MORFOLOGIA KOMÓRKI BAKTERYJNEJ

MORFOLOGIA KOMÓRKI BAKTERYJNEJ
Cytoplazma, nukleoid, mezosomy, plazmidy, ziarnistości materiałów zapasowych, ciałka chromatoforowe, przetrwalniki, błona cytoplazmatyczna, ściana komórkowa, otoczka, fimbrie, rzęski, warstwa śluzowa. Nie wszystkie elementy muszą zawsze występować. Są formy bakterii bez ściany komórkowej – mykoplazmy, lub z ścianą szczątkową – riketsje.
CYTOPLAZMA to materiał szklisty, ciągliwy. W jej obrębie występują niekiedy wakuole z zużytymi produktami przemiany materii. W niej wielocukrowce, białka, lipidy, ziarenka wolutyny. W niej organella cytoplazmatyczne (rybosomy i mezosomy).
RYBOSOMY (60% RNA, 40% białka), łączą się w polirybosomy przy pomocy informacyjnego RNA. Centra syntezy białek.
MEZOSOMY cebulaste twory zbudowane z koncentrycznie ułożonych błon, powstałych jako wpuklenie błony cytoplazmatycznej i są z nią związane bezpośrednio. Centra energetyczne komórki. Głównie u Gramm+. Może ich być kilka w komórce, często w rejonie tworzącej się przegrody międzykomórkowej lub na biegunach. Prawdopodobnie mają udział w procesach wzrostu i rozmnażania.
KINETOPLASTY kierują ruchem rzęsek.
NUKLEOID odpowiednik jądra bez błony jądrowej. Występuje pojedynczo, tylko przed podziałem w liczbie dwóch. Zbudowany z podwójnej spirali DNA. Inaczej nazywany genoforem. Położenie w komórce nie jest stałe. Zawiera cechy dziedziczne przekazywane komórkom potomnym.
PLAZMIDY też mają DNA i zawierają informacje genetyczna. Nie są niezbędnym elementem komórki. Ilość jest różna. Nośnik puli genów odpowiedzialnych za powstawanie nowych dziedzicznych cech bakterii, np. odporności na leki.
BŁONA CYTOPLAZMATYCZNA jest delikatną, cienką (10nm) strukturą. Chroni i otacza cytoplazmę i zawarte w niej struktury; oddziela ją od ściany komórkowej. Zbudowana z białek (ok.60%), lipidów (ok.40%), mogą być małe ilości węglowodanów. Dużą część lipidów stanowią fosfolipidy, wpływające na półpłynność i funkcjonowanie błony. Struktura dwu- lub trójwarstwowa. Skład zależy od środowiska, fazy wzrostu komórki. Funkcja: narząd pobierania i wydalania (czynnie w tym uczestniczy). Transport w obie strony przy udziale enzymów – permeaz. Ważne są przy nim lipidy. Związane są z nią układy enzymatyczne biorące udział w przemianie cukrów, syntezie ściany komórkowej, DNA.
ŚCIANA KOMORKOWA dość sztywna struktura otaczająca całą komórkę. Jej grubość jest różna. Podstawowym elementem jest peptydoglikan – mureina, mukopeptyd. Jest to olbrzymia cząsteczka tworząca szkielet ściany. W jej części peptydowej są często kwas D-glutaminowy, D-alanina, L-alanina, L-lizyna, kwas mezodwuaminopileminowy (DPA). Mogą być zastąpione przez inne i warunkują różnorodność części peptydowej. Różnice te są stałe i charakterystyczne – kryteria taksonomiczne w rozpoznaniu i systematyce bakterii. DPA jest syntezowany tylko przez procaryota.

W ścianach u bakterii Gramm- jest warstwowość:
- wewnętrzna zbudowana z mukopolipeptydów stanowi rusztowanie dzięki wypustkom do kolejnych;
- środkowa z lipopolisacharydów, ma właściwości antygenowe;
- zewnętrzna lipoproteidowa.
U Gramm+ to zróżnicowanie jest słabiej zaznaczone. Gł. funkcja ściany to nadawanie kształtu i ochrona.
Ściana nie jest niezbędna do procesów życiowych komórki. Protoplasty, sferoplasty, formy L bakterii są pozbawienie ścian nie ma negatywnych skutków.
Protoplasty – komórki pozbawione ściany przez działanie lizozymu (enzym muramidaza w białku jaja kurzego, łzach, pępowinie); gł. Gramm+, bo są na niego wrażliwe. Bakteria przyjmuje postać kuli. W odpowiednich warunkach komórka jest zdolna do życia: rośnie, przyjmuje pokarm, dzieli się i tworzy endospory. Nie potrafi odtworzyć zniszczonej ściany komórkowej.
Sferoplasty – odpowiedniki protoplastów u Gramm-, ale są obecne fragmenty ściany komórkowej.
Forma L bakterii – forma komórki z uszkodzoną ścianą komórkową, zdolna do tworzenia na odpowiednich podłożach charakterystycznego wzrostu (jak u mykoplazm) – kolonie przypominają wyglądem sadzone jajko. L pochodzi od nazwiska Listera.
Zjawisko uszkodzenia ściany jest wyrazem adaptacji do nowego środowiska, skutkiem zmienności organizmu. Hamowanie i zaburzenia syntezy ściany powodują: promienie UV, X, szok termiczny, osmotyczny, antybiotyki (gł. penicylina). Formy L wytwarzają: gronkowiec złocisty