Бактеријска ћелијска структура
Бактерије, упркос њихове једноставности, оне садрже добро развијену ћелијску структуру, која је одговорна за постојање мноштва јединствених биолошких структура. Многа структурна својства су јединствена за бактерије и не срећу се међу архејама или еукариотама. Услед једноставности бактерија у поређењу са већим организмима, и лакоће са којом се оне могу експериментално манипулисати, ћелијска стуруктура бактерија је детаљно изучена, и откривено је мноштво биохемијских принципа који су накнадно примењени код других организама.
Ћелијска морфологија[уреди | уреди извор]
Најелемерније структурно својство бактерија је њихова морфологија (облик). Типични примери су:
- Лоптасте (цоццус) — које су сферичног облика
- Штапичасте (бациллус) — које су по облику сличне штапићу
- Спиралне (спиралне) — које су спирално увијене и по облику сличне опрузи.
- Четвртасте (филаментозне) — које су издуженог облика
- Плеоморфне (плеоморфизам) — бактерије неправилног или другачијег облика од основног облика бактерија
Ћелијски облик је генерално карактеристика датих бактеријских врста, мада он може да варира у зависности од услова раста. Неке бактерије имају комплексне животне циклусе који обухватају продукцију стабала и додатака (е.г. Цаулобацтер), док неке производе комплексне структуре које носе репродуктивне споре (е.г. Мyxоцоццус, Стрептомyцес). Бактерије генерално формирају препознатљиве ћелијске морфологије које су уочљиве под светлосним миркроскопом, и дистинктне морфологије колонија кад се гаје на Петријевим шољама.
Једна од најочигледнијих структурних карактеристика бактерија је (уз неке изузетке) њихова мала величина. На пример, Есцхерицхиа цоли ћелије, које су бактерије "просечне" величине, су око 2 µм (микрометра) дуге, имају дијаметар од 0.5 µм, и ћелијску запремину од 0.6 - 0.7 μм3.[1] Томе одговара влажна маса од око 1 пикограма (пг), подразумевајући да се ћелије састоје углавном од воде. Сува маса појединачне ћелије се процењује да је 23% влажне масе, што је 0,2 пг. Око половине суве масе бактеријске ћелије се састоји од угљеника, и исто тако око половине се може приписати протеинима. Стога, типичан потпуно израсли 1-литар културе Есцхерицхиа цоли (са оптичком густином од 1.0, што кореспондира ца. 109 ћелија/мл) даје око 1 г влажне ћелијске масе.[2] Мала величина је екстремно важна зато што омогућава формирање великих односа површине и запремине. То је предуслов за брзо преузимање и интрацелуларну дистрибуцију хранљивих материја и излучивање отпада. При ниским односима површине и запремине дифузија нутриената и отпадних продуката кроз бактеријске ћелијске мембране је органичавајући фактор брзине којом се одвија микробни метаболизам, те је ћелија мање еволуционо способна. Разлог за постојање великих ћелија није познат, мада постоје спекулације по којима се повећана ћелијска запремина првенствено користи за чување вишка нутријената.
Ћелијски зид[уреди | уреди извор]
Ћелијски зид се састоји од мембране око цитоплазме и спољашњег ћелијског зида. Као и код других организама, бактеријски ћелијски зид даје структурни интегритет ћелији. Код прокариота, примарна функција ћелијског зида је заштита ћелије од интерног тургорног притиска узрокованог далеко вишим концентрацијама протеина и других молекула унутар ћелије у поређењу са њеним спољашњим окружењем. Бактеријски ћелијски зид се разликује од зида свих других организама по присуству пептидогликана, који су лоцирани непосредно изван цитоплазматичне мембране. Пептидогликан се састоји од полисахаридне основе, која наизменично садржи Н-ацетилмураминске (НАМ) и Н-ацетилглукозаминске (НАГ) остатке у једнаким количинама. Пептидогликан је одговоран за крутост бактеријског ћелијског зида и за одређивање ћелијског облика. Он је релативно пороза и не сматра се баријером у смислу пермеабилносити за мале супстрате. Док сви бактеријски ћелијски зидови (уз неколико изузетака, као што су ектрацелуларни паразити Мyцопласма) садрже пептидогликан, све ћелије немају исте свеукупне структуре. Пошто је ћелијски зид неопходан за опстанак бактерија, док није присутан код појединих еукариота, неколико класа антибиотика (нарочито пеницилини и цефалоспорини) зауставаљају бактеријске инфекције путем ометања синтезе ћелијског зида, што нема утицаја на људске ћелије. β-Лактамски антибиотици као што је пеницилин инхибирају формирање пептидогликанских унакрсних веза у бактеријским ћелијским зидовима.
Постоје два главна типа бактеријских ћелијских зидова, који су присутни код грам-позитивних бактерија и грам-негативних бактерија, које се диференцирају по њиховим респонсу на бојење по Граму. Код оба типа бактерија, честице од око 2 нм могу да прођу кроз пептидогликан.[3] Ако је бактеријски ћелијски зид потпуно уклоњен, то се назива протопластом, док ако је парцијално уклоњен, назива се сферопластом. Ензим лизозим, присутан у људским сузама, исто тако разлаже ћелијске зидове бактерија и преставаља главну телесну одбрану од инфекција очију.
Референце[уреди | уреди извор]
- ^ Кубитсцхек, ХЕ (01. 01. 1993). „Целл волуме инцреасе ин Есцхерицхиа цоли афтер схифтс то рицхер медиа”. Ј. Бацтериол. 172 (1): 94—101. ПМЦ 208405
. ПМИД 2403552.
- ^ Цапалдо-Кимбалл Ф (01. 04. 1971). „Инволвемент оф Рецомбинатион Генес ин Гроwтх анд Виабилитy оф Есцхерицхиа цоли К-12”. Ј. Бацтериол. 106 (1): 204—212. ПМЦ 248663 . ПМИД 4928007.
- ^ Демцхицк, П; Коцх, АЛ (01. 02. 1996). „Тхе пермеабилитy оф тхе wалл фабриц оф Есцхерицхиа цоли анд Бациллус субтилис”. Ј. Бацтериол. 178 (3): 768—73. ПМЦ 177723 . ПМИД 8550511.
Литература[уреди | уреди извор]
- Целл Струцтуре анд Организатион
- Мадиган, Мицхаел Т.; Мартинко, Јохн M.; Броцк, Тхомас D. (2005). Броцк биологy оф мицроорганисмс (11тх изд.). Уппер Саддле Ривер, Њ: Пеарсон Прентице Халл. ИСБН 978-0-13-196893-6.