ระบุสิ่งเจือปนที่พบในเซลล์แบคทีเรีย โครงสร้างของแบคทีเรีย: คุณสมบัติ

เราไม่สามารถจินตนาการได้ว่ามีจุลินทรีย์อยู่รอบตัวเราอยู่กี่ตัว การถือราวจับบนรถบัสแสดงว่าคุณได้เพาะแบคทีเรียบนมือไปแล้วประมาณหนึ่งแสนตัว และการเข้าไปในห้องน้ำสาธารณะ คุณได้ให้รางวัลตัวเองด้วยจุลินทรีย์เหล่านี้อีกครั้ง แบคทีเรียมักติดตามมนุษย์ไปทุกที่และทุกเวลา แต่ไม่จำเป็นต้องตอบสนองเชิงลบต่อคำนี้เพราะแบคทีเรียไม่เพียงแต่ทำให้เกิดโรคเท่านั้น แต่ยังเป็นประโยชน์ต่อร่างกายด้วย

นักวิทยาศาสตร์รู้สึกประหลาดใจมากเมื่อพบว่าแบคทีเรียบางชนิดยังคงรักษารูปลักษณ์เอาไว้ได้ประมาณหนึ่งพันล้านปี จุลินทรีย์ดังกล่าวถูกเปรียบเทียบกับรถยนต์ Volkswagen ด้วยซ้ำ - รูปลักษณ์ของหนึ่งในรุ่นของพวกเขาไม่เปลี่ยนแปลงเป็นเวลา 40 ปีโดยมีรูปร่างในอุดมคติ

แบคทีเรียเป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ ที่ปรากฏบนโลก ดังนั้นจึงสมควรถูกเรียกว่าตับยาว ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจก็คือเซลล์เหล่านี้ไม่มีนิวเคลียสที่ก่อตัวขึ้นซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาถึงดึงดูดความสนใจมาที่โครงสร้างของพวกมันจนถึงทุกวันนี้

แบคทีเรียคืออะไร?

แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มีต้นกำเนิดจากพืช โครงสร้างของเซลล์แบคทีเรีย (ตาราง แผนภาพมีอยู่เพื่อความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับประเภทของเซลล์เหล่านี้) ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์

เซลล์เหล่านี้แพร่หลายเพราะสามารถขยายพันธุ์ได้อย่างรวดเร็ว มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ว่าภายในเวลาเพียงหกชั่วโมง เซลล์หนึ่งสามารถให้กำเนิดแบคทีเรียได้ 250,000 ตัว สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเหล่านี้มีหลายพันธุ์ที่มีรูปร่างแตกต่างกันไป

แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความหวงแหนมาก สปอร์ของพวกมันสามารถคงความสามารถในการมีชีวิตอยู่ได้นานถึง 30-40 ปี สปอร์เหล่านี้ถูกขนส่งโดยลมพัด น้ำไหล และวิธีอื่นๆ ความมีชีวิตจะคงอยู่ที่อุณหภูมิ 100 องศาและมีน้ำค้างแข็งเล็กน้อย แต่เซลล์แบคทีเรียมีโครงสร้างแบบใด? ตารางอธิบายส่วนประกอบหลักของแบคทีเรีย หน้าที่ของออร์แกเนลล์อื่นๆ มีดังต่อไปนี้

แบคทีเรียทรงกลม (cocci)

พวกมันเป็นโรคในธรรมชาติ Cocci แบ่งออกเป็นกลุ่มตามที่ตั้งของกันและกัน:

ไมโครค็อกกี้ (เล็ก) การแบ่งเกิดขึ้นในระนาบเดียว จัดเรียงเป็นลำดับเดียววุ่นวาย พวกมันกินสารประกอบอินทรีย์สำเร็จรูป แต่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิตอื่น (saprophytes)
ดิโพลคอคกี้ (ดับเบิ้ล) พวกมันแบ่งตัวในระนาบเดียวกันกับไมโครคอกซี แต่สร้างเซลล์ที่จับคู่กัน ภายนอกมีลักษณะคล้ายถั่วหรือหอก
Streptococci (ในรูปของโซ่) การแบ่งตัวจะเหมือนกันแต่เซลล์เชื่อมต่อกันและมีลักษณะคล้ายเม็ดบีด
Staphylococcus (พวงองุ่น) สายพันธุ์นี้แบ่งออกเป็นหลายระนาบ ก่อให้เกิดกลุ่มเซลล์คล้ายองุ่น
เตตราค็อกซี่ (สี่) เซลล์แบ่งออกเป็นสองระนาบตั้งฉาก ก่อตัวเป็นเตตราด
Sarcinas (เอ็น) เซลล์ดังกล่าวแบ่งออกเป็นสามระนาบซึ่งตั้งฉากกัน ยิ่งไปกว่านั้น ในลักษณะที่ปรากฏ พวกมันดูเหมือนถุงหรือก้อนซึ่งประกอบด้วยบุคคลจำนวนมากที่เป็นเลขคู่

แบคทีเรียทรงกระบอก (ก้าน)

แท่งที่สร้างสปอร์แบ่งออกเป็น clostridia และ bacilli ขนาดแบคทีเรียเหล่านี้สั้นและสั้นมาก ส่วนปลายของแท่งไม้จะมีลักษณะโค้งมน หนาขึ้น หรือถูกตัดออก ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของแบคทีเรียมีหลายกลุ่มที่มีความโดดเด่น: mono-, diplo- และ Streptobacteria

แบคทีเรียรูปเกลียว (ซับซ้อน)

เซลล์ขนาดเล็กเหล่านี้มีสองประเภท:

Vibrios (มีโค้งเดียวหรือตรงโดยทั่วไป)
Spirilla (ขนาดใหญ่ แต่มีหยิกน้อย)

แบคทีเรียเส้นใย แบบฟอร์มดังกล่าวมีสองกลุ่ม:

กระทู้ชั่วคราว.
กระทู้ถาวร

คุณสมบัติทางโครงสร้างของเซลล์แบคทีเรียคือในระหว่างการดำรงอยู่ของมันสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ แต่ความหลากหลายไม่ได้รับการสืบทอด ปัจจัยต่าง ๆ ที่กระทำต่อเซลล์ในระหว่างการเผาผลาญในร่างกายซึ่งเป็นผลมาจากการสังเกตการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณในลักษณะที่ปรากฏ แต่ทันทีที่การกระทำภายนอกหยุดลง เซลล์จะถ่ายภาพก่อนหน้านั้น ลักษณะโครงสร้างของเซลล์แบคทีเรียมีอะไรบ้างสามารถเปิดเผยได้โดยการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์

โครงสร้างของเซลล์แบคทีเรียเมมเบรน

เปลือกให้และรักษารูปร่างของเซลล์และปกป้องส่วนประกอบภายในจากความเสียหาย เนื่องจากการซึมผ่านที่ไม่สมบูรณ์ สารบางชนิดไม่สามารถเข้าสู่เซลล์ได้ ซึ่งส่งเสริมการแลกเปลี่ยนโครงสร้างโมเลกุลต่ำและสูงระหว่างสภาพแวดล้อมภายนอกและตัวเซลล์เอง ปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ก็เกิดขึ้นที่ผนังเช่นกัน การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทำให้การศึกษาโครงสร้างโดยละเอียดของเซลล์แบคทีเรียไม่ใช่เรื่องยาก

ฐานเปลือกประกอบด้วยโพลีเมอร์มูริน แบคทีเรียแกรมบวกมีโครงกระดูกชั้นเดียวที่ประกอบด้วยมูริน ที่นี่มีโพลีแซ็กคาไรด์และไลโปโปรตีนเชิงซ้อนฟอสเฟต ในเซลล์แกรมลบ โครงกระดูกมูรินมีหลายชั้น ชั้นนอกที่อยู่ติดกับผนังเซลล์คือเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม นอกจากนี้ยังมีชั้นบางชั้นที่ประกอบด้วยโปรตีนที่มีไขมัน หน้าที่หลักของเมมเบรนไซโตพลาสซึมคือควบคุมการซึมผ่านของสารเข้าไปในเซลล์และการกำจัดสารเหล่านั้น (สิ่งกีดขวางออสโมติก) นี่เป็นหน้าที่สำคัญมากสำหรับเซลล์เนื่องจากช่วยปกป้องเซลล์

องค์ประกอบของไซโตพลาสซึม

สารกึ่งของเหลวที่มีชีวิตซึ่งเติมเต็มโพรงเซลล์เรียกว่าไซโตพลาสซึม เซลล์แบคทีเรียประกอบด้วยโปรตีนจำนวนมากและมีสารอาหาร (ไขมันและสารคล้ายไขมัน) จำนวนมาก ภาพถ่ายที่ถ่ายระหว่างการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์แสดงให้เห็นส่วนประกอบภายในไซโตพลาสซึมอย่างชัดเจน องค์ประกอบหลักประกอบด้วยไรโบโซมซึ่งจัดเรียงเป็นระเบียบและมีจำนวนมาก นอกจากนี้ยังมีมีโซโซมที่มีเอนไซม์รีดอกซ์ ด้วยเหตุนี้เซลล์จึงดึงพลังงาน นิวเคลียสถูกนำเสนอในรูปของสารนิวเคลียร์ที่อยู่ในโครมาติน

หน้าที่ของไรโบโซมในเซลล์

ไรโบโซมประกอบด้วยหน่วยย่อย (2) และเป็นนิวคลีโอโปรตีน เมื่อเชื่อมต่อถึงกัน องค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบเหล่านี้จะก่อตัวเป็นโพลีโซมหรือโพลีไรโบโซม หน้าที่หลักของการรวมเหล่านี้คือการสังเคราะห์โปรตีนซึ่งเกิดขึ้นบนพื้นฐานของข้อมูลทางพันธุกรรม อัตราการตกตะกอน 70S.

คุณสมบัติของนิวเคลียสของแบคทีเรีย

สารพันธุกรรม (DNA) ตั้งอยู่ในนิวเคลียสที่ยังไม่ขึ้นรูป (นิวครอยด์) นิวเคลียสนี้อยู่ในหลายตำแหน่งในไซโตพลาสซึมโดยมีลักษณะเป็นเปลือกหลวม แบคทีเรียที่มีนิวเคลียสดังกล่าวเรียกว่าโปรคาริโอต อุปกรณ์นิวเคลียร์ขาดเมมเบรน นิวคลีโอลัส และชุดโครโมโซม และมีกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกอยู่ในนั้นในกลุ่มไฟบริล แผนภาพโครงสร้างของเซลล์แบคทีเรียแสดงให้เห็นรายละเอียดโครงสร้างของอุปกรณ์นิวเคลียร์

ภายใต้เงื่อนไขบางประการ แบคทีเรียอาจพัฒนาเยื่อเมือก เป็นผลให้เกิดแคปซูลขึ้น หากน้ำมูกแรงมาก แบคทีเรียจะกลายเป็นซูเกลีย (มวลเมือกทั่วไป)

แคปซูลเซลล์แบคทีเรีย

โครงสร้างของเซลล์แบคทีเรียมีลักษณะเฉพาะ - การมีแคปซูลป้องกันประกอบด้วยโพลีแซ็กคาไรด์หรือไกลโคโปรตีน บางครั้งแคปซูลเหล่านี้ประกอบด้วยโพลีเปปไทด์หรือไฟเบอร์ ตั้งอยู่ด้านบนของเยื่อหุ้มเซลล์ ความหนาของแคปซูลอาจมีความหนาหรือบางก็ได้ การก่อตัวของมันเกิดขึ้นเนื่องจากเงื่อนไขที่เซลล์ค้นพบตัวเอง คุณสมบัติหลักของแคปซูลคือการปกป้องแบคทีเรียไม่ให้แห้ง

นอกจากแคปซูลป้องกันแล้ว โครงสร้างของเซลล์แบคทีเรียยังช่วยให้มีความสามารถในการเคลื่อนไหวอีกด้วย

Flagella บนเซลล์แบคทีเรีย

Flagella เป็นองค์ประกอบเพิ่มเติมที่ทำหน้าที่เคลื่อนไหวของเซลล์ นำเสนอในรูปแบบของเกลียวที่มีความยาวต่างกันซึ่งประกอบด้วยแฟลเจลลิน ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีความสามารถในการหดตัว

องค์ประกอบของแฟลเจลลัมนั้นมีสามองค์ประกอบ (ไส้หลอด, ตะขอ, ตัวฐาน) ขึ้นอยู่กับสิ่งที่แนบมาและตำแหน่งของแบคทีเรียที่เคลื่อนที่ได้หลายกลุ่มได้รับการระบุ:

Monotrichs (เซลล์เหล่านี้มีแฟลเจลลัม 1 อันอยู่ในขั้ว)
Lophotrichs (แฟลเจลลาในรูปแบบของมัดที่ปลายด้านหนึ่งของเซลล์)
Amphitrichy (กระจุกที่ปลายทั้งสองข้าง)

มีข้อเท็จจริงที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับแบคทีเรีย ดังนั้นจึงได้รับการพิสูจน์มานานแล้วว่าโทรศัพท์มือถือมีเซลล์เหล่านี้จำนวนมาก แม้แต่บนที่นั่งชักโครกก็มีเซลล์น้อยกว่าด้วยซ้ำ แบคทีเรียอื่นๆ ช่วยให้เรามีชีวิตที่มีคุณภาพได้ เช่น กิน ทำกิจกรรมบางอย่าง และปล่อยให้ร่างกายของเราได้รับสารอาหารที่สลายไปโดยไม่มีปัญหา แบคทีเรียมีความหลากหลายอย่างแท้จริง หน้าที่ของพวกมันมีหลายแง่มุม แต่เราไม่ควรลืมเกี่ยวกับผลกระทบทางพยาธิวิทยาที่มีต่อร่างกาย ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องตรวจสอบสุขอนามัยของเราเองและความสะอาดรอบตัวเรา

ส่วนประกอบโครงสร้างบังคับและเป็นทางเลือกของเซลล์แบคทีเรีย หน้าที่ของมัน ความแตกต่างในโครงสร้างของผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมบวกและแกรมลบ แบคทีเรียรูปแบบ L และรูปแบบที่ไม่สามารถเพาะเลี้ยงได้

แบคทีเรียเป็นโปรคาริโอตและแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากเซลล์พืชและสัตว์ (ยูคาริโอต) พวกมันอยู่ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและประกอบด้วยผนังเซลล์, เยื่อหุ้มเซลล์, ไซโตพลาสซึม, นิวครอยด์ (ส่วนประกอบที่จำเป็นของเซลล์แบคทีเรีย) แบคทีเรียบางชนิดอาจมีแฟลเจลลา แคปซูล และสปอร์ (ส่วนประกอบเพิ่มเติมของเซลล์แบคทีเรีย)

ในเซลล์โปรคาริโอต โครงสร้างที่อยู่นอกเยื่อหุ้มเซลล์เรียกว่าผิวเผิน (ผนังเซลล์, แคปซูล, แฟลเจลลา, วิลลี่)

