История изучения и строения бактерий PDF Печать E-mail

Обладая способностью окислять и восстанавливать химические вещества, бактерии оказываются в центре круговорота всех основных биологически важных химических элементов. Круговорот азота и серы без бактерий вообще невозможен. Так, азотфиксирующие бактерии связывают молекулярный азот, а денитрифицирующие возвращают его в атмосферу.

Прокариоты различаются по строению и химическому составу клеточных стенок. Клеточные стенки предохраняют бактерии от набухания в гипотонических растворах. В клеточных стенках располагаются ферменты, обеспечивающие внеклеточное пищеварение бактерий. Не у всех бактерий имеются клеточные стенки. Например, у самых маленьких бактерий, микоплазм, диаметр которых равен примерно 100 нм, они отсутствуют.

В 1884 году датский бактериолог Ханс Грам разработал специальную методику окрашивания бактерий. Бактерии, которые окрашиваются по этой методике, называются грамположительными, а те, которые не окрашиваются, - грамотрицательными. Например, кишечная палочка — Escherichia coli (обычный обитатель кишечника) и Salmonella typhi (возбудитель брюшного тифа) — это грамотрицательные бактерии. Бактерия Staphylococcus aureus, которая вызывает некоторые пищевые отравления и воспаление легких, и молочнокислые бактерии — грамположительные.

У грамположительных бактерий клеточная стенка имеет толщину от 20 до 80 нм. Она состоит из длинных молекул полисахаридов, сшитых короткими пептидами. Кроме того, в состав клеточной стенки входят сложные углеводные цепочки, так называемые тейхоевые кислоты (их так назвали, потому что они были выделены из клеточной стенки, греч. teichos — стенка).

Некоторые антибиотики, например пенициллин, вызывают гибель бактерий, так как нарушают образование клеточной стенки. Клеточная стенка грамотрицательных бактерий не толще 9 нм и устроена иначе, чем у грамположительных. Слой полисахаридов составляет не больше 1 нм, а над ним располагается дополнительная мембрана.

Эта мембрана содержит многочисленные белковые поры, через которые хорошо проникают низкомолекулярные соединения (в том числе и молекулы красителя при окраске по Граму). В ее состав входят липополисахариды, которые способствуют лучшему прикреплению бактерий к клеткам растений и животных и служат преградой для многих веществ. В частности, они защищают пептиды клеточной стенки от действия антибиотиков.

У многих бактерий клеточные стенки дополнительно окружены полисахаридными капсулами — жесткими, плотными и водонепроницаемыми. Капсулы защищают бактериальную клетку от “заглатывания” другими организмами. Многие из прокариот являются одноклеточными, но есть и многоклеточные формы.

Примером многоклеточной формы прокариот являются колонии миксобактерий — почвенных бактерий. Они питаются органическими веществами, которые расщепляют выделяющимися во внеклеточную среду ферментами. Объединение миксобактерий в колонию приводит к тому, что количество ферментов в среде накапливается, и питание бактерий улучшается. Среди простейших большинство — это одноклеточные организмы, живущие в водной среде. Среди них есть как гетеротрофы, так и фотосинтезирующие автоторофы, как просто устроенные, так и имеющие сложное строение. Примером просто организованного гетеротрофного простейшего является известная всем амеба.

Интересные статьи по биологии:

1) Уровни организации жизни

2) Размножение клеток