσουν χωρίς κυτταρικό τοίχωμα και ονομάζονται πρωτοπλάστες.

Άλλες καθοριστικές δομές

Επιφανειακά στρώματα, τρίχες και κροσσοί Είναι δομές που σχηματίζονται από την έκκριση διαφορετικών παχύρρευστων ουσιών. Οι κάψουλες και οι βλεννώδεις στοιβάδες δεν αποτελούν μέρος του κυτταρικού τοιχώματος, αλλά οι λειτουργίες τους είναι η στερέωση των κυττάρων σε στερεές επιφάνειες, σχηματισμός βιοφίλμ, δημιουργούν προστασία μέσω των καψουλών στα παθογόνα βακτήρια ώστε να μην φαγοκυτταρωθούν από τα κύτταρα του συστήματος απρόσβλητος. Οι κροσσοί και οι τρίχες είναι δομές που σχηματίζονται από πρωτεΐνες και έχουν επίσης διαφορετικές λειτουργίες όπως π. στερέωση, υποδοχή και κινητικότητα.

Τα βακτήρια έχουν συχνά εγκλείσματα κυττάρων που λειτουργούν ως αποθεματικό ενέργειας ή αποθήκευσης, μεταξύ των οποίων μπορείτε να βρείτε πολυ-β-υδροξυβουτυρικό οξύ (PHB), γλυκογόνο, πολυφωσφορικό, μαγνητοσώματα.

ο κυστίδια αερίου Υπάρχουν σε πλαγκτονικά βακτήρια, όπου αυτές οι δομές έχουν τη λειτουργία να παρέχουν άνωση στον μικροοργανισμό και να τους επιτρέπουν να αιωρούνται σε διαφορετικά βάθη. είναι μια ευνοϊκή στρατηγική για τα φωτοτροφικά βακτήρια, καθώς όταν επιπλέουν μπορούν να τοποθετηθούν σε στρατηγική γωνία ώστε το φως να φτάσει σε αυτά και να πραγματοποιήσει τη διαδικασία φωτοσύνθεση. Κάθε κυστίδιο αποτελείται από δύο διαφορετικές πρωτεΐνες.

ο ενδοσπόρια Είναι δομές που γεννιούνται με μια διαδικασία που ονομάζεται σπορίωση και αποτελούν μηχανισμό επιβίωσης. αφού είναι ανθεκτικά στη θερμότητα, τις χημικές ουσίες, την αποξήρανση, τον περιορισμό των θρεπτικών συστατικών, μεταξύ των οι υπολοιποι.

ο βακτηριακά μαστίγια Είναι μακριές και λεπτές δομές που συνδέονται με το κελί στο ένα άκρο με ελικοειδή σχήμα. Αυτή η δομή επιτρέπει την περιστροφική κίνηση του κυττάρου με τη βοήθεια της ενέργειας από την κινητήρια δύναμη του πρωτονίου. Ο σχηματισμός του μαστιγίου δίνεται από μια σειρά γονιδίων που σχετίζονται με την κίνηση του μικροοργανισμού και μπορεί να κινηθεί με ταχύτητες μεγαλύτερες από 60 φορές το μήκος του μαστιγίου. κύτταρο ανά δευτερόλεπτο, υπερβαίνοντας έτσι την ταχύτητα κίνησης του τσιτάχ, αφού μπορεί να κινηθεί 25 φορές πιο γρήγορα από το μήκος του μεγέθους του ανά δεύτερος.