ბაქტერიული სტრუქტურის განმარტება

ვივიანა ვილამილ რამირესი
ლიკ. ბიოლოგიასა და ქიმიაში. მ.ს. ბიოტექნოლოგიურ პროცესებში

ბიოლოგიაში ვიწყებთ იმ იდეიდან, რომ ფორმა მიღებულია ფუნქციიდან, ამიტომ სტრუქტურები ორგანიზმები რეაგირებენ ევოლუციურ ნიმუშზე, სადაც ისინი საუკეთესოდ ასრულებენ ფუნქციას განსაზღვრული. ამის ნათელი მაგალითია ბაქტერიები, რის გამოც მათ განსხვავებული მორფოლოგია აქვთ. ბაქტერიებს აქვთ შემდეგი სტრუქტურები: ციტოპლაზმური მემბრანა, უჯრედის კედელი, ზედაპირული შრეები, თმები, ფიმბრინები, უჯრედის ჩანართები, გაზის ვეზიკულები, ენდოსპორები და ფლაგელები.

კვერცხუჯრედის ფორმის ბაქტერიას ეწოდება კოკუსი და როდესაც მისი ფორმა ცილინდრულია მას ე.წ. ბაცილი. ამ ორ ჯგუფს შორის არის ვარიაციები, როგორიცაა სპირილა, რომლებიც სპირალური ფორმის ბაცილებია. სხვა უჯრედები უჯრედების გაყოფის შემდეგ გროვდება და ქმნიან გრძელი ჯაჭვების გროვას, როგორიცაა სტრეპტოკოკი ან დაჯგუფებები ყურძნის მტევნის სახით, როგორიცაა სტაფილოკოკი.

პროკარიოტების ზომა მერყეობს 0,2 μm-დან 700 μm-მდე და აქვს საპირისპირო კავშირი მათი მეტაბოლიზმის სიჩქარესთან, რადგან ძალიან დიდ უჯრედებში ნუტრიენტების ტრანსპორტირების პროცესები შეიძლება იყოს არაეფექტური და კვალიფიცირდეს მიკროორგანიზმებს, როგორც არაკონკურენტულს მათთან შედარებით, რომლებსაც აქვთ ზომა. მცირეწლოვანი. გარდა ამისა, პატარა უჯრედებს აქვთ უფრო დიდი ზედაპირი, რაც ხელს უწყობს საკვები ნივთიერებების მეტ გაცვლას საშუალოსთან და ზრდის უფრო დიდ ტემპს.

ციტოპლაზმური მემბრანა

ციტოპლაზმური მემბრანა არის სტრუქტურა, რომელიც აკრავს უჯრედს და რომელიც ფუნქციონირებს როგორც ბარიერი გარე გარემოდან და იცავს ციტოპლაზმის შიგთავსს. მისი კიდევ ერთი ფუნქციაა საკვები ნივთიერებების გაცვლა და უჯრედული ნარჩენების პროდუქტების გამოყოფა, რის გამოც იგი წარმოადგენს შერჩევითი გამტარიანობა. ციტოპლაზმური მემბრანა იქმნება ფოსფოლიპიდების ორმაგი ფენით (ფოსფოლიპიდური ორშერი), სადაც ფოსფოლიპიდებს ან ცხიმოვან მჟავებს აქვთ ჰიდროფობიური მახასიათებლები, ხოლო გლიცეროლ-ფოსფატს აქვს ჰიდროფობიური მახასიათებლები. ჰიდროფილური.

ჰიდროფილური ბოლოები ურთიერთქმედებენ გარე გარემოსთან და ციტოპლაზმასთან, ხოლო ფოსფოლიპიდები ქმნიან ჰიდროფობიურ გარემოს მემბრანის შიგნით. აღნიშნული მემბრანის სტაბილურობა წარმოიქმნება იონური ბმებისა და წყალბადის ბმებისგან. მასზე მიმაგრებული მემბრანა აქვს სხვადასხვა ტიპის ასოცირებული ცილები; პერიპლაზმური, რომლებიც კონტაქტშია გარე გარემოსთან, საშუალებას აძლევს გაერთიანებას სხვადასხვა სუბსტრატებთან ან ნივთიერებების ტრანსპორტირებას უჯრედში, სხვები ინტეგრალური ცილები, რომლებიც სრულად უკავშირდება მემბრანას, ფერმენტები, რომლებიც ახდენენ ბიოენერგეტიკულ რეაქციებს კატალიზატორის, ტრანსპორტირების ცილების მემბრანა; რომელიც საშუალებას იძლევა სამი სატრანსპორტო სისტემა: მარტივი ტრანსპორტი, ჯგუფური გადაადგილება და ABC ტრანსპორტი. პირველში საჭიროა მხოლოდ ცილის არსებობა, მეორეში; საჭიროა ცილების ჯგუფი, რომლებიც ხელს უწყობენ ტრანსპორტირებას და ტრანსპორტირებული მოლეკულა ფოსფორილირდება, ხოლო მესამეში ის აკავშირებს სამ ცილას; ერთი, რომელიც აკავშირებს სუბსტრატს, მეორე, რომელიც ატარებს მოლეკულას და მესამე, რომელიც გამოიმუშავებს ენერგიას ტრანსპორტირებისთვის.

უჯრედის ენერგია იწარმოება ციტოპლაზმურ მემბრანაში, რადგან მემბრანას შეუძლია ენერგიულად წარმოადგინოს დამუხტულია H+ და OH- იონების გამოყოფით, ამიტომ მას შეუძლია მიაწოდოს სხვადასხვა უჯრედული ფუნქციები, რომლებიც საჭიროებენ ენერგიას. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ მემბრანას ასევე აქვს ცილების გამოყოფის ფუნქცია, რადგან ბევრი მათგანი ჰიდროლიზებს სხვადასხვა სუბსტრატს გლუკოზის მისაღებად.

