Шпаргалки для студентов

готовимся к сессии

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Шпаргалки по микробиологии. Часть 1 - Химический состав и строение клеточной стенки у бактерий

Индекс материала
Шпаргалки по микробиологии. Часть 1
Классификационные критерии
Определение жизнеспособных клеток
Коньюгация у бактерий, механизм, использование.
Определение чувствительности бактерий к антибиотикам.
Химический состав и строение клеточной стенки у бактерий
Мигрирующие элементы бактерий
Анаэробное дыхание
Взаимотношения микро и макроорганизмов.
Питательные среды в микробиологии
Пропионовокислое брожение
Плазмиды бактериальных клеток
Действие химических факторов на микроорганизмы
Актиномицеты
Чистые культуры бактерий и методы их выделения.
Биосинтез аминокислот
Брожение смешанного типа
Энергетический метаболизм. Аэробное и анаэробное дыхание.
Строение эндоспор. Спорообразование.
Методы количественного учёта микроорганизмов.
История развития микробиологии
Нуклеоид. Репликация ДНК
Цитоплазма. Производные цитоплазмы
Аэробное дыхание. Синтез АТФ
Изменчивость. Доказательство мутационной природы
Утилизация веществ микроорганизмами
Рост клеток и популяций, основные параметры роста.
Арзибактерии
Все страницы
 

 


Химический состав и строение клеточной стенки у бактерий. Механизм окраски по Грамму.

Клеточная стенка является обязательным структурным элементом бактериальной клетки, исключение составляют микоплазмы и L-формы. На долю клеточной стенки приходится от 5 до 50 % сух. в-в кл-ки.

Основным компонентом клеточной стенки большинства бактерий является муреин, относящийся к классу пептидогликанов. Муреин – гетерополимер, построенный из цепочек, в которых чередуются остатки N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединенные между собой .-1,4-гликозидными связями. Такие неразветвленные гетерополимерные цепи образуют основу муреина. Остатки N-ацетилмурамовой кислоты через лактильные группы соединены пептидной связью с аминокислотами. К типичным аминокислотам, обнаруженным в составе муреина, относятся L-аланин, D-глута-миновая кислота, мезодиаминопимелиновая кислота и D-аланин. У некоторых бактерий вместо мезо-диаминопимелиновой кислоты встречаются L-лизин, либо L- или D-орнитин, либо 2,4-диаминомасляная кислота, либо гомосерин, либо гидроксилизин. Диаминокислоты играют большую роль в формировании межмолекулярных сшивок, так как в образовании пептидных связей могут принимать участие обе аминогруппы, и таким образом между собой связываются две гетерополимерные цепи муреина. Благодаря пептидным связям гетерополимерные цепи связаны между собой и образуют мешкообразную гигантскую молекулу – муреиновый мешок, выполняет ф.каркаса.

Особенность кл.ст: черед-ся последовательностей N-ацетилглюказамина и N-ацетилмурамовой к-ты;

• наличие мезодиаминопимелиновой кислоты, D-форм аланина и глутаминовой кислоты.

Химический состав и строение клеточной стенки постоянны для определенного вида бактерий.

1884 г. датским ученым Х. Грамом. Этот метод основан на различной способности микроорганизмов удерживать в клетке красители трифенилметанового ряда – кристаллический фиолетовый или генциановый фиолетовый.

Клеточная стенка грамположительных бактерий выглядит как гомогенный плотный слой, толщина которого колеблется для разных видов от 20 до 80 нм. Муреин составляет 50–90 % ее сухой массы. С муреином связаны тейхоевые кислоты – полимеры, образованные остатками спирта рибита или глицерина, связанными фосфодиэфирными мостиками. Тейхоевые кислоты влияют на катионный обмен

Клетки, они осуществляют захват из окружающей среды и связывание ионов Mg2+. У некоторых бактерий они принимают участие в регуляции активности автолитических ферментов – гидролаз, способных разрушать собственную клеточную стенку в процессе роста. В небольшом количестве обнаружены полисахариды, белки и липиды. К грамположительным бактериям относятся следующие: Bacillus subtilis, Sarcina ventriculi, Streptococcus lactis, Staphylocoсcus aureus, Clostridium perfringens, Micrococcus luteus и др.

Клеточная стенка грамотрицательных бактерий многослойна, толщина ее составляет 14–17 нм (рис. 13). Внутренний слой клеточной стенки представлен муреином, на долю которого приходится 1–10 % ее

сухой массы. Структурные микрофибриллы пептидогликана сшиты менее компактно, поэтому поры в их пептидогликановом слое значительно шире. Внешний слой клеточной стенки (внешняя мембрана) образован фосфолипидами, липопротеинами и белками. Основной фракцией наружной мембраны являются липиды, составляющие в среднем 22 % сухой массы клеточной стенки. Наружная мембрана выполняет не только механические, но и физиологические функции. В ней находятся трансмембранные белки, которые насквозь пронизывают мембрану, их называют поринами. Одной из отличительных особенностей грамотрицательных бактерий является отсутствие в их клеточной стенке тейхоевых кислот. Компоненты клеточной стенки у грамотрицательных бактерий разделены электронно-прозрачным слоем, а также четко отделены от цитоплазматической мембраны. Пространство между цитоплазматической и наружной мембраной получило название периплазматического. В периплазматическом пространстве находятся белки, такие как протеиназы, нуклеазы, периферические белки цитоплазматической мембраны, рестриктазы и, так называемые, связующие белки, которые участвуют в переносе некоторых субстратов в цитоплазму – пермеазы. К грамотрицательным бактериям относятся Escherichia coli, Erwinia carotovora, Proteus vulgaris, Yersinia pestis, Pseudomonas aeruginosa.

Клеточная стенка бактерий выполняет следующие функции:

• механическую защиту клетки от воздействий факторов окружающей среды;

• обеспечивает поддержание формы бактериальной клетки;

• дает возможность клетке существовать в гипотонических растворах;

• осуществляет транспорт веществ и ионов (для грамотрицательных бактерий);

• препятствует проникновению в клетку токсических веществ (для грамотрицательных бактерий);

• на клеточной стенке находятся рецепторы, на которых адсорбируются бактериофаги и бактериоцины;

• в клеточной ст. находятся антигены (липополисахариды у грамотр. и тейховые кислоты у грампол.);

• на клеточной стенке находятся рецепторы, взаимодействие клеток донора и реципиента.

Вместе с тем следует отметить, что клеточная стенка не является жизненно важной структурой.

Протопластами называют клетки округлой формы, полностью лишенные остатков клеточной стенки и окруженные только цитоплазматической мембраной. Их образование характерно чаще для грампол.Сферопласты отличаются от протопластов тем, что у них сохраняются остатки клеточной стенки, а образуются они преимущественно из клеток грамотрицательных бактерий.

В лабе: Фермент лизоцим действует на 1,4-гликозидные связи муреина. Антибиотики пенициллинового ряда и циклосерин оказывают действие только на растущие бактерии, нарушая синтез муреина клеточной стенкипрепятств. образованию пептидных связей.

Н-р: эндопептидазу, синтезируемую бактериями Escherichia coli. Этот фермент разрывает пептидную связь между D-аланином и мезодиаминопимелиновой кислотой.

Протопласты и сферопласты стабильно сохраняются в гипертонических или изотонических условиях.

В гипотонических условиях протопласты и сферопласты лопаются и образуют «тени».

В отличие от исходных клеток, на них не адсорбируются бактериофаги и бактериоцины. Кроме того, у протопластов и сферопластов отсутствуют мезосомы – производные цитоплазматической мембраны.

При снятии действующего на муреин фактора протопласты, как правило, отмирают, реже регенерируют клеточную стенку и возвращаются в исходное состояние, но могут превращаться в L-формы. Сферопласты ревертируют в норм.бакт. клетки, либо превращаются в L-формы, либо отмирают.

Бактерии, частично или полностью лишенные клеточной стенки, но сохранившие способность к развитию, принято называть L-формами.

L-формы образуются в результате несбалансированного роста нормальных бактериальных клеток в длину и толщину и поэтому плеоморфные. В отличие от протопластов и сферопластов, клетки L-форм имеют хорошо развитую систему внутрицитоплазматических мембран. L-формы обладают пониженным уровнем метаболической активности по сравнению с исходными бактериями. Они нечувствительны к любым агентам, действующим на клеточную стенку.

Культивировать L-формы можно только на специальных средах с высоким осмотическим давлением. У L-форм не функционируют нормальные механизмы клеточного деления. В основном они делятся с образованием элементарных тел, которые отпочковываются от поверхности клетки или от мембраны вакуоли. Нестабильные L-формы обладают элементами клеточной стенки и поэтому способны ревертировать в нормальные бактериальные клетки после исключения действия фактора, вызвавшего их образование. Стабильные L-формы полностью лишены ригидной клеточной стенки, что сближает их с протопластами.

Окраска по методу Грама является самым универсальным из сложных методов окраски.

1. Фикс. мазок покрывают фильтрю бум. и на него наносят карболовый раствор генцианового фиолетового. Окрашивание проводят на протяжении 1 – 2 мин.2. Бумажку снимают, краситель сливают и, не промывая препарат водой, обрабатывают его на протяжении 1 – 2 мин раствором Люголя до почернения.3. Сливают раствор Люголя, окрашенный мазок обесцвечивают 96ºэтиловым спиртом не более 30 с.4. Препарат промывают водой.5. Мазок дополнительно окрашивают на протяжении 1 – 2 мин

водным раствором фуксина.6. Краситель сливают, препарат промывают водой, высушивают фильровальной бумагой и микроскопируют с иммерсионной системой. Грамположительные бактерии окрашиваются в фиолетовый цвет, грамотрицательные – в розовый.