Для чего нужны жгутики бактериям и в чем их отличие от пилей, ворсинок, фимбрий

3. Дополнительные органеллы бактерий | Тема 2. Морфология и ультраструктура бактерий | Читать онлайн, без регистрации

Для чего нужны жгутики бактериям и в чем их отличие от пилей, ворсинок, фимбрий

3. Дополнительные органеллы бактерий

Дополнительными органеллами бактерий являются жгутики, ворсинки, капсулы и споры.

Жгутики – органеллы движения. Есть у подвижных грамположительных и грамотрицательных бактерий.

Это особые белковые выросты, напоминающие собой тонкие спирально закрученные нити, исходящие от цитоплазматической мембраны и прикрепленные к клеточной стенке с помощью базального тела, которое состоит из целой системы дисков, соединяющих цитоплазматическую мембрану и клеточную стенку. Жгутики располагаются на поверхности бактериальной клетки. Длина жгутиков составляет 3–12 мкм, а толщина – 12–20 нм. Количество и расположение жгутиков у разных бактерий неодинаковы. Например, монотрихи имеют лишь один жгутик, а лофотрихи – целый пучок, который располагается на одном полюсе клетки, амфитрихи имеют по одному жгутику на каждом конце, у перитрихов жгутики располагаются по всей поверхности.

Химический состав жгутиков определяется одним веществом – флагеллином – белком, обладающим антигенной специфичностью. Кроме того, жгутики бактерий нередко и сами имеют белковый чехол.

При окраске по Грамму жгутики не видны, поэтому о подвижности бактерий можно судить, рассматривая живые микроорганизмы, приготовленные в виде препаратов «висячая» или «раздавленная» капля, с помощью метода фазово-контрастной микроскопии, либо косвенно – по характеру роста в среде Пешкова (полужидком агаре). При этом неподвижные бактерии растут строго по уколу, а подвижные дают диффузный рост. Бактерии находятся в движении за счет вращательных движений жгутиков. Скорость движения бактерии зависит от особенностей расположения жгутиков и физико-химических свойств среды, при этом большое значение имеют ее вязкость, осмотическое давление и другие показатели. Таким образом, будет совершенно естественным, что бактерии, имеющие жгутики, расположенные термально, будут передвигаться гораздо быстрее, чем бактерии со жгутиками, расположенными по всей поверхности.

Что касается направления передвижения бактерии, то они передвигаются либо беспорядочно, либо путем направленного перемещения большинства клеток таксиса.

Кроме ориентированного (таксиса) перемещения, различают хемотаксис, вызванный разницей в концентрации химических веществ в среде, а также аэротаксис, связанный с разницей в содержании кислорода, и фототаксис, при котором различие в освещенности является главным фактором направленного движения.

Ворсинки (пили, фимбрии) – более тонкие и короткие по сравнению со жгутиками полые нитевидные белковые выросты, являющиеся поверхностными придатками бактериальной клетки. Известно более 60 типов ворсинок, хотя наиболее изученными являются только два. В зависимости от типа ворсинок определяется их функция:

1) ворсинки первого типа (комон-пили) покрывают всю поверхность бактерии, которая с их помощью способна прикрепляться к клеткам макроорганизмов. Они характерны для грамположительных бактерий;

Обратите внимание

2) ворсинки второго типа (половые ворсинки, или секс-пили) участвуют в передаче генетического материала от одной клетки к другой при конъюгации бактерий, обеспечивая контакт между мужскими и женскими бактериальными клетками в процессе конъюгации.

Через них идет обмен генетической информацией от донора к реципиенту. Донор – мужская клетка – обладает секс-пилями. Женская клетка – реципиент – не имеет секс-пилей. Белок секс-пили колируется генами F-плазмиды.

Также эти ворсинки участвуют и в передаче и распространении лекарственной устойчивости бактерий.

Есть и еще один вид ворсинок, которые несут ответственность за питание и водно-солевой обмен в клетке.

Капсулы – поверхностные структуры большинства бактериальных клеток и представляют собой слизистое образование, которое в зависимости от толщины и строения образует микро– или макрокапсулу, прочно связанную с клеточной стенкой и имеющую четко очерченные внешние границы.

Образование капсулы зависит от среды, в которой находится бактерия, она может быть утрачена клеткой с сохранением жизнеспособности. При этом капсулообразование является защитной функцией патогенной бактерии и предохраняет ее от фагоцитоза и других защитных механизмов макроорганизма.

Макрокапсулу можно выявить, используя специальные методы окраски, сочетая позитивные и негативные методы окраски. Как правило, капсула состоит из полисахаридов, реже полипептидов. Поскольку она обладает гидрофильностью, то препятствует фагоцитозу бактерии.

Микрокапсула обнаруживается только при электронной микроскопии и представляет собой утолщение верхних слоев клеточной стенки в виде слизистого образования.

Микрокапсулы характерны для вирулентных бактерий.

Среди бактерий различают:

1) истиннокапсульные бактерии (род Klebsiella) – сохраняют капсулообразование и при росте на питательных средах, а не только в макроорганизме;

2) ложнокапсульные – образуют капсулу только при попадании в макроорганизм.

Капсулы могут быть полисахаридными и белковыми. Они играют роль антигена, могут быть фактором вирулентности.

Важно

Внимательно изучая строение клетки, следует отличать слизь, покрывающую клетку, от капсулы.

Слизь в отличие от макрокапсулы, как правило, не имеет четких внешних границ и представляет собой мукоидные экзополисахариды, которые участвуют в адгезии, или прилипании к субстратам.

Известно, что экзополисахариды синтезируются самими бактериями путем секреции их компонентов или синтезируются при действии внеклеточных ферментов на дисахариды.

Совместными усилиями капсула и слизь играют защитную роль, предохраняя бактерию от повреждений, высыхания (этому способствуют их гидрофильные свойства) и препятствуя действию защитных факторов бактериофагов и макроорганизма.

Читайте также:  Опасность, которую представляют для человека микробные токсины

Споры образуются внутри бактериальной клетки и представляют собой тельца округлой или овальной формы.

Факторами образования спор являются обеднение питательной среды, изменение ее влажности и (или) кислотности, а также старение культуры, попадание вегетативных клеток в почву и иное, т. е. возникновение неблагоприятных условий существования для бактерий.

Особенности строения и химический состав спор (низкое содержание воды, повышенное количество кальция и др.

) обеспечивают им высокую устойчивость к действию физических и химических факторов, что затрудняет борьбу со спороносными патогенными бактериями, способными сохраняться во внешней среде длительное время. Спорообразование присуще грамположительным бактериям. В отличие от вегетативных форм споры более устойчивы к действию химических, термических факторов.

Чаще всего споры образуют бактерии рода Bacillus и Clostridium.

Процесс спорообразования заключается в утолщении всех оболочек клетки. Они пропитываются солями дипикалината кальция, становятся плотными, клетка теряет воду, замедляются все ее пластические процессы. При попадании споры в благоприятные условия она прорастает в вегетативную форму.

У грамотрицательных бактерий также обнаружена способность сохраняться в неблагоприятных условиях в виде некультивируемых форм. При этом нет типичного спорообразования, но в таких клетках замедленны метаболические процессы, невозможно сразу получить рост на питательной среде. Но при попадании в макроорганизм они превращаются в исходные формы.

Источник: http://velib.com/read_book/litagent_nauchnaja_kniga-lukovkina_aurika/polnyjj_kurs_za_3_dnja_mikrobiologija/tema_2_morfologija_i_ultrastruktura_bakterijj/3_dopolnitelnye_organelly_bakterijj/

Жгутики и их расположение у бактерий

ВАЖНО! Для того, что бы сохранить статью в закладки, нажмите: CTRL + D

Задать вопрос ВРАЧУ, и получить БЕСПЛАТНЫЙ ОТВЕТ, Вы можете заполнив на НАШЕМ САЙТЕ специальную форму, по этой ссылке >>>

Жгутики и движение бактерий

Критерий, используемый для оценки отчета об исследовании; конкретно в отношении того, предоставляется ли в отчет вся информация, в которой нуждаются читатели, на понятном им языке

Критерий, используемый для оценки отчета об исследовании; конкретно в отношении того, логична и информационно точна ли аргументация отчета.

(отчет может быть неточным: малоответственная обработка данных, нелогичность аргументации, неумелое построение фраз).

Критерий, используемый для оценки отчета; конкретно в отношении того, точна ли фразеология отчета.

Применять простое правило:

Отчет должен быть строго организован:

— определить цель отчета;

— общий набросок главных акцентов;

— расставить акценты в логическом порядке;

— определить предмет исследования.

(убрать жаргон, использовать короткие слова, писать просто и естественно, избегать нечетких определений)

Совет

Критерий, используемый для оценки того, насколько живо и непосредственно написан отчет

(прочитать отчет вслух)

1. титульный лист

3. краткий обзор

5. основная часть

6. заключительные рекомендации

Большинство бактерий передвигаются при помощи жгутиков. Рассмотреть жгутики можно только в электронном микроскопе. В световом микроскопе без специальных методов обработки отдельные жгутики не видны.

По расположению и числу жгутиков на поверхности клетки бактерии подразделяются:

• на монотрихи– имеют один жгутик (например, бактерии родов Caulobacter и Vibrio);

лофотрихи –имеют на одном или на обоих полюсах клетки пучок жгутиков (например, бактерии родов Pseudomonas, Chromatium);

амфитрихи– имеют по жгутику на обоих полюсах клетки (например, бактерии рода Spirillum);

перитрихи– большое количество жгутиков, располагающихся по всей поверхности клетки (например, бактерии вида E.coli и рода Erwinia)

Жгутики представляют собой спирально закрученные нити, состоящие из специфического белка флагеллина. Флагеллин построен из субъединиц с относительно малой молекулярной массой. Субъединицы располагаются по спирали вокруг внутреннего свободного пространства. Аминокислотный состав флагеллина у разных видов бактерий может варьировать.

Рисунок 1 — Типы жгутикования у бактерий

Жгутик состоит из трех частей: нити, крюка и базального тельца (рис. 2). С помощью базального тельца, в которое входит центральный стержень и кольца, жгутик закреплен в цитоплазматической мембране и клеточной стенке.

Количество колец у грамотрицательных и грамположительных бактерий различно. У грамотрицательных бактерий имеются четыре кольца: L, P, S, M. Из них L и P – наружная пара колец; S и M внутренняя пара колец.

L-кольцо закреплено в наружной мембране, P – в пептидогликановом слое клеточной стенки, S – в периплазматическом пространстве, а M – в цитоплазматической мембране.У грамположительных бактерий базальное тельце устроено проще.

Оно состоит только из двух колец: S и M, т. е. только из внутренней пары колец, которые размещаются в цитоплазматической мембране и клеточной стенке.

Жгутики бактерий по характеру работы подобны корабельному винту. Если клетка имеет много жгутиков, они при движении собираются в пучок, который образует своеобразный пропеллер. Пучок жгутиков, быстро вращаясь против часовой стрелки, создает силу, заставляющую бактерию двигаться почти по прямой линии.

Обратите внимание

После того как направление вращения жгутиков изменяется, пучок расплетается и клетка останавливается, вместо поступательного движения она начинает хаотически вращаться, ее ориентация изменяется.

Читайте также:  Состав патогенной микрофлоры полости рта и ее роль

В тот момент, когда все жгутики бактерии снова начнут синхронно вращаться против часовой стрелки, образовав пропеллер, толкающий бактерию, направление ее поступательного движения будет отличаться от первоначального. Таким способом бактерия может изменять направление своего движения.

Рисунок 2 — Структура жгутика

Так как у грамположительных бактерий наружная пара колец отсутствует, то считают, что для вращения жгутиков необходимо наличие только внутренней пары (кольца S и M). Эти кольца, соединенные с вращающимся стержнем, выступающим наружу, и образуют так называемый электромотор, обеспечивающий движение жгутика (рис. 2). На периферии кольца М находятся белки MotB.

Белки MotА встроены в цитоплазматическую мембрану и примыкают к краям колец M и S. Вращающий момент возникает за счет взаимодействия субъединиц белка MotВ с белковыми субъединицами MotА. В белковых субъединицах MotА имеется по два протонных полуканала.

Через эти протонные полуканалы переносятся протоны из периплазматического пространства в цитоплазму бактерий (подобно протонному каналу АТФ-синтазы). В результате переноса протонов через белки MotА и MotВ происходит вращение кольца М. Установлено, что один полный оборот кольца М связан с переносом через мембрану около 1000 протонов.

Таким образом, в качестве источника энергии для вращения жгутиков используется протондвижущая сила, возникающая в цитоплазматической мембране.

Для подвижных бактерий характерны таксисы, т. е. направленная двигательная реакция в ответ на определенный фактор. В зависимости от природы различают хемотаксис, фототаксис, магнитотаксис и вискозитаксис.

Хемотаксис – движение бактерий относительно источника химического вещества. Для каждого микроорганизма все химические вещества в этом плане могут быть разделены на две группы: инертные и вызывающие таксисы, или эффекторы. Среди эффекторов выделяют: аттрактанты – вещества, которые притягивают бактерии; репелленты – вещества, которые отпугивают бактерии.

Фототаксис – движение к источнику света или от него, свойственное фототрофным бактериям.

Магнитотаксис – способность бактерий передвигаться по силовым линиям магнитного поля Земли или магнита. Выявлен в клетках бактерий, содержащих магнитосомы и распространенных в водных экосистемах разного типа.

Источник: https://sajtzdorovya.ru/infektsii/zhgutiki-i-ih-raspolozhenie-u-bakterij

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 2

Поверхность некоторых бактерий покрыта большим числом ( РѕС‚ 10 РґРѕ нескольких тысяч) длинных, тонких прямых нитей толщиной 3 – 25 РЅРј Рё длиной РґРѕ 12 РјРєРј, называемых фимбриями или пилями.

Они встречаются как у жгутиконосных видов, так и у форм, лишенных жгутиков.

Пили F встречаются только РїРѕ РѕРґРЅРѕР№ или РїРѕ РґРІРµ РЅР° клетку, РѕРЅРё имеют РІРёРґ полых белковых трубочек длиной РѕС‚ 0 5 РґРѕ 10 РјРєРј.  [16]

Важно

Фимбрии Рё пили – нитевидные образования более тонкие Рё короткие ( 3 – 20 РЅРј С… 0 3 – 10 РјРєРј), чем жгутики. Фимбрии отходят РѕС‚ поверхности клетки Рё состоят РёР· белка, называемого пилином.

Среди фимбрий разного типа выделяются: фимбрии, ответственные за адгезию, т.е.

Совет

прикрепление бактерий Рє поражаемой клетке ( например, пили 1 общего типа – common pili); фимбрии, ответственные Р·Р° питание, РІРѕРґРЅРѕ-солевой обмен; половые ( F-тгили), или РєРѕРЅСЉСЋРіР°-ционные пили.

Обратите внимание

Пили общего типа многочисленны и достигают нескольких сотен в одной клетке.

Термин пили применяется чаще для обозначения особых фимбрий – половых РїРёР» ей, образуемых так называемыми мужскими клетками-донорами, содержащими трансмиссивные плазмиды ( F, R, Col); РёС… количество 1 – 2 РЅР° клетку. Отличительной особенностью половых пилей является взаимодействие СЃ особыми мужскими сферическими бактериофагами.  [17]

У бактерий функции адгезии часто выполняют фимбрий, фибриллы и другие структуры адгезии, которые иногда называют просто адгезинами.

Фимбриями называют нитевидные белковые образования – выросты ( 10 – 40 РЅРј РІ толщину Рё 0 2 – 4 0 РјРєРј РІ длину), которые словно бахромой покрывают поверхность бактерии.

Они отличаются от жгутиков гораздо меньшими размерами.

Совет

Различают несколько типов фимбрий, отличающихся РїРѕ размерам, морфологии Рё функциональной активности, Р° также РїРѕ тому, какие полисахариды РѕРЅРё связывают.  [18]

Ядра септума получают гомолатерально волокна от гиппокампа, приходящие в основном через фимбрию.

