Строение клетки эукариотов

Цитоплазма – коллоидный р-р аминокислот, углеводов, мин. солей в воде (50-60% объема клетки); вязкость превышает вязкость воды в 800 раз; Митохондрии явл. «силовыми станциями» клетки; Рибосомы – органеллы, в которых происходит синтез белка; Лизосомы содержат ферменты, расщепляют чужие биополимеры, обязательно окружены мембраной (Автолиз – самопереваривание клетки, когда клетка старая: разрушаются мембраны); Аппарат Гольджи – упаковка ненужных в-в и транспорт их из клетки через мембрану;Эндоплазматическая сеть связывает ядро с рибосомами, это сложная сис-ма взаимосвязанных каналов, пронизывающих всю толщу клеток (гладкая, шероховатая – связана с рибосомами). Клетка представляет собой сис-му из 2^х несмешивающихся между собой фаз: водной (цитоплазма со всеми переходами) и мембранной сис-мой (относительно жидкая, липопротеиновая фаза, которая пронизывает всю цитоплазму).

Строение клетки прокариотов

Цитоплазма полужидкая, вязкая, коллоидная масса, в нее входят белки, нуклеиновые к-ты, липиды, вода; Цитоплазматическая мембрана обладает полупроницаемостью, богата липидами и ферментами; Рибосомы – синтез белка; Мезосомы – энергетические процессы: окисление орг. в-в, синтез энергозапасающих в-в (АТФ); различные включения, являющиеся запасными пит. в-вами (гликоген, волютин); Ядро отсутствует, но имеется большое кол-во ядерного в-ва, в частности дезоксирибонуклеиновой к-ты (ДНК); Слизистый чехол(полисахариды) – необязательный компонент клетки, предохраняет от высыхания, от мех-ого повреждения, д-ия хим. агентов и лекарственных в-в; Клеточная стенка (также необязательна) состоит из муреинового комплекса (гликопептиды).

Бактерии

Главным образом одноклеточные, иногда образуют нити и колонии; относятся к растительному миру, но не имеют хлорофилла. Морфология: 1) Шаровидные – кокки (микрококки, диплококки, тетракокки, стрептококки, сарацины стафилококки); 2) Палочковидные - цилиндрические (одиночные, диплобактерии, стрептобактерии); 3) Извитые – изогнутые (вибрионы, спириллы, спирохеты); Некоторые бактерии меняют форму в зав-ти от стадии развития – плеоморфизм. Размножение: путем деления клетки пополам, при этом в средней части клетки образуется перегородка, которая, расщепляясь, разделяет клетку на 2 новые. Спорообразование служит для перенесения неблагоприятных условий; спора покрыта спец. в-вом: дипикалиновой к-той, все в-во сгущается в центре и занимает объем в 10 раз меньше, чем объем самой клетки, в споре мало воды, белок находится в спец. состоянии, спора может выдержать нахождение в H₂SO₄. Вблагопр.условиях споры набухают вследствие поглощения воды и прорастают в вегетативные клетки, происходит растворение или разрыв внешн. оболочки и молодая бактерия выходит наружу. Способы движения 1) Жгутики – спирально извитые тонкие белковые нити, способные сокращаться: а) монотрихи – 1 жгутик, б) лофотрихи – пучком, в) перитрихи – на всей пов-ти тела; 2) Скольжение (по твердому или полутвердому экстракту) – имеется спец. слой белка, который может сокращаться по типу бегущей волны (с выделением слизи или без нее); 3) Таксисы – направленное движение бактерий: а) хемотаксисы – в сторону необходимых пит в-в; б) фототаксисы – к свету; в) аэротаксисы – к кислороду (у аэробных бактерий).

Грамположительные и грамотрицательные бактерии.

По строению клет. стенки и содержанию гликопептида бактерии делятся на грам+ и грам- (обеспечиваются)

Свойства

Гр+

Гр-

Гликопептиды

Тейхоевые к-ты

Фотосинтез

Скольжение

Спорообразов.

