Мезосомы у растений

Содержание
  1. Бактерии
  2. Строение бактерий
  3. Энергетический обмен бактерий
  4. Биотехнология
  5. Классификация бактерий по форме
  6. Размножение бактерий
  7. Бактериальные инфекции
  8. Функции бактериальной клетки и органоидов: мезосом, нуклеоида,капсулы, цитоплазмы, рибосом, клеточной стенки
  9. Зачем нужны одноклеточные организмы
  10. Как устроена бактерия
  11. Ядро в безъядерной клетке
  12. Каркас для одноклеточных
  13. Что такое ЦПМ и мезосомы
  14. Рибосомы – основа белковой жизни
  15. Дополнительные структуры прокариот
  16. Характеристики, типы и функции мезосом / биология
  17. история
  18. Общие характеристики
  19. тип
  20. септальный
  21. Laterales
  22. Энергетический и дыхательный обмен
  23. Ядерная связь с мембраной
  24. Ядерное подразделение
  25. Образование перегородки
  26. Синтез клеточной стенки
  27. Мембранный синтез
  28. Синтез и секреция экзоклеточных ферментов
  29. Место прикрепления эпизода к мембране
  30. Сайт захвата ДНК во время трансформации
  31. Испытания искусственной природы мезосом
  32. Другие значения термина мезосома
  33. анатомия
  34. таксономия
  35. ссылки
  36. Рождение эукариот
  37. Первая живая клетка
  38. Аутогенез
  39. Эндосимбиоз
  40. Другие гипотезы появления эукариот
  41. Заключение
  42. Органоиды клетки, подготовка к егэ по биологии
  43. Что мы узнали?
  44. Строение бактериальной клетки
  45. Особенности строения бактериальной клетки. Основные органеллы и их функции
  46. Химический состав, организация и функции поверхностных структур бактериальной клетки: капсулы, чехлы, фимбрии, пили

Бактерии

Мезосомы у растений

Люди – редкое исключение в мире бактерий.

Бактерии (греч. bakterion – палочка) – простые одноклеточные микроскопические организмы, принадлежащие к прокариотам. В пищевых цепях они играют важнейшую роль редуцентов: разлагают органические вещества мертвых животных и растений.

Бактерии обладают исключительной устойчивостью: их можно обнаружить даже на стенках ядерного реактора. Такая способность связана с их быстрым размножением – при благоприятных условиях бактерии делятся каждые 20 минут. При изменении условий внешней среды (за счет мутаций) выживают и размножаются те формы, которые устойчивы к действию того или иного фактора (к примеру, радиации).

Строение бактерий

Бактерии имеют клеточную стенку, состоящую из муреина (пептидогликана) и выполняющую защитную функцию. У бактерий (прокариот, доядерных) отсутствуют мембранные органоиды. В их клетке можно найти только немембранные: рибосомы, жгутики, пили. Пили – поверхностные структуры, которые служат для прикрепления бактерии к субстрату.

Наследственный материал находится прямо в цитоплазме (не в ядре, как у эукариот) в виде нуклеоида. Нуклеоид (лат. nucleus – ядро + греч. eidos вид) – одна сложная кольцевидная молекула ДНК, не ограниченная мембранами от остальной части клетки.

Долгое время выделяли “особый органоид” бактерий – мезосомы, считали, что они могут участвовать в некоторых клеточных процессах.

[attention type=yellow]

Спешу сообщить, что на данный момент установлено однозначно: мезосомы это складки цитоплазматический мембраны, образующиеся только лишь при подготовке бактерий к электронной микроскопии (это артефакты, в живой бактерии их нет).

[/attention]

При наступлении неблагоприятных для жизни условий бактерии образуют защитную оболочку – спору. При образовании споры клетка частично теряет воду, уменьшаясь при этом в объеме. В таком состоянии бактерии могут сохраняться тысячи лет!

В состоянии споры бактерии очень устойчивы к изменениям температуры, механическим и химическим факторам. При изменении условий среды на благоприятные, бактерии покидают спору и приступают к размножению.

Энергетический обмен бактерий

Бактерии получают энергию за счет окисления веществ. Существуют аэробные бактерии, живущие в воздушной среде, и анаэробные бактерии, которые могут жить только в условиях отсутствия кислорода.

К аэробным бактериям относят многочисленных редуцентов, которые разлагают органические вещества мертвых растений и животных. Анаэробные бактерии составляют микрофлору нашего кишечника – бескислородную среду обитания.

Получают энергию бактерии путем хемо- или фотосинтеза. Среди хемосинтезирующих бактерий можно встретить нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии.

Важно заметить, что клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) не осуществляют хемосинтез: клубеньковые бактерии относятся к гетеротрофам.

Среди фотосинтезирующих бактерий особое место принадлежит цианобактериями (сине-зеленым водорослям). Благодаря им сотни миллионов лет назад возник кислород, а с ним и озоновый слой: появилась жизнь на поверхность земли и аэробный тип дыхания (поглощение кислорода), которым мы сейчас с вами пользуемся :)

Что касается бактерий гетеротрофов, то их способ питания основан на разложении останков животных и растений – сапротрофы (редуценты), либо же они питаются органами и тканями животных и растений – паразиты.

Биотехнология

Бактерии широко применяются в направлении биотехнологии – генной инженерии. Их используют для получения различных химических веществ (белков).

В ДНК бактерии вставляют нужный ген (к примеру, ген, кодирующий белковый гормон – инсулин), бактерия принимает новый участок гена за свой собственный, в результате чего начинает синтезировать белок с данного участка. На рибосомах подобных бактерий синтезируется инсулин, который человек собирает, обрабатывает и использует как лекарство.

Бактерии используются для получения антибиотиков (тетрациклина, стрептомицина, грамицидина), широко применяемых в медицине. Бактерии также применяют в пищевой промышленности, где их используют для получения молочнокислых продуктов, алкогольных напитков.

Классификация бактерий по форме

При микроскопии становятся заметны явные отличия форм бактерий.