После перерезки ипсилатеральной фимбрии терминали аксонов подвергаются дегенерации и заменяются астрог-лией.

Однако динамика изменений резко отлична от динамики регенерации, описанной для вегетативного ганглия. Регенерация аксонов фимбрии начинается не раньше, чем через 24 часа после перерезки.

Далее, несмотря на изменения в структуре аксонов, терминали продолжают сохранять контакт с постсинаптическими участками в течение недели.

РџСЂРё этом только половина синапсов РЅР° септальных нейронах подвергается дегенерации. Таким образом, если РІ вегетативном ганглии восстанавливаются исходящие синап-тические СЃРІСЏР·Рё, то РІ септуме исходные СЃРІСЏР·Рё заменяются новыми.  [19]

Р’ настоящее время формируется направление, РєРѕРіРґР° РІ конструкцию вакцин, состоящих РёР· молекул протективных антигенов, ковалентно вшивается участок, обеспечивающий РёС… адгезию РЅР° клетках слизистых оболочек. Р�РјРё РјРѕРіСѓС‚ служить фрагменты фимбрий энтеробактерий, адгезины РІРёСЂСѓСЃРѕРІ или некоторые субъединииы холерного токсина.  [20]

Читайте также:  Искусственно созданный микроорганизм не подтвердил теории происхождения бактерий и архей

С тех пор термином пили обозначают все типы нежгутиковых образований на поверхности клетки, синонимом этого слова является термин фимбрии.

Обратите внимание

Размер пи-лей варьирует от долей микрометров до более 20 мкм в длину и от 2 до 11 нм в диаметре.

Пили состоят из одного или нескольких типов белковых субъединиц, называемых пилины или фимбрины, которые обычно организованы в спиральные структуры.

Архитектура пилей варьирует от тонких нитевидных до толстых прочных палочкообразных образований с осевыми отверстиями.

РўРѕРЅРєРёРµ пили, диаметр которых РЅРµ превышает 2 – 3 РЅРј ( например, Рљ88 Рё Рљ99), часто относят Рє фибриллам.

Еще более тонкие пили ( диаметром менее 2 РЅРј), называемые кудряшками, имеют тенденцию сваливаться РІ пушистую липкую массу РЅР° поверхности бактерий Рё ответственны Р·Р° агрегацию клеток. Haemophilus influenzae представляют СЃРѕР±РѕР№ сложные структуры, состоящие РёР· толстой палочки СЃ прикрепленной Рє ней тонкой фибриллой.  [22]

Такие мешалки оказывают РґРІРѕСЏРєРѕРµ действие: способствуют диспергированию мелких пузырьков РІРѕР·РґСѓС…Р° РІ толще культуральной среды Рё обеспечивают перемешивание, необходимое для минимизации концентрационных градиентов, эффективного охлаждения реактора Рё уменьшения выделения пузырьков РІРѕР·РґСѓС…Р°. Однако возникающие РїСЂРё таком перемешивании гидродинамические силы РјРѕРіСѓС‚ повреждать клетки, особенно РІ случае волокнистых плесневых РіСЂРёР±РѕРІ, актиномицетов, бактерий, имеющих жгутики, фимбрии, Р° также С…СЂСѓРїРєРёС… клеток тканей, выращиваемых РІ суспензионной культуре. Образование специфического продукта может зависеть РѕС‚ морфологии плесневого РіСЂРёР±Р°; РїРѕ этой причине СЏРІРЅРѕ непригодны для использования РІ промышленных процессах те штаммы, морфология которых значительно изменяется РїСЂРё изменении условий культивирования. РљСЂРѕРјРµ того, следует избегать таких условий проведения процесса, РєРѕРіРґР° мицелий плесневых РіСЂРёР±РѕРІ, повреждается.  [23]

Схема размножения фага. 29.  [24]

Фаги, имеющие отростки, прикрепляются к микробной стенке свободным концом отростка.

Нитевидные фаги, Р° также фаги, РЅРµ имеющие отростков, адсорбируются РЅРµ РЅР° РјРёРєСЂРѕР±РЅРѕР№ стенке, Р° РЅР° нитевидных структурах, окружающих стенку – фимбриях.

Описаны фаги, которые прикрепляются отростком Рє бактериальным жгутикам.  [25]

Длина фимбрий РѕС‚ 0 3 – 4 РјРєРј, ширина – 0 01 РјРєРј.

Важно

�ногда они сливаются в комки, придавая неопрятный вид клетке; в других случаях поверхность клеток покрыта войлокообразным чехлом, состоящим из сплетений тонких нитей.

Наряду СЃ фимбриями можно видеть капсульный материал, как Р±С‹ застрявший между нитями фимбрий, выполняющих роль арматуры.  [26]

Содержит два рода Verrucomicrobium и Prosthecobacter, объединенные в одно семейство Verrucomicro-biaceae, один порядок Verrucomicrobiales и один класс Verrucomicro-biae.

Некоторые виды способны формировать простеки или фимбрии. Облигатные или факультативные аэробы. Размножаются бинарным делением или почкованием.

Почки могут образовываться на верхушке простеки или прямо на клеточной поверхности.

Микроорганизмы СЂРѕРґР° Prosthecobacter имеют кеглевидные клетки, соединенные донышками.  [27]

Фимбрии Рё пили – нитевидные образования более тонкие Рё короткие ( 3 – 20 РЅРј С… 0 3 – 10 РјРєРј), чем жгутики. Фимбрии отходят РѕС‚ поверхности клетки Рё состоят РёР· белка, называемого пилином.

Среди фимбрий разного типа выделяются: фимбрии, ответственные за адгезию, т.е.

Совет

прикрепление бактерий Рє поражаемой клетке ( например, пили 1 общего типа – common pili); фимбрии, ответственные Р·Р° питание, РІРѕРґРЅРѕ-солевой обмен; половые ( F-тгили), или РєРѕРЅСЉСЋРіР°-ционные пили.

Обратите внимание

Пили общего типа многочисленны и достигают нескольких сотен в одной клетке.

Термин пили применяется чаще для обозначения особых фимбрий – половых РїРёР» ей, образуемых так называемыми мужскими клетками-донорами, содержащими трансмиссивные плазмиды ( F, R, Col); РёС… количество 1 – 2 РЅР° клетку. Отличительной особенностью половых пилей является взаимодействие СЃ особыми мужскими сферическими бактериофагами.  [28]

Длина фимбрий РѕС‚ 0 3 – 4 РјРєРј, ширина – 0 01 РјРєРј.

Важно

�ногда они сливаются в комки, придавая неопрятный вид клетке; в других случаях поверхность клеток покрыта войлокообразным чехлом, состоящим из сплетений тонких нитей.

Наряду СЃ фимбриями можно видеть капсульный материал, как Р±С‹ застрявший между нитями фимбрий, выполняющих роль арматуры.  [29]

Фимбрии Рё пили – нитевидные образования более тонкие Рё короткие ( 3 – 20 РЅРј С… 0 3 – 10 РјРєРј), чем жгутики. Фимбрии отходят РѕС‚ поверхности клетки Рё состоят РёР· белка, называемого пилином.

Среди фимбрий разного типа выделяются: фимбрии, ответственные за адгезию, т.е.

прикрепление бактерий Рє поражаемой клетке ( например, пили 1 общего типа – common pili); фимбрии, ответственные Р·Р° питание, РІРѕРґРЅРѕ-солевой обмен; половые ( F-тгили), или РєРѕРЅСЉСЋРіР°-ционные пили.

Обратите внимание

Пили общего типа многочисленны и достигают нескольких сотен в одной клетке.

Термин пили применяется чаще для обозначения особых фимбрий – половых РїРёР» ей, образуемых так называемыми мужскими клетками-донорами, содержащими трансмиссивные плазмиды ( F, R, Col); РёС… количество 1 – 2 РЅР° клетку. Отличительной особенностью половых пилей является взаимодействие СЃ особыми мужскими сферическими бактериофагами.  [30]

Страницы:      1    2    3

Источник: https://www.ngpedia.ru/id563087p2.html

Ссылка на основную публикацию