Бактериальная клетка – это прокариотическая клеточная структура, характеризующаяся отсутствием ядра и мембранных органелл, обладающая клеточной стенкой из пептидогликана и содержащая генетический материал в виде нуклеоида.
Основные компоненты бактериальной клетки
| Компонент | Структура | Функция |
|---|---|---|
| Клеточная стенка | Многослойный пептидогликан (муреин) | Поддержание формы, защита от осмотического лизиса |
| Цитоплазматическая мембрана | Липидный бислой с встроенными белками | Контроль транспорта веществ, энергетический метаболизм |
| Цитоплазма | Гелеобразная среда, содержащая рибосомы и ферменты | Метаболические реакции, синтез белка |
| Нуклеоид | ДНК в виде кольцевой молекулы | Хранение и передача генетической информации |
| Рибосомы | Субединицы 70S (50S + 30S) | Сборка полипептидных цепей |
| Пили (Fimbriae) | Тонкие белковые нити на поверхности | Прикрепление к клеткам хозяина |
| Жгутики | Структуры из белка флагеллина | Подвижность и хемотаксис |
1. Клеточная стенка
Клеточная стенка у бактерий состоит прежде всего из пептидогликана, образованного гликозидными цепями и пептидными мостиками.
Различают два основных типа оболочки:
- Грамположительные бактерии – толстый слой пептидогликана (20–80 нм).
- Грамотрицательные бактерии – тонкий слой пептидогликана (2–7 нм) и внешний мембранный слой с липополисахаридами.
2. Цитоплазматическая мембрана
Мембрана содержит транспортные белки-переносчики и системы выработки АТФ.
Она обеспечивает избирательный транспорт веществ и создаёт градиент ионов.
3. Цитоплазма
Цитозоль содержит раствор белков, нуклеиновых кислот и метаболитов.
В нём происходит основная часть анаболических и катаболических реакций.
4. Нуклеоид
Нуклеоид представляет собой компактную область, где находится кольцевая ДНК.
Нет ядерной мембраны – транскрипция и трансляция могут быть сопряжены во времени.
5. Рибосомы
Рибосомы 70S формируются из двух субъединиц 50S и 30S.
Они отвечают за синтез белка на основе мРНК.
6. Пили и жгутики
Пили обеспечивают адгезию к поверхностям и горизонтальный перенос генов (конъюгация).
Жгутики необходимы для подвижности бактерий и реагирования на химические градиенты.
Дополнительные особенности
- Форма бактерий:
- Кокки (шарообразные)
- Бациллы (палочковидные)
- Спириллы и спирохеты (спиральные)
- Наличие плазмид – небольших внекризосомных ДНК, часто несущих гены устойчивости.
- Формирование спор у некоторых родов (Bacillus, Clostridium) для выживания в экстремальных условиях.
- Отсутствие мембранных органелл, таких как митохондрии или ЭПР, но наличие мембранных везикул у некоторых бактерий.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: В чем отличие между грамположительными и грамотрицательными бактериями?
Ответ: Грамположительные имеют толстый слой пептидогликана и не содержат внешнюю мембрану, грамотрицательные – тонкий слой пептидогликана и внешнюю мембрану с липополисахаридами.
Вопрос: Какую роль играют плазмиды в бактериальных клетках?
Ответ: Плазмиды являются внекризосомными кольцевыми ДНК, часто содержат гены устойчивости к антибиотикам и могут передаваться между бактериями.
Вопрос: Для чего бактерии формируют эндоспоры?
Ответ: Эндоспоры – устойчивые к неблагоприятным условиям структуры, обеспечивающие выживание бактерий при экстремальных температурах, высушивании или действии химикатов.
Вопрос: Почему у бактерий нет мембранных органелл, как у эукариотов?
Ответ: Прокариотические клетки отличаются более простой организацией: они не разделяют функции мембранами, что позволяет быстро реагировать на изменения среды.
Вопрос: Как бактерии обеспечивают транспорт веществ через клеточную мембрану?
Ответ: С помощью белковых переносчиков (каналов, насосов) и систем активного транспорта, таких как АТФ-зависимые трансмембранные насосы.
Вопрос: Что такое хемотаксис?
Ответ: Направленное движение бактерий в сторону или от химических сигналов, обеспечиваемое жгутиками.