ผนังเซลล์เป็นองค์ประกอบโครงสร้างที่สำคัญของเซลล์แบคทีเรีย ซึ่งอยู่ระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมกับแคปซูล ในแบคทีเรียที่ไม่ใช่แคปซูล นี่คือเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก ทำหน้าที่หลายอย่าง: ปกป้องแบคทีเรียจากการถูกออสโมติกช็อกและปัจจัยที่สร้างความเสียหายอื่น ๆ กำหนดรูปร่างของมันมีส่วนร่วมในการเผาผลาญ ในแบคทีเรียก่อโรคหลายประเภทจะเป็นพิษ มีแอนติเจนที่พื้นผิว และยังมีตัวรับเฉพาะสำหรับฟาจบนพื้นผิวอีกด้วย ผนังเซลล์ของแบคทีเรียมีรูขุมขนที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งสารพิษจากภายนอกและโปรตีนจากแบคทีเรียอื่นๆ

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของดีบุก แบคทีเรียทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: แกรมบวกและแกรมลบ แบคทีเรียแกรมบวกจะแก้ไขความซับซ้อนของเจนเชียนไวโอเล็ตและไอโอดีนอย่างแน่นหนาไม่ต้องฟอกด้วยเอทานอลดังนั้นจึงไม่รับรู้ถึงสีย้อมฟูกซินเพิ่มเติมซึ่งมีสีม่วงเหลืออยู่ ในแบคทีเรียแกรมลบ สารเชิงซ้อนนี้จะถูกชะล้างออกจากเซลล์ได้ง่ายด้วยเอทานอล และเมื่อใช้ฟูกซินเพิ่มเติม สารเหล่านี้จะเปลี่ยนเป็นสีแดง ในแบคทีเรียบางชนิด คราบแกรมบวกจะสังเกตได้เฉพาะในระยะการเจริญเติบโตเท่านั้น ความสามารถของโปรคาริโอตในการย้อมสีแกรมหรือลดสีด้วยเอธานอลนั้นพิจารณาจากองค์ประกอบทางเคมีเฉพาะและโครงสร้างพิเศษของผนังเซลล์ แบคทีเรีย Chlamydia trachoma

แบคทีเรียรูปแบบ L คือการดัดแปลงฟีโนไทป์หรือการกลายพันธุ์ของแบคทีเรียที่สูญเสียความสามารถในการสังเคราะห์ peptidoglycan ผนังเซลล์บางส่วนหรือทั้งหมด ดังนั้นรูปแบบ L จึงเป็นแบคทีเรียที่มีข้อบกพร่องในผนังเซลล์ พวกมันถูกสร้างขึ้นภายใต้อิทธิพลของสารเปลี่ยนรูป L - ยาปฏิชีวนะ (เพนิซิลลิน, โพลีไมซิน, บาซิทราซิน, เวนโคมัยซิน, สเตรปโตมัยซิน), กรดอะมิโน (ไกลซีน, เมไทโอนีน, ลิวซีน ฯลฯ ), เอนไซม์ไลโซไซม์, อัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์ ซึ่งแตกต่างจากโปรโตพลาสต์และสฟีโรพลาสต์ รูปแบบ L มีความมีชีวิตค่อนข้างสูงและมีความสามารถในการสืบพันธุ์อย่างชัดเจน ในแง่ของคุณสมบัติทางสัณฐานวิทยาและวัฒนธรรมพวกมันแตกต่างอย่างมากจากแบคทีเรียดั้งเดิมซึ่งเกิดจากการสูญเสียผนังเซลล์และการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมการเผาผลาญ เซลล์รูปตัว L มีระบบเยื่อหุ้มเซลล์ในไซโตพลาสซึมและโครงสร้างคล้ายไมอีลินที่ได้รับการพัฒนาอย่างดี เนื่องจากข้อบกพร่องในผนังเซลล์ พวกมันจึงไม่เสถียรทางออสโมติก และสามารถเพาะเลี้ยงได้ในอาหารเลี้ยงเชื้อพิเศษที่มีความดันออสโมติกสูงเท่านั้น พวกมันผ่านตัวกรองแบคทีเรีย มีแบคทีเรียรูปแบบ L ที่เสถียรและไม่เสถียร แบบแรกไม่มีผนังเซลล์ที่แข็งแรงเลย พวกมันแทบจะไม่กลับคืนสู่รูปแบคทีเรียดั้งเดิมเลย ส่วนหลังอาจมีองค์ประกอบของผนังเซลล์ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับสฟีโรพลาสต์ หากไม่มีปัจจัยที่ทำให้เกิดการก่อตัวของพวกมันพวกมันจะถูกเปลี่ยนกลับไปสู่เซลล์ดั้งเดิม

กระบวนการสร้างรูปตัว L เรียกว่าการแปลงรูปตัว L หรือตัวเหนี่ยวนำรูปตัว L แบคทีเรียเกือบทุกประเภทรวมถึงเชื้อโรค (สาเหตุของโรคแท้งติดต่อ, วัณโรค, ลิสเทอเรีย ฯลฯ ) มีความสามารถในการเปลี่ยนรูป L

รูปแบบ L มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาของการติดเชื้อซ้ำเรื้อรัง การขนส่งเชื้อโรค และการคงอยู่ในร่างกายในระยะยาว กระบวนการติดเชื้อที่เกิดจากแบคทีเรียรูปตัว L มีลักษณะผิดปกติ ระยะเวลาแน่นอน ความรุนแรงของโรค และรักษาด้วยเคมีบำบัดได้ยาก

แคปซูลเป็นชั้นเมือกที่อยู่เหนือผนังเซลล์ของแบคทีเรีย สารในแคปซูลมีการแบ่งเขตจากสิ่งแวดล้อมอย่างชัดเจน แคปซูลไม่ใช่โครงสร้างที่สำคัญของเซลล์แบคทีเรีย: การสูญเสียไม่ได้นำไปสู่การตายของแบคทีเรีย

แคปซูลรับประกันการอยู่รอดของแบคทีเรีย ปกป้องพวกมันจากความเสียหายทางกล การอบแห้ง การติดเชื้อโดยฟาจ สารพิษ และในรูปแบบที่ทำให้เกิดโรค - จากการกระทำของกองกำลังป้องกันของสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่: เซลล์ที่ห่อหุ้มมี phagocytosed ไม่ดี ในแบคทีเรียบางชนิด รวมถึงแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค จะส่งเสริมการเกาะติดของเซลล์กับสารตั้งต้น

แฟลเจลลาเป็นออร์แกเนลล์ของการเคลื่อนไหวของแบคทีเรีย โดยมีโครงสร้างคล้ายเส้นด้ายบางยาวซึ่งมีลักษณะเป็นโปรตีน

แฟลเจลลัมประกอบด้วยสามส่วน: เส้นใยเกลียว ตะขอ และตัวฐาน ตะขอเป็นกระบอกโปรตีนโค้งที่ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมที่ยืดหยุ่นระหว่างส่วนฐานกับเส้นใยแข็งของแฟลเจลลัม ตัวฐานเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนประกอบด้วยแกนกลาง (แกน) และวงแหวน

แฟลเจลลาไม่ใช่โครงสร้างที่สำคัญของเซลล์แบคทีเรีย แบคทีเรียมีการแปรผันของระยะ เมื่อพวกมันอยู่ในระยะหนึ่งของการพัฒนาเซลล์และหายไปในอีกระยะหนึ่ง

จำนวนแฟลเจลลาและตำแหน่งของแบคทีเรียในแบคทีเรียแต่ละสายพันธุ์ไม่เท่ากัน แต่คงที่สำหรับสายพันธุ์หนึ่ง กลุ่มของแบคทีเรียที่ถูกแฟลเจลต่อไปนี้มีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับสิ่งนี้: moiotrichs - แบคทีเรียที่มีแฟลเจลลัมที่อยู่ในขั้วเดียว; สะเทินน้ำสะเทินบก - แบคทีเรียที่มีแฟลเจลลาเรียงกันสองขั้วหรือมีมัดแฟลเจลลาที่ปลายทั้งสองข้าง lophorichs - แบคทีเรียที่มีแฟลเจลลามัดอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของเซลล์ peritrichous - แบคทีเรียที่มีแฟลเจลลาจำนวนมากอยู่ที่ด้านข้างของเซลล์หรือบนพื้นผิวทั้งหมด แบคทีเรียที่ไม่มีแฟลเจลลาเรียกว่าแอทริเคีย

พิลี (fimbriae, villi) มีลักษณะเป็นทรงกระบอกโปรตีนกลวงตรงบางและยื่นออกมาจากพื้นผิวของเซลล์แบคทีเรีย พวกมันถูกสร้างขึ้นโดยโปรตีนจำเพาะ - พิลินซึ่งมีต้นกำเนิดจากเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมพบอยู่ในแบคทีเรียในรูปแบบที่เคลื่อนที่และไม่เคลื่อนที่และมองเห็นได้เฉพาะในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเท่านั้น บนพื้นผิวของเซลล์อาจมีตั้งแต่ 1-2, 50-400 หรือมากกว่า pili จนถึงหลายพัน

พิลีมีสองประเภท: พิลีทางเพศ (sexpili) และพิลีทั่วไป ซึ่งมักเรียกว่า fimbriae แบคทีเรียชนิดเดียวกันสามารถมีพิไลที่มีลักษณะต่างกันได้ Sex pili ปรากฏบนพื้นผิวของแบคทีเรียในระหว่างกระบวนการผันคำกริยา และทำหน้าที่ของออร์แกเนลล์ในการถ่ายทอดสารพันธุกรรม (DNA) จากผู้บริจาคไปยังผู้รับ

พิลีมีส่วนร่วมในการรวมตัวของแบคทีเรียเป็นกลุ่มก้อน การเกาะติดของจุลินทรีย์กับสารตั้งต้นต่างๆ รวมถึงเซลล์ (ฟังก์ชันการยึดติด) ในการขนส่งสารเมตาโบไลต์ และยังมีส่วนช่วยในการสร้างฟิล์มบนพื้นผิวของตัวกลางที่เป็นของเหลว ทำให้เกิดการเกาะติดกันของเม็ดเลือดแดง

เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม (พลาสโมเลมมา) เป็นโครงสร้างไลโปโปรตีนแบบกึ่งซึมผ่านได้ของเซลล์แบคทีเรียที่แยกไซโตพลาสซึมออกจากผนังเซลล์ เป็นส่วนประกอบมัลติฟังก์ชั่นที่จำเป็นของเซลล์ การทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมทำให้เซลล์แบคทีเรียตาย

ในทางเคมี เมมเบรนไซโตพลาสซึมเป็นโปรตีนคอมเพล็กซ์ลิพิดที่ประกอบด้วยโปรตีนและลิพิด ส่วนหลักของไขมันเมมเบรนจะแสดงด้วยฟอสโฟลิปิด มันถูกสร้างขึ้นจากชั้นโปรตีนโมเลกุลเดี่ยว 2 ชั้น โดยระหว่างนั้นจะมีชั้นไขมันที่ประกอบด้วยโมเลกุลของไขมันที่มุ่งเน้นอย่างสม่ำเสมอสองแถว

เมมเบรนไซโตพลาสซึมทำหน้าที่เป็นตัวกั้นออสโมติกให้กับเซลล์ ควบคุมการไหลของสารอาหารเข้าสู่เซลล์และปล่อยผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมออกสู่ภายนอก ประกอบด้วยเอนไซม์เพอร์มีเอสจำเพาะของสารตั้งต้นที่ทำหน้าที่ถ่ายโอนโมเลกุลอินทรีย์และอนินทรีย์แบบคัดเลือกเชิงรุก

ในระหว่างการเจริญเติบโตของเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมจะก่อให้เกิด invaginates จำนวนมากซึ่งก่อให้เกิดโครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ภายในเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์เฉพาะที่บุกรุกเรียกว่ามีโซโซม โครงสร้างเหล่านี้แสดงออกได้ดีในแบคทีเรียแกรมบวก, แย่กว่าในแบคทีเรียแกรมลบ และแสดงออกได้ไม่ดีในโรคริคเก็ตเซียและไมโคพลาสมา

เมโซโซม เช่น เยื่อไซโตพลาสซึม เป็นศูนย์กลางของกิจกรรมการหายใจของแบคทีเรีย ดังนั้นบางครั้งจึงเรียกว่าอะนาลอกของไมโตคอนเดรีย อย่างไรก็ตาม ความสำคัญของเมโซโซมยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างครบถ้วน พวกเขาเพิ่มพื้นผิวการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งอาจทำหน้าที่เพียงฟังก์ชั่นโครงสร้างโดยแบ่งเซลล์แบคทีเรียออกเป็นส่วน ๆ ที่ค่อนข้างแยกจากกันซึ่งสร้างสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการเกิดกระบวนการของเอนไซม์มากขึ้น ในแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคพวกมันรับประกันการขนส่งโมเลกุลโปรตีนของสารพิษภายนอก

ไซโตพลาสซึมคือเนื้อหาของเซลล์แบคทีเรียซึ่งคั่นด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม ประกอบด้วยไซโตโซลซึ่งเป็นเศษส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกัน รวมถึงส่วนประกอบ RNA ที่ละลายน้ำได้ สารตั้งต้น เอนไซม์ ผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึม และองค์ประกอบโครงสร้าง - ไรโบโซม เยื่อหุ้มเซลล์ในไซโตพลาสซึม สิ่งเจือปนและนิวครอยด์

ไรโบโซมเป็นออร์แกเนลล์ที่ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีน ประกอบด้วยโปรตีนและ RNA ซึ่งเชื่อมต่อกันเป็นสารเชิงซ้อนด้วยพันธะไฮโดรเจนและไฮโดรโฟบิก

ตรวจพบสารเจือปนหลายประเภทในไซโตพลาสซึมของแบคทีเรีย สิ่งเหล่านี้อาจเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ โดยมีหรือไม่มีเมมเบรนโปรตีน และไม่มีอยู่อย่างถาวร ส่วนสำคัญคือสารอาหารสำรองและผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญของเซลล์ สารอาหารสำรอง ได้แก่: โพลีแซ็กคาไรด์, ลิพิด, โพลีฟอสเฟต, คราบซัลเฟอร์ ฯลฯ ในบรรดาการรวมตัวของธรรมชาติโพลีแซ็กคาไรด์ ไกลโคเจนและสารคล้ายแป้งกรานูโลซามักพบซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งของคาร์บอนและวัสดุพลังงาน ไขมันสะสมในเซลล์ในรูปของเม็ดและหยดไขมัน มัยโคแบคทีเรียสะสมไขเป็นสารสำรอง เซลล์ของสไปริลลาบางชนิดและบางชนิดมีเม็ดโวลูตินที่เกิดจากโพลีฟอสเฟต มีลักษณะเป็นเมตาโครเมเซีย ได้แก่ สีฟ้าโทลูอิดีน และสีน้ำเงินเมทิลีน เป็นสีม่วงแดง เม็ด Volutin มีบทบาทเป็นคลังฟอสเฟต สิ่งเจือปนที่ล้อมรอบด้วยเมมเบรนยังรวมถึงแวคิวโอลของแก๊สหรือแอโรโซมด้วย โดยจะลดความถ่วงจำเพาะของเซลล์และพบได้ในโปรคาริโอตในน้ำ

