Лекция 13 Структурная организация бактериальной клетки

1. Лекция 13 Структурная организация бактериальной клетки

Преподаватель Гордеева Е.В.

2.

Прокариоты, или предъядерные, —
это наиболее древние организмы
биосферы; к ним принадлежат
микроорганизмы, у которых
генетический материал клетки не
отделен от цитоплазмы
мембранами.
По этому признаку прокариоты
отличаются от эукариотических
организмов, в клетках которых
генетический материал в основном
локализован в ядре клетки.

3.

Среди прокариотических организмов, которые насчитывают около 10
тыс. видов, выделяют две систематические группы (домены) —
• Археи
(от греч. archaios — древний, прежнее название — архебактерии)
• Бактерии
(прежнее название — эубактерии)
представители которых различаются по ряду существенных
молекулярно-генетических и физиолого-биохимических признаков.

4.

Согласно одной из гипотез, в древности существовали некие общие
предки современных организмов — протобионты, которые могли
дать начало трем самостоятельным ветвям эволюционного древа —
прокариотическим археям, бактериям и эукариотическим
организмам — грибам, растениям и животным.

5.

6.

Клетки прокариот не имеют ядерной оболочки (греч. «про» — до, «карион» — ядро),
отличаются мелкими размерами (обычно 1 — 5 мкм) и простотой строения.

7.

Структурные
компоненты
бактериальной клетки:
Основные структуры
Временные структуры
(клеточная стенка, цитоплазматическая
мембрана с ее производными,
цитоплазма с рибосомами и
различными включениями, нуклеоид);
(капсула, слизистый чехол, жгутики,
ворсинки, эндоспоры, образующиеся
лишь на определенных этапах
жизненного цикла бактерий).

8. Генетический аппарат бактерий

Хромосомная структура
Внехромосомные структуры
(нуклеоид)
(инсерционные последовательности,
плазмиды, транспозоны)

9. Нуклеоид

• не имеет ядерной мембраны и не связан с гистонами;
• одна непарная суперспирализованная хромосома состоит из двунитевой
молекулы ДНК;

10. Плазмиды

– стабильные элементы внехромосомной ДНК, не несут необходимых
генов домашнего хозяйства и не являются существенными.
Небольшие размеры
Кольцевая структура
Способны реплицироваться автономно
Несут гены устойчивости к антибиотикам и обуславливающие
патогенные свойства

11. Функции плазмид

1. Регуляторная – компенсирует нарушение функции ДНК нуклеоида.
2. Кодирующая – вносит в генотип новую информацию.

12. Типы плазмид

1. F–плазмиды — половой фактор, выполняют донорские функции.
2. R-плазмиды — R–фактор, фактор резистентности к лекарствам.
3. Плазмиды бактериоциногенности отвечают за синтез
бактериоцинов – веществ работающих против родственных
микроорганизмов.
4. Плазмиды вирулентности контролируют патогенность.
5. D–плазмиды – плазмиды биодеградации, помогающие в
разрушении особых веществ.

13. Изменчивость бактерий

o Бактериям, как и всему живому, присуще явление изменчивости. В основе
этого явления — способность организма адекватно реагировать на изменение
условий своего существования.
o Организмы, не обладающие эффективными механизмами изменчивости, не
имеют перспективы развития в изменяющихся условиях внешней среды.
o Изменчивость любого организма обусловлена работой его генетического
аппарата. Именно генотип определяет пределы, размах изменчивости того или
иного признака.
o Эти пределы, границы изменчивости, получили название нормы реакции
организма на воздействие среды.

14. Классификация генов

Структурные гены
Функциональные гены
• несут информацию о белкахферментах и гистонах, о
последовательности
нуклеотидов в различных
видах РНК.
• гены-модуляторы, усиливающие или
ослабляющие действие структурных
генов (ингибиторы, интеграторы,
модификаторы)
• гены, регулирующие работу
структурных генов (регуляторы и
операторы).

15. Регуляция работы генов

Некоторые ферменты у дрожжей и бактерий образуются в клетках только
при выращивании их на определенных питательных средах.
• Вещества, индуцирующие синтез ферментов, которые их разлагают,
называются индукторами.
Подобные механизмы используются клеткой для выключения синтеза
нужных ей соединений при их наличии в питательной среде.
1. Лактоза в среде
2. Синтез лактазы
3. Остановка синтеза после разложения лактозы

16. Регуляция работы генов

1. Триптофан в питательной среде
2. Триптофан-синтетаза не вырабатывается
• Это явление получило название репрессии, а вызывающий его фактор (в
нашем примере - триптофан) - корепрессором.

17.

18.

19. Микроорганизмы – паразиты человека

Облигатные
Факультативные
Случайные
Хламидии,
риккетсии
Большинство
кишечных бактерий
Грибы или
атипичные
микобактерии
Весь жизненный
цикл связан с
клетками хозяина,
жить и
размножаться
вовне не могут.
Часть цикла
проводят как
свободноживущие,
но главной является
паразитический
этап.
Свободноживущие,
обычно обитают во
внешней среде, а
паразитирование
— случайный этап.

20.

Бактериальные облигатные внутриклеточные паразиты (БОВП) представляют собой
уникальную группу бактерий, размножение которых зависит от проникновения в
эукариотическую клетку-хозяина.
БОВП являются настоящими паразитами из-за их негативного воздействия на клеткухозяина, в том числе из-за того, что они поглощают питательные вещества,
синтезируемые клеткой-хозяином, а также из-за того, что некоторые из этих патогенов
активно создают и поддерживают уникальные репликационные вакуоли.
Мы определяем облигатный внутриклеточный образ жизни исключительно на основе
информации о естественном жизненном цикле патогена, а не на основе возможности
культивирования вне клеток хозяина (т. е. в бесклеточной среде) в лабораторных
условиях.
К наиболее распространённым патогенным бактериям относятся виды родов Coxiella,
Chlamydia, Rickettsia, Anaplasma, Ehrlichia и Orientia.

21. Облигатные паразитические бактерии

Хламидии – грамотрицательные кокковидные неподвижные бактерии, спор и
капсул не образуют.
• Не способны самостоятельно синтезировать АТФ, то
есть являются энергетическими паразитами.
• Размножаются в вакуолях или в цитоплазме клеток
человека, млекопитающих, птиц.
• Не растут на искусственных питательных средах,
поэтому в лабораторных условиях их культивируют на
куриных эмбрионах и культурах клеток человека или
животных.

22. Облигатные паразитические бактерии

Риккетсии – грамотрицательные, аэробные бактерии, неподвижные,
спор и капсул не образуют.
• Не способны синтезировать НАД.
• Размножаются бинарным делением в цитоплазме
или ядре клетки.
• Для их культивирования в лабораторных условиях
используют куриные эмбрионы или культуры
клеток млекопитающих.