Поверхностные структуры бактериальной клетки

Клеточная стенка

Клеточная стенка – обязательный структурный элемент большинства прокариот. Расположена клеточная стенка непосредственно под слизистым чехлом или капсулой, может непосредственно контактировать с окружающей средой. Клеточная стенка составляет $5-50\%$ сухой массы клети.

В зависимости от строения клеточной стенки эубатерии делят на две группы:

• грамположительные виды (специально окрашенный комплекс после обработки спиртом сохраняет цвет), толщина до $80$ нм;
• грамотрицательные виды (окрашенный комплекс свой цвет не сохраняет); внутренний пептидогликановый слой $2-3$ нм, наружный – $8-10$ нм.

Сравнительная характеристика химического состава клеточных стенок грамположительных и грамотрицательных эубактерий

Обозначения: (+) – присутствуют; (-) – отсутствуют; (-, +) – присутствуют не у всех видов.

Клеточная стенка выполняет ряд функций:

• механическая защита клетки;
• поддерживает внешнюю форму клетки;
• обеспечивает транспорт веществ;
• препятствует поступлению в клетку токсических веществ;
• способствует возникновению периплазматического пространства, содержащего гидролитические ферменты и транспортные белки;
• содержит на внешней стороне специфические рецепторы для колицинов и фагов, антигены, макромолекулы, участвующие в процессах конъюгации, а также взаимодействии между тканями высших организмов и болезнетворными бактериями.

Капсулы, чехлы и слизистые слои

Капсула не является обязательным структурным компонентом клетки, так как бактерии могут при определенных условиях переходить от капсульных к бескапсульным формам.

Химический состав капсул родо- и видоспецифичен. Основными химическими компонентами являются полисахариды гомо- и гетерополимерной природы.

Чехлы обладают тонкой структурой, могут состоять из нескольких слоев и содержать оксиды металлов. Также в их состав могут входить помимо сахаров, белки, липиды, фосфор и др. вещества.

Слизистые слои имеют бесструктурный аморфный вид, с легкостью отделяется от поверхности клетки.

Функции капсул, слизистых веществ и чехлов:

• защита клети от высыхания, механических повреждений;
• препятствие для проникновения в клетку бактериофагов;
• создание дополнительного осмотического барьера;
• источник запасных питательных веществ;
• осуществляют связь между клетками в колониях;
• обеспечивают прикрепление клеток к субстратам.

Жгутики и механизмы движения

Количество, расположение, размеры жгутиков являются диагностическим признаком при определении вида.

Однако число жгутиков может изменяться в зависимости от стадии жизненного цикла и условий культивирования.

Жгутики могут располагаться:

• полярно или субполярно (если находятся в полярной области клетки или у полюсов);
• латерально (если расположены вдоль боковой поверхности).

В зависимости от локализации на поверхности клетки и от количества жгутиков различают:

• монополярные политрихи (на одном полюсе клетки расположен один пучок жгутиков);
• биполярные политрихи (каждый полюс имеет по пучку жгутиков);
• перитрихи (жгутиков много и они располагаются или вдоль боковой поверхности клетки или по всей ее поверхности).

Длина жгутика обычно составляет $10-20$ нм, длина – $3-15$ мкм. Жгутик – это относительно жесткая спираль, как правило, закрученная против часовой стрелки. Вращается со скоростью $40-60$ об/сек.

Ворсинки

Располагаются в клетке полярно или перитрихально, длина – $0,2-2,0$ мкм, диаметр $5-10$ нм.

Функции ворсинок:

• обеспечивают способность к гидрофобности;
• способствуют прикреплению к различным поверхностям;
• участвуют в транспорте метаболитов.