นิวเคลียสเป็นนิวเคลียสของโปรคาริโอต ประกอบด้วยสาย DNA ที่มีเกลียวคู่หนึ่งเส้นปิดอยู่ในวงแหวน ซึ่งถือเป็นโครโมโซมของแบคทีเรียเดี่ยวหรือจีโนฟอร์

นิวเคลียสในโปรคาริโอตไม่ได้ถูกคั่นด้วยเมมเบรนจากส่วนอื่นๆ ของเซลล์ แต่ขาดเปลือกหุ้มนิวเคลียร์

โครงสร้างนิวครอยด์ประกอบด้วย RNA polymerase โปรตีนพื้นฐานและขาดฮิสโตน โครโมโซมนั้นทอดสมออยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมและในแบคทีเรียแกรมบวก - บนมีโซโซม นิวเคลียสไม่มีอุปกรณ์ไมโทติคและการแยกนิวเคลียสของลูกสาวนั้นเกิดขึ้นได้จากการเติบโตของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม

แกนของแบคทีเรียเป็นโครงสร้างที่แตกต่าง นิวครอยด์สามารถแยกจากกัน (ไม่ต่อเนื่อง) ขึ้นอยู่กับระยะของการพัฒนาเซลล์และประกอบด้วยชิ้นส่วนแต่ละชิ้น นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าการแบ่งเซลล์แบคทีเรียทันเวลาเกิดขึ้นหลังจากเสร็จสิ้นวงจรการจำลองแบบของโมเลกุล DNA และการก่อตัวของโครโมโซมลูกสาว

นิวเคลียสประกอบด้วยข้อมูลทางพันธุกรรมจำนวนมากของเซลล์แบคทีเรีย

นอกเหนือจากนิวเคลียสแล้ว ยังพบองค์ประกอบทางพันธุกรรมนอกโครโมโซมในเซลล์ของแบคทีเรียหลายชนิด เช่น พลาสมิด ซึ่งเป็นโมเลกุลดีเอ็นเอทรงกลมขนาดเล็กที่สามารถจำลองแบบอัตโนมัติได้

แบคทีเรียบางชนิดสามารถสร้างสปอร์ได้เมื่อสิ้นสุดระยะเวลาการเจริญเติบโต ซึ่งนำหน้าด้วยการสูญเสียสารอาหารในสิ่งแวดล้อม การเปลี่ยนแปลงค่า pH และการสะสมของผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญที่เป็นพิษ

ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมี ความแตกต่างระหว่างสปอร์และเซลล์พืชอยู่ที่เนื้อหาเชิงปริมาณของสารประกอบเคมีเท่านั้น สปอร์มีน้ำน้อยกว่าและมีไขมันมากกว่า

ในสถานะสปอร์ จุลินทรีย์จะไม่ทำงานโดยการเผาผลาญ ทนต่ออุณหภูมิสูง (140-150 ° C) สัมผัสกับสารเคมีฆ่าเชื้อ และคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมเป็นเวลานาน การทนต่ออุณหภูมิสูงสัมพันธ์กับปริมาณน้ำที่ต่ำมากและมีกรดไดพิโคลินิกสูง เมื่ออยู่ในร่างกายของมนุษย์และสัตว์ สปอร์จะงอกเป็นเซลล์พืช สปอร์ถูกทาสีโดยใช้วิธีการพิเศษ ซึ่งรวมถึงการอุ่นสปอร์ก่อน เช่นเดียวกับการสัมผัสกับสารละลายสีเข้มข้นที่อุณหภูมิสูง

แบคทีเรียแกรมลบหลายประเภทรวมถึงแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค (Shigella, Salmonella, Vibrio cholerae ฯลฯ ) มีสถานะการปรับตัวพิเศษและมีการควบคุมทางพันธุกรรมซึ่งเทียบเท่ากับซีสต์ทางสรีรวิทยาซึ่งสามารถผ่านไปได้ภายใต้อิทธิพลของสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยและยังคงมีชีวิตอยู่ได้ นานถึงหลายปี ลักษณะสำคัญของสภาวะนี้คือแบคทีเรียดังกล่าวจะไม่แพร่พันธุ์ดังนั้นจึงไม่ก่อตัวเป็นโคโลนีบนอาหารที่เป็นของแข็ง เซลล์ที่ไม่แพร่พันธุ์แต่สามารถมีชีวิตได้เรียกว่าแบคทีเรียที่ไม่สามารถเพาะเลี้ยงได้ (NFB) เซลล์ NFB ในสถานะที่ไม่มีการเพาะเลี้ยงจะมีระบบเมตาบอลิซึมที่ทำงานอยู่ รวมถึงระบบการถ่ายโอนอิเล็กตรอน การสังเคราะห์โปรตีนและกรดนิวคลีอิก และยังคงรักษาความรุนแรงไว้ได้ เยื่อหุ้มเซลล์มีความหนืดมากกว่า เซลล์มักจะอยู่ในรูปของ cocci และมีขนาดลดลงอย่างมาก NFB มีความเสถียรสูงกว่าในสภาพแวดล้อมภายนอกและสามารถอยู่รอดได้เป็นเวลานาน (เช่น Vibrio cholerae ในอ่างเก็บน้ำสกปรก) รักษาสถานะเฉพาะถิ่นของภูมิภาคที่กำหนด (อ่างเก็บน้ำ)

ในการตรวจจับ NFB จะใช้วิธีการทางอณูพันธุศาสตร์ (DNA-DNA hybridization, CPR) รวมถึงวิธีที่ง่ายกว่าในการนับเซลล์ที่มีชีวิตโดยตรง

เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ คุณสามารถใช้วิธีไซโตเคมีคอล (การสร้างฟอร์มาซาน) หรือการตรวจด้วยรังสีเอกซ์ขนาดเล็กได้ กลไกทางพันธุกรรมที่กำหนดการเปลี่ยนแปลงของแบคทีเรียไปสู่ NS และการกลับตัวของพวกมันยังไม่ชัดเจน

โครงสร้างของเซลล์แบคทีเรียทั่วไปแสดงไว้ในรูปที่ 1 2.3. ในรูป รูปที่ 2.4 แสดงไมโครกราฟอิเล็กตรอนของส่วนของแบคทีเรียที่มีรูปร่างคล้ายแท่ง คุณสามารถดูได้ว่าเซลล์แบคทีเรียนั้นเรียบง่ายเพียงใด โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเปรียบเทียบกับเซลล์ยูคาริโอต (รูปที่ 7.5 และ 7.6)

ข้าว. 2.3. แผนภาพทั่วไปของโครงสร้างเซลล์แบคทีเรียรูปแท่ง ทางด้านขวาคือโครงสร้างที่พบในทุกเซลล์ ด้านซ้ายคือโครงสร้างที่ไม่มีในทุกเซลล์ เฆี่ยนมีหนึ่งอย่างใน Rhizobium หรือหลายอย่างใน Azotobacter; มักจะยาวกว่าเซลล์ แคปซูลอาจเป็นเมือกเช่นเดียวกับใน Azotobacter; ถ้าแคปซูลหลวมก็เรียกว่า ชั้นเมือก. มีลักษณะเป็นท่อหรือเป็นถุง เยื่อสังเคราะห์แสงที่มีเม็ดสีเป็นการบุกรุกของพลาสมาเมมเบรน ในแบคทีเรียสังเคราะห์แสง เช่น โครมาเทียม เยื่อหุ้มดังกล่าวจะกระจัดกระจายไปทั่วไซโตพลาสซึม ตัวเลข พิลี, หรือ ฟิมเบรียสามารถเข้าถึงได้ตั้งแต่หนึ่งถึงหลายร้อยเช่นใน Escherichia coli, Salmonella เมโสโซมาคือการรุกรานของพลาสมาเมมเบรนหลายเท่า เช่น ใน Bacillus subtilis ผนังเซลล์เหนียวและมีมูริน ไรโบโซมซึ่งอยู่ทั่วทั้งไซโตพลาสซึม มีขนาดเล็กกว่าในยูคาริโอต จาก สำรองสารอาหารไขมัน ไกลโคเจน และโพลีฟอสเฟต (เม็ดโวลูติน) สามารถพบได้ในเซลล์แบคทีเรีย ไซโตพลาสซึมไม่มีออร์แกเนลล์ใด ๆ มีเอนไซม์ ฯลฯ

ข้าว. 2.4. ภาพไมโครกราฟอิเล็กตรอนของส่วนหนึ่งของแบคทีเรียรูปแท่งทั่วไป Bacillus subtilis บริเวณที่มีแสงประกอบด้วย DNA × 50000

แคปซูลและชั้นเมือก

แคปซูลและชั้นเมือกคือการหลั่งของเมือกหรือเหนียวของแบคทีเรียบางชนิด สารคัดหลั่งดังกล่าวจะมองเห็นได้ชัดเจนหลังจากความแตกต่างเชิงลบ (เมื่อไม่ใช่สารเตรียมที่มีรอยเปื้อน แต่เป็นพื้นหลัง) แคปซูลเป็นรูปแบบที่ค่อนข้างหนาและกะทัดรัดและ ชั้นเมือกหลวมกว่ามาก ในบางกรณี เมือกทำหน้าที่สร้างโคโลนีของเซลล์แต่ละเซลล์ ทั้งชั้นแคปซูลและชั้นเมือกให้การปกป้องเพิ่มเติมแก่เซลล์ ตัวอย่างเช่น สายพันธุ์ pneumococci ที่ห่อหุ้มจะเพิ่มจำนวนอย่างอิสระในร่างกายมนุษย์และทำให้เกิดโรคปอดบวม ในขณะที่สายพันธุ์ที่ไม่ห่อหุ้มจะถูกโจมตีและทำลายโดย phagocytes ได้ง่าย จึงไม่เป็นอันตรายโดยสิ้นเชิง

ผนังเซลล์

ผนังเซลล์ทำให้เซลล์มีรูปร่างและความแข็งแกร่งที่แน่นอน มองเห็นได้ชัดเจนในการตัด (รูปที่ 2.4) เช่นเดียวกับในพืช ผนังเซลล์ของแบคทีเรียป้องกันการบวมของออสโมซิสและการแตกของเซลล์ เมื่อเซลล์เข้าสู่สภาพแวดล้อมที่มีภาวะ hypotonic (ภาคผนวก หน้า 1.5) ซึ่งมักจะเกิดขึ้น น้ำ โมเลกุลขนาดเล็กอื่นๆ และไอออนต่างๆ ผ่านรูเล็กๆ ในผนังเซลล์ได้อย่างง่ายดาย แต่โมเลกุลขนาดใหญ่ของโปรตีนและกรดนิวคลีอิกไม่สามารถผ่านเข้าไปได้ นอกจากนี้ผนังเซลล์ยังมีคุณสมบัติของแอนติเจนซึ่งได้รับจากโปรตีนและโพลีแซ็กคาไรด์ที่มีอยู่

ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของผนังเซลล์ แบคทีเรียสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม บางชนิดมีรอยเปื้อนแกรมจึงถูกเรียกว่า แกรมบวกในขณะที่สีอื่นจะเปลี่ยนสีเมื่อสีย้อมถูกชะล้างออกไป (ข้อ 2.7) จึงเรียกว่า กรัมลบ. ในผนังเซลล์ของทั้งสองมีโครงตาข่ายแข็งพิเศษประกอบด้วย มูเรนา. โมเลกุลของมูรินเป็นเครือข่ายปกติของสายโซ่พอลิแซ็กคาไรด์คู่ขนานที่เชื่อมโยงถึงกันด้วยสายโซ่สั้นของเปปไทด์ ดังนั้น แต่ละเซลล์จึงถูกล้อมรอบด้วยถุงคล้ายเครือข่ายที่ประกอบด้วยโมเลกุลเพียงโมเลกุลเดียว (ส่วนโพลีแซ็กคาไรด์ของมูรินอธิบายไว้ในตารางที่ 5.7)

ในแบคทีเรียแกรมบวก เช่น แลคโตบาซิลลัส สารอื่นๆ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นโพลีแซ็กคาไรด์และโปรตีน ถูกสร้างขึ้นในเครือข่ายมูริน สิ่งนี้ทำให้เกิดแพ็คเกจที่ค่อนข้างหนาและแข็งรอบเซลล์ ในแบคทีเรียแกรมลบ เช่น Escherichia coli หรือ Azotobacter ผนังเซลล์จะบางกว่ามาก แต่โครงสร้างของมันซับซ้อนกว่า ชั้นมูรินของแบคทีเรียเหล่านี้ถูกปกคลุมด้านนอกด้วยชั้นไขมันที่นุ่มนวลและเรียบเนียน สิ่งนี้จะช่วยปกป้องพวกเขาจาก ไลโซไซม์. ไลโซไซม์พบได้ในน้ำลาย น้ำตา และของเหลวทางชีวภาพอื่นๆ รวมถึงในไข่ไก่สีขาว มันเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของพันธะบางอย่างระหว่างคาร์โบไฮเดรตที่ตกค้าง และสลายแกนหลักของโพลีแซ็กคาไรด์ของมูริน ผนังเซลล์แตกออก และหากเซลล์อยู่ในสารละลายไฮโปโทนิก การสลายจะเกิดขึ้น (เซลล์จะขยายและแตกออกโดยออสโมติก) ชั้นไขมันยังช่วยให้เซลล์ต้านทานต่อเพนิซิลิน ยาปฏิชีวนะนี้ป้องกันการก่อตัวของการเชื่อมโยงข้ามในผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมบวก ซึ่งทำให้เซลล์ที่กำลังเติบโตไวต่อการดูดซึมออสโมติกมากขึ้น

แฟลเจลลา

แบคทีเรียหลายชนิดสามารถเคลื่อนไหวได้ และการเคลื่อนไหวนี้เกิดจากการมีแฟลเจลลาตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป แฟลเจลลาในแบคทีเรียนั้นง่ายกว่าในยูคาริโอตมาก (ส่วนที่ 17.6.2 ตารางที่ 2.1) และในโครงสร้างของพวกมันพวกมันมีลักษณะคล้ายกับไมโครทูบูลหนึ่งของแฟลเจลลัมยูคาริโอต Flagella ประกอบด้วยหน่วยย่อยโปรตีนทรงกลมที่เหมือนกัน แฟลเจลลินา(คล้ายกับกล้ามเนื้อแอคติน) ซึ่งเรียงตัวกันเป็นเกลียวและก่อตัวเป็นทรงกระบอกกลวงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10-20 นาโนเมตร แม้จะมีรูปร่างเป็นคลื่นของแฟลเจลลา แต่ก็ค่อนข้างแข็ง

แฟลเจลลาถูกขับเคลื่อนด้วยกลไกพิเศษ เห็นได้ชัดว่าฐานของแฟลเจลลัมหมุนจนดูเหมือนว่าแฟลเจลลัมถูกขันเข้ากับตัวกลาง โดยไม่เกิดจังหวะสุ่ม และด้วยเหตุนี้จึงขับเคลื่อนเซลล์ไปข้างหน้า เห็นได้ชัดว่านี่เป็นโครงสร้างเดียวที่รู้จักในธรรมชาติซึ่งใช้หลักการของวงล้อ คุณสมบัติที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งของแฟลเจลลาคือความสามารถของหน่วยย่อยแฟลเจลลินแต่ละหน่วยในการประกอบกันเป็นเส้นใยเกลียวในสารละลายตามธรรมชาติ การประกอบตัวเองโดยธรรมชาติ- คุณสมบัติที่สำคัญมากของโครงสร้างทางชีววิทยาที่ซับซ้อนหลายอย่าง ในกรณีนี้ การประกอบตัวเองทั้งหมดถูกกำหนดโดยลำดับกรดอะมิโน (โครงสร้างหลัก) ของแฟลเจลลิน

