Бактериальная клеточная стенка. Поверхностные структуры бактерий.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

                       МЕДИЦИНСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

                               КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИА

                 Зав. Кафедрой профессор Рыбальченко Оксана Владимировна

 

 

                                              Учебная дисциплина

               МИКРОБИОЛОГИЯ, ВИРУСОЛОГИЯ И ИММУНОЛОГИЯ

 

 

                                                            реферат  

Бактериальная клеточная стенка. Поверхностные структуры бактерий.

                                                               исполнитель: Калумбва Хегра. 203гр

                                                               руководитель проф. Пученко О.В

 

 

                                                                                                                                           23/11/2021

                                       

                                         Санкт-петербург

                                                     2021г

 

ОГЛАВНЕНИЕ

Что такое клеточная стенка?.................................................................3

Функция бактериальной клеточной стенки………………………………………3

ТИПЫ БАКТЕРИАЛЬНЫЕ КЛЕТОЧНЫЕ СТЕНКИ……………………………………4

Грамположительные клеточные стенки………………………………4

Грамотрицательные клеточные стенки……………………………….5

Окраска по граму…………………………………………………………………………………6

Поверхностные структуры бактерии…………………………7

Слои за пределами клеточной стенки………………………………….7

Структуры вне клеточной стенки………………………………………8

Сисок литературы……………………………………………………….11

 

 

 

           

Бактериальная клеточная стенка.

Что такое клеточная стенка?

Клеточная стенка не только бактерий, но и всех организмов находится вне клеточной мембраны. Это дополнительный слой, который обычно обеспечивает некоторую прочность, которой не хватает клеточной мембране, благодаря полужесткой структуре.

 

Функция бактериальной клеточной стенки

Стенка бактериальной клетки также выполняет несколько функций, помимо обеспечения общей прочности клетки. Это также помогает поддерживать форму клетки, что важно для того, как клетка будет расти, воспроизводиться, получать питательные вещества и двигаться. Он защищает клетку от осмотического лизиса, когда клетка перемещается из одной среды в другую или переносит питательные вещества из окружающей среды. Поскольку вода может свободно перемещаться как через клеточную мембрану, так и через клеточную стенку, клетка подвержена риску осмотического дисбаланса, который может оказывать давление на относительно слабую плазматическую мембрану. Исследования фактически показали, что внутреннее давление ячейки похоже на давление внутри полностью накачанной автомобильной шины. Плазматическая мембрана должна выдержать такое большое давление! Клеточная стенка может не пропускать определенные молекулы, такие как токсины, особенно грамотрицательные бактерии. И, наконец, стенка бактериальной клетки может вносить вклад в патогенность или способность клетки вызывать заболевания в отношении определенных бактериальных патогенов.

 

 

Типы клеточных стенок бактерий

Важно отметить, что не все бактерии имеют клеточную стенку. При этом важно также отметить, что большинство бактерий (около 90%) имеют клеточную стенку, и они обычно имеют один из двух типов: грамположительная клеточная стенка или грамотрицательная клеточная стенка.

Окраска по Граму

Окрашивание по Граму или окрашивание по Граму, также называемое методом Грама, представляет собой метод окрашивания, используемый для классификации видов бактерий на две большие группы: грамположительные бактерии и грамотрицательные бактерии. Название происходит от датского бактериолога Ганса Христиана Грама, который разработал эту технику.

  Окрашивание по Граму позволяет дифференцировать бактерии по химическим и физическим свойствам их клеточных стенок. Грамположительные клетки имеют толстый слой пептидогликана в клеточной стенке, который сохраняет первичное окрашивание - кристаллический фиолетовый. Грамотрицательные клетки имеют более тонкий слой пептидогликана, который позволяет кристаллическому фиолетовому вымываться при добавлении этанола. Они окрашиваются в розовый или красный цвет из-за контрастного красителя, обычносафранина или фуксина. Раствор йода Люголя всегда добавляют после добавления кристаллического фиолетового для усиления связи пятна с клеточной мембраной. Окрашивание по Граму почти всегда является первым шагом в предварительной идентификации бактериального организма. Хотя окрашивание по Граму является ценным диагностическим инструментом как в клинических, так и в исследовательских целях, не все бактерии могут быть окончательно классифицированы с помощью этого метода. Это дает начало группам с граммовой переменной и грамм-неопределенным.

Механизм окрашивания

Грамположительные бактерии имеют толстую сетчатую клеточную стенку из пептидогликана (50–90% клеточной оболочки) и в результате окрашиваются в пурпурный кристаллический фиолетовый, тогда как грамотрицательные бактерии имеют более тонкий слой (10% клеточной оболочки). конверт), поэтому не оставляют пурпурных пятен и окрашиваются в розовый цвет сафранином. Есть четыре основных этапа окрашивания по Граму:

1. Нанесение первичного красителя (кристаллический фиолетовый) на закрепленный нагреванием мазок бактериальной культуры.Термофиксация убивает некоторые бактерии, но в основном используется для прикрепления бактерий к предметному стеклу, чтобы они не смывались во время процедуры окрашивания.

2. Добавление йода, который связывается с кристаллическим фиолетовым и удерживает его в клетке.

3. Быстрое обесцвечивание этанолом или ацетоном

4. Контрастное окрашивание сафранином. Карболфуксин иногда заменяют сафранином, поскольку он более интенсивно окрашивает анаэробные бактерии, но его реже используют в качестве контрастного красителя.

 

    Поверхностные структуры бактерии

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.

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

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

                       МЕДИЦИНСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

                               КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИА

                 Зав. Кафедрой профессор Рыбальченко Оксана Владимировна

 

 

                                              Учебная дисциплина

               МИКРОБИОЛОГИЯ, ВИРУСОЛОГИЯ И ИММУНОЛОГИЯ

 

 

                                                            реферат  

Бактериальная клеточная стенка. Поверхностные структуры бактерий.

                                                               исполнитель: Калумбва Хегра. 203гр

                                                               руководитель проф. Пученко О.В

 

 

                                                                                                                                           23/11/2021

                                       

                                         Санкт-петербург

                                                     2021г

 

ОГЛАВНЕНИЕ

Что такое клеточная стенка?.................................................................3

Функция бактериальной клеточной стенки………………………………………3

ТИПЫ БАКТЕРИАЛЬНЫЕ КЛЕТОЧНЫЕ СТЕНКИ……………………………………4

Грамположительные клеточные стенки………………………………4

Грамотрицательные клеточные стенки……………………………….5

Окраска по граму…………………………………………………………………………………6

Поверхностные структуры бактерии…………………………7

Слои за пределами клеточной стенки………………………………….7

Структуры вне клеточной стенки………………………………………8

Сисок литературы……………………………………………………….11