Definicja struktury bakteryjnej

Viviana Villamil Ramirez
lic. z biologii i chemii. mgr inż. w procesach biotechnologicznych

W biologii zaczynamy od idei, że forma wywodzi się z funkcji, a więc struktury organizmy reagują na wzorzec ewolucyjny, w którym najlepiej spełniają funkcję określony. Bakterie są tego wyraźnym przykładem, dlatego mają różne morfologie. Bakterie prezentują następujące struktury: błona cytoplazmatyczna, ściana komórkowa, warstwy powierzchowne, włosy, fimbryny, inkluzje komórkowe, pęcherzyki gazowe, przetrwalniki i wici.

Bakteria o owalnym kształcie nazywana jest coccus, a gdy ma kształt cylindryczny, nazywana jest bakcyl. Pomiędzy tymi dwiema grupami istnieją odmiany, takie jak spirilla, które są pałeczkami w kształcie spirali. Inne komórki pozostają skupione po podziale komórki i tworzą grudki o długich łańcuchach, takie jak paciorkowiec lub zgrupowania w postaci kiści winogron, takich jak gronkowce.

Wielkość prokariontów waha się od 0,2 µm do 700 µm i jest odwrotnie proporcjonalna do szybkości ich metabolizmu, ponieważ w bardzo dużych komórkach Procesy transportu składników odżywczych mogą być nieefektywne i kwalifikować mikroorganizm jako niekonkurencyjny w porównaniu z tymi, które mają rozmiar drobny. Ponadto małe komórki mają większą powierzchnię, co sprzyja większej wymianie składników odżywczych z pożywką i szybszemu wzrostowi.

Błona cytoplazmatyczna

Błona cytoplazmatyczna to struktura otaczająca komórkę, która działa jako bariera przed środowiskiem zewnętrznym i chroni zawartość cytoplazmy. Kolejną z jego funkcji jest wymiana składników odżywczych i wydalanie produktów przemiany materii z komórek, dlatego też wykazuje m.in selektywna przepuszczalność. Błona cytoplazmatyczna jest utworzona przez podwójną warstwę fosfolipidów (dwuwarstwa fosfolipidowa). Fosfolipidy lub kwasy tłuszczowe mają właściwości hydrofobowe, a fosforan glicerolu ma właściwości hydrofobowe. hydrofilowy.

Hydrofilowe końce oddziałują ze środowiskiem zewnętrznym i cytoplazmą, podczas gdy fosfolipidy tworzą środowisko hydrofobowe wewnątrz błony. Stabilność wspomnianej membrany wynika z wiązań jonowych i wiązań wodorowych. Połączona z tym błona ma różne rodzaje powiązanych białek; peryplazmatyczne, które mają kontakt ze środowiskiem zewnętrznym, umożliwiają łączenie się z różnymi substratami lub transport substancji do komórki, inne są integralne białka, które są w pełni związane z błoną, enzymy katalizujące reakcje bioenergetyczne, białka transportowe membrana; które umożliwiają trzy systemy transportowe: transport prosty, translokację grupową i transport ABC. W pierwszym wymagana jest tylko obecność białka, w drugim; wymagana jest grupa białek, które pomagają w transporcie, a transportowana cząsteczka jest fosforylowana, aw trzeciej wiąże się z trzema białkami; jeden, który wiąże się z podłożem, inny, który transportuje cząsteczkę, a trzeci, który generuje energię do transportu.

Energia komórki jest wytwarzana w błonie cytoplazmatycznej, ponieważ błona może prezentować się energetycznie naładowany w wyniku rozdzielenia jonów H+ i OH-, dzięki czemu może dostarczać różne funkcje komórkowe wymagające energii. Należy wspomnieć, że błona pełni również funkcję wydalania białek, ponieważ wiele z nich hydrolizuje różne substraty w celu uzyskania glukozy.

Ściana komórkowa

Ściana komórkowa to kolejna struktura bakteryjna, której celem jest zapobieganie lizie komórek przez wewnętrzne ciśnienie komórkowe, promowanie kształtu i sztywności. Ściany komórkowe bakterii zbudowane są z peptydoglikanu, polisacharydu połączonego z niewielką grupą aminokwasów. Ta struktura określa, czy bakteria jest Gram-dodatnia czy Gram-ujemna, ponieważ u bakterii Gram-dodatnich peptydoglikan reprezentuje 90% ściany komórkowej, aw komórkach Gram-ujemnych stanowi tylko 10%, uzupełnione warstwą lipopolisacharydu, to warstwa lipopolisacharydu może zawierać endotoksyny, które powodują choroby zwierząt, takie jak bakterie chorobotwórcze płcie Salmonella, szigella I Escherichia które powodują toksyczne objawy jelitowe, ze względu na swoją błonę. Bakterie Gram-ujemne mają również w ścianie komórkowej białka zwane porinami, które działają jako kanały transportu substancji hydrofilowych. Niektóre komórki prokariotyczne mogą żyć bez ściany komórkowej i nazywane są protoplasty.

Inne struktury determinujące

Warstwy powierzchowne, włosy i fimbryny Są to struktury, które powstają z wydzielania różnych lepkich substancji. Kapsułki i warstwy śluzowe nie są częścią ściany komórkowej, ale ich funkcjami jest mocowanie komórek do stałych powierzchni, tworzenie biofilmu, wytwarzają ochronę za pomocą kapsułek w bakteriach chorobotwórczych, aby nie zostały fagocytowane przez komórki układu odporny. Fimbryny i włosy to struktury utworzone przez białka, które również pełnią różne funkcje, takie jak; fiksacja, odbiór i mobilność.

Bakterie często tak mają inkluzje komórkowe które pełnią funkcję rezerwy energetycznej lub magazynowej, wśród nich można znaleźć kwas poli-β-hydroksymasłowy (PHB), glikogen, polifosforany, magnetosomy.

The pęcherzyki gazu Są obecne w bakteriach planktonowych, gdzie struktury te mają za zadanie zapewniać mikroorganizmom wyporność i umożliwiać im zawieszanie się na różnych głębokościach. co jest korzystną strategią dla bakterii fototroficznych, ponieważ unosząc się na wodzie mogą być umieszczone pod strategicznym kątem, tak aby światło do nich docierało i przeprowadzało proces fotosynteza. Każdy pęcherzyk składa się z dwóch różnych białek.

The endospory Są to struktury, które powstają w procesie zwanym sporulacją i są mechanizmem przetrwania. ponieważ są odporne m.in. na ciepło, substancje chemiczne, wysychanie, ograniczenie składników odżywczych inni.

The wici bakteryjne Są to długie i cienkie struktury, które są przymocowane do komórki na jednym końcu w kształcie spirali. Ta struktura umożliwia ruch obrotowy komórki za pomocą energii z siły napędowej protonu. Tworzenie wici jest spowodowane przez szereg genów związanych z ruchem mikroorganizmu i może poruszać się z prędkością większą niż 60-krotność długości wici. komórki na sekundę, przekraczając tym samym prędkość poruszania się geparda, ponieważ może on poruszać się 25 razy szybciej niż długość jego rozmiaru na drugi.