Характеристика необов’язкових органоїдів бактерій.

Такими органоїдами можуть бути вирости бактеріальних клітин (джгутики, фімбрії та пілі) і капсула.

Джгутики – це органи руху паличковидних та звивистих (крім спірохет) бактерій, за допомогою яких останні рухаються в рідкому середовищі та (дуже повільно) по поверхні твердих субстратів. Джгутик складається з молекул білка флагеліну, з’єднанних у вигляді полого циліндру. Діаметр 12-20 нм, у мікробів родів Proteus, Bdellovibrio та Vibrio – до 35 нм. Довжина джгутика перевищує довжину клітини в 3 рази і, в середньому, складає 10-20 мкм. Кількість джгутиків (від 1 до 100) та їх розміщення на поверхні клітини залежить від виду бактерії (рис.11).

Кожен бактеріальний джгутик складається з трьох частин:

1. Білкова нитка.

2. Крюк – вигнутий білковий циліндр довжиною 30-90 нм.

3. Базальна структура, яка складається з кілець, циліндру та осі. Будова цієї частини джгутика визначається будовою клітинної стінки бактерій. Так, грампозитивні бактерії мають 2 кільця, а грамнегативні – 4. Завдяки обертанню кільця базальної структури, закріпленого у цитоплазматичній мембрані бактерії, джгутик отримує імпульс до руху.

Джгутик збільшується за рахунок росту дистальної частини, яка має форму літери Т і максимально віддалена від клітини. Імовірно, що молекули флагеліну, синтезовані клітиною, проходять в порожнину циліндру і приєднуються до нитки джгутика саме з Т-кінця. Проксимальна частина (найближча до клітини) нагадує літеру Н. Середня швидкість росту джгутика складає 0, 3-0, 5 мкм/с. Наприклад, у кишечної паличкт повноцінний джгутик виростає за 10 хвилин.

Джгутування у бактерій

Монотрих (а) Лофотрих (б) Амфітрих Перитрих (в)

Рис. 11. Види розміщення джгутиків у бактерій

В рідкому середовищі за 1 секунду мікроорганізми здатні проходити відстань, яка в 20-50 разів перевищує довжину їх тіла. Монотрихи та лофотрихи рухаються швидше, ніж амфітрихи та перитрихи. Бактерія Chromatium okenii рухається із швидкістю 46 мкм/с, Thiospirillum jenense – 87 мкм/с, а холерний вібріон – 200 мкм/с.

Бактерії здатні і до спрямованого руху (таксис), який визначається зовнішніми стимуляторами. Таксис може бути як позитивним, так і негативним. Причинами такої реакції можуть бути:

· різниця в концентрації хімічних речовин в середовищі (хемотаксис)4

· різниця в концентрації кисню (аеротаксис);

· різниця в інтенсивності освітлення (фототаксис);

· оріентація в магнітному полі (магнітотаксис).

Побачити джгутики можна в електронному мікроскопі після негативного контрастування або обробки препарату солями важких металів, в світловому – тільки після використання спеціальних методів фарбування.

Спірохети рухаються за допомогою аксіальних фібріл (від 2 до 100 штук на клітину). Ці нитковидні структури закріплені на полюсах спірохети, і 2 пучка перекриваються в центральній частині її клітини (рис.12). Обертання фібрил викликає еластичну хвилю на поверхні спірохети, і остання також обертається, вигинається, рухається хвильо- або гвинтоподібно.

Рис.12 Аксиальні фібріли спірохет

Білковими виростами бактеріальних клітин є також фімбрії та пілі (табл.4).

Табл.4 Характеристика білкових виростів

Капсула - це слизова оболонка на поверхні бактеріальної клітини (рис.13). Основна функція даного органоїду – захисна. Капсула захищає бактеріальну клітину від дії несприятливих факторів оточуючого середовища (висихання, дія фагів, наявність запасних поживних речовин та ін.). Але при вилученні слизового шару клітина продовжує рости та розмножуватись.

Капсула складається з шарів фібрил, які розміщені паралельно або перпендикулярно клітинній стінці. Основна речовина – поліцукри (D-галактоза, D-маноза, D-глюкуронова кислота, L-рамноза). Капсули стрептококів та бацил мають ще поліпептиди, побудовані із залишків D- і L-глутамінової кислоти). Наявність капсули залежить від штаму мікроорганізму (у одного виду існують капсульні та безкапсуотні штами), віку культури та умов культивування.

Рис.13 Види

бактеріальних капсул.

Відповідно до розмірів слизового шару виділяють:

· мікрокапсулу (товщина 0, 2 мкм, реєструється за допомогою електронного мікроскопу);

· макрокапсулу (товщина – більша, ніж 0, 2 мкм);

· слиз (товщина шару – більша за діаметр клітини).