แบคทีเรียที่เคลื่อนไหวสามารถเคลื่อนที่เพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าบางอย่างได้ เช่น พวกมันสามารถเคลื่อนที่ได้ ตัวอย่างเช่น แบคทีเรียแอโรบิกมีโฟโตแท็กซี่เป็นบวก (เช่น พวกมันว่ายน้ำไปยังบริเวณที่มีออกซิเจนมากกว่า) และแบคทีเรียสังเคราะห์แสงที่เคลื่อนที่ได้จะมีโฟโตแท็กซี่เป็นบวก (เช่น พวกมันว่ายน้ำเข้าหาแสง)

ตรวจสอบแฟลเจลลาได้ง่ายที่สุดด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (รูปที่ 2.5) โดยใช้เทคนิคการสปัตเตอร์โลหะ (หัวข้อ ก.2.5)

ข้าว. 2.5. ภาพไมโครกราฟของแบคทีเรียรูปแท่งที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน ผนังเซลล์ ฟิมเบรีย และแฟลเจลลาหยักยาว มองเห็นได้ชัดเจน × 28000

พิลี หรือ ฟิมเบรีย

ผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมลบบางชนิดจะมีส่วนยื่นบาง ๆ (ส่วนยื่นโปรตีนรูปแท่ง) เรียกว่า ดื่มหรือ ฟิมเบรีย(รูปที่ 2.5) พวกมันสั้นและบางกว่าแฟลเจลลา และทำหน้าที่ยึดเซลล์เข้าด้วยกันหรือกับพื้นผิวบางส่วน ทำให้เกิด "ความเหนียว" เฉพาะเจาะจงกับสายพันธุ์ที่ครอบครองพวกมัน มีเครื่องดื่มหลายประเภท สิ่งที่น่าสนใจที่สุดคือสิ่งที่เรียกว่า F-pili ซึ่งถูกเข้ารหัสโดยพลาสมิดพิเศษ (ข้อ 2.2.4) และเกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของแบคทีเรีย

พลาสมาเมมเบรน มีโซโซม และเยื่อสังเคราะห์แสง

เช่นเดียวกับเซลล์อื่นๆ โปรโตพลาสซึมของแบคทีเรียถูกล้อมรอบด้วยเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ ในด้านโครงสร้างและหน้าที่ พลาสมาเมมเบรนของแบคทีเรียไม่แตกต่างจากเยื่อหุ้มเซลล์ยูคาริโอต (หัวข้อ 7.2.1) ในแบคทีเรียบางชนิด พลาสมาเมมเบรนจะแพร่เข้าไปในเซลล์และก่อตัวเป็นมีโซโซมและ/หรือเยื่อหุ้มสังเคราะห์แสง

เมโซโซม- โครงสร้างเมมเบรนแบบพับ (รูปที่ 2.3 และ 2.4) บนพื้นผิวซึ่งมีเอ็นไซม์ที่เกี่ยวข้องในกระบวนการหายใจ ดังนั้นมีโซโซมจึงเรียกว่าออร์แกเนลล์ดั้งเดิม ในระหว่างการแบ่งเซลล์ เมโซโซมจะจับกับ DNA ซึ่งดูเหมือนว่าจะช่วยแยกโมเลกุล DNA ลูกสาวทั้งสองหลังจากการจำลองแบบ และส่งเสริมการก่อตัวของผนังกั้นระหว่างเซลล์ลูกสาว

ในแบคทีเรียสังเคราะห์แสง เม็ดสีสังเคราะห์แสง (รวมถึงแบคทีเรียคลอโรฟิลล์) จะอยู่ในพลาสมาเมมเบรนที่มีรูปทรงถุง ท่อ หรือลาเมลลาร์ การก่อตัวของเมมเบรนที่คล้ายกันก็เกี่ยวข้องกับการตรึงไนโตรเจนเช่นกัน

วัสดุทั่วไป

DNA ของแบคทีเรียแสดงด้วยโมเลกุลทรงกลมเดี่ยวยาวประมาณ 1 มม. แต่ละโมเลกุลดังกล่าวประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ประมาณ 5·10 6 คู่ ปริมาณ DNA ทั้งหมด (จีโนม) ในเซลล์แบคทีเรียนั้นน้อยกว่าในเซลล์ยูคาริโอตมาก ดังนั้นปริมาณของข้อมูลที่เข้ารหัสในเซลล์จึงน้อยกว่าเช่นกัน โดยเฉลี่ยแล้ว DNA ดังกล่าวประกอบด้วยยีนหลายพันยีน ซึ่งน้อยกว่าเซลล์ของมนุษย์ประมาณ 500 เท่า (ดูตารางที่ 2.1 และรูปที่ 2.3 ด้วย)

ไรโบโซม

ดูตาราง 2.1 (การสังเคราะห์โปรตีน) และรูปที่ 2.3.

การโต้เถียง

แบคทีเรียบางชนิด (ส่วนใหญ่เป็นสกุล Clostridium หรือ Bacillus) ก่อให้เกิดเอนโดสปอร์ กล่าวคือ สปอร์ที่พบในเซลล์ เอนโดสปอร์เป็นผนังหนาและก่อตัวอายุยืนยาว มีความทนทานต่อความร้อนและการแผ่รังสีคลื่นสั้นได้ดีเยี่ยม ตั้งอยู่ในเซลล์ที่แตกต่างกันซึ่งทำหน้าที่เป็นคุณสมบัติที่สำคัญมากในการระบุและอนุกรมวิธานของแบคทีเรียดังกล่าว (รูปที่ 2.6) หากมีการสร้างโครงสร้างที่เหลือและมั่นคงจากทั้งเซลล์ จะเรียกว่าซีสต์ ซีสต์เกิดจาก Azotobacter บางชนิด

ข้าว. 2.6. แบคทีเรียรูปแบบต่างๆ แสดงให้เห็นโดยจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์และก่อโรคหลายประเภทที่พบได้บ่อยที่สุด

A. Cocci (ทรงกลม)

ตัวอย่างคือ Staphylococcus aureus ซึ่งอาศัยอยู่ในช่องจมูก เชื้อ Staphylococci สายพันธุ์ต่าง ๆ ทำให้เกิดวัณโรค โรคปอดบวม อาหารเป็นพิษ และโรคอื่น ๆ

เซลล์ของสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและได้รับคำสั่งอย่างเคร่งครัดและมีคุณสมบัติพื้นฐานของการจัดโครงสร้างพิเศษและองค์ประกอบทางเคมี

ส่วนประกอบโครงสร้างของเซลล์แบคทีเรียแบ่งออกเป็นพื้นฐานและชั่วคราว (รูปที่ 2) โครงสร้างหลักคือ: ผนังเซลล์, เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมพร้อมอนุพันธ์, ไซโตพลาสซึมที่มีไรโบโซมและการรวมตัวต่างๆ, นิวเคลียส; ชั่วคราว - แคปซูล, เยื่อเมือก, แฟลเจลลา, วิลลี่, เอนโดสปอร์, เกิดขึ้นในบางช่วงของวงจรชีวิตของแบคทีเรียเท่านั้น ในบางชนิด พวกมันขาดหายไปโดยสิ้นเชิง

ปัจจุบันคำว่า "ซองจดหมาย" ใช้เพื่ออ้างถึงผนังเซลล์และแคปซูลของแบคทีเรียหรือเพียงผนังเซลล์ เมมเบรนไซโตพลาสซึมไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของซองจดหมายและหมายถึงโปรโตพลาสต์

ผนังเซลล์เป็นองค์ประกอบโครงสร้างที่สำคัญของเซลล์แบคทีเรีย ซึ่งอยู่ระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมกับแคปซูล ในแบคทีเรียที่ไม่ใช่แคปซูลจะเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก โปรคาริโอตทุกชนิดจำเป็น ยกเว้นไมโคพลาสมาและแบคทีเรียรูปแอล ทำหน้าที่หลายอย่าง: ปกป้องแบคทีเรียจากการถูกออสโมติกช็อกและปัจจัยที่สร้างความเสียหายอื่น ๆ กำหนดรูปร่างของมันมีส่วนร่วมในการเผาผลาญ ในแบคทีเรียก่อโรคหลายประเภทจะเป็นพิษ มีแอนติเจนที่พื้นผิว และยังมีตัวรับเฉพาะสำหรับฟาจบนพื้นผิวอีกด้วย ผนังเซลล์ของแบคทีเรียมีรูขุมขนที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งสารพิษจากภายนอกและโปรตีนจากแบคทีเรียอื่นๆ ความหนาของผนังเซลล์อยู่ที่ 10-100 นาโนเมตร และคิดเป็น 5 ถึง 50% ของวัตถุแห้งของเซลล์

ส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์แบคทีเรียคือ peptidoglycan หรือ murein (ผนังละติน murus) ซึ่งเป็นโพลีเมอร์รองรับที่มีโครงสร้างเป็นเครือข่ายและสร้างโครงสร้างภายนอกที่แข็ง (แข็ง) ของเซลล์แบคทีเรีย Peptidoglycan มีสายโซ่หลัก (แกนหลัก) ประกอบด้วย N-acetyl-M-glucosamine และ N-acetylmuramic acid สลับกันซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะ 1,4-glycosidic สายโซ่ด้านข้าง tetrapeptide ที่เหมือนกันติดอยู่กับโมเลกุลของกรด N-acetylmuramic และ cross-peptide สั้น สะพานโซ่ที่เชื่อมต่อโซ่โพลีแซ็กคาไรด์ พันธะสองประเภท (ไกลโคซิดิกและเปปไทด์) ที่เชื่อมต่อหน่วยย่อยของเพปทิโดไกลแคนทำให้เฮเทอโรโพลีเมอร์นี้มีโครงสร้างเครือข่ายโมเลกุล แกนกลางของชั้น peptidoglycan จะเหมือนกันในแบคทีเรียทุกชนิด สายโซ่โปรตีนเตตร้าเปปไทด์และสายโซ่เปปไทด์ (ตามขวาง) มีความแตกต่างกันในสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของดีบุก แบคทีเรียทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: แกรมบวกและแกรมลบ ในปี พ.ศ. 2427 เอช. แกรม เสนอวิธีการย้อมสีที่ใช้เพื่อแยกความแตกต่างของแบคทีเรีย สาระสำคัญของวิธีการนี้คือแบคทีเรียแกรมบวกจะตรึงคอมเพล็กซ์ของเจนเชียนไวโอเล็ตและไอโอดีนอย่างแน่นหนาไม่ต้องฟอกด้วยเอทานอลดังนั้นจึงไม่รับรู้ถึงสีย้อมฟูชินเพิ่มเติมซึ่งเป็นสีม่วงที่เหลืออยู่ ในแบคทีเรียแกรมลบ สารเชิงซ้อนนี้จะถูกชะล้างออกจากเซลล์ได้ง่ายด้วยเอทานอล และเมื่อใช้ฟูกซินเพิ่มเติม สารเหล่านี้จะเปลี่ยนเป็นสีแดง ในแบคทีเรียบางชนิด คราบแกรมบวกจะสังเกตได้เฉพาะในระยะการเจริญเติบโตเท่านั้น ความสามารถของโปรคาริโอตในการย้อมสีแกรมหรือลดสีด้วยเอธานอลนั้นพิจารณาจากองค์ประกอบทางเคมีเฉพาะและโครงสร้างพิเศษของผนังเซลล์ Peptidoglycan ในแบคทีเรียแกรมบวกเป็นองค์ประกอบหลักของผนังเซลล์และประกอบด้วย 50 ถึง 90% ในแบคทีเรียแกรมลบคือ 1-10% ไมโครไฟบริลที่มีโครงสร้างของ peptidoglycan ของแบคทีเรียแกรมลบมีการเชื่อมโยงข้ามกันน้อยลง ดังนั้นรูขุมขนในชั้น peptidoglycan จึงกว้างกว่าในกรอบโมเลกุลของแบคทีเรียแกรมบวกมาก ด้วยการจัดระเบียบโครงสร้างของ peptidoglycan คอมเพล็กซ์ไวโอเล็ตของเจนเชียนไวโอเล็ตและไอโอดีนในแบคทีเรียแกรมลบจะถูกชะล้างออกไปเร็วขึ้น

ผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมบวกอยู่ติดกับเยื่อหุ้มไซโตพลาสซึมอย่างแน่นหนา มีขนาดใหญ่ และความหนาอยู่ในช่วง 20-100 นาโนเมตร มันเป็นลักษณะการปรากฏตัวของกรด teichoic พวกมันเกี่ยวข้องกับ peptidoglycan และเป็นโพลีเมอร์ของแอลกอฮอล์ไตรไฮดริก - กลีเซอรอลหรือแอลกอฮอล์เพนทาอะตอมมิก - ไรบิทอลซึ่งสารตกค้างซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะฟอสโฟไดสเตอร์ กรด Teichoic จับไอออนแมกนีเซียมและมีส่วนร่วมในการขนส่งเข้าสู่เซลล์ นอกจากนี้โพลีแซ็กคาไรด์ โปรตีน และไขมันยังพบได้ในปริมาณเล็กน้อยในผนังเซลล์ของโปรคาริโอตแกรมบวก

ข้าว. 2. โครงการโครงสร้างของเซลล์โปรคาริโอต:

1 - แคปซูล; 2 - ผนังเซลล์; 3 - เมมเบรนไซโตพลาสซึม; 4 - นิวเคลียส; 5 - ไซโตพลาสซึม; 6 - โครมาโตฟอร์; 7 - ไทลาคอยด์; 8 - เมโซโซมา; 9 - ไรโบโซม; 10 - แฟลเจลลา; 11—ร่างกายฐาน; 12 - ดื่ม; 13 - รวมกำมะถัน; 14 — หยดไขมัน; 15 — เม็ดโพลีฟอสเฟต; 16 - พลาสมิด

ผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมลบมีหลายชั้นมีความหนา 14-17 นาโนเมตร ชั้นในคือเพปทิโดไกลแคน ซึ่งก่อให้เกิดเครือข่ายต่อเนื่องบางๆ (2 นาโนเมตร) ล้อมรอบเซลล์ Peptidoglycan มีเพียงกรด mesodiaminopimelic เท่านั้นและไม่มีไลซีน ชั้นนอกของผนังเซลล์ - เยื่อหุ้มชั้นนอก - ประกอบด้วยฟอสโฟลิปิด, ไลโปโพลีแซ็กคาไรด์, ไลโปโปรตีนและโปรตีน เยื่อหุ้มชั้นนอกประกอบด้วยเมทริกซ์โปรตีนซึ่งเกาะติดกับชั้นเพปทิโดไกลแคนอย่างแน่นหนา ฟังก์ชั่นอย่างหนึ่งของพวกเขาคือการก่อตัวของรูขุมขนที่ชอบน้ำในเมมเบรนซึ่งการแพร่กระจายของโมเลกุลที่มีมวลมากถึง 600 บางครั้งเกิดขึ้น 900 นอกจากนี้โปรตีนเมทริกซ์ยังทำหน้าที่เป็นตัวรับสำหรับฟาจบางชนิดอีกด้วย Lipopolysaccharide (LPS) ในผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมลบประกอบด้วยไขมัน A และโพลีแซ็กคาไรด์ LPS ซึ่งเป็นพิษต่อสัตว์เรียกว่าเอนโดท็อกซิน ไม่พบกรด Teichoic ในแบคทีเรียแกรมลบ