По форме бактериальные клетки подразделяются на:

  • Стафилококки – их скопления похожи на виноградные грозди
  • Диплококки – округлой формы, расположенные попарно
  • Стрептококки – объединяются в цепочки, напоминающие нити жемчуга
  • Палочки
  • Вибрионы – изогнутые в виде запятой
  • Спириллы – спирально извитые палочки
  • Спирохеты – сильно извитые (до 10-15 витков) палочки

Размножение бактерий

Бактерии, как прокариоты (доядерные организмы), не могут делиться митозом, так как основное условие митоза – наличие ядра. Бактерии делятся бинарным делением клетки.

В ходе бинарного деления бактерия делится на две дочерние клетки, являющиеся генетическими копиями материнской. Деление в среднем происходит раз в 20 минут, популяция бактерий растет в геометрической прогрессии.

При размножении в лабораторных условиях бактерии образуют колонии. Колонии – видимые невооруженным глазом скопления клеток, образуемые в процессе роста и размножения микроорганизмов на питательном субстрате. Колонии выращиваются в чашках Петри.

Бактериальные инфекции

Многие патогенные бактерии приводят к развитию тяжелых заболеваний у человека. На настоящий момент при бактериальных инфекциях применяются антибиотики, дающие хороший эффект.

От некоторых болезней: дифтерия, коклюш и т.д. разработаны вакцины, дающие стойкий пожизненный иммунитет. После вакцинации образуются антитела к возбудителю, вследствие чего организм становится защищен от подобных инфекций: при встрече с возбудителем человек не заболевает, или переносит болезнь в легкой форме.

К бактериальным инфекциям относятся: чума, дифтерия, туберкулез, коклюш, гонорея, сифилис, тиф, столбняк, брюшной тиф, сальмонеллез, дизентерия, холера. Ниже вы можете видеть возбудителей данных заболеваний и место их локализации в организме.

[attention type=red]

Для борьбы с бактериями, вирусами и грибами в медицинских учреждениях (уже часто и в домашних условиях) используется кварцевание. Кварцевание – процесс обеззараживания помещения, суть которого в лампе, испускающей ультрафиолетовое излучение, губительное для микроорганизмов.

[/attention]

При проведении медицинских процедур локального кварцевания (облучения УФ отдельных участков) тела следует надевать защитные очки для избежания ожога сетчатки глаза. При кварцевании помещений следует покинуть их по той же причине.

Источник: https://studarium.ru/article/140

Функции бактериальной клетки и органоидов: мезосом, нуклеоида,капсулы, цитоплазмы, рибосом, клеточной стенки

Мезосомы у растений

Строение любого организма (и механизма, кстати, тоже) напрямую зависит от выполняемых функций. Например, для человека самый простой способ передвижения – ходьба, поэтому у нас есть ноги, автомобиль создан для езды, поэтому у него вместо ног колеса. Точно так же функции клетки бактерии определяют ее строение. И каждая из ее внутренних структур в точности соответствует своим функциям.

Зачем нужны одноклеточные организмы

Бактерии стояли у истоков жизни на нашей планете. Их вклад в образование полезных ископаемых и плодородных почв сложно переоценить. Они поддерживают баланс между углекислым газом и кислородом в атмосфере.

Их способность разрушать отмершие организмы позволяет возвращать в природу необходимые питательные вещества. В организме человека многие процессы, например, пищеварение, не смогут протекать без их участия.

Но те же самые бактериальные клетки, помогающие организму выжить, в определенных условиях могут нести болезни или смерть.

В зависимости от предназначения бактерии различаются по строению.

Так, микроорганизмы, выделяющие кислород, обязаны иметь хлоропласты; клетки, способные передвигаться, всегда оснащены жгутиками; бактерии, выживающие в агрессивной среде, не могут обойтись без защитной капсулы и т.д.

Некоторые из структурных элементов клетки существуют постоянно, другие ее компоненты возникают по мере необходимости или присущи только определенным видам бактерий. Но каждый элемент ее строения является примером идеального соответствия структуры выполняемым функциям.

Как устроена бактерия

Бактериальный организм – это всего лишь одна клетка. Вместо привычных органов, отвечающих за те или иные функции, у нее есть только своеобразные включения, именуемые органеллами.

Их набор может быть различным в зависимости от вида клетки или условий ее существования, но некий обязательный комплект внутренних структур в бактерии присутствует постоянно.

Именно они характеризуют клетку как бактериальную.

Бактериальная клетка относится к прокариотам – безъядерным одноклеточным организмам. Это означает, что в ее строении отсутствует мембрана, отделяющая ядро от цитоплазмы. Роль ядра в бактерии выполняет нуклеоид (замкнутая молекула ДНК). В прокариотической клетке есть основные и дополнительные органеллы (структуры). К ее основным структурам относят:

  • нуклеоид;
  • клеточную стенку (грамположительный или грамотрицательный защитный слой);
  • цитоплазматическую мембраны (тонкую прослойку между клеточной стенкой и цитоплазмой);
  • цитоплазму, в которой находятся нуклеоид и рибосомы (молекулы РНК).

Дополнительными органеллами (органоидами) клетка обзаводится при неблагоприятных условиях. Они могут появляться и исчезать в зависимости от окружающей среды. К необязательным структурам клетки относят капсулы, пили, споры, различные включения типа плазмид или зерен волютина.

Ядро в безъядерной клетке

Нуклеоид («подобный ядру») – один из важнейших органоидов в прокариотической клетке, выполняющий функции ядра. Он отвечает за хранение и передачу генетического материала.

Нуклеоид представляет собой замкнутую в кольцо молекулу ДНК, соответствующую одной хромосоме. Эта кольцевая молекула выглядит как беспорядочное переплетение нитей.

Однако, исходя из ее функций (точное распределение генов по дочерним организмам), становится понятно, что хромосома бактерий имеет высокоупорядоченную структуру.

Как правило, постоянной наружной формы эта органелла не имеет, но ее можно легко различить на фоне гелеподобной цитоплазмы в электронный микроскоп.

При исследовании с помощью обычного светового микроскопа бактерию необходимо предварительно окрасить, т. к. в естественном состоянии бактерии прозрачны и незаметны на фоне предметного стекла.

После специального окрашивания область ядерной вакуоли бактерии становится отчетливо видна.

Молекула ДНК (нуклеоид) состоит из 1,6 х 107 нуклеотидных пар. Нуклеотид – это отдельный «кирпичик», звено, из которого состоят все ядерные нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК). Таким образом, нуклеотид только отдельная малая часть нуклеоида. Длина молекулы ДНК в развернутом состоянии может быть в тысячу раз больше, чем длина самой бактериальной клетки.

