Bakterite struktuuri määratlus

Viviana Villamil Ramirez
Lic. bioloogias ja keemias. M.Sc. biotehnoloogilistes protsessides

Bioloogias lähtume ideest, et vorm tuleneb funktsioonist, seega struktuuridest organismid reageerivad evolutsioonilisele mustrile, kus nad täidavad oma funktsiooni kõige paremini kindlaks määratud. Bakterid on selle selge näide, mistõttu on neil erinev morfoloogia. Bakteritel on järgmised struktuurid: tsütoplasmaatiline membraan, rakusein, pindmised kihid, karvad, fimbriinid, rakusulused, gaasivesiikulid, endospoorid ja lipud.

Munakujulist bakterit nimetatakse kooks ja kui selle kuju on silindriline, nimetatakse seda batsill. Nende kahe rühma vahel on variatsioone, nagu spirilla, mis on spiraalikujulised batsillid. Teised rakud jäävad pärast rakkude jagunemist klastritesse ja moodustavad pikkade ahelate tükke, näiteks streptokokk või rühmitused viinamarjakobarate kujul, nagu stafülokokk.

Prokarüootide suurus varieerub vahemikus 0,2 µm kuni 700 µm ja on pöördvõrdelises seoses nende ainevahetuse kiirusega, kuna väga suurtes rakkudes Toitainete transpordiprotsessid võivad olla ebaefektiivsed ja kvalifitseerida mikroorganismi konkurentsivõimetuks võrreldes nendega, millel on suurus. alaealine. Lisaks on väikestel rakkudel suurem pindala, mis soodustab suuremat toitainete vahetust söötmega ja suuremat kasvukiirust.

Tsütoplasmaatiline membraan

Tsütoplasmaatiline membraan on rakku ümbritsev struktuur, mis toimib väliskeskkonna eest barjäärina ja kaitseb tsütoplasma sisu. Selle teiseks funktsiooniks on toitainete vahetus ja raku jääkainete väljutamine, mistõttu on see selektiivne läbilaskvus. Tsütoplasmaatiline membraan moodustub kahekordsest fosfolipiidide kihist (fosfolipiidide kaksikkiht), kus Fosfolipiididel või rasvhapetel on hüdrofoobsed omadused ja glütseroolfosfaadil on hüdrofoobsed omadused. hüdrofiilsed.

Hüdrofiilsed otsad interakteeruvad väliskeskkonna ja tsütoplasmaga, fosfolipiidid aga loovad membraani sees hüdrofoobse keskkonna. Nimetatud membraani stabiilsus tekib ioonsidemetest ja vesiniksidemetest. Selle külge kinnitatud membraanil on erinevat tüüpi seotud valke; periplasmaatilised, mis on kontaktis väliskeskkonnaga, võimaldavad liituda erinevate substraatidega või ainete transporti rakku, teised on terviklikud valgud, mis on täielikult seotud membraaniga, ensüümid, mis katalüüsivad bioenergeetilised reaktsioonid, transpordivalgud membraan; mis võimaldavad kolme transpordisüsteemi: lihttransport, grupi ümberpaigutamine ja ABC transport. Esimeses on vajalik ainult valgu olemasolu, teises; vajalik on grupp valke, mis aitavad transportida ja transporditav molekul fosforüülitakse ning kolmandas seondub kolme valguga; üks, mis seondub substraadiga, teine, mis transpordib molekuli ja kolmas, mis toodab transpordiks energiat.

Raku energia toodetakse tsütoplasmaatilises membraanis, kuna membraan võib esineda energeetiliselt laetud H+ ja OH- ioonide eraldamisel, nii et see suudab varustada erinevaid energiat nõudvaid raku funktsioone. Oluline on mainida, et membraanil on ka valkude väljutamise funktsioon, kuna paljud neist hüdrolüüsivad erinevaid substraate, et saada glükoosi.

Raku sein

Rakusein on veel üks bakteristruktuur, mille eesmärk on takistada raku lüüsi sisemise raku rõhu tõttu, edendada kuju ja jäikust. Bakterite rakuseinad on valmistatud peptidoglükaanist, polüsahhariidist, mis on seotud väikese rühma aminohapetega. See struktuur määrab, kas bakter on grampositiivne või gramnegatiivne, kuna grampositiivsetes bakterites esindab peptidoglükaan 90% rakuseinast ja gramnegatiivsetes rakkudes moodustab see ainult 10%, mida täiendab lipopolüsahhariidi kiht. lipopolüsahhariidi kiht võib sisaldada endotoksiine, mis põhjustavad loomade haigusi, näiteks patogeenseid baktereid sood Salmonella, shigella ja Escherichia mis põhjustavad oma membraani tõttu toksilisi soolestiku sümptomeid. Gramnegatiivsetel bakteritel on rakuseinas ka valke, mida nimetatakse poriinideks ja mis toimivad hüdrofiilsete ainete transpordikanalitena. Mõned prokarüootsed rakud võivad elada ilma rakuseinata ja neid nimetatakse protoplastideks.

Muud määravad struktuurid

Pindmised kihid, karvad ja fimbriinid Need on struktuurid, mis moodustuvad erinevate viskoossete ainete sekretsioonist. Kapslid ja limaskestade kihid ei ole rakuseina osa, vaid nende ülesanne on rakkude fikseerimine tahkele pinnale, biokile moodustumine, loob kaitset patogeensetes bakterites olevate kapslite abil, et süsteemi rakud ei fagotsüteeriks neid immuunne. Fimbriinid ja karvad on valkudest moodustunud struktuurid ja neil on ka erinevad funktsioonid, näiteks; fikseerimine, vastuvõtt ja liikuvus.

Bakteritel on sageli raku kandmised mis toimivad energia- või salvestusreservina, nende hulgast võib leida polü-β-hüdroksüvõihapet (PHB), glükogeeni, polüfosfaati, magnetosoome.

The gaasi vesiikulid Neid leidub planktonibakterites, kus nende struktuuride ülesandeks on pakkuda mikroorganismile ujuvust ja võimaldada neil hõljuda erinevatel sügavustel. on fototroofsete bakterite jaoks soodne strateegia, kuna hõljudes võivad nad paikneda strateegilise nurga all, nii et valgus jõuab nendeni ja viib läbi fotosüntees. Iga vesiikul koosneb kahest erinevast valgust.

The endospoorid Need on struktuurid, mis sünnivad sporulatsiooniks nimetatava protsessi käigus ja on ellujäämismehhanism. kuna need on vastupidavad kuumusele, keemilistele ainetele, kuivamisele ja toitainete piiramisele teised.

The bakteriaalsed flagellad Need on pikad ja õhukesed struktuurid, mis on ühest otsast spiraalse kujuga kinnitatud raku külge. See struktuur võimaldab raku pöörlevat liikumist prootoni liikumapaneva jõu energia abil. Lipu moodustumise annab geenide seeria, mis on seotud mikroorganismi liikumisega ja võib liikuda kiirusega, mis ületab 60 korda lipu pikkuse. rakku sekundis, ületades seega gepardi liikumiskiirust, kuna see võib liikuda 25 korda kiiremini kui oma suuruse pikkus. teiseks.