ส่วนประกอบโครงสร้างของผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมลบจะถูกแบ่งเขตออกจากเยื่อหุ้มเซลล์และแยกออกจากกันด้วยช่องว่างที่เรียกว่าเพอริพลาสซึมหรือช่องว่างเพอริพลาสมิก

โปรโตพลาสต์และสฟีโรพลาสต์ โปรโตพลาสต์เป็นรูปแบบหนึ่งของโปรคาริโอตที่ไม่มีผนังเซลล์โดยสิ้นเชิง มักเกิดขึ้นในแบคทีเรียแกรมบวก Spheroplasts เป็นแบคทีเรียที่มีผนังเซลล์ถูกทำลายบางส่วน พวกมันยังคงรักษาองค์ประกอบของเยื่อหุ้มชั้นนอกไว้ พบได้ในแบคทีเรียแกรมลบและพบได้น้อยกว่ามากในแบคทีเรียแกรมบวก พวกมันถูกสร้างขึ้นจากการถูกทำลายของชั้นเพปทิโดไกลแคนโดยเอนไซม์ไลติก เช่น ไลโซไซม์ หรือการปิดกั้นการสังเคราะห์ทางชีวภาพของเพปทิโดไกลแคนด้วยยาปฏิชีวนะเพนิซิลิน ฯลฯ ในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันออสโมติกที่เหมาะสม

โปรโตพลาสต์และสฟีโรพลาสต์มีรูปร่างเป็นทรงกลมหรือครึ่งทรงกลม และมีขนาดใหญ่กว่าเซลล์ดั้งเดิม 3-10 เท่า ภายใต้สภาวะปกติ การสลายออสโมซิสจะเกิดขึ้นและพวกมันจะตาย ภายใต้เงื่อนไขของแรงดันออสโมติกที่เพิ่มขึ้น พวกมันสามารถอยู่รอด เติบโต และแบ่งตัวได้ระยะหนึ่ง เมื่อปัจจัยที่ทำลายเพปทิโดไกลแคนถูกกำจัดออกไป ตามกฎแล้วโปรโตพลาสต์จะตายไป แต่สามารถเปลี่ยนเป็นรูปแบบ L ได้ สฟีโรพลาสต์สามารถคืนกลับเป็นแบคทีเรียดั้งเดิมได้อย่างง่ายดาย บางครั้งอาจเปลี่ยนรูปเป็นรูปตัว L หรือตายไป

แบคทีเรียรูปแบบ L สิ่งเหล่านี้คือการดัดแปลงฟีโนไทป์หรือการกลายพันธุ์ของแบคทีเรียที่สูญเสียความสามารถในการสังเคราะห์ peptidoglycan ผนังเซลล์บางส่วนหรือทั้งหมด ดังนั้นรูปแบบ L จึงเป็นแบคทีเรียที่มีข้อบกพร่องในผนังเซลล์ พวกเขาได้รับชื่อเนื่องจากถูกแยกและอธิบายไว้ที่ Lister Institute ในอังกฤษในปี 1935 พวกมันถูกสร้างขึ้นภายใต้อิทธิพลของสารเปลี่ยนรูป L - ยาปฏิชีวนะ (เพนิซิลลิน, โพลีไมซิน, แบคซิทราซิน, เวนโคมัยซิน, สเตรปโตมัยซิน), กรดอะมิโน (ไกลซีน เมไทโอนีน ลิวซีน ฯลฯ) เอนไซม์ไลโซไซม์ อัลตราไวโอเลต และรังสีเอกซ์ ซึ่งแตกต่างจากโปรโตพลาสต์และสฟีโรพลาสต์ รูปแบบ L มีความมีชีวิตค่อนข้างสูงและมีความสามารถในการสืบพันธุ์อย่างชัดเจน ในแง่ของคุณสมบัติทางสัณฐานวิทยาและวัฒนธรรมพวกมันแตกต่างอย่างมากจากแบคทีเรียดั้งเดิมซึ่งเกิดจากการสูญเสียผนังเซลล์และการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมการเผาผลาญ

แบคทีเรียรูปแบบ L นั้นมีหลากหลายรูปแบบ มีร่างกายเบื้องต้นที่มีขนาด 0.2-1 ไมครอน (องค์ประกอบการสืบพันธุ์น้อยที่สุด), ทรงกลม - 1-5, ร่างกายขนาดใหญ่ - 5-50, เกลียว - มากถึง 4 ไมครอนหรือมากกว่า เซลล์รูปตัว L มีระบบเยื่อหุ้มเซลล์ในไซโตพลาสซึมและโครงสร้างคล้ายไมอีลินที่ได้รับการพัฒนาอย่างดี เนื่องจากข้อบกพร่องในผนังเซลล์ พวกมันจึงไม่เสถียรทางออสโมติก และสามารถเพาะเลี้ยงได้ในอาหารเลี้ยงเชื้อพิเศษที่มีความดันออสโมติกสูงเท่านั้น พวกมันผ่านตัวกรองแบคทีเรีย

มีแบคทีเรียรูปแบบ L ที่เสถียรและไม่เสถียร แบบแรกไม่มีผนังเซลล์ที่แข็งแรงเลย ซึ่งทำให้พวกมันคล้ายกับโปรโตพลาสต์ พวกมันแทบจะไม่กลับคืนสู่รูปแบคทีเรียดั้งเดิมเลย ส่วนหลังอาจมีองค์ประกอบของผนังเซลล์ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับสฟีโรพลาสต์ หากไม่มีปัจจัยที่ทำให้เกิดการก่อตัวของพวกมันพวกมันจะถูกเปลี่ยนกลับไปสู่เซลล์ดั้งเดิม

รูปแบบ L มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาของการติดเชื้อซ้ำเรื้อรัง การขนส่งเชื้อโรค และการคงอยู่ในร่างกายในระยะยาว การรุกรานข้ามรกของร่างกายเบื้องต้นของแบคทีเรียรูปตัว L ได้รับการพิสูจน์แล้ว

กระบวนการติดเชื้อที่เกิดจากแบคทีเรียรูปตัว L มีลักษณะผิดปกติ ระยะเวลาแน่นอน ความรุนแรงของโรค และรักษาด้วยเคมีบำบัดได้ยาก

แคปซูลเป็นชั้นเมือกที่อยู่เหนือผนังเซลล์ของแบคทีเรีย สารในแคปซูลมีการแบ่งเขตจากสิ่งแวดล้อมอย่างชัดเจน ขึ้นอยู่กับความหนาของชั้นและความแข็งแรงของการเชื่อมต่อกับเซลล์แบคทีเรีย ไมโครแคปซูลที่มีความหนามากกว่า 0.2 ไมครอน มองเห็นได้ชัดเจนด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง และไมโครแคปซูลที่มีความหนาน้อยกว่า 0.2 ไมครอน ตรวจพบได้เพียงเท่านั้น ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนหรือตรวจพบโดยวิธีทางเคมีและภูมิคุ้มกันมีความโดดเด่น Macrocapsule (แคปซูลจริง) เกิดจาก B. anlhracis, C1. เพอร์ฟรินเจนส์, ไมโครแคปซูล - Escherichia coJi. แคปซูลไม่ใช่โครงสร้างที่สำคัญของเซลล์แบคทีเรีย: การสูญเสียไม่ได้นำไปสู่การตายของแบคทีเรีย เป็นที่ทราบกันว่าแบคทีเรียกลายพันธุ์ไร้แคปซูล ตัวอย่างเช่น วัคซีนแอนแทรกซ์สายพันธุ์ STI-1

สารของแคปซูลประกอบด้วยไมเซลล์ที่ชอบน้ำสูงและองค์ประกอบทางเคมีมีความหลากหลายมาก ส่วนประกอบหลักของแคปซูลโปรคาริโอตส่วนใหญ่เป็นโฮโม- หรือเฮทโรโพลีแซ็กคาไรด์ (เอนโทรแบคทีเรีย ฯลฯ ) ในแบคทีเรียบางประเภท แคปซูลถูกสร้างขึ้นจากโพลีเปปไทด์ ดังนั้นองค์ประกอบของแคปซูลของ B. anthracis จึงรวมถึง D-glutamic acid polypeptide (dextrorotatory isomer) องค์ประกอบของไมโครแคปซูลของเชื้อ Mycobacterium tuberculosis ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมประกอบด้วยไกลโคเปปไทด์ที่แสดงโดยเอสเทอร์ของทรีฮาโลสและกรดไมโคลิก (ปัจจัยจากสายสะดือ)

การสังเคราะห์แคปซูลเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและมีลักษณะเฉพาะในโปรคาริโอตต่างๆ เชื่อกันว่าโพลีเมอร์ชีวภาพแบบแคปซูลถูกสังเคราะห์ที่พื้นผิวด้านนอกของเมมเบรนไซโตพลาสซึม และถูกปล่อยลงบนพื้นผิวของผนังเซลล์ในบางพื้นที่เฉพาะ

มีแบคทีเรียที่สังเคราะห์เมือกซึ่งสะสมอยู่บนพื้นผิวของผนังเซลล์ในรูปแบบของชั้นโพลีแซ็กคาไรด์ที่ไม่มีโครงสร้าง สารเมือกที่อยู่รอบเซลล์มักหนากว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเซลล์ ในแบคทีเรีย saprophytic Leuconostoca พบการก่อตัวของหนึ่งแคปซูลสำหรับบุคคลจำนวนมาก การสะสมของแบคทีเรียที่อยู่ในแคปซูลทั่วไปเรียกว่า Zooglea

แคปซูลเป็นออร์แกเนลล์มัลติฟังก์ชั่นที่มีบทบาททางชีววิทยาที่สำคัญ เป็นที่ตั้งของการแปลแอนติเจนแบบแคปซูลที่กำหนดความรุนแรง ความจำเพาะของแอนติเจน และภูมิคุ้มกันของแบคทีเรีย การสูญเสียแคปซูลในแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคจะช่วยลดความรุนแรงของพวกมันได้อย่างมาก เช่น ในสายพันธุ์ที่ไม่ใช่แคปซูลของแอนแทรกซ์บาซิลลัส แคปซูลรับประกันการอยู่รอดของแบคทีเรีย ปกป้องพวกมันจากความเสียหายทางกล การอบแห้ง การติดเชื้อโดยฟาจ สารพิษ และในรูปแบบที่ทำให้เกิดโรค - จากการกระทำของกองกำลังป้องกันของสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่: เซลล์ที่ห่อหุ้มมี phagocytosed ไม่ดี ในแบคทีเรียบางชนิด รวมถึงแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค จะส่งเสริมการเกาะติดของเซลล์กับสารตั้งต้น

ในจุลชีววิทยาทางสัตวแพทย์ การตรวจหาแคปซูลจะใช้เป็นสัญญาณทางสัณฐานวิทยาที่แตกต่างของเชื้อโรคเมื่อทำการทดสอบโรคแอนแทรกซ์

สำหรับการระบายสีแคปซูลใช้วิธีการพิเศษ - Romanovsky - Giemsa, Gins - Burri, Olt, Mikhin เป็นต้น

ไมโครแคปซูลและชั้นเมือกถูกกำหนดโดยปฏิกิริยาทางซีรั่มวิทยา (RA) ส่วนประกอบของแอนติเจนของแคปซูลจะถูกระบุโดยใช้วิธีอิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์ (RIF) และ RDD

แฟลเจลลาเป็นออร์แกเนลล์ของการเคลื่อนไหวของแบคทีเรีย โดยมีโครงสร้างคล้ายเส้นด้ายบางยาวซึ่งมีลักษณะเป็นโปรตีน ความยาวของมันเกินเซลล์แบคทีเรียหลายเท่าและอยู่ที่ 10-20 ไมครอนและในสปิริลลาบางชนิดจะมีความยาวถึง 80-90 ไมครอน เส้นใยแฟลเจลลัม (fibril) เป็นทรงกระบอกเกลียวสมบูรณ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12-20 นาโนเมตร ใน Vibrios และ Proteus เส้นใยนั้นล้อมรอบด้วยฝักหนา 35 นาโนเมตร

ข้าว. 3. แฟลเจลลา:

เอ - โมโนทริช; b - แอมฟิทริช; c - โลโฟทริช; d - อันตราย

แฟลเจลลาไม่ใช่โครงสร้างที่สำคัญของเซลล์แบคทีเรีย แบคทีเรียมีการแปรผันของระยะ เมื่อพวกมันอยู่ในระยะหนึ่งของการพัฒนาเซลล์และหายไปในอีกระยะหนึ่ง ดังนั้นในสาเหตุที่ทำให้เกิดโรคบาดทะยักในวัฒนธรรมเก่าเซลล์ที่ไม่มีแฟลเจลลาจะมีอำนาจเหนือกว่า

จำนวนแฟลเจลลา (ตั้งแต่ I ถึง 50 ขึ้นไป) และสถานที่ที่มีการแปลในแบคทีเรียชนิดต่าง ๆ นั้นไม่เหมือนกัน แต่มีความเสถียรสำหรับสายพันธุ์เดียว กลุ่มของแบคทีเรียที่ถูกแฟลเจลต่อไปนี้มีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับสิ่งนี้: moiotrichs - แบคทีเรียที่มีแฟลเจลลัมที่อยู่ในขั้วเดียว; สะเทินน้ำสะเทินบก - แบคทีเรียที่มีแฟลเจลลาเรียงกันสองขั้วหรือมีมัดแฟลเจลลาที่ปลายทั้งสองข้าง lophorichs - แบคทีเรียที่มีแฟลเจลลามัดอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของเซลล์ เพอริทริชเป็นแบคทีเรียที่มีแฟลเจลลาจำนวนมากอยู่ที่ด้านข้างของเซลล์หรือบนพื้นผิวทั้งหมด (รูปที่ 3) แบคทีเรียที่ไม่มีแฟลเจลลาเรียกว่าแอทริเคีย

เนื่องจากเป็นอวัยวะในการเคลื่อนไหว แฟลเจลลาจึงมีลักษณะทั่วไปของแบคทีเรียที่มีรูปร่างคล้ายแท่งลอยและมีรูปร่างซับซ้อน และพบได้เฉพาะในกรณีที่แยกได้เฉพาะใน cocci ให้การเคลื่อนที่ที่มีประสิทธิภาพในตัวกลางของเหลวและการเคลื่อนที่ช้าลงบนพื้นผิวของซับสเตรตที่เป็นของแข็ง ความเร็วการเคลื่อนที่ของโมโนทริชและโลโฟทริชสูงถึง 50 µm/s ส่วนแอมฟิทริชชี่และเพอริทริชเคลื่อนที่ช้ากว่าและมักจะครอบคลุมระยะห่างเท่ากับขนาดของเซลล์ใน 1 วินาที