Мицелевый рост

Чувсвительность

к антибиотикам

+80

+ 8-20

Классификация бактерий.

Вид Þ род Þ семейство Þ порядок Þ класс. Сущ. естественная (только создается в настоящее время) и искусственная классификация; используется морфо-физиологический метод: 1) морфологические признаки (размер, форма, окраска…), 2) физиологические признаки (тип питания отношения к t^o, O₂, pH, потребность к факторам роста - витамины), 3) культуральные признаки (видно невооруженным глазом при посеве на разные среды), 4) генетические ((А+Т)/(Г+Ц)*100%), 5) гибридизация ДНК, 6) Строение 16S-РНК (небольшие отрезки РНК). Определитель бактерий Берджи: по морфологическим и физиологическим признакам, всего 35 групп бактерий, они разделяются на 4 основные категории:1) Грам- эубактерии, имеющие клеточные стенки; 2) Грам+ --''--; 3) Эубактерии, лишенные клеточных стенок; 4) Архебактерии. Применение: 1) Древнее пр-во пищевых продуктов и напитков, 2) антибиотики и стероидные препараты, 3) получение внеклет. полисахаридов (для переливания крови) Lenconosta mesentraids, 4) получение витаминов «С» Gluconodacter oxydans; «В» Propioni bacterium, 5) растворители (ацетон, бутанол, спирт, орг. к-ты), 6) материалы (смазочные масла Xanthomonas) 7)выщелачиваниеметаллов из бедных руд Thiobacillus ferrooxidans), 8) в с/х пр-во удобрений, борьба с вредителями, 9) энергетика, 10) сбраживание различных отходов, 11) получение биогаза (СН₄ и Н₂), 12) получение микробных биосенсеров и биочипов, 13) охрана окр. среды – переработка отходов, биодеградация ксенобиотиков.

Вирусы.

Группа м/о, не имеющих клет. структуры, отсутствуют ядро, цитоплазма и оболочка; открыты в 1892 г. Д. И. Ивановским.Размерыочень маленькие, проходили в бактериальные фильтры, видно только в электронный микроскоп, размер между мелкой бактерией и крупной белковой молекулой. Признаки: 1) аблигатные паразиты (не могут расти на искусственной среде), 2) не имеют клет. строения (внеклет. форма жизни), 3) отсутствие собственного обмена в-в (нет собственных ферментов), 4) мельчайшие размеры (20-300 нм). Мельчайшая частица вируса наз. вируоном, в виде них вирусы переносятся в орг-мы. Хим. состав – нуклеопротеид (ДНК или РНК, окруженная белковой оболочкой). Размножение включает: 1) прикрепление вирусных частиц к клетке хозяина, 2) проникновение вируса внутрь клетки, 3) внутриклет. размножение вируса, 4) выход частиц вируса из клетки. Форма: сферическая, кубическая, палочковидная. 1) in vivo, 2) метод культивирования в курином бульоне (с 30-х гг.), 3) культивирование в клетках (in vitro) – клетки берут из эмбриональных тканей, 4) культивирование из опухолевых клеток (самый передовой метод) Þ создание противовирусных вакцин.

Бактериофаги

вирусы бактерий. Открыты в 1898 г. Н.Ф.Гамалея. Каждый фаг специфичен для своего вида бактерий. Размеры 0,04 до 0,1 мкм. Состот из: - белковая оболочка; - ДНК; - Внутренний стержень; - Наружный чехол; - Белковые нити. Бактериофаг в природе сущ., но не размножается (зрелый фаг). В клетке хозяина размножается, но не губит ее (профаг). Разрушение (неблагоприяные условия => быстрое размножение фага) вегетативная форма. Фагализис – растворение клетки бактерии бактериофагом. Борьба с фагализисом: соблюдение технологического процесса.

Влияние внешних условий.