[attention type=green]

Некоторые бактериальные клетки содержат дополнительные хранилища наследственной информации – плазмиды. Это внехромосомные генетические элементы, состоящие из двухцепочечных ДНК.

[/attention]

Они намного меньше нуклеоида и содержат «всего» 1500–40 000 пар нуклеотидов. В таких плазмидах может находиться до сотни генов.

Их существование может быть полностью автономным, хотя в определенных условиях дополнительные гены легко встраиваются в основную цепочку ДНК.

Каркас для одноклеточных

Клеточная стенка выполняет формообразующую функцию, т. е. одновременно работает «скелетом» для клетки и заменяет ей кожу. Эта жесткая наружная оболочка:

  • защищает бактериальные «внутренности»;
  • отвечает за форму бактерий;
  • транспортирует питательные вещества внутрь и выводит отходы наружу.

Встречаются бактериальные клетки округлой (кокки), извилистой (вибрионы, спириллы), палочкообразной формы. Есть микроорганизмы похожие на колбочки, звездочки, кубики или имеющие С-образный вид.

Механические и физиологические функции (защита и транспорт) бактериальной клеточной стенки зависят от ее строения. Изучать строение клеточной стенки удобно с помощью метода Грама. Этот датчанин предложил способ окраски бактерий анилиновыми красителями. В зависимости от реакции клеточной оболочки на краску различают:

  1. Грамположительные (поддающиеся окраске) бактерии. Их оболочка состоит из одного слоя, внешняя мембрана отсутствует.
  2. Грамотрицательные бактерии имеют оболочку, не удерживающую краситель (после промывки стенка обесцвечивается). Их наружная оболочка намного тоньше, чем у грамположительных, при этом она имеет два слоя – наружную мембрану и располагающуюся под ней бактериальную стенку.

Такое разделение бактерий имеет большое значение в медицинских исследованиях – чаще всего патогенные микробы имеют грамположительную стенку. Если анализ выявил грамположительные бактерии, то есть повод для переживаний.

Грамотрицательные клетки намного безопасней. Некоторые из них постоянно присутствуют в организме и могут представлять угрозу только в случае неконтролируемого размножения. Это так называемые условно-патогенные бактерии.

Внешняя мембрана грамотрицательных бактерий расширяет функции бактериальной стенки. Меняется ее проницаемость и транспортные свойства.

Внешняя мембрана имеет различные каналы (поры), избирательно пропускающие вещества внутрь клетки – полезные проходят свободно, а токсины отторгаются. То есть наружный слой грамотрицательной клетки выполняет функцию «решета» для молекул.

Этим можно объяснить большую устойчивость грамотрицательных организмов к неблагоприятным условиям: всевозможным ядам, химическим веществам, ферментам, антибиотикам.

В биологии «слоенный пирог» из клеточной стенки и цитоплазматической мембраны называют клеточной оболочкой.

Что такое ЦПМ и мезосомы

Между клеточной стенкой и цитоплазмой расположен еще один органоид – цитоплазматическая мембрана (ЦПМ). В ее функции входит ограничение внутреннего содержимого клетки, поддержание ее формы, защита от проникновения агрессивных факторов и беспрепятственный допуск питательных веществ. По сути, это еще одно молекулярное «сито».

Через цитоплазматическую мембрану свободно проходят электроны (энергия) и транспорт материалов, необходимых для существования клетки. Различают два активных процесса, протекающих через мембрану:

  • эндоцитоз – проникновение веществ внутрь бактерии;
  • экзоцитоз – выведение отходов.

В процессе эндоцитоза мембрана образует внутренние складки, которые затем трансформируются в пузырьки (вакуоли). В зависимости от выполняемых функций различают два вида эндоцитоза:

  1. Фагоцитоз («поедание»). Эта функция доступна некоторым видам бактерий, их называют фагоцитами. Такие клетки создают из цитоплазматической мембраны своеобразный мешок, обволакивающий поглощаемую частицу (фагоцитозную вакуоль). Примером могут служить лейкоциты крови, «съедающие» чужеродные частицы или бактерии.
  2. Пиноцитоз («выпивание») – это поглощение жидкостей. При этом образуются пузырьки различного размера, иногда очень мелкие.

Экзоцитоз (выведение) действует в противоположном направлении. С его помощью из клетки выводятся непереваренные остатки и клеточный секрет.

Помимо этого, цитоплазматическая мембрана:

  • регулирует давление жидкости внутри клетки;
  • принимает и обрабатывает химическую информацию извне;
  • участвует в процессе деления клетки;
  • отвечает за отращивание жгутиков и их движение;
  • регулирует синтез клеточной стенки.

Внутренняя бактериальная мембрана в зависимости от выполняемых клеткой функций образует мезосомы (внутренние складки). Примером могут служить ламеллы и тилакоиды в одноклеточных, живущих за счет фотосинтеза.

Тилакоиды представляют собой стопки плоских мешочков, образованных внутренними складками мембраны (мезосомами), в которых протекает фотосинтез, а ламеллы – это те же вытянутые в длину мезосомы, соединяющие между собой стопки тилакоидов.

У грамположительных бактерий мезосомы хорошо развиты и довольно сложно организованы, в отличие от грамположительных. Различают три вида мезосом:

  • пластинчатые (ламеллы);
  • пузырьки (везикулы с запасом питательных веществ);
  • трубочки (тубулярные мезосомы).

Микробиологи пока не пришли к окончательному выводу – являются ли мезосомы основной структурой бактериальной клетки или только усиливают выполняемые ею функции.

Рибосомы – основа белковой жизни

Цитоплазма бактерий – внутренняя полужидкая (коллоидная) составляющая клетки, в которой находятся все органоиды (нуклеоид, плазмиды, мезосомы и прочие включения). Одна из основных функций цитоплазмы – создавать комфортные условия для рибосом.

Рибосома – важнейший немембранный органоид клетки, состоящий из двух частей: большой и малой субъединиц (полипептидов, составляющих белковый комплекс). Функция рибосом – синтез белка в клетке.

Рибосомы – это рибонуклеопротеиновые частицы размером примерно до 20 нм. В клетке их может одновременно быть от 5 000 до 90 000. Это самые маленькие и самые многочисленные органоиды прокариот.