แบคทีเรียเคลื่อนที่แบบสุ่ม แต่พวกมันสามารถกำหนดรูปแบบการเคลื่อนที่ได้โดยตรง - แท็กซี่ซึ่งถูกกำหนดโดยสิ่งเร้าภายนอก เมื่อตอบสนองต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ แบคทีเรียจะถูกย้ายไปยังเขตที่อยู่อาศัยที่เหมาะสมที่สุดในเวลาอันสั้น แท็กซี่มีทั้งเชิงบวกและเชิงลบ เป็นเรื่องปกติที่จะแยกแยะระหว่าง: chemotaxis, aerotaxis, phototaxis, magnotaxis Chemotaxis เกิดจากความแตกต่างของความเข้มข้นของสารเคมีในสิ่งแวดล้อม aerotaxis โดยออกซิเจน phototaxis ตามความเข้มของแสง magnetotaxis ถูกกำหนดโดยความสามารถของจุลินทรีย์ในการนำทางในสนามแม่เหล็ก

การจำแนกแบคทีเรียในรูปแบบแฟลเจลลาร์ที่เคลื่อนที่ได้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการระบุในการวินิจฉัยทางห้องปฏิบัติการของโรคติดเชื้อ

พิลี (fimbriae, villi) เป็นทรงกระบอกโปรตีนกลวงตรง บาง มีความหนา 3-25 นาโนเมตรและยาวได้ถึง 12 ไมโครเมตร ยื่นออกมาจากพื้นผิวของเซลล์แบคทีเรีย พวกมันถูกสร้างขึ้นโดยโปรตีนจำเพาะ - พิลินซึ่งมีต้นกำเนิดจากเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมพบอยู่ในแบคทีเรียในรูปแบบที่เคลื่อนที่และไม่เคลื่อนที่และมองเห็นได้เฉพาะในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (รูปที่ 4) บนพื้นผิวของเซลล์อาจมีตั้งแต่ 1-2, 50-400 หรือมากกว่า pili จนถึงหลายพัน

ข้าว. 4. ดื่ม

Pili ประเภททั่วไปตั้งอยู่ทางช่องท้อง (Escherichia coli) หรือที่เสา (pseudomonas) แบคทีเรียหนึ่งตัวสามารถมีได้หลายร้อยตัว พวกมันมีส่วนร่วมในการยึดเกาะของแบคทีเรียเป็นกลุ่มก้อน การเกาะติดของจุลินทรีย์กับสารตั้งต้นต่างๆ รวมถึงเซลล์ (ฟังก์ชันการยึดติด) ในการขนส่งสารเมตาบอไลต์ และยังมีส่วนช่วยในการสร้างฟิล์มบนพื้นผิวของตัวกลางของเหลว ทำให้เกิดการเกาะติดกันของเม็ดเลือดแดง

เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมและอนุพันธ์ของมัน เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม (พลาสโมเลมมา) เป็นโครงสร้างไลโปโปรตีนแบบกึ่งซึมผ่านได้ของเซลล์แบคทีเรียที่แยกไซโตพลาสซึมออกจากผนังเซลล์ มันเป็นส่วนประกอบมัลติฟังก์ชั่นที่จำเป็นของเซลล์และคิดเป็น 8-15% ของมวลแห้ง การทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมทำให้เซลล์แบคทีเรียตาย ส่วนบางเฉียบในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเผยให้เห็นโครงสร้างสามชั้น ได้แก่ ชั้นออสมิโอฟิลิกจำกัด 2 ชั้น แต่ละชั้นหนา 2-3 นาโนเมตร และชั้นกลางออสมิโอโฟบิก 1 ชั้นหนา 4-5 นาโนเมตร

ในทางเคมี เยื่อไซโตพลาสซึมเป็นสารเชิงซ้อนโปรตีน-ลิพิดที่ประกอบด้วยโปรตีน 50-75% และลิพิด 15-50% ส่วนหลักของไขมันเมมเบรน (70-90%) จะแสดงด้วยฟอสโฟลิปิด มันถูกสร้างขึ้นจากชั้นโปรตีนโมเลกุลเดี่ยว 2 ชั้น โดยระหว่างนั้นจะมีชั้นไขมันที่ประกอบด้วยโมเลกุลของไขมันที่มุ่งเน้นอย่างสม่ำเสมอสองแถว

เอนไซม์ของเมมเบรนไซโตพลาสซึมกระตุ้นขั้นตอนสุดท้ายในการสังเคราะห์ไขมันของเมมเบรน ส่วนประกอบของผนังเซลล์ แคปซูลและเอ็กโซไซม์ เอนไซม์ออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชั่นและเอนไซม์ขนส่งอิเล็กตรอนที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์พลังงานจะถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นบนเมมเบรน

มีการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างมีโซโซมกับโครโมโซมของแบคทีเรีย โครงสร้างดังกล่าวเรียกว่านิวคลีโอโดโซม เมโซโซมที่รวมเข้ากับนิวเคลียสมีส่วนร่วมในคาริโอไคเนซิสและไซโตไคเนซิสของเซลล์จุลินทรีย์ ทำให้มั่นใจได้ถึงการกระจายตัวของจีโนมหลังจากสิ้นสุดการจำลองดีเอ็นเอและความแตกต่างของโครโมโซมลูกสาวในเวลาต่อมา เมโซโซม เช่น เยื่อไซโตพลาสซึม เป็นศูนย์กลางของกิจกรรมการหายใจของแบคทีเรีย ดังนั้นบางครั้งจึงเรียกว่าอะนาลอกของไมโตคอนเดรีย อย่างไรก็ตาม ความสำคัญของเมโซโซมยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างครบถ้วน พวกเขาเพิ่มพื้นผิวการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งอาจทำหน้าที่เพียงฟังก์ชั่นโครงสร้างโดยแบ่งเซลล์แบคทีเรียออกเป็นส่วน ๆ ที่ค่อนข้างแยกจากกันซึ่งสร้างสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการเกิดกระบวนการของเอนไซม์มากขึ้น ในแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคพวกมันรับประกันการขนส่งโมเลกุลโปรตีนของสารพิษภายนอก

ไรโบโซมเป็นออร์แกเนลล์ที่ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีน ประกอบด้วยโปรตีนและ RNA ซึ่งเชื่อมต่อกันเป็นสารเชิงซ้อนด้วยพันธะไฮโดรเจนและไฮโดรโฟบิก ไรโบโซมของแบคทีเรียเป็นเม็ดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15-20 นาโนเมตร มีค่าคงที่ของการตกตะกอนที่ 70S และถูกสร้างขึ้นจากหน่วยย่อยของไรโบนิวคลีโอโปรตีน 2 หน่วย: 30S และ 50S เซลล์แบคทีเรียหนึ่งเซลล์สามารถมีไรโบโซมได้ตั้งแต่ 5,000-50,000 ไรโบโซม โดยผ่าน mRNA พวกมันจะรวมกันเป็นโพลีโซมมวลรวมซึ่งประกอบด้วยไรโบโซม 50-55 ตัวที่มีกิจกรรมการสังเคราะห์โปรตีนสูง

ตรวจพบสารเจือปนหลายประเภทในไซโตพลาสซึมของแบคทีเรีย สิ่งเหล่านี้อาจเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ โดยมีหรือไม่มีเมมเบรนโปรตีน และไม่มีอยู่อย่างถาวร ส่วนสำคัญคือสารอาหารสำรองและผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญของเซลล์ สารอาหารสำรอง ได้แก่: โพลีแซ็กคาไรด์, ลิพิด, โพลีฟอสเฟต, คราบซัลเฟอร์ ฯลฯ ในบรรดาการรวมตัวของธรรมชาติโพลีแซ็กคาไรด์ ไกลโคเจนและสารคล้ายแป้งกรานูโลซามักพบซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งของคาร์บอนและวัสดุพลังงาน ไขมันสะสมในเซลล์ในรูปของเม็ดและหยดไขมัน ซึ่งรวมถึงเม็ดที่ล้อมรอบเมมเบรนของกรดโพลี-/3-ไฮดรอกซีบิวทีริก ซึ่งหักเหแสงอย่างรวดเร็วและมองเห็นได้ชัดเจนในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง นอกจากนี้ยังตรวจพบแบคทีเรียแอนแทรกซ์บาซิลลัสและแบคทีเรียซาโพรไฟติกที่สร้างสปอร์แบบแอโรบิกอีกด้วย มัยโคแบคทีเรียสะสมไขเป็นสารสำรอง เซลล์ของโรคหัดบางชนิดที่ไม่ใช่แบคทีเรีย สาหร่ายเกลียวทอง และเซลล์อื่นๆ มีเม็ดโวลูตินที่เกิดจากโพลีฟอสเฟต มีลักษณะเป็นเมตาโครเมเซีย ได้แก่ สีฟ้าโทลูอิดีน และสีน้ำเงินเมทิลีน เป็นสีม่วงแดง เม็ด Volutin มีบทบาทเป็นคลังฟอสเฟต

สิ่งเจือปนที่ล้อมรอบด้วยเมมเบรนยังรวมถึงแวคิวโอลของแก๊สหรือแอโรโซมด้วย โดยจะลดความถ่วงจำเพาะของเซลล์และพบได้ในโปรคาริโอตในน้ำ

นิวเคลียสเป็นนิวเคลียสของโปรคาริโอต ประกอบด้วยดีเอ็นเอเกลียวคู่หนึ่งเส้นปิดอยู่ในวงแหวน ยาว 1.1-1.6 นาโนเมตร ซึ่งถือเป็นโครโมโซมของแบคทีเรียเดี่ยวหรือจีโนฟอร์

โครงสร้างนิวครอยด์ประกอบด้วย RNA polymerase โปรตีนพื้นฐานและขาดฮิสโตน โครโมโซมนั้นทอดสมออยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมและในแบคทีเรียแกรมบวก - บนเมโซโซม โครโมโซมของแบคทีเรียทำซ้ำในลักษณะแบบอนุรักษ์นิยม: DNA double helix ต้นกำเนิดจะคลายตัวและมีสายโซ่เสริมใหม่ประกอบอยู่บนแม่แบบของสายโซ่โพลีนิวคลีโอไทด์แต่ละสาย นิวเคลียสไม่มีอุปกรณ์ไมโทติคและการแยกนิวเคลียสของลูกสาวนั้นเกิดขึ้นได้จากการเติบโตของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม

นิวเคลียสประกอบด้วยข้อมูลทางพันธุกรรมจำนวนมากของเซลล์แบคทีเรีย

นอกเหนือจากนิวเคลียสแล้ว องค์ประกอบทางพันธุกรรมนอกโครโมโซมยังพบในเซลล์ของแบคทีเรียหลายชนิด เช่น พลาสมิด ซึ่งเป็นโมเลกุล DNA ทรงกลมขนาดเล็กที่สามารถจำลองแบบอัตโนมัติได้

โครงสร้างของแบคทีเรียได้รับการศึกษาอย่างดีโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของทั้งเซลล์และส่วนที่บางเฉียบของพวกมัน ตลอดจนวิธีการอื่นๆ เซลล์แบคทีเรียล้อมรอบด้วยเมมเบรนซึ่งประกอบด้วยผนังเซลล์และเมมเบรนไซโตพลาสซึม ใต้เปลือกมีโปรโตพลาสซึมซึ่งประกอบด้วยไซโตพลาสซึมที่มีการรวมตัวกันและอุปกรณ์ทางพันธุกรรม - อะนาล็อกของนิวเคลียสที่เรียกว่านิวเคลียส (รูปที่ 2.2) มีโครงสร้างเพิ่มเติม: แคปซูล, ไมโครแคปซูล, เมือก, แฟลเจลลา, พิลี แบคทีเรียบางชนิดสามารถสร้างสปอร์ได้ภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย

ข้าว. 2.2.โครงสร้างของเซลล์แบคทีเรีย: 1 - แคปซูล; 2 - ผนังเซลล์; 3 - เมมเบรนไซโตพลาสซึม; 4 - มีโซโซม; 5 - นิวเคลียส; 6 - พลาสมิด; 7 - ไรโบโซม; 8 - การรวม; 9 - แฟลเจลลัม; 10 - พิลี (วิลลี่)

ผนังเซลล์- โครงสร้างที่แข็งแกร่งและยืดหยุ่นซึ่งทำให้แบคทีเรียมีรูปร่างที่แน่นอน และเมื่อรวมกับเมมเบรนไซโตพลาสซึมที่อยู่ด้านล่าง จะควบคุมแรงดันออสโมติกสูงในเซลล์แบคทีเรีย เกี่ยวข้องกับกระบวนการแบ่งเซลล์และการขนส่งสารเมตาบอไลต์ มีตัวรับแบคทีเรีย แบคทีเรีย และสารต่างๆ ผนังเซลล์ที่หนาที่สุดพบได้ในแบคทีเรียแกรมบวก (รูปที่ 2.3) ดังนั้นหากความหนาของผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมลบอยู่ที่ประมาณ 15-20 นาโนเมตรดังนั้นในแบคทีเรียแกรมบวกก็สามารถเข้าถึง 50 นาโนเมตรหรือมากกว่านั้นได้

พื้นฐานของผนังเซลล์ของแบคทีเรียคือ เพปทิโดไกลแคน Peptidoglycan เป็นพอลิเมอร์ มันถูกแทนด้วยโซ่ไกลแคนโพลีแซ็กคาไรด์คู่ขนานซึ่งประกอบด้วย N-acetylglucosamine และกรด N-acetylmuramic ซ้ำที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก พันธะนี้ถูกทำลายโดยไลโซไซม์ซึ่งเป็นอะซิติลมูรามิเดส

เตตราเปปไทด์เกาะติดกับกรด N-acetylmuramic ด้วยพันธะโควาเลนต์ tetrapeptide ประกอบด้วย L-alanine ซึ่งเชื่อมโยงกับกรด N-acetylmuramic D-กลูตามีน ซึ่งในแบคทีเรียแกรมบวกจะรวมกับแอล-ไลซีน และในแกรมไตร-

ข้าว. 2.3.โครงร่างสถาปัตยกรรมของผนังเซลล์แบคทีเรีย

แบคทีเรียที่มีประโยชน์ - ด้วยกรด diaminopimelic (DAP) ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของไลซีนในกระบวนการสังเคราะห์กรดอะมิโนของแบคทีเรียและเป็นสารประกอบเฉพาะที่มีอยู่ในแบคทีเรียเท่านั้น กรดอะมิโนตัวที่ 4 คือ ดี-อะลานีน (รูปที่ 2.4)

ผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมบวกประกอบด้วยโพลีแซ็กคาไรด์ ไขมัน และโปรตีนจำนวนเล็กน้อย องค์ประกอบหลักของผนังเซลล์ของแบคทีเรียเหล่านี้คือ peptidoglycan หลายชั้น (murein, mucopeptide) ซึ่งคิดเป็น 40-90% ของมวลของผนังเซลล์ Tetrapeptides ของชั้นต่างๆ ของ peptidoglycan ในแบคทีเรียแกรมบวกเชื่อมต่อกันด้วยโซ่โพลีเปปไทด์ที่มี 5 glycine ตกค้าง (pentaglycine) ซึ่งทำให้ peptidoglycan มีโครงสร้างทางเรขาคณิตที่เข้มงวด (รูปที่ 2.4, b) เชื่อมโยงโควาเลนต์กับ peptidoglycan ของผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมบวก กรดเตโชอิก(จากภาษากรีก เทคโฮส- ผนัง) โมเลกุลซึ่งเป็นสายโซ่ของกลีเซอรอล 8-50 และไรโบทอลที่เชื่อมต่อกันด้วยสะพานฟอสเฟต รูปร่างและความแข็งแรงของแบคทีเรียได้มาจากโครงสร้างเส้นใยแข็งของเปปทิโดไกลแคนหลายชั้น โดยมีการเชื่อมโยงข้ามของเปปไทด์

ข้าว. 2.4.โครงสร้างของ peptidoglycan: a - แบคทีเรียแกรมลบ; b - แบคทีเรียแกรมบวก

ความสามารถของแบคทีเรียแกรมบวกในการรักษาไวโอเล็ตเจนเชียนร่วมกับไอโอดีนเมื่อย้อมด้วยแกรมสเตน (แบคทีเรียสีน้ำเงินม่วง) มีความสัมพันธ์กับคุณสมบัติของเพปทิโดไกลแคนหลายชั้นในการทำปฏิกิริยากับสีย้อม นอกจากนี้ การบำบัดรอยเปื้อนจากแบคทีเรียด้วยแอลกอฮอล์ในเวลาต่อมาทำให้รูขุมขนใน peptidoglycan แคบลง และยังคงรักษาสีย้อมไว้ในผนังเซลล์

แบคทีเรียแกรมลบจะสูญเสียสีย้อมหลังจากสัมผัสกับแอลกอฮอล์ ซึ่งมีสาเหตุมาจาก peptidoglycan ในปริมาณที่น้อยกว่า (5-10% ของมวลผนังเซลล์) พวกมันจะเปลี่ยนสีด้วยแอลกอฮอล์ และเมื่อทำปฏิกิริยากับฟูชินหรือซาฟรานิน มันก็จะกลายเป็นสีแดง เนื่องจากลักษณะโครงสร้างของผนังเซลล์ Peptidoglycan ในผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมลบมี 1-2 ชั้น tetrapeptides ของชั้นเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเปปไทด์โดยตรงระหว่างกลุ่มอะมิโนของ DAP ของ tetrapeptide หนึ่งและกลุ่ม carboxyl ของ D-alanine ของ tetrapeptide ของอีกชั้นหนึ่ง (รูปที่ 2.4, a) ด้านนอกของเพปทิโดไกลแคนจะมีชั้นอยู่ ไลโปโปรตีน,เชื่อมต่อกับเพปทิโดไกลแคนผ่าน DAP ติดตามโดย เยื่อหุ้มชั้นนอกผนังเซลล์.

เยื่อหุ้มชั้นนอกเป็นโครงสร้างโมเสคที่ประกอบด้วยไลโปโพลีแซ็กคาไรด์ (LPS) ฟอสโฟลิปิด และโปรตีน ชั้นในแสดงด้วยฟอสโฟลิปิด และชั้นนอกประกอบด้วย LPS (รูปที่ 2.5) ดังนั้นเมมภายนอก-

ข้าว. 2.5.โครงสร้างไลโปโพลีแซ็กคาไรด์

เบรนไม่สมมาตร LPS เมมเบรนด้านนอกประกอบด้วยสามส่วน:

ไขมัน A มีโครงสร้างแบบอนุรักษ์นิยม เกือบจะเหมือนกันในแบคทีเรียแกรมลบ ไขมัน A ประกอบด้วยหน่วยฟอสโฟรีเลเต็ดกลูโคซามีนไดแซ็กคาไรด์ซึ่งมีกรดไขมันสายยาวติดอยู่ (ดูรูปที่ 2.5)

แกนกลางหรือแกนกลาง ส่วนเปลือกโลก (จาก lat. แกนกลาง- แกนกลาง) โครงสร้างโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ค่อนข้างอนุรักษ์นิยม

สายพอลิแซ็กคาไรด์จำเพาะต่อ O ที่แปรผันสูงเกิดขึ้นจากลำดับโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่เหมือนกันซ้ำกัน

LPS ถูกยึดไว้ในเยื่อหุ้มชั้นนอกโดยลิพิด A ซึ่งทำให้เกิดความเป็นพิษของ LPS ดังนั้นจึงระบุได้ด้วยสารเอนโดทอกซิน การทำลายแบคทีเรียด้วยยาปฏิชีวนะทำให้เกิดการหลั่งเอนโดท็อกซินจำนวนมากซึ่งอาจทำให้เกิดอาการช็อคต่อเอนโดท็อกซินในผู้ป่วย แกนกลางหรือส่วนแกนกลางของ LPS ขยายจากไขมัน A ส่วนที่คงที่ที่สุดของแกน LPS คือกรดคีโตออกซีออกโทนิก สายโพลีแซ็กคาไรด์เฉพาะ O ที่ยื่นออกมาจากแกนกลางของโมเลกุล LPS

ประกอบด้วยหน่วยโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ทำซ้ำ กำหนด serogroup, serovar (แบคทีเรียชนิดหนึ่งที่ตรวจพบโดยใช้เซรั่มภูมิคุ้มกัน) ของแบคทีเรียสายพันธุ์เฉพาะ ดังนั้น แนวคิดของ LPS จึงมีความเกี่ยวข้องกับแนวคิดของ O-antigen ซึ่งสามารถแยกแยะแบคทีเรียได้ การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมสามารถนำไปสู่ข้อบกพร่อง ทำให้ LPS ของแบคทีเรียสั้นลง และเป็นผลให้ปรากฏโคโลนีหยาบๆ ของรูปแบบ R ที่สูญเสียความจำเพาะของ O-antigen

แบคทีเรียแกรมลบบางชนิดไม่ได้มีสายพอลิแซ็กคาไรด์ที่จำเพาะต่อ O ที่สมบูรณ์ ซึ่งประกอบด้วยหน่วยโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ทำซ้ำ โดยเฉพาะแบคทีเรียในสกุล เนสเซเรียมีไกลโคลิพิดสั้นๆ เรียกว่า ไลโปลิโกแซ็กคาไรด์ (LOS) เทียบได้กับรูปแบบ R ซึ่งสูญเสียความจำเพาะของโอแอนติเจน ซึ่งพบในสายพันธุ์หยาบกลายพันธุ์ อี. โคไลโครงสร้างของ VOC คล้ายคลึงกับโครงสร้างของไกลโคสฟิงโกลิพิดของเมมเบรนไซโตพลาสซึมของมนุษย์ ดังนั้น VOC จึงเลียนแบบจุลินทรีย์ จึงสามารถหลบเลี่ยงการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของโฮสต์ได้

เมทริกซ์โปรตีนของเยื่อหุ้มชั้นนอกแทรกซึมในลักษณะที่โมเลกุลโปรตีนเรียกว่า พอรินามิ,รูขุมขนที่อยู่ติดกับน้ำซึ่งน้ำและโมเลกุลที่ชอบน้ำขนาดเล็กที่มีมวลสัมพัทธ์สูงถึง 700 D ผ่านไปได้

ระหว่างเยื่อหุ้มชั้นนอกและไซโตพลาสซึมคือ พื้นที่ปริพลาสมิกหรือเพอริพลาสซึมที่มีเอนไซม์ (โปรตีเอส ไลเปส ฟอสฟาเตส นิวคลีเอส เบต้า-แลคตาเมส) ตลอดจนส่วนประกอบของระบบการขนส่ง

เมื่อการสังเคราะห์ผนังเซลล์แบคทีเรียถูกรบกวนภายใต้อิทธิพลของไลโซไซม์, เพนิซิลลิน, ปัจจัยป้องกันของร่างกายและสารประกอบอื่น ๆ เซลล์ที่มีรูปร่างเปลี่ยนแปลง (มักเป็นทรงกลม) จะเกิดขึ้น: โปรโตพลาสต์- แบคทีเรียขาดผนังเซลล์โดยสิ้นเชิง สเฟียโรพลาสต์- แบคทีเรียที่มีผนังเซลล์สงวนไว้บางส่วน หลังจากกำจัดตัวยับยั้งผนังเซลล์ออกแล้ว แบคทีเรียที่ถูกเปลี่ยนแปลงดังกล่าวสามารถย้อนกลับได้ กล่าวคือ สร้างผนังเซลล์ให้เต็มและคืนรูปทรงเดิม

แบคทีเรียประเภทสฟีรอยด์หรือโปรโตพลาสต์ซึ่งสูญเสียความสามารถในการสังเคราะห์เพปทิโดไกลแคนภายใต้อิทธิพลของยาปฏิชีวนะหรือปัจจัยอื่น ๆ และสามารถสืบพันธุ์ได้เรียกว่า รูปตัว L(จากชื่อสถาบัน ดี.ลิสเตอร์ ที่เป็นอันดับแรก

ได้รับการศึกษาแล้ว) รูปตัว L ยังสามารถเกิดขึ้นได้จากการกลายพันธุ์ พวกมันเป็นเซลล์รูปขวดทรงกลมที่ไวต่อออสโมติกในขนาดต่างๆ รวมถึงเซลล์ที่ผ่านตัวกรองแบคทีเรียด้วย รูปตัว L บางชนิด (ไม่เสถียร) เมื่อปัจจัยที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของแบคทีเรียถูกกำจัดออกไปแล้ว ก็สามารถกลับคืนสู่เซลล์แบคทีเรียเดิมได้ รูปแบบ L สามารถผลิตได้จากเชื้อโรคหลายชนิด

เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของส่วนที่บางเฉียบ จะเป็นเมมเบรนสามชั้น (ชั้นสีเข้ม 2 ชั้น แต่ละชั้นหนา 2.5 นาโนเมตร คั่นด้วยชั้นกลางสีอ่อน) ในโครงสร้างจะคล้ายกับพลาสมาเลมมาของเซลล์สัตว์และประกอบด้วยไขมันสองชั้น ซึ่งส่วนใหญ่เป็นฟอสโฟลิปิด โดยมีพื้นผิวฝังอยู่และโปรตีนอินทิกรัลที่ดูเหมือนจะทะลุผ่านโครงสร้างของเมมเบรน บางส่วนเป็นเพอร์มีที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งสาร เมมเบรนไซโตพลาสซึมของเซลล์แบคทีเรียต่างจากเซลล์ยูคาริโอตตรงที่ไม่มีสเตอรอล (ยกเว้นไมโคพลาสมา)

เมมเบรนไซโตพลาสซึมเป็นโครงสร้างไดนามิกที่มีส่วนประกอบเคลื่อนที่ ดังนั้นจึงคิดว่าเป็นโครงสร้างของเหลวเคลื่อนที่ได้ มันล้อมรอบส่วนนอกของไซโตพลาสซึมของแบคทีเรียและมีส่วนร่วมในการควบคุมความดันออสโมติกการขนส่งของสารและการเผาผลาญพลังงานของเซลล์ (เนื่องจากเอนไซม์ของห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน, อะดีโนซีนไตรฟอสฟาเตส - ATPase ฯลฯ ) ด้วยการเติบโตที่มากเกินไป (เมื่อเทียบกับการเติบโตของผนังเซลล์) เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมจะก่อให้เกิด invaginates - invaginations ในรูปแบบของโครงสร้างเมมเบรนที่บิดเบี้ยวอย่างซับซ้อนเรียกว่า มีโซโซมโครงสร้างที่บิดเบี้ยวและซับซ้อนน้อยกว่าเรียกว่าเยื่ออินทราไซโตพลาสซึม บทบาทของเมโซโซมและเยื่อหุ้มเซลล์ในเซลล์ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ มีการเสนอแนะด้วยซ้ำว่าสิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่เกิดขึ้นหลังจากการเตรียม (แก้ไข) ตัวอย่างสำหรับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน อย่างไรก็ตามเชื่อกันว่าอนุพันธ์ของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมมีส่วนร่วมในการแบ่งเซลล์โดยให้พลังงานสำหรับการสังเคราะห์ผนังเซลล์และมีส่วนร่วมในการหลั่งสารการสร้างสปอร์เช่น ในกระบวนการที่มีการใช้พลังงานสูง ไซโตพลาสซึมครอบครองแบคทีเรียในปริมาณหลัก

เซลล์และประกอบด้วยโปรตีนที่ละลายน้ำได้, กรดไรโบนิวคลีอิก, การรวมตัวและเม็ดเล็ก ๆ จำนวนมาก - ไรโบโซมซึ่งรับผิดชอบในการสังเคราะห์ (การแปล) ของโปรตีน

ไรโบโซมแบคทีเรียมีขนาดประมาณ 20 นาโนเมตร และมีค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอนที่ 70S ตรงกันข้ามกับลักษณะเฉพาะของไรโบโซม 80S ของเซลล์ยูคาริโอต ดังนั้นยาปฏิชีวนะบางชนิดโดยการจับกับไรโบโซมของแบคทีเรียจะยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนจากแบคทีเรียโดยไม่ส่งผลกระทบต่อการสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์ยูคาริโอต ไรโบโซมของแบคทีเรียสามารถแยกตัวออกเป็นสองหน่วยย่อย: 50S และ 30S rRNA เป็นองค์ประกอบอนุรักษ์ของแบคทีเรีย (“นาฬิกาโมเลกุล” ของวิวัฒนาการ) 16S rRNA เป็นส่วนหนึ่งของหน่วยย่อยไรโบโซมขนาดเล็ก และ 23S rRNA เป็นส่วนหนึ่งของหน่วยย่อยไรโบโซมขนาดใหญ่ การศึกษา 16S rRNA เป็นพื้นฐานของระบบยีน ซึ่งช่วยให้สามารถประเมินระดับความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตได้

ไซโตพลาสซึมประกอบด้วยสารต่างๆ รวมกันในรูปของไกลโคเจนแกรนูล โพลีแซ็กคาไรด์ กรดเบต้าไฮดรอกซีบิวทีริก และโพลีฟอสเฟต (โวลูติน) พวกมันสะสมเมื่อมีสารอาหารมากเกินไปในสิ่งแวดล้อมและทำหน้าที่เป็นสารสำรองสำหรับความต้องการสารอาหารและพลังงาน

โวลยูตินมีความสัมพันธ์กับสีย้อมพื้นฐานและตรวจพบได้ง่ายโดยใช้วิธีการย้อมสีแบบพิเศษ (เช่น ตาม Neisser) ในรูปของเม็ดเมตาโครมาติก ด้วยโทลูอิดีนสีน้ำเงินหรือเมทิลีนบลู โวลูตินจะถูกย้อมเป็นสีม่วงแดง และไซโตพลาสซึมของแบคทีเรียจะถูกย้อมเป็นสีน้ำเงิน การจัดเรียงลักษณะเฉพาะของเม็ดโวลูตินถูกเปิดเผยในบาซิลลัสคอตีบในรูปแบบของเสาเซลล์ที่มีสีเข้มข้น การเปลี่ยนสีแบบเมตาโครมาติกของโวลูตินมีความสัมพันธ์กับปริมาณโพลีฟอสเฟตอนินทรีย์โพลีเมอร์ไรซ์ในปริมาณสูง ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน พวกมันดูเหมือนเม็ดที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนขนาด 0.1-1 ไมครอน

