1.3.2 Структура прокариотической клетки

Строение клеток низших прокариотов значительно более простое

(рис.3). При этом различное строение ядерного аппарата не является единственным признаком, отличающим эукариотическую клетку от прокариотической.

Рисунок 3 - Изображение прокариотической клетки

Одним из основных структурных компонентов клетки прокарио- тов является клеточная оболочка (рис. 4, 5). В состав клеточной обо- лочки бактерий входят сложные молекулярные комплексы, состоящие из белков, полисахаридов и жироподобных веществ. Будучи жесткой, она служит как бы скелетом клетки, придавая ей определенную форму. Клеточная оболочка прокариотов образует своеобразный барьер на пу- ти прохождения растворенных веществ из окружающей среды внутрь клетки. Клетки цианобактерий покрыты эластичной пектиновой обо- лочкой. У некоторых видов бактерий на поверхности клетки образует- ся слой слизи, образующий как бы футляр – капсулу.

15

1 — цитоплазматическая мембрана; 2 — пептидогликан;

3 — периплазматическое пространство; 4 — наружная мембрана;

5 — цитоплазма, в центре которой расположена ДНК

Рисунок 4 - Клеточная стенка грамположительных (А)

и грамотрицательных (Б) бактерий

А. Клеточная стенка грамотрицательных бактерий

1 — цитоплазматическая мембрана; 2 — пептидогликановый слой;

3 — периплазматическое пространство; 4 — молекулы белков;

5 — фосфолипид; 6 — липополисахарид.

Б. Строение молекулы липополисахарида

1 — липид А; 2 — внутреннее полисахаридное ядро;

3 — наружное полисахаридное ядро; 4 — О-антиген

Рисунок 5 - Клеточная стенка грамотрицательных бактерий (А) и строение молекулы липополисахарида (Б)

Слизь, выделяемая бактериями, может частично диффундировать

в окружающую среду. Выделение слизи у отдельных видов бактерий бывает настолько сильным, что капсулы отдельных клеток сливаются,

16

образуя зооглеи – скопления слизистой массы с вкрапленными в нее клетками. Образование слизи характерно и для многих видов циано- бактерий.

К числу поверхностных структур клеток многих бактерий отно- сятся жгутики – органы движения, представляющие собой длинные очень тонкие нити, спиральные, волнистые или изогнутые (рис. 6).

1 — нить; 2 — крюк; 3 — базальное тело; 4 — стержень;

5 — L-кольцо; 6 — P-кольцо; 7 — S-кольцо; 8 — M-кольцо;

9 — ЦПМ; 10 — периплазматическое пространство;

11 — пептидогликановый слой; 12 — наружная мембрана

Рисунок 6 - Строение жгутика грамотрицательных бактерий

Длина жгутиков может во много раз превышать длину тела бакте- рии. Количество и расположение жгутиков являются характерным ви- довым признаком. Некоторые виды бактерий имеют один жгутик (мо- нотрихи), у других жгутики располагаются пучками на одном или обоих концах клетки (лофотрихи), у третьих имеется по одному жгу- тику на обоих концах клетки (амфитрихи), у четвертых они покрыва- ют всю поверхность клетки (перитрихи).

К оболочке вплотную прилегает цитоплазматическая мембрана. Она обладает избирательной проницаемостью - пропускает внутрь клетки и отводит из нее определенные вещества. Благодаря такой спо- собности мембрана играет роль органнеллы, концентрирующей пи- тательные вещества внутри клетки и способствующей выведению на- ружу продуктов жизнедеятельности. Внутри клетки всегда наблюдает-

17

ся повышенное по сравнению с окружающей средой осмотическое дав- ление. Цитоплазматическая мембрана обеспечивает его постоянство. Кроме того, она является местом локализации ряда ферментных си- стем, в частности окислительно-восстановительных ферментов, связан- ных с получением энергии (у эукариотов они находятся в митохондри- ях). В отличие от клеток эукариотов в прокариотической клетке отсут- ствует деление ее на отсеки. Клетки прокариотов не имеют ни ком- плекса Гольджи, ни митохондрий, не наблюдается у них и направ- ленного движения цитоплазмы. Явления пиноцитоза и фагоцитоза прокариотам не свойственны. Из органелл только рибосомы аналогич- ны рибосомам эукариотов.

Во многих бактериальных клетках обнаружены особые мембран-

ные структуры – мезосомы, образовавшиеся в результате втягивания цитоплазматической мембраны внутрь клетки. Роль их до сих пор окончательно не выяснена. Существуют предположения об участии мезосом в важнейших внутриклеточных процессах деления клетки, синтеза веществ клеточной оболочки, в энергетическом обмене.

В цитоплазме прокариотов часто обнаруживаются твердые, жидкие или газообразные включения. Один из них имеют приспосо- бительные назначения: например, газовые вакуоли цианобактерий, по- зволяющие им регулировать плавучесть в вертикальной плоскости. Другие включения играют роль запасных веществ и откладываются клеткой в условиях обильного питания. В качестве запасных веществ в клетках могут откладываться полисахариды (гликоген, крахмал, грану- леза), липиды (в виде гранул и капелек жира), полифосфаты (такие как волютин), вещества белкового характера (цианофициновые гранулы у цианобактерий). У многих серных бактерий в клетках откладывается молекулярная сера.

Рассмотрим отличительные морфологические признаки основных групп микроорганизмов.