[attention type=yellow]

Большая часть бактериальной РНК расположена именно в рибосомах, кроме того, в их состав входят белки.

[/attention]

Рибосомы отвечают за синтез белков из аминокислот. Процесс протекает по схеме, заложенной в генетической информации РНК. Считается, что эволюция рибосом началась в добелковую эру.

Со временем аппарат биосинтеза совершенствовался, но основную функцию в нем продолжает играть РНК.

Таким образом, рибосомы – поставщики основного компонента жизнедеятельности белковых форм – сами опираются на РНК, а не на белковую составляющую.

Проблема зарождения жизни на Земле представляет своеобразный парадокс – ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), несущая генетическую информацию, не может сама себя размножить, ей нужен некий катализатор, а белки, отличный катализатор, не могут образоваться без ДНК. Возникает парадокс: курицы и яйца или «что было раньше?».

Оказалось, в начале была РНК (рибонуклеиновая кислота)! Все ключевые стадии биосинтеза белка (передачу информации, работу катализатора, транспорт аминокислот) взяла на себя РНК, составляющая основу рибосом.

Это послужило одним из доказательств существования жизни «до ДНК».

Гипотеза о «мире РНК» пока не нашла экспериментального подтверждения, но исследования нуклеиновых кислот остаются одним из самых «горячих» направлений науки.

Дополнительные структуры прокариот

Как любое живое существо, бактериальная клетка стремится обезопасить себя, создавая различные дополнительные элементы. К поверхностным структурам относятся:

  1. Капсула. Это поверхностный слизистый слой, образующийся вокруг клетки как реакция на окружающую среду. Капсула не только дает бактерии дополнительную защиту, но и может содержать запас питательных веществ «на черный день».
  2. Жгутики. Длинные (длиннее самой клетки) очень тонкие нити, прикрепленные к ЦПМ и стенке, работают моторчиком для свободного перемещения бактерий. Могут располагаться по всей поверхности бактерии или расти пучками по ее краям.
  3. Пили (ворсинки). Они отличаются от жгутиков размерами (тоньше и намного короче). В функции пилей не входит перемещение, но они отвечают за крепление (привязку) бактерий к другим микроорганизмам или поверхностям. Еще пили участвуют в водно-солевом обмене и питательном процессе.
  4. Споры. Это гарантия для микроорганизмов пережить любые неблагоприятные факторы (отсутствие воды или пищи, агрессивная среда). Они образуются внутри бактерий, в основном грамположительных. Однако этот способ обеспечивает только выживание, но не размножение (как в случае грибных спор).

Внутренние дополнительные включения могут быть как активными (хлоросомы фотосинтезирующих клеток), так и пассивными (запасы питания). У бактерий, живущих в воде, есть газовые вакуоли, крохотные пузырьки воздуха, отвечающие за их плавучесть.

Питательные вещества бактерий откладываются в различных гранулах (липиды, волютин). Липиды обеспечивают бактерию запасом углерода, дающим энергию в отсутствии других источников. Волютин (зерна, содержащие полифосфаты), становится источником фосфора, когда в окружающей среде его недостаточно. Запасы волютина тоже могут служить источником энергии, хотя их роль не так значительна.

Дополнительными структурами цианобактерий являются запасы азота, для серобактерий – отложения молекулярной серы. Основная характеристика всех включений с запасами «на черный день» – они обязательно изолированы от цитоплазмы и не могут оказывать на клетку воздействие в нормальных условиях. В противном случае может быть передозировка химических элементов и бактерия пострадает.

Структуры бактериальной клетки, как основные, так и дополнительные, четко выполняют свои функции, сохраняя и продлевая ее жизнеспособность. Информация, содержащаяся в РНК и ДНК прокариот, позволяет клетке быстро реагировать на изменение условий существования и принимать необходимые меры для сохранения микроорганизма и успешного выполнения всех функций, заложенных в него природой.

Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.

Источник: https://probakterii.ru/prokaryotes/organelles/funkcii-bakterialnoj-kletki.html

Характеристики, типы и функции мезосом / биология

Мезосомы у растений

мезозомы они являются инвагинациями в плазматической мембране грамположительных и некоторых грамотрицательных бактерий, которые наблюдаются только в клетках, химически фиксированных для наблюдения в электронной микроскопии.

Первоначально микробиологи предположили, что они были органеллами, которые обладали множественными функциями. Среди этих возможных функций было то, что они могли бы участвовать в синтезе клеточных мембран, в образовании эндоспор, в репликации и сегрегации ДНК, в дыхании и в окислительно-восстановительном метаболизме, среди других функций.

Какое-то время было признано, что мезосомная система была сложно связана с ядерным материалом и связана с его репликацией..

Кроме того, поскольку они считались расширениями цитоплазматической мембраны, им были назначены функции в ферментативных процессах, таких как транспорт электронов..

Мезосомы присутствовали во всех грамположительных бактериях, но редко встречались в грамотрицательных. В последнем случае появились только в том случае, если они были выращены в определенных условиях.

Замена методов химической фиксации для исследований электронной микроскопии методами криофиксации (фиксация при низких температурах) показала, что мезосомы действительно являются пороками развития мембраны из-за химической фиксации.

индекс

  • 1 История
  • 2 Общие характеристики
  • 3 типа
    • 3.1 перегородки
    • 3.2 Боковой
  • 4 функции
    • 4.1 Энергетический и дыхательный обмен
    • 4.2 Ядерная мембранная связь
    • 4.3 Ядерное подразделение
    • 4.4 Формирование перегородки
    • 4.5 Синтез клеточной стенки
    • 4.6 Мембранный синтез
    • 4.7 Синтез и секреция экзоклеточных ферментов
    • 4.8 Местоположение связывания эпизода с мембраной
    • 4.9 Сайт захвата ДНК во время трансформации
  • 5 Испытания искусственной природы мезосом
  • 6 Другие значения термина мезосома
    • 6.1 Анатомия
    • 6.2 Таксономия
  • 7 ссылок

история

Первые упоминания о мезосомных структурах относятся к началу десятилетия и к 50-м годам прошлого века. Тем не менее, структура была крещена через несколько лет Фитц-Джеймс (1960). Этот исследователь описал мезосомы из видов бацилла химически закрепленный.