นิวเคลียส- เทียบเท่านิวเคลียสในแบคทีเรีย ตั้งอยู่ในโซนกลางของแบคทีเรีย ในรูปของ DNA สายคู่ อัดแน่นคล้ายลูกบอล นิวเคลียสของแบคทีเรียต่างจากยูคาริโอตตรงที่ไม่มีซองนิวเคลียร์ นิวคลีโอลัส และโปรตีนพื้นฐาน (ฮิสโตน) แบคทีเรียส่วนใหญ่ประกอบด้วยโครโมโซมหนึ่งอันซึ่งแสดงโดยโมเลกุล DNA ที่ปิดอยู่ในวงแหวน แต่แบคทีเรียบางชนิดมีโครโมโซมรูปวงแหวนสองตัว (V. อหิวาตกโรค)และโครโมโซมเชิงเส้น (ดูหัวข้อ 5.1.1) นิวเคลียสจะถูกเปิดเผยในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงหลังจากการย้อมด้วยคราบเฉพาะของ DNA

วิธีการ: ตาม Feulgen หรือตาม Romanovsky-Giemsa ในรูปแบบการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนของแบคทีเรียส่วนที่บางเฉียบ นิวครอยด์จะปรากฏเป็นโซนแสงที่มีไฟบริลลาร์ โครงสร้างคล้ายเกลียวของดีเอ็นเอจับกันในบางพื้นที่กับเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมหรือมีโซโซมที่เกี่ยวข้องกับการจำลองโครโมโซม

นอกจากนิวเคลียสแล้ว เซลล์แบคทีเรียยังมีปัจจัยทางพันธุกรรมนอกโครโมโซม - พลาสมิด (ดูหัวข้อ 5.1.2) ซึ่งเป็นวงแหวนปิดโควาเลนต์ของ DNA

แคปซูล ไมโครแคปซูล เมือกแคปซูล -มีโครงสร้างเมือกหนามากกว่า 0.2 ไมครอน เกาะติดกับผนังเซลล์ของแบคทีเรียอย่างแน่นหนา และมีขอบเขตภายนอกชัดเจน แคปซูลสามารถมองเห็นได้ในรอยเปื้อนจากวัสดุทางพยาธิวิทยา ในการเพาะเลี้ยงแบคทีเรียบริสุทธิ์ แคปซูลจะเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก ตรวจพบโดยใช้วิธีการพิเศษในการย้อมสีสเมียร์ตาม Burri-Gins ซึ่งสร้างความแตกต่างเชิงลบของสารในแคปซูล: หมึกสร้างพื้นหลังสีเข้มรอบแคปซูล แคปซูลประกอบด้วยโพลีแซ็กคาไรด์ (exopolysaccharides) ซึ่งบางครั้งก็เป็นโพลีเปปไทด์เช่นในบาซิลลัสแอนแทรกซ์ประกอบด้วยโพลีเมอร์ของกรด D-glutamic แคปซูลมีคุณสมบัติชอบน้ำและมีน้ำปริมาณมาก ช่วยป้องกัน phagocytosis ของแบคทีเรีย แคปซูลเป็นแอนติเจน: แอนติบอดีต่อแคปซูลทำให้เกิดการขยายตัว (ปฏิกิริยาการบวมของแคปซูล)

แบคทีเรียจำนวนมากก่อตัวขึ้น ไมโครแคปซูล- การก่อตัวของเมือกมีความหนาน้อยกว่า 0.2 ไมครอน ตรวจพบได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเท่านั้น

ควรแยกจากแคปซูล เมือก - mucoid exopolysaccharides ที่ไม่มีขอบเขตภายนอกที่ชัดเจน เมือกสามารถละลายได้ในน้ำ

Mucoid exopolysaccharides เป็นลักษณะของสายพันธุ์ mucoid ของ Pseudomonas aeruginosa ซึ่งมักพบในเสมหะของผู้ป่วยโรคซิสติกไฟโบรซิส เอ็กโซโพลีแซ็กคาไรด์ของแบคทีเรียเกี่ยวข้องกับการยึดเกาะ (เกาะติดกับพื้นผิว); พวกมันถูกเรียกว่าไกลโคคาลิกซ์

แคปซูลและเมือกช่วยปกป้องแบคทีเรียจากความเสียหายและทำให้แห้ง เนื่องจากเป็นสารที่ชอบน้ำจึงจับตัวกับน้ำได้ดีและป้องกันการกระทำของปัจจัยป้องกันของจุลินทรีย์ขนาดใหญ่และแบคทีเรีย

แฟลเจลลาแบคทีเรียเป็นตัวกำหนดการเคลื่อนที่ของเซลล์แบคทีเรีย Flagella เป็นเส้นใยบาง ๆ ที่กินเวลา

พวกมันมาจากเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมและมีความยาวมากกว่าเซลล์เอง ความหนาของแฟลเจลลาอยู่ที่ 12-20 นาโนเมตร ยาว 3-15 ไมโครเมตร ประกอบด้วยสามส่วน: เส้นใยเกลียว ตะขอ และตัวฐานที่มีแท่งที่มีแผ่นดิสก์พิเศษ (แผ่นดิสก์หนึ่งคู่ในแบคทีเรียแกรมบวก และสองคู่ในแบคทีเรียแกรมลบ) แฟลเจลลาติดอยู่กับเยื่อหุ้มเซลล์และผนังเซลล์ด้วยแผ่นดิสก์ สิ่งนี้สร้างเอฟเฟกต์ของมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีแกน - โรเตอร์ - หมุนแฟลเจลลัม ความต่างศักย์ของโปรตอนบนเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมถูกใช้เป็นแหล่งพลังงาน กลไกการหมุนได้มาจากโปรตอน ATP synthetase ความเร็วในการหมุนของแฟลเจลลัมสามารถเข้าถึง 100 rps หากแบคทีเรียมีแฟลเจลลาหลายตัว พวกมันจะเริ่มหมุนพร้อมกันและพันกันเป็นมัดเดียวจนกลายเป็นใบพัดชนิดหนึ่ง

แฟลเจลลาทำจากโปรตีนที่เรียกว่าแฟลเจลลิน (เฆี่ยน- แฟลเจลลัม) ซึ่งเป็นแอนติเจน - ที่เรียกว่า H-antigen หน่วยย่อยของแฟลเจลลินบิดเป็นเกลียว

จำนวนแฟลเจลลาในแบคทีเรียแต่ละสายพันธุ์แตกต่างกันไปตั้งแต่หนึ่งตัว (โมโนทริคัส) ในเชื้อ Vibrio cholerae ไปจนถึงหลายสิบตัวที่ขยายออกไปตามแนวเส้นรอบวงของแบคทีเรีย (เพอริทริคัส) ใน Escherichia coli, Proteus เป็นต้น Lophotrichs มีมัดของแฟลเจลลาอยู่ที่ปลายด้านหนึ่ง ของเซลล์ Amphitrichy มีแฟลเจลลัมหนึ่งอันหรือมัดแฟลเจลลาอยู่ที่ปลายอีกด้านของเซลล์

ตรวจพบแฟลเจลลาโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของการเตรียมที่เคลือบด้วยโลหะหนักหรือในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงหลังการบำบัดด้วยวิธีพิเศษโดยอาศัยการกัดและการดูดซับของสารต่าง ๆ ส่งผลให้ความหนาของแฟลเจลลาเพิ่มขึ้น (เช่นหลังสีเงิน)

Villi หรือ pili (fimbriae)- รูปแบบคล้ายเกลียว บางและสั้นกว่า (3-10 nm * 0.3-10 µm) มากกว่าแฟลเจลลา พิลียื่นออกมาจากผิวเซลล์และประกอบด้วยโปรตีนไพลิน รู้จักพิลีหลายประเภท พิลีประเภททั่วไปมีหน้าที่ในการเกาะติดกับสารตั้งต้น สารอาหาร และเมแทบอลิซึมของเกลือและน้ำ มีจำนวนมากมาย - หลายร้อยต่อเซลล์ Sex pili (1-3 ต่อเซลล์) สร้างการติดต่อระหว่างเซลล์ โดยถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมระหว่างเซลล์เหล่านั้นโดยการผันคำกริยา (ดูบทที่ 5) สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือพิลีประเภท IV ซึ่งปลายเป็นแบบไม่ชอบน้ำซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกมันขดตัว พิลีเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าลอน ที่ตั้ง

พวกมันอยู่ที่ขั้วของเซลล์ พิลีเหล่านี้พบได้ในแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค พวกมันมีคุณสมบัติเป็นแอนติเจน นำแบคทีเรียมาสัมผัสกับเซลล์เจ้าบ้าน และมีส่วนร่วมในการก่อตัวของแผ่นชีวะ (ดูบทที่ 3) พิลีจำนวนมากเป็นตัวรับแบคทีเรีย

ข้อพิพาท -รูปแบบที่แปลกประหลาดของแบคทีเรียพักตัวซึ่งมีโครงสร้างผนังเซลล์ชนิดแกรมบวก แบคทีเรียที่สร้างสปอร์ในสกุล บาซิลลัสโดยขนาดของสปอร์ไม่เกินเส้นผ่านศูนย์กลางของเซลล์เรียกว่าบาซิลลัส แบคทีเรียที่สร้างสปอร์ซึ่งมีขนาดของสปอร์เกินเส้นผ่านศูนย์กลางของเซลล์ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้พวกมันมีรูปร่างเหมือนแกนหมุนเรียกว่า คลอสตริเดีย,เช่น แบคทีเรียในสกุล คลอสตริเดียม(ตั้งแต่ lat. คลอสตริเดียม- แกนหมุน) สปอร์มีความทนทานต่อกรด ดังนั้นจึงย้อมเป็นสีแดงโดยใช้วิธี Aujeszky หรือวิธี Ziehl-Neelsen และเซลล์พืชย้อมเป็นสีน้ำเงิน

การสร้างสปอร์ รูปร่าง และตำแหน่งของสปอร์ในเซลล์ (พืช) เป็นคุณสมบัติทางสายพันธุ์ของแบคทีเรีย ซึ่งทำให้พวกมันสามารถแยกแยะออกจากกันได้ รูปร่างของสปอร์อาจเป็นรูปไข่หรือทรงกลมตำแหน่งในเซลล์คือเทอร์มินัลเช่น ที่ปลายไม้ (ในสาเหตุของโรคบาดทะยัก), ปลาย - ใกล้กับปลายไม้ (ในสาเหตุที่ทำให้เกิดโรคพิษสุนัขบ้า, เนื้อตายเน่าก๊าซ) และส่วนกลาง (ในบาซิลลัสแอนแทรกซ์)

กระบวนการสร้างสปอร์ (สปอร์เรชัน) ต้องผ่านหลายขั้นตอนในระหว่างนั้นส่วนหนึ่งของไซโตพลาสซึมและโครโมโซมของเซลล์พืชแบคทีเรียจะถูกแยกออกจากกันล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมที่งอกขึ้นมา - โปรสปอร์จะเกิดขึ้น

โปรโตพลาสต์โปรโตพลาสต์ประกอบด้วยนิวครอยด์ ระบบสังเคราะห์โปรตีน และระบบการผลิตพลังงานจากไกลโคไลซิส ไซโตโครมหายไปแม้ในแอโรบีก ไม่มี ATP พลังงานสำหรับการงอกจะถูกเก็บไว้ในรูปของ 3 กลีเซอรอลฟอสเฟต

โปรสปอร์ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มไซโตพลาสซึมสองแผ่น ชั้นที่ล้อมรอบเยื่อหุ้มชั้นในของสปอร์เรียกว่า กำแพงสปอร์ประกอบด้วยเพปทิโดไกลแคนและเป็นแหล่งหลักของผนังเซลล์ในระหว่างการงอกของสปอร์

ระหว่างเยื่อหุ้มชั้นนอกและผนังสปอร์จะมีชั้นหนาเกิดขึ้นซึ่งประกอบด้วยเพปทิโดไกลแคนซึ่งมีการเชื่อมโยงข้ามมากมาย - เยื่อหุ้มสมอง

ตั้งอยู่นอกเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมด้านนอก เปลือกสปอร์,ประกอบด้วยโปรตีนคล้ายเคราตินร่วม

มีพันธะไดซัลไฟด์ภายในโมเลกุลหลายพันธะ เปลือกนี้ให้ความทนทานต่อสารเคมี สปอร์ของแบคทีเรียบางชนิดมีการปกคลุมเพิ่มเติม - เอ็กโซสปอเรียมธรรมชาติของไลโปโปรตีน ด้วยวิธีนี้จะเกิดเปลือกหลายชั้นและซึมผ่านได้ไม่ดี

การสร้างสปอร์จะมาพร้อมกับการบริโภคอย่างเข้มข้นโดยโปรสปอร์ และจากนั้นโดยเปลือกสปอร์ที่กำลังพัฒนาของกรดไดพิโคลินิกและแคลเซียมไอออน สปอร์ได้รับความต้านทานความร้อนซึ่งสัมพันธ์กับการมีแคลเซียมไดพิโคลิเนตอยู่ในนั้น

สปอร์สามารถคงอยู่ได้เป็นเวลานานเนื่องจากมีเปลือกหลายชั้น, แคลเซียมไดพิโคลิเนต, ปริมาณน้ำต่ำและกระบวนการเผาผลาญที่ซบเซา ตัวอย่างเช่น ในดิน เชื้อโรคของโรคแอนแทรกซ์และบาดทะยักสามารถคงอยู่ได้นานหลายทศวรรษ

ภายใต้เงื่อนไขที่เอื้ออำนวย สปอร์จะงอก โดยผ่านสามขั้นตอนติดต่อกัน: การกระตุ้น การเริ่มต้น และการเจริญเติบโต ในกรณีนี้แบคทีเรียหนึ่งตัวจะถูกสร้างขึ้นจากสปอร์เดียว การเปิดใช้งานคือความพร้อมสำหรับการงอก ที่อุณหภูมิ 60-80 °C สปอร์จะถูกกระตุ้นเพื่อการงอก การเริ่มต้นการงอกจะใช้เวลาหลายนาที ระยะการเจริญเติบโตมีลักษณะการเติบโตอย่างรวดเร็วพร้อมกับการทำลายเปลือกและการเกิดขึ้นของต้นกล้า

ในหัวข้อด้วย

วิชาจุลชีววิทยาทั่วไป งาน ส่วนต่างๆ ของจุลชีววิทยา ความเกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์อื่นๆ

กฎของอนุกรมที่คล้ายคลึงกันในความแปรปรวนทางพันธุกรรม H

การเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย

โครงสร้างของแบคทีเรีย: คุณสมบัติ

น้ำมันอะไรที่ต้องทอด: คำแนะนำจากเชฟจากประเทศต่างๆ