Нуклеоид (бактериальная хромосома, кольцевая ДНК)

Генетический материал бактериальной клетки представлен одиночной кольцевой молекулой ДНК (нуклеоидом). Нуклеоид является аналогом ядра. Он расположен в центре клетки. В нем локализована ДНК — носитель наследственной информации в свернутом виде. Она не защищена от внутреннего содержимого клетки. Раскрученная ДНК достигает в длину 1 мм.  Количество генов бактериальной клетки во много раз меньше количества генов у эукариотической клетки, а следовательно, и меньше объем генетической информации.Иногда для обозначения бактериальных хромосом, чтобы подчеркнуть их отличия от эукариотических, используют термин генофор. Отдельная клетка может содержать лишь 80 % от суммы генов, имеющихся во всех штаммах её вида (т. н. «коллективный геном»).

Ядерное вещество бактерий (ДНК) не делится митозом. Перед делением нуклеотид удваивается. Бактериальная хромосома представлена обычно в единственном экземпляре, то есть практически все прокариоты гаплоидны, хотя в определённых условиях одна клетка может содержать несколько копий своей хромосомы, а Burkholderiacepacia имеет три разных кольцевых хромосомы (длиной 3,6; 3,2 и 1,1 млн пар нуклеотидов).

Рис. 28. На фото срез бактериальной клетки. В центральной части виден нуклеотид.

Плазмиды

Плазмиды представляют собой автономные фрагменты молекулы, свернутые в кольцо, двунитевой ДНК. Их масса значительно меньше массы нуклеотида. Несмотря на то, что в ДНК плазмид закодирована наследственная информация, они не являются жизненно важными и необходимыми для бактериальной клетки.Плазмиды могут быть настолько велики, что становятся неотличимы от хромосомы, но содержат дополнительные гены, необходимые лишь в специфических условиях.Специальные механизмы распределения обеспечивают сохранение плазмиды в дочерних клетках так, как они теряются. Специфичность плазмид может быть весьма разнообразной: от присутствия лишь у одного вида-хозяина до плазмид, встречающихся почти у всех грамотрицательных бактерий. В плазмидах кодируются механизмы устойчивости к антибиотикам, разрушения специфических веществ и т. д., nif-гены, необходимые для азотфиксации, также находятся в плазмидах.

Рис. 29. На фото бактериальная плазмида. Фото сделано с помощью электронного микроскопа.

Рибосомы

Рибосомы бактериальной клетки участвуют в синтезе белка из аминокислот. Рибосомы бактериальных клеток не располагаются на стенках эндоплазматической сети, как у клеток, имеющих ядро. Бактериальные рибосомы мельче, чем эукариотические (70S).  Именно рибосомы часто становятся «мишенью» для многих антибактериальных препаратов.

Включения

Включения — продукты метаболизма ядерных и безъядерных клеток. Представляют собой запас питательных веществ. Многие включения представляют собой источники углерода или энергии. При благоприятных условиях микроорганизм формирует подобный запас во внутриклеточном пространстве, который расходует при наступлении неблагоприятных условий.

 Включения часто при окраске приобретают иной вид, чем цвет красителя. По валютину можно диагностировать дифтерийную палочку.

Включения, содержащие питательные вещества, принадлежат к гранулярному типу соединений.

 По своему составу могут подразделяться на:

· полисахариды – гранулеза (крахмал), гликоген;

· волютин (гранулы метахроматина) – содержит полиметафосфат;

· жировые капли;

· капли серы.

Именно включения низкомолекулярных образований приводят к возникновению различных значений осмотического давления цитоплазмы бактерии и наружной среды.