В течение десятилетия 70-х годов многие исследователи начали доказывать, что внешний вид, количество и тип мезосом зависит от химической фиксации бактерий..

[attention type=red]

В 1981 году Эберсолд и др. Экспериментально продемонстрировали искусственную природу этих структур, изучая химически и криогенно связанные бактерии..

[/attention]

Последние данные показывают, что подобное повреждение мембраны с последующим появлением мезосом можно наблюдать у бактерий, которые подвергались воздействию антибиотиков..

Общие характеристики

Мезосомы были описаны как инвагинации в виде цитоплазматических карманов, содержащих кластеры везикул и канальцев. Они также были описаны как мембранные духи, или как комбинация обоих типов структур.

Мезосомы появились у всех грамположительных бактерий и только у нескольких грамотрицательных видов. В последнем случае они появлялись только тогда, когда бактерии росли в присутствии тетраоксида осмия и фиксировались на нем..

липидов, белков и углеводов считалось сходным с таковым в плазматической мембране. Однако иногда имели место значительные различия в содержании фосфолипидов, каротиноидов, углеводов и менахинонов в обеих структурах. РНК и следы ДНК были также обнаружены в химическом составе мезосом.

тип

Два типа мезосом были описаны согласно их местоположению и функции:

септальный

Те, кто участвовал в образовании перегородки в клеточном делении и вмешивался в формирование спор.

Laterales

Этим мезосомам были приписаны синтетические и секреторные функции.

Энергетический и дыхательный обмен

Многие цитохимические исследования показали, что окислительно-восстановительные реакции бактерий in vivo происходили в мезосомах. Эти исследования включали пятна с жизненно важными красителями, такими как Janus B Green и соединения тетразолия..

Тем не менее, биохимические исследования показали, что специфические оксидазы, дегидрогеназы и цитохромы либо полностью отсутствовали, либо в сниженных концентрациях в мезосомных препаратах..

Ядерная связь с мембраной

Было высказано предположение, что мезосома притягивала ядро ​​к поверхности клетки после процесса, называемого экструзией..

В свежеприготовленных протопластах часто наблюдались фрагменты мезосомных канальцев, прикрепленных снаружи к мембране. Этот союз произошел напротив точки на внутренней поверхности, где ядро ​​вступило в контакт с мембраной.

Ядерное подразделение

Согласно результатам, полученным в результате различных исследований, было отмечено, что в начале деления два ядра были связаны с мезосомой..

По мере увеличения объема ядра мезосомы были разделены на две части, а затем разделены, предположительно с дочерними ядрами. Поэтому считалось, что мезосомы действовали как примитивный аналог митотического веретена в клетках растений и животных..

Образование перегородки

Результаты об участии мезосом в формировании перегородки (перегородки) были неоднозначными. По мнению некоторых авторов, связь мезосомы с перегородкой у некоторых видов растущих бактерий является хорошо установленным фактом..

Однако многие экспериментальные результаты показали, что мезосомы не нужны для нормального функционирования механизма клеточного деления..

Синтез клеточной стенки

Поскольку считалось, что мезосома связана с растущей перегородкой, было высказано предположение, что она также может участвовать в синтезе клеточной стенки.

Мембранный синтез

Было также предложено, чтобы мезосома была местом мембранного синтеза из-за различного включения липидов и белков-предшественников в мезосомные везикулы. Тем не менее, не было убедительных доказательств, чтобы продемонстрировать эту гипотезу.

Синтез и секреция экзоклеточных ферментов

Некоторые антибиотики вызывают пороки развития, похожие на те, которые вызваны химическими веществами, используемыми для устранения бактерий. Из-за этого присутствие мезосом было связано с возможностью того, что эти структуры обладали секреторной функцией ферментов, разрушающих антибиотики. Однако полученные доказательства были противоречивы.

Место прикрепления эпизода к мембране

Эпизома представляет собой бактериальную реплицирующую внехромосомную единицу, которая может функционировать автономно или с хромосомой. Одной из функций предположительно наиболее проверенной мезосомы было функционирование в качестве сайта связывания клеток эписом с бактериальной мембраной..

Сайт захвата ДНК во время трансформации

Считалось, что мезосома действовала как орган для поглощения ДНК в процессе трансформации. Однако это предположение было основано на косвенных данных, а не на прямых доказательствах.

Испытания искусственной природы мезосом

Среди тестов, на которые указывают исследователи, чтобы показать, что мезосомы – это не органеллы, а артефакты, созданные методами фиксации:

1.- Количество и размер мезосомных структур варьируется в зависимости от техники фиксации.

2.- Мезосомы наблюдаются только в химически фиксированных образцах для электронной микроскопии.

3.- Мезосомы не появляются в криогенно фиксированных бактериях.

4.- Эти структуры появляются в бактериях, обработанных некоторыми типами антибиотиков, которые наносят аналогичный ущерб химическим фиксаторам.

Другие значения термина мезосома

Термин мезосома имеет другие значения в зоологии:

анатомия

Мезосома – одна из трех меток, на которые делится тело некоторых членистоногих, две другие – это просома и метасома..

таксономия

мезосомы  это род ракообразных, описанный Отто, 1821.

ссылки

  1. Р.Х. Ebersold, J.L. Кордье, П. Люти (1981). Бактериальные мезосомы: метод зависимых артефактов. Архивы микробиологии.
  2. В.М. Реуш-младший, М.М. Бургер (1973). Бактериальная мезосома. Биохимика и Биофизика Акта.
  3. M.R.J. Солтон (1994). Глава 1. Бактериальная клеточная оболочка – историческая перспектива. В: J.-M. Ghuysen, R. Hakenbeck (Eds.), Bacferiol cell wall. Elsevier Science B.V.
  4. Т. Сильва, J.C. Соуза, J.J. Полония, М.А. Маседо, А.М. Паренте (1976). Бактериальные мезосомы. Реальные сооружения или артефакты? Биохимика и Биофизика Акта.
  5. Мезосомы. В википедии. Получено с https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosome
  6. Мезосомы. В википедии. Получено с https://en.wikipedia.org/wiki/Mesosoma

Источник: https://ru.thpanorama.com/articles/biologa/mesosomas-caractersticas-tipos-y-funciones.html

Рождение эукариот

Мезосомы у растений

Несмотря на то, что наши статьи не являются научно-методическими пособиями и написаны в легкой, научно-популярной форме, сложность темы обязывает нас обратить Ваше внимание на ряд предыдущих статей, где объясняются некоторые термины и понятия, используемые здесь:

  • Как работает живая клетка: основные термины и понятия
  • Секреты живой клетки: как она понимает, что надо делать?
  • Теории возникновения жизни на земле
  • В самой легкой форме: сказка про возникновение и развитие жизни

Так выглядел мир, когда эволюционировали первые эукариоты, наши с Вами предки. Цианобактерии активно насыщали кислородом атмосферу Земли и строили первые биогенные элементы рельефа – строматолиты. Вон они, овальные камни, рассеянные в полосе прибоя

Первая живая клетка

Не так давно были открыты загадочные археи, живые организмы, похожие на бактерий, но не являющиеся ими. Сейчас их принято выделять в отдельный таксон наряду с прокариотами (бактериями) и эукариотами (всеми животными, растениями, грибами). По предположению ученых, археи являются самыми близкими к изначальной форме жизни созданиями.

Бактерии эволюционировали из архееподобных предков в сторону упрощения, а эукариоты – в сторону усложнения организмов, археям же присущи многие свойства и тех, и других.По аналогии с археями ученые реконструируют предположительное строение первой живой клетки.

Она была заключена в двухслойную оболочку, могла питаться, пропуская через нее мелкие молекулы, и имела метаболизм, основыванный на низкомолекулярных углеродных соединениях. ДНК в клетке архея расположена непосредственно в цитоплазме, не отделенная никакими мембранами.

https://www.youtube.com/watch?v=KKK-ueKi_M0

Но как же из этой примитивной системы, еще вчера являвшейся голой молекулой РНК, возникла настоящая ядерная клетка эукариотов, то есть и нас с Вами? Есть две основные теории, отвечающие на этот вопрос.

Мы не станем здесь серьезно рассматривать концепции создания жизни иным разумом или панспермии, занесения ее из космоса, так как эти теории ничего не объясняют. Откуда, в таком случае, взялся иной разум или готовая жизнь, странствующая в космическом пространстве?

Аутогенез

Самое простое решение – объяснить образование клеточных органелл и ее уникальных свойств следствием мутаций и естественного отбора, поддерживающего удачные изменения. Аутогенная гипотеза предполагает постепенное образование внутренних структур клетки за счет развития имеющихся свойств и возможностей организма.

Никаких реликтовых организмов, на примере которых можно было бы продемонстрировать разные стадии образования обычных клеточных органелл на сегодняшний день не обнаружено. Только у некоторых видов бактерий можно различить что-то вроде дополнительной мембраны вокруг ядра, назначение которой не совсем ясно.

Для обоснования аутогенной гипотезы ее сторонники указывают на мезосомы современных бактерий. Мезосомы – это особые мембранные структуры, образующиеся из втянутых внутрь клетки участков оболочки.

[attention type=green]

Назначение их точно не известно, однако предполагается, что мезосомы участвуют в образовании внутриклеточных мембранных структур и в процессе репликации ДНК. Мезосомы вполне могли послужить основой для образования оформленного клеточного ядра и других органелл.

[/attention]

Вариантом аутогенной теории является мезомембранная гипотеза, предполагающая что на каком-то этапе эволюции клетка выработала дополнительную защитную мембрану. В результате первоначальная мембрана сконцентрировалась вокруг ядра для защиты генетической информации.

Эндосимбиоз

Еще в XIX веке русский ученый К.С. Мережковский обратил внимание на некоторые свойства хлоропластов растений, предположив, что эти органеллы являются симбионтами клетки, захваченными ей на заре эволюции. Гипотеза Мережковского подтвердилась после открытия генетического аппарата живой клетки.

Оказалось, что хлоропласты, как и митохондрии клеток животных, не только обладают двойной мембраной, как самостоятельные клетки, но и собственной ДНК! Причем ДНК митохондрий и хлоропластов имеет кольцевую структуру, как у прокариот и археев, а не линейную, как у эукариот.

Митохондрии и хлоропласты размножаются самостоятельно внутри клетки, пользуясь для репродукции в основном собственной ДНК. Но, судя по всему, некоторые участки кода этих органелл утеряны, а функции синтеза нужных белков переданы клеточному ядру.

В свете теории эндосимбиоза ядро эукариот первоначально представляло собой самостоятельную клетку архея, встроившуюся в клетку бактерии-прокариота. Впоследствии у архея редуцировались клеточные, а у бактерии ядерные функции.

На этой иллюстрации отражены образование оболочки ядра из мезосом (складок клеточной мембраны) и захват симбионтов, будущих митохондрий и хлоропластов. Теории не столько противоречат друг другу, сколько дополняют, разные органеллы клетки могут иметь разное происхождение

Другие гипотезы появления эукариот

Для многих одноклеточных организмов характерно образование спор. В мире архей и бактерий споры служат не для размножения, а скорее для консервации организма в неблагоприятных условиях. Возникающая прочная мембрана защищает клетку от агрессивной среды.

Гипотеза споры рассматривает возможность нарушения процесса образования споры в результате мутации, что привело к обособлению клеточного ядра.У прокариот и архей, как уже упоминалось, ДНК хранится в виде кольцевой структуры. Прокариоты и вирусы обладают линейной ДНК.

Этот факт, а также некоторые другие химические особенности, одинаковые для вирусов и эукариот, но не встречающиеся у архей и прокариот, позволили сформулировать вирусную теорию образования клеточного ядра.

Предполагается, что эукариоты произошли от древних архей, инфицированных ДНК-содержащим вирусом.

Заключение

В общем и целом механизмы образования клеточных органелл и появления нашей с Вами ядерной клетки известны и активно изучаются. Пока что нельзя сказать, какая из теорий победит в большой гонке микробиологов. Скорее всего, элементы многих теорий лягут в основу общей теории цитогенеза, которую еще только предстоит создать, обосновать и доказать.

Мы как всегда будем рады Вашим лайкам и репостам в соцсетях, и станем совсем счастливы, если Вы подпишитесь на канал “Локаята”!