ფიჭური კედელი

უჯრედის კედელი არის კიდევ ერთი ბაქტერიული სტრუქტურა, რომელიც მიზნად ისახავს უჯრედების ლიზისის თავიდან აცილებას უჯრედის შიდა წნევით, ხელი შეუწყოს ფორმასა და სიმტკიცეს. ბაქტერიების უჯრედის კედლები დამზადებულია პეპტიდოგლიკანისგან, პოლისაქარიდისგან, რომელიც დაკავშირებულია ამინომჟავების მცირე ჯგუფთან. ეს სტრუქტურა განსაზღვრავს, არის თუ არა ბაქტერია გრამდადებითი თუ გრამუარყოფითი, ვინაიდან გრამდადებით ბაქტერიებში პეპტიდოგლიკანი წარმოადგენს უჯრედის კედლის 90%, ხოლო გრამუარყოფით უჯრედებში ის წარმოადგენს მხოლოდ 10%-ს, რომელსაც ავსებს ლიპოპოლისაქარიდის ფენა. ლიპოპოლისაქარიდის ფენა შეიძლება შეიცავდეს ენდოტოქსინებს, რომლებიც იწვევენ ცხოველების დაავადებებს, როგორიცაა პათოგენური ბაქტერიები. სქესი სალმონელა, შიგელა და ეშერიხია რაც იწვევს ნაწლავის ტოქსიკურ სიმპტომებს მისი მემბრანის გამო. გრამუარყოფით ბაქტერიებს უჯრედის კედელში ასევე აქვთ პროტეინები, რომლებსაც პორინები ეწოდება, რომლებიც ჰიდროფილური ნივთიერებების ტრანსპორტირების არხად ფუნქციონირებენ. ზოგიერთ პროკარიოტულ უჯრედს შეუძლია უჯრედის კედლის გარეშე ცხოვრება და პროტოპლასტები ეწოდება.

სხვა განმსაზღვრელი სტრუქტურები

ზედაპირული ფენები, თმები და ფიმბრინები ეს არის სტრუქტურები, რომლებიც წარმოიქმნება სხვადასხვა ბლანტი ნივთიერებების სეკრეციისგან. კაფსულები და ლორწოვანი ფენები არ არის უჯრედის კედლის ნაწილი, მაგრამ მათი ფუნქციებია უჯრედების ფიქსაცია მყარ ზედაპირებზე. ბიოფილმის ფორმირება, წარმოქმნის დაცვას პათოგენური ბაქტერიების კაფსულების საშუალებით, რათა არ მოხდეს სისტემის უჯრედების მიერ ფაგოციტოზირება. იმუნური. ფიმბრინები და თმები არის სტრუქტურები, რომლებიც წარმოიქმნება ცილების მიერ და ასევე აქვთ სხვადასხვა ფუნქციები, როგორიცაა; ფიქსაცია, მიღება და მობილურობა.

ბაქტერიებს ხშირად აქვთ უჯრედის ჩანართები რომლებიც ფუნქციონირებს როგორც ენერგიის ან შენახვის რეზერვი, მათ შორის შეგიძლიათ იპოვოთ პოლი-β-ჰიდროქსიბუტირინის მჟავა (PHB), გლიკოგენი, პოლიფოსფატი, მაგნიტოსომები.

The გაზის ვეზიკულები ისინი იმყოფებიან პლანქტონურ ბაქტერიებში, სადაც ამ სტრუქტურებს აქვთ მიკროორგანიზმების გაძლიერების ფუნქცია და საშუალებას აძლევს მათ შეჩერდნენ სხვადასხვა სიღრმეზე. ეს არის ხელსაყრელი სტრატეგია ფოტოტროფული ბაქტერიებისთვის, რადგან ცურვისას ისინი შეიძლება განთავსდეს სტრატეგიული კუთხით ისე, რომ სინათლე მიაღწიოს მათ და განახორციელოს პროცესი ფოტოსინთეზი. თითოეული ვეზიკულა შედგება ორი განსხვავებული ცილისგან.

The ენდოსპორები ისინი წარმოადგენენ სტრუქტურებს, რომლებიც იბადებიან სპორულაციის პროცესით და წარმოადგენენ გადარჩენის მექანიზმს. ვინაიდან ისინი მდგრადია სითბოს, ქიმიური ნივთიერებების, გამოშრობის, საკვები ნივთიერებების შეზღუდვის მიმართ სხვები.

The ბაქტერიული დროშები ისინი გრძელი და თხელი სტრუქტურებია, რომლებიც უჯრედს ერთ ბოლოზე ხვეული ფორმის მიმაგრებულია. ეს სტრუქტურა საშუალებას აძლევს უჯრედის ბრუნვის მოძრაობას პროტონის მამოძრავებელი ძალის ენერგიის დახმარებით. ფლაგელუმის ფორმირება მოცემულია გენების სერიით, რომლებიც დაკავშირებულია მიკროორგანიზმის მოძრაობასთან და შეუძლია მოძრაობდეს ფლაგელუმის სიგრძეზე 60-ჯერ მეტი სიჩქარით. უჯრედი წამში, რითაც აღემატება გეპარდის მოძრაობის სიჩქარეს, რადგან მას შეუძლია 25-ჯერ უფრო სწრაფად მოძრაობდეს, ვიდრე მისი ზომის სიგრძეზე. მეორე.