Слои за пределами клеточной стенки

Что мы узнали о слоях клеток?

Все клетки имеют клеточную мембрану. У большинства бактерий есть клеточная стенка. Но есть пара дополнительных слоев, которые бактерии могут иметь, а могут и не иметь. Они могут быть обнаружены за пределами как клеточной мембраны, так и клеточной стенки, если они присутствуют.

Капсула

Бактериальная капсула - это полисахаридный слой, полностью покрывающий клетку. Он хорошо организован и плотно упакован, что объясняет его устойчивость к окрашиванию под микроскопом. Капсула обеспечивает защиту клетки от множества различных угроз, таких как высыхание, гидрофобные токсичные материалы (например, детергенты) и бактериальные вирусы. Капсула может усиливать способность бактериальных патогенов вызывать заболевание и обеспечивать защиту от фагоцитоза (поглощения лейкоцитами, известными как фагоциты). Наконец, это может помочь в прикреплении к поверхностям.

Слизистый слой

Слой бактериальной слизи похож на капсулу тем, что он обычно состоит из полисахаридов и полностью окружает клетку. Он также обеспечивает защиту от различных угроз, таких как обезвоживание и антибиотики. Он также может обеспечить прилегание к поверхностям. Итак, чем он отличается от капсулы? Слой слизи представляет собой рыхлый неорганизованный слой, который легко отделяется от клетки, которая его создала, в отличие от капсулы, которая прочно интегрируется вокруг стенки бактериальной клетки.

S-слой

Некоторые бактерии имеют высокоорганизованный слой, состоящий из секретируемых белков или гликопротеинов, которые самостоятельно собираются в матрицу на внешней части клеточной стенки. Этот регулярно структурированный S-слой закреплен на клеточной стенке, хотя официально он не считается частью клеточной стенки у бактерий. S-слои играют очень важную роль для бактерий, у которых они есть, особенно в областях роста и выживания, а также целостности клеток.

 S-слои помогают поддерживать общую жесткость клеточной стенки и поверхностных слоев, а также форму клеток, которые важны для воспроизводства. S-слои защищают клетку от изменений иона / pH, осмотического стресса, вредных ферментов, бактериальных вирусов и хищных бактерий. Они могут обеспечивать адгезию клеток к другим клеткам или поверхностям. Для патогенных бактерий они могут обеспечить защиту от фагоцитоза.

Структуры вне клеточной стенки

Бактерии также могут иметь структуры за пределами клеточной стенки, часто связанные с клеточной стенкой и / или клеточной мембраной. Строительные блоки для этих структур обычно создаются внутри клетки, а затем секретируются через клеточную мембрану и клеточную стенку для сборки снаружи клетки.

Фимбрии

Фимбрии - это тонкие нитчатые отростки, которые отходят от клетки, часто десятками или сотнями. Они состоят из белков пилина и используются клеткой для прикрепления к поверхностям. Они могут быть особенно важны для патогенных бактерий, которые используют их для прикрепления к тканям хозяина.

Пили

Пили очень похожи на фимбрии (в некоторых учебниках эти термины используются как синонимы), поскольку они представляют собой тонкие нитчатые отростки, отходящие от клетки и состоящие из белков пилина. Пили также можно использовать для прикрепления как к поверхностям, так и к клеткам-хозяевам, таким как клетки Neisseria gonorrhea, которые используют свои пили для захвата сперматозоидов для передачи следующему человеку-хозяину.

Пили обычно длиннее, чем фимбрии, всего 1-2 на каждой клетке, но этого вряд ли достаточно, чтобы разделить эти две структуры. Это действительно сводится к тому факту, что некоторые определенные пили участвуют в функциях, выходящих за рамки прикрепления. Конъюгативные пили участвуют в процессе, известном как конъюгация, который позволяет переносить небольшой фрагмент ДНК от клетки-донора к клетке-реципиенту. Пили типа IV играют роль в необычном типе моторики, известном как подергивающаяся моторика, когда пили прикрепляются к твердой поверхности, а затем сокращаются, толкая бактерии вперед резкими движениями.

Жгутики

Подвижность бактерий обычно обеспечивается структурами, известными как жгутики. Жгутик бактерий отличается по составу, структуре и механике от жгутика эукариот, который действует как гибкий хлыстоподобный хвост, использующий микротрубочки, которые питаются от АТФ. Жгутик бактерий жесткий по своей природе, работает больше как гребной винт на лодке и приводится в действие энергией движущей силы протонов.

 Жгутик бактерий состоит из трех основных компонентов:

филамент - длинный тонкий отросток, отходящий от поверхности клетки. Нить состоит из белка флагеллина и является полой. Белки флагеллина транскрибируются в цитоплазме клетки и затем транспортируются через клеточную мембрану и клеточную стенку. Бактериальная нить жгутика растет из его кончика (в отличие от волос на вашей голове), добавляя все больше и больше единиц флагеллина, чтобы увеличить длину, пока не будет достигнут правильный размер. Единицы флагеллина закрепляются за белковой крышкой.

крючок - это изогнутая стяжка, которая прикрепляет нить к жгутиковому мотору.

мотор - роторный мотор, охватывающий как клеточную мембрану, так и клеточную стенку, с дополнительными компонентами для грамотрицательной внешней мембраны. Двигатель состоит из двух компонентов: основного корпуса, обеспечивающего вращение, и статора, обеспечивающего крутящий момент, необходимый для вращения. Базальное тело состоит из центрального стержня, окруженного белковыми кольцами: два - у грамположительных бактерий и четыре - у грамотрицательных бактерий. Статор состоит из белков Mot, которые окружают кольцо (а), встроенное в клеточную мембрану.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Левинсон У. Медицинская микробиология и иммунология, 2015

2. Саидов М.С. Медицинская микробиология и вирусология, 2014

3. Воробьев А.А. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии, 2003

4. Литусов Н. В. - Общая микробиология

5. Рыбальченко О.В., Орлова О.Г. Практические занятия по курсу Микробиология, вирусология и иммунология, 2018

6. Лекции

7. https://open.oregonstate.education/generalmicrobiology/chapter/bacteria-surface-structures/

 

СПИ