Знание условий внешн. среды имеет практическое значение для регулирования жизни м/о. 1) физ-ие (влажность, t^o, р, свет); 2) хим-ие (р-ция среды, О₂, хим. в-ва); 3) биологические (антагонизм, метабиоз). Opt – оптимальные условия; max – max значение факторов, при котором рост еще возможен; min – min --''--. Закон минимума: Если при прочих равных условиях хотя бы 1 фактор будет < min, то рост м/о невозможен. Влажность: микробная жизнь возможна только во влажных условиях (жидкая среда, капельножидкая, твердая с влажной атмосферой), есть формы, устойчивые к высыханию (споры бактерий), высушивание применяется для консервирования продуктов (сухофрукты, сено), т. к. убиваются м/о, при влажности < 35% приостанавливается развитие бактерий, при < 15% - развитие грибов, поэтому высушивают до влажности 12-13%. Температура: 1) психрофилы («любящие холод»); 2) мезофилы («средняя t^o» - основная часть прокариотов opt 30-35^о); 3) термофилы (теплолюбивые) а) собственно термофилы, б) экстратермофилы, в) гипертермофилы.

Энергия: 1) свет (l=760-380 нм): нужен фотосинтезирующим м/о, на некоторые болезнетворные д-ет губительно, 2) уф (l=240 нм) – обработка вакцин и сывороток,стерилизация помещений, т. к. губительно д-ет на бактерии, 3) ионизирующее излучение (l<10 нм): мутации, гибель орг-ов, устойчивые – Thiobacillus ferroxidans (уран. руда), Mioroccus radiodurans, 4) инфракрасное излучение (l>760 нм) – тепло. Ультразвук: частота 20000 Гц разрушает клет. структуры, в первую очередь белковые, обладает бактерицидным д-ем Þ применяется для стерилизации

Влияние хим. факторов.

1) рН: [Н⁺] и [ОН^-]; влияние растворимость в-в и поступление их в орг-м; а) боль-во бактерий нейтрофилы, б) при рН=2-3 – ацидофилы (живут в болотах и кислых озерах, горячие кислые источники - Thiobacillus), в) при рН>9 алкафилы; 2) О₂: а) облигатные (строгие) аэробы – боль-во орг-ов нуждаются в О₂, б) облигатные анаэробы – О₂ явл. ядом, в) эффект Пастера (дрожжи) – способны переходить от анаэробного к аэробному состоянию при доступе О₂, г) факультативные аэробы – треб. не очень много О₂, д) факультативные анаэробы – О₂ не нужен для жизни, но не явл. ядом; 3) конц. хим. в-в: очень высокая конц. даже полезных в-в явл. нежелательными, приводит к гибели (обезвоживание клетки и т. д.) осмофилы (приспособились к выс. конц.) а) галофилы (любят соль NaCl 3-5% могут размножаться в мертвом море), б) любят сахар (70-80%) размножаются в меде, в варенье. Ag⁺> Hg⁺> Cu²⁺> Pb²⁺> Ni⁺> Cr³⁺> Zn²⁺ Антиокислители – ядовиты для аэробов: фенолы, хиноны, аром. амины. М/о быстро привыкают к вредным в-вам, создаются устойчивые формы.Антисептики – губительно д-ют на м/о, применяются для обеззараживания. Д-ие зависит от конц., природы в-ва и продолжительности д-ия. а) неорг. соли тяж. металлов, галогены, хлорная известь, йод,KMnO₄,H₂O₂, ; жидкий хлор (для воды), б) орг-ие антисептики растворяют мембраны – этиловый и пропиловый спирт (70%); фенолы – карболовая к-та, формальдегид (формалин). Делают перевязочные ткани, одежду мед. персонала, ткань пропитывают антисептиком.

Влияние биол. факторов

Проявл. во взаимоотношениях между м/о. 1) Конкуренция (антагонизм – использ. спец. хим. в-во Z. B. антибиотик, бль-во м/о-антогонистов находится в почве) 2) Кооперация (а) Симбиоз: паразитизм выгода для одного, вред для другого; коменсализм – выгодно одному, другому безразлично; б) Метабиоз – последовательное разложение – один продукт явл. субстратом для одной группы, их продукт субстратом для след. и т. д. Z.B. разложение целлюлозы)