Клеточная стенка способ обнаружения

Таблица микробиология(строение бактерии)

Особенности строения бактериальной клетки.

Ригидные свойства клеточным стенкам придаёт пептидогликан.

У грамположительных бактерий наружный слой клеточной стенки содержит липопротеиды, гликопротеиды, тейхоевые кислоты, у них отсутствует липополисахаридный слой.

Многослойный пептидогликан (муреин, мукопептид) 40-90 % массы. Глицерофасфат, рибитолофосфат, липотейховые , тейовые и тейхуриновые кислоты, полисахариды , липиды , белки.

S- слой содержащий гликопротеиновые и протеиновые молекулы .

У грамотрицательных бактерий наружный пластический слой четко выражен, содержит липопротеиды, ипополисахаридный слой, состоящий из липида А (эндотоксина) и полисахарида (О-антигена). Внутренний слой наружной мембраны представлен фосфолипидами

Клеточная стенка имеет два слоя:

1) наружный – пластичный;

2) внутренний – ригидный

Пептидогликан представлен параллельно расположенными молекулами гликана, состоящего из повторяющихся остатков N-ацетилглюкозомина и N- ацетилмурамовой кислоты, соединённой гликозидной связью . Эти связи разрывает лизоцим.

Клеточная стенка- ригидное защитное образование, обеспечивающие взаимодействие с факторами окружающей среды 1) защитную, осуществление фагоцитоза;

2) регуляцию осмотического давления;

4) принимает участие в процессах питания деления клетки;

5) антигенную (определяется продукцией эндотоксина– основного соматического антигена бактерий);

6) стабилизирует форму и размер бактерий;

7) обеспечивает систему коммуникаций с внешней средой;

8) косвенно участвует в регуляции роста и деления клетки.

Клеточная стенка при обычных способах окраски не видна, но если клетку поместить в гипертонический раствор (при опыте плазмолиза), то она становится видимой.

При окраске по Грамму многослойный пептидогликан удерживает комплекс красителей в виде генциафиолетового и йода : при кратковременной обработке спиртом бактерии остаются окрашенными в сине-фиолетовый цвет . Наоборот грамотрицательные бактерии обесвечиваются спиртом ,поэтому последующая обработка мазка водным фуксином или сафарином окрашивает бактерии в красный цвет.

Имеет обычное строение: два слоя фосфолипидов (25–40 %) , поверхностные и интегральные белки.

По структуре она похожа на плазмолемму клеток животных и состоит из двойного слоя липидов , главным образом фосфолипидов , с внедрёнными поверхностными , а так же интегральными белками, как бы пронизывающими насквозь структуру мембраны.

Она обладает избирательной проницаемостью, принимает участие в транспорте питательных веществ, выведении экзотоксинов, энергетическом обмене клетки, является осмотическим барьером, участвует в регуляции роста и деления, репликации ДНК, является стабилизатором рибосом.

При электронном микрокопировании ультратонких срезов представляет собой трехслойную мембрану( 2 темных слоя по 2,5 нм разделены светлым –промежуточным.

Растворимые белки , рибонуклеиновые кислоты , включения и многочисленные мелкие гранул –рибосом, ответственных за синтез белков. Гликоген, полисахариды , бетаоксимаслянная кислота, полифосфаты(волютин), вода 50-60%.

Имеет жидкую структуру в которой находится её компоненты представленные различными включениями в виде гранул гликогена , полисахаридов и полифосфатов.

1)объединение всех компонентов клетки в единую среду

2)среда для прохождения химических реакций

3)среда для существования и функционирования органоидов.

Легко выявляется с помощью выявляется с помощью специальных методов окраски (например по Нейссеру) в виде метахроматических гранул.

Метод окраски по Нейссеру

Двунитевая ДНК замкнутая в кольцо

Нуклеоид- эквивалент ядра у бактерий . Он расположен в центральной зоне бактерий в виде двунитевой ДНК, замкнутой в кольцо и плотно уложенной в клубок.

Участвует в делении клетки , а так же хранит и передаёт наследственную информацию.

Нуклеоид выявляется в световом микроскопе после окраски специфическими для ДНК методами по Фельгену или Романовскому-Гимзе.

Метод окраски по Фельгену или Романовскому –Гимзе.

Ковалентно замкнутые кольца ДНК.

Внехромосомные факторы наследственности –представляющие собой ковалентно замкнутые кольца ДНК., расположенные в цитоплазме или интегрированные с хромомсомой.

Устойчивость к антибиотикам (R плазмиды) , способность к передаче наследственного материала при конъюгации(F плазмиды) , продукция бактериоцинов, в частности колицинов , подавляющих рост других бактерий (Col плазмиды).

Выявляется с помощью специальных методов окраски.

Метод Фельгена . Подготовка реактива Шифа . Получаем окраску в красный цвет.

рибонуклеиновые кислоты (РНК) 16S pPHK (входящую в состав малой субъединицы) и 23SрРНК (входящую в состав большой субъедин. Белок.

Рибосомы бактерий имеют размер около 20нм и коэфицент седиментации 70S.Могут диссоциировать на 2 субъединицы 50S и 30S.

На рибосомах происходит синтез белка и полипептидных молекул..

Микроскопическое исследование с помощью электронного микроскопа.

Капсула, микрокапсула, слизь.

Слизь: мукойдные полисахариды не имеющие четких внешних границ.

Капсула- слизистая структура толщиной более 0,2 мкм, прочно связанная с клеточной стенкой бактерий и имеющая четко очерченные внешние границы. Капсула гидрофильна , включает большое количество воды.

Капсула и слизь предохраняет бактерии от повреждений , высыхания , так как , являясь гидрофильными хорошо связывают воду , препятствуют действию защитных факторов макроорганизмов гликокаликсом.

Капсула выявляется при специальных методах окраски мазка по Бурри-Гинсу. Создающих негативное контрастирование веществ капсулы: тушь создаёт тёмный фон вокруг капсулы.

Метод окраски по Бурри-Гинсу.

Белок Флаггелин являющимся антигеном – так называемый H -антиген.

Это особые белковые выросты на поверхности бактериальной клетки, содержащие белок – флагелин. Количество и расположение жгутиков может быть различным. Толщина 12-20нм, длина 3-15мкм.Состоят из трёх частей, спиралевидной нити , крюка и базального тельца , содержащего стержень со специальными дисками. Дисками жгутики прикреплены к цитоплазматической мембране и клеточной стенке.

Обеспечение подвижности бактериальной клетки. Механизм вращения обеспечивает протонная АТФ-синтетаза. Скорость вращения жгутика может достигать 100 об/сек.

Жгутики выявляются с помощью электронной микроскопии препаратов, напыленных тяжелыми металлами , или в световом микроскопе после обработки специальными методами, основанными на протравливании и адсорбции различных веществ, приводящих к увеличению толщины жгутиков. Например , после серебрения .

Метод окраски по Леффлеру. Различные оттенки от жёлтого до тёмно-коричневого. Препарат висячей капли. Электронограмма бактерии, напыление металлом.

Ворсинки или Пили

Нитевидные образования , более тонкие и короткие чем жгутики. Пили отходят от поверхности клетки и состоят из белка пилина , обладающего антигенной активностью. Различают пили , ответственные за прикрепление, питание , водосолевой обмен и половые. Несколько сотен пили на клетку.

Различают пили , ответственные за прикрепление, питание , водосолевой обмен и половые пили. Многие пили являются рецепторами для бактериофагов.

Фазово-контрастная микроскопия препаратов.

По методу Морозова.

Дипилоколинат кальция (оболочка),липопротеины, кератиноподобные белки, 3глицеринфосфат (энергия вместо АТФ)

Форма спор может быть овальной , шаровидной, расположение –терминальное , субтерминальное и центральное. Снаружи спора имеет тонкий экзоспориум, под которым расположена оболочка споры ,а под ней кортекс, состоящий из пептидогликана .Внутри кортекса находится клеточная стенка спор.

Споры образуются при неблагоприятных условиях, УФ-облучение, дефицит питательных веществ. Защитная функция.

Для обнаружения используют специальные методы окраски.

Споры кислотоустойчивы по этому окрашиваются по методу Ауески или по методу Циля-Нельсена в красный, а вегетативная клетка в синий цвет.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник

Клеточная стенка бактерии

Клеточная стенка бактерии – тонкая бесцветная структура, покрывающая клетку снаружи. На ее долю приходится от 5 до 50 % сухого вещества клетки [2] .

Клеточная стенка – обязательный структурный элемент бактериальной клетки, за исключением микоплазм и L-форм. У большинства бактерий клеточная стенка невидима в обычный микроскоп без специальной обработки. У крупных форм, в частности, у серобактерий, стенки заметны отчетливо. При помещении клеток в 1–2 %-ный гипертонический раствор NaCl или раствор глюкозы, происходит пазмолиз и контуры клеточной стенки приобретают четкость. В этом случае она хорошо видна при фазово-контрастной микроскопии [2] [1] .

Микрофотография клетки бактерии
Xylella fastidiosa – возбудитель бактериального
ожога листьев

Строение клеточной стенки

По строению клеточных стенок бактерии делят на две большие группы: грамположительные бактерии и грамотрицательные бактерии. Окраска бактерий по Граму позволяет экспериментально разделить бактерии на эти две группы [1] .

Строение и отличие клеточных стенок грамположительных бактерий и грамотрицательных бактерий рассмотрено в одноименных статьях.

Химический состав клеточной стенки

Основной компонент клеточной стенки большинства бактерий – муреин. Он относится к классу пептидогликанов [1] .

Муреин – это гетерополимер. Его основа – неразветвленные гетерополимерные цепочки, состоящие из чередования остатков N-ацетилглюкозамина и N—ацетилмурамовой кислоты, которые соединены между собой β-1,4-гликозидными связями [1] .

Остатки N-ацетилмурамовой кислоты лактильными группами соединены при помощи пептидной связи с аминокислотами. В составе муреина обнаружены следующие аминокислоты: L-аланин, мезо-диаминопимелиновая кислота и D-аланин, D-глутаминовая кислота. Диаминопимелиновая кислота находится в мезоформе [1] .

У некоторых бактерий мезо-диаминопимелиновая кислота может быть заменена на L- или D-орнитин, или 2,4-диаминомасляную кислоту, или гомосерин, или гидроксилизин. Все аминокислоты, включая мезо-диаминопимелиновую, играют важную роль в формировании межмолекулярных сшивок, поскольку в образовании пептидных связей принимают участие обе аминогруппы. Таким образом, две гетерополимерные цепи муреина связываются между собой и образуют мешкообразную гигантскую молекулу – муреиновы мешок. Эта молекула выполняет функцию опорного каркаса клеточной стенки [1] .

Строение клеточной стенки и ее химический состав являются постоянной характеристикой для определенного вида бактерий. Эти характеристики служат важным диагностическим признаком, использующимся для идентификации бактерий [1] .

Особенности клеточных стенок бактерий и их значение

Клеточные стенки бактерий, в отличие от клеточных стенок эукариот содержат особые структурные элементы:

• чередующиеся последовательности N-ацетилглюказамина и N-ацетилмурамовой кислоты;
• мезо-диаминопимелиновая кислота, D-формы аланина и гутаминовой кислоты [1] .

Данные структурные элементы являются слабым местом бактерий и используются в борьбе с вызываемыми ими инфекциями. Для этого применяют лекарственные препараты, воздействующие только на клеточные стенки бактерий или на процесс их синтеза, но не оказывающие влияния на клетки растений, человека и животных [1] .

Функции клеточной стенки

Клеточная стенка бактерии выполняет ряд важных функций:

• механическая защита от воздействия негативных факторов окружающей среды;
• обеспечивает форму клетки;
• обеспечивает возможность существования клетки в гипотонических растворах;
• обеспечивает осуществление транспорта веществ и ионов, что характерно для грамотрицательных бактерий с наружной мембраной, являющейся дополнительным барьером для их поступления. При этом основной барьер – цитоплазматическая мембрана;
• препятствует проникновению в бактериальную клетку токсических веществ, что также характерно для грамотрицательных бактерий с наружной мембраной;
• клеточная стенка является местом расположения рецепторов, на которых адсорбируются бактериоцины и бактериофаги;
• в клеточной стенке содержаться антигены (липополисахариды у грамотрицательных бактерий и тейховые кислоты у грамположительных бактерий);
• на клеточной стенке расположены рецепторы, которые отвечают за взаимодействие клеток донора и реципиента при конъюгации бактерий[1] .

Одновременно отмечается, что клеточная стенка у бактерий не является жизненно важной структурой, поскольку может быть удалена в определенных условиях. В этом случае бактериальные клетки существуют в виде сферопластов и протопластов [1] .

Источник

Метод выявления клеточной стенки : Метод Пешкова

Вопрос 7. Клеточная стенка бактерий: особенности строения у грамположительных и грамотрицательных бактерий, функции, методы выявления. Особенности строения клеточной стенки кислотоустойчивых бактерий. L-формы бактерий.

Ответ:

o Клеточная стенка.Располагается над ЦПМ.

▪ КС обеспечивает постоянную форму клетки, механическую и осмотическую защиту, взаимосвязь с окружающей средой, несет рецепторы для бактериофагов.

▪ Отдельные соединения в составе КС обладают целым спектром иммунобиологических свойств: участвуют в адгезии, угнетении фагоцитоза, обладают иммуномодулирующей активностью и т.д.

▪ Химический состав и строение клеточной стенки постоянны и являются важным таксономическим признаком.

o В зависимости от строения клеточной стенки прокариоты, относящиеся к эубактериям, делятся на две большие группы: грамположительные и грамотрицательные бактерии.

▪ Основа —пептидогликан, обеспечивающий ригидность и эластичность КС.

▪ Структура: N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединенных между собой посредством гликозидных связей.

▪ К каждому остатку N-ацетилмурамовой кислоты присоединен короткий пептид из 4-5 аминокислот.

▪ Две особенности пептидного хвоста заслуживают внимания: наличие аминокислот в D-форме (неприродная конфигурация) и высокое содержание аминокислот с двумя аминогруппами. Это имеет принципиальное значение для пространственной организации пептидогликана. Обе аминогруппы этих аминокислот могут участвовать в образовании пептидных связей.

▪ У грамположительных эубактерий он составляет основную массу вещества клеточной стенки (от 40 до 90%), у грамотрицательных — содержание пептидогликана значительно меньше (1—10%).

▪ Функции клеточной стенки:

▪ -Обусловливает форму клетки.

▪ -Защищает клетку от механических повреждений извне и выдерживает значительное внутреннее давление.

▪ -Обладает свойством полупроницаемости, поэтому через нее избирательно проникают из среды питательные вещества.

▪ -Несет на своей поверхности рецепторы для бактериофагов и различных химических веществ.

o Особенности строения КС Гр+

▪ Клеточная стенка грамположительных бактерий достаточно плотно прилегает к ЦПМ.

▪ Пептидные сшивки в пептидогликане обеспечивают его трехмерную пространственную организацию.

▪ Многослойный пептидогликан пронизывают тейхоевые кислоты – полифосфатные соединения на основе рибитола или глицерина.

▪ Тейхоевые кислоты ковалентно могут соединяться с N-ацетилмурамовой кислотой (собственно тейхоевые или стеночные) или с гликолипидом ЦПМ (липотейхоевые).

▪ Свободные гидроксилы фосфорной кислоты придают тейхоевой кислоте свойства полианиона, определяющего поверхностный заряд клетки.

o Особенности строения КС Гр-

▪ Пептидогликан образует только тонкий внутренний слой клеточной стенки, неплотно прилегающий к ЦПМ.

▪ У большинства видов пептидогликан образует одно- или двухслойную структуру, характеризующуюся весьма редкими поперечными связями между гетерополимерными цепями.

▪ Снаружи от пептидогликана располагается дополнительный слой клеточной стенки — наружная мембрана. Она состоит из фосфолипидов, типичных для элементарных мембран, белков, липопротеина и липополисахарида (ЛПС).

▪ ЛПС сложного молекулярного строения, занимает около 30—40% поверхности наружной мембраны и является ее важнейшим компонентом.

Методом выявления клеточной стенки является метод Пешкова (КС –красная; цитоплазма –розовая), по Грамму-тип стоения клеточной стенки.

1.мазок протравливать в 10% растворе танина 6-8 мин

3.окрашивать водным раствором фуксина 30-60 сек

Сущность метода: танин уплотняет клеточную стенку бактерий , и большая часть фуксина задерживается в ней

Цель:выявление клеточной стенки. КС — красная, цитоплазма -розовая

o Особенности клеточной стенки кислотоустойчивых бактерий

o Клеточная стенка кислотоустойчивых бактерий содержит большое количество липидов и восков, делающих их устойчивыми к последующему после окрашивания обесцвечиванию кислотами, щелочами или этанолом (например, виды Mycobacterium или Nocardia). Для их окраски применяют метод Циля-Нильсена.

o L-формы

▪ Если бактерии частично или полностью утратили клеточную стенку, но сохранили способность к размножению, они называются L-формами.

▪ L-формы бактерий образуются под воздействием препаратов, ингибирующих синтез пептидогликана (антибиотик пенициллин) или разрушающих пептидогликан (лизоцим).

▪ Изучают L-формы в фазово-контрастном микроскопе

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник