Особенности строения клеток прокариот

Большинство бактерий имеют палочковидную форму (рис. 3.2, 3.3, 3.4). Палочки, которые не образуют спор, называются бактериями, а спорообразующие – бациллами. Нередко встречаются извитые или спиралевидные бактерии.

К этой группе относятся вибрионы, спириллы, спирохеты. Бактерии шаровидной формы называются кокками.

Среди них выделяют: стафилококки - образующие скопления, напоминающие виноградную гроздь; тетракокки - это сочетание из четырех клеток, образующееся после деления клетки в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; сарцины (скопления кубической формы) - образуются в результате деления клеток в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.

Рис. 3.2. Различные формы бактерий: 1 - кокки; 2 - диплококки; 3 - тетракокки; 4 - стрептококки (собранные цепочкой); 5 - сардины (таблички); 6 - бациллы; 7 - спириллы; 8 - вибрионы; 9 - нитчатые формы; 10 – серобактерии.

Капсула. Состоит из полисахаридов, иногда из полипептидов или липидов. Защищает клетку от высыхания и механических повреждений.

Рис. 3.3. Обобщенная схема прокариотической клетки (по Тарасенко Е.В., 2012):

1 - нуклеоид; 2 – цитоплазма; 3 – плазматическая мембрана; 4 – клеточная стенка (с муреином); 5 – рибосома; 6 – капли жира; 7 – мезосома; 8 - карбоксисома; 9 – плазмида; 10 - волютин; 11 – аэросомы (газовые вакуоли); 12 – капсула; 13 – слизь; 14 – пили; 15 – жгутик

Рис. 3.4. Строение прокариотической клетки

Клеточная стенка. Придает форму бактериальной клетке, защищает внутреннее содержимое от внешней среды, регулирует рост и деление бактерий. Она тонка, прочна, проницаема для солей и других соединений. Формируется из пептидогликана муреина.

У одних бактерий клеточная стенка имеет только один, довольно толстый, слой муреина (50-90%), связанный с полисахаридами и белками.

У других – муреиновый слой тонкий (1-10%). Первые называются грамположительными бактериями, вторые – грамотрицательными бактериями.

Цитоплазматическая мембрана. Служит осмотическим барьером, регулируя поступление веществ внутрь клетки и наружу, является местом локализации ферментов энергетического метаболизма. Состоит из двойного слоя липидов и слоя белка.

Цитоплазма. Представляет собойколлоидную систему, состоящую из воды, белков, жиров, углеводов, минеральных соединений и других веществ, соотношение которых варьирует в зависимости от вида бактерий и их возраста.

Нуклеоид. Это нитевидная молекула ДНК, выполняющая функцию ядра и располагающаяся в центральной зоне клетки. Весь наследственный материал сосредоточен в одной бактериальной хромосоме, представленной в виде кольцевой молекулы двухцепочечной ДНК.

Плазмиды. Это внехромосомная ДНК, тоже представленная двойными спиралями, замкнутыми в кольцо. Выполняют дополнительные свойства, связанные с размножением, устойчивостью к лекарственным препаратам, болезнетворностью и т. д.

Рибосомы. Служат местом синтеза белка. Число тем больше, чем быстрее растет клетка, размеры мелкие – 70S.

Включения (запасные вещества или отбросы). Откладываются в определенных условиях среды внутри прокариотических клеток.

Споры (приспособление для переживания неблагоприятных условий среды). Образуются внутри бактериальной клетки и могут длительное время (до тысячи лет) существовать в покоящемся состоянии.

Жгутики. Представляют собой спирально закрученные нити, которые состоят из одной молекулы белка флагеллина и обеспечивают подвижность бактериям.

Фимбрии представляют собой длинные, тонкие нити, которые прикрепляют бактерии к субстрату.

Пили – половые фимбрии, через которые передается генетический материал от одной клетки к другой.

Размножение. Как правило, путем деления надвое (бинарное деление). Отсюда термин – дробянки. У многих бактерий после деления дочерние клетки некоторое время остаются связанными между собой, образуя группы.

Прокариоты лишены хлоропластов, митохондрий, аппарата Гольджи, центриолей, а также внутриклеточного движения и процессов митоза и мейоза (рис. 3, 4).