Источник: https://zen.yandex.ru/media/lokayata/rojdenie-eukariot-5ac5070057906a19424a305e

Органоиды клетки, подготовка к егэ по биологии

Мезосомы у растений

Органоиды движения – это выросты мембраны, которые в диаметре достигают 0,25 мкм. По своему строению жгутики намного длиннее ресничек.

Длина жгутика сперматозоида у некоторых млекопитающих может достигать 100 мкм, в то время как размер ресничек составляет до 15 мкм.

Несмотря на такие различия, внутреннее строение данных органоидов абсолютно одинаковое. Образуются они из микротрубочек, которые по своему строению схожи с центриолями клеточного центра.

Двигательные движения образуются за счёт скольжения микротрубочек между собой, в результате чего они изгибаются. У основания данных органоидов находится базальное тельце, которое крепит их к клеточной цитоплазме. Чтобы обеспечить работу органоидов движения, клетка расходует энергию АТФ.

Рис. 2. Строение жгутика.

Некоторые клетки (амёбы, лейкоциты) передвигаются за счёт псевдоподий, другими словами – ложноножек. Однако, в отличие от жгутиков и ресничек, псевдоподии – это временные образования. Они могут исчезать и появляться в разных местах цитоплазмы. К их функциям относится передвижение, а также захват пищи и других частиц.

Жгутики состоят из нити, крюка и базального тельца. По числу и расположению этих органоидов на поверхности бактерий они распределяются на:

  • Монотрихи (один жгутик);
  • Амфитрихи (по одному жгутику на разных полюсах);
  • Лофотрихи (пучок образований на одном или обоих полюсах);
  • Перитрихи (множество жгутиков, расположенных по всей поверхности клетки).

Рис. 3. Разновидности жгутиконосцев.

Среди выполняемых функций органоидов движения можно выделить:

  • обеспечение движением одноклеточного организма;
  • возможность мышц сокращаться;
  • защитная реакция дыхательных путей от инородных частиц;
  • продвижение жидкости.

Жгутиконосцы играют большую роль в круговороте веществ в окружающей среде, многие из них являются хорошими индикаторами загрязнённости водоёмов.

Что мы узнали?

Одними из составляющих элементов клетки являются органоиды движения. К ним относятся жгутики и реснички, которые образованы с помощью микротрубочек. В их функции входит обеспечить движение одноклеточному организму, продвижение жидкостей внутри многоклеточного организма.

Строение бактериальной клетки

Размеры — от 1 до 15 мкм. Основные формы: 1) кокки (шаровидные), 2) бациллы (палочковидные), 3) вибрионы (изогнутые в виде запятой), 4) спириллы и спирохеты (спирально закрученные).

Формы бактерий: 1 — кокки; 2 — бациллы; 3 — вибрионы; 4—7 — спириллы и спирохеты.

Строение бактериальной клетки: 1 — цитоплазматическая мемб­рана; 2 — клеточ­ная стенка; 3 — слизис­тая кап­сула; 4 — цито­плазма; 5 — хромо­сомная ДНК; 6 — рибосомы; 7 — мезо­сома; 8 — фото­синтети­ческие мемб­раны; 9 — вклю­чения; 10 — жгу­тики; 11 — пили.

Бактериальная клетка ограничена оболочкой.

Внутренний слой оболочки представлен цитоплазматической мембраной (1), над которой находится клеточная стенка (2); над клеточной стенкой у многих бактерий — слизистая капсула (3). Строение и функции цитоплазматической мембраны эукариотической и прокариотической клеток не отличаются.

[attention type=yellow]

Мембрана может образовывать складки, называемые мезосомами (7). Они могут иметь разную форму (мешковидные, трубчатые, пластинчатые и др.).

[/attention]

На поверхности мезосом располагаются ферменты. Клеточная стенка толстая, плотная, жесткая, состоит из муреина (главный компонент) и других органических веществ.

Муреин представляет собой правильную сеть из параллельных полисахаридных цепей, сшитых друг с другом короткими белковыми цепочками.

В зависимости от особенностей строения клеточной стенки бактерии подразделяются на грамположительные (окрашиваются по Граму) и грамотрицательные (не окрашиваются). У грамотрицательных бактерий стенка тоньше, устроена сложнее и над муреиновым слоем снаружи имеется слой липидов. Внутреннее пространство заполнено цитоплазмой (4).

Генетический материал представлен кольцевыми молекулами ДНК. Эти ДНК можно условно разделить на «хромосомные» и плазмидные.

«Хромосомная» ДНК (5) — одна, прикреплена к мембране, содержит несколько тысяч генов, в отличие от хромосомных ДНК эукариот она не линейная, не связана с белками.

Зона, в которой расположена эта ДНК, называется нуклеоидом. Плазмиды — внехромосомные генетические элементы.

Представляют собой небольшие кольцевые ДНК, не связаны с белками, не прикреплены к мембране, содержат небольшое число генов.

Количество плазмид может быть различным.

Особенности строения бактериальной клетки. Основные органеллы и их функции

Перед началом синтеза белка происходит объединение этих субъединиц в одну – 70 S. В отличие от клеток эукариотов рибосомы бактерий не объединены в эндоплазматическую сеть.

Мезосомы являются производными цитоплазматической мембраны. Мезосомы могут быть в виде концентрических мембран, пузырьков, трубочек, в форме петли. Мезосомы связаны с нуклеоидом. Они участвуют в делении клетки и спорообразовании.

Включения являются продуктами метаболизма микроорганизмов, которые располагаются в их цитоплазме и используются в качестве запасных питательных веществ.

К ним относятся включения гликогена, крахмала, серы, полифосфата (волютина) и др.

К поверхностным структурам бактериальной клетки относятся также ворсинки (фимбрии, пили) ( рис. 4 , 6). Их насчитывается от нескольких единиц до нескольких тысяч на клетку. Эти структуры не имеют отношения к движению бактерий и обнаружены у

подвижных и неподвижных форм.

[attention type=red]

Ворсинки построены из одного вида белка – пилина – и представляют собой прямые белковые цилиндры, отходящие от поверхности клетки. Они, как правило, тоньше жгутиков (диаметр – 5-10 нм, длина 0,2-2,0 мкм), расположены перитрихиально или полярно. Больше всего сведений имеется

[/attention]

о ворсинках Е. coli . У этой бактерии описаны ворсинки общего типа и половые.

Ворсинки общего типа придают бактериям свойство гидрофобности, обеспечивают их прикрепление к клеткам растений, грибов и неорганическим частицам, принимают участие в транспорте метаболитов. Через ворсинки в

клетку могут проникать вирусы .

Наиболее хорошо изучены половые ворсинки, или F-пили, принимающие участие
в половом процессе бактерий.

F-пили необходимы клетке-донору для обеспечения контакта между ней и реципиентом и в качестве конъюгационного тоннеля, по которому происходит передача ДНК. Ворсинки нельзя считать обязательной клеточной структурой, так как и без них бактерии хорошо растут

и размножаются.

Фимбрии (пили) – нитевидные белковые органеллы, покрывающих всю поверхность бактериальной клетки – антигены фактора колонизации . Эти тонкие структуры позволяют бактерии прикрепляться к эпителиальным клеткам и

препятствуют ее захвату нейтрофилами

Фимбрии состоят из множества
одинаковых белковых субъединиц.

Обратите внимание

Эта субъединица называется пилином (молекулярная масса 17000-30000). В составе пилина есть консервативные и вариабельные участки. Перестройки хромосом, ведущие к экспрессии любого из множества неактивных генов пилина, сопровождаются

изменениями антигенного состава фимбрий.

При электронной микроскопии фимбрии выглядят как похожие на волоски выросты, проникающие через наружную мембрану. Они могут располагаться на одном конце клетки либо более равномерно по всей ее поверхности. У отдельной клетки может быть несколько

сотен фимбрий, которые выполняют различные функции.

У некоторых фимбрий (например, у дигалактозидсвязывающих фимбрий Escherichia coli ) на апикальном конце находятся специальные белки, играющие важную роль во взаимодействии с

рецепторами клеток.

[attention type=green]

Считается, что главная функция фимбрий – обеспечение фиксации бактерий в тканях. Адгезия микробная: специфичность тканевая и видоваяАдгезия микробная:

[/attention]

специфичность тканевая и видовая

Химический состав, организация и функции поверхностных структур бактериальной клетки: капсулы, чехлы, фимбрии, пили

Поверхностные структуры –структуры, расположенные снаружи цитоплазматической мембраны. К ним относятся: клеточная стенка, жгутики, капсулы, слизистые слои, чехлы, различные ворсинки.

Многие микроорганизмы продуцируют на поверхности клетки слизистое вещество. В зависимости от толщины слизистого слоя принято различать микрокапсулу,макрокапсулу, слизь.

Микрокапсулатолщиной до 0,2 мкм, прочно связана с клеточной стенкой. Макрокапсулапредставлена слоем слизи толщиной более 0,2 мкм.

Слизьвещество, которое окружает клетку, имеет аморфный вид, легко отделяется от поверхности клетки, по толщине превосходит диаметр клетки.

Все они не являются обязательными структурами бактериальной клетки.

Химическая природа капсул и слизи: полисахариды, полипептиды, реже – целлюлоза.

Капсулы и слизи выполняют следующие функции: защитную – предохраняют клетку от действия неблагоприятных факторов внешней среды; создают дополнительный осмотический барьер; способны выступать в качестве фактора вирулентности; служат барьером для бактериофагов; являются источником запасных питательных веществ; объединяют клетки в цепочки, колонии; обеспечивают прикрепление клеток к субстрату.

Чехлы имеют сложную тонкую структуру; в их составе выявляют несколько слоев разного строения, имеют сложный химический состав.

Между капсулами, чехлами и слизистыми слоями обнаружено много переходных форм, что не позволяет точно отличить их друг от друга.

Ворсинки, или фимбрии, – поверхностные структуры, которые состоят из белка пилина и не выполняют функцию движения. По размерам они короче и тоньше жгутиков. Число фимбрий на поверхности клетки колеблется от 1–2 до нескольких тысяч. Различают два типа фимбрий: общие и специфические.

Фимбрии общего типавыполняют функцию прикрепления клетки к поверхности субстрата. Специфические ворсинки – половые пили, обнаруженные у клеток так называемых доноров. Они имеют вид полых белковых трубочек длиной от 0,5 до 10 мкм.

· Поверхностные структуры –это структуры, расположенные снаружи цитоплазматической мембраны. К ним относятся: клеточная стенка, жгутики, капсулы, слизистые слои, чехлы, различные ворсинки.

· Химическая природа капсул и слизи:

– В большинстве случаев капсула образована полисахаридами (например, у бактерий вида Streptococcusmutans, некоторых бактерий родов Xanthomonas, Klebsiella, Corynebacteriumи др.).

– Капсулы же других видов бактерий состоят из полипептидов, представленных полимерами, в которых содержится много D- и L-форм глутаминовой кислоты. Примером такой капсулы является капсула бактерий Bacillusanthracis.

– Для ряда бактерий выявлена способность синтезировать капсулу, состоящую из волокон целлюлозы. Так построена капсула у бактерий Sarcinaventriculi.

– Слизи по химической природе являются полисахаридами. Особенно обильное их образование наблюдается у многих микроорганизмов при их росте на среде с сахарозой. Например, молочнокислые бактерии Leuconostocmesenteroidesбыстро превращают раствор, содержащий тростниковый сахар, в декстрановый гель, за что их на сахарных заводах называют «бактериями лягушачьей икры».

Рис. 1 – Капсулы пурпурной серобактерии (А) и азотфиксирующей бактерии (Б); клетки суспензированы в туши

· Практическое значение капсул и слизей: Капсульные полисахариды, образуемые бактериями, имеют большое практическое значение.

Так, ксантан, внеклеточный полисахарид бактерий Xanthomonascampestris, используется в составе смазок, при добыче нефти, в пищевой промышленности для улучшения вкусовых свойств консервированных и замороженных продуктов, соусов, кремов, а также в изготовлении косметики.

· Чехлы обычно имеют и более сложный химический состав. Например, чехол бактерий Sphaerotilisnatansсодержит 36 % углеводов, 11 – гексозамина, 27 – белков, 5,2 – липидов и 0,5 – фосфора. Чехлы ряда бактерий, метаболизм которых связан с окислением восстановленных соединений металлов, часто инкрустированы их окислами.

Источник: https://blotos.ru/dvizenie-bakterij-zgutiki-fimbrii-pili-i-drugie-organoidy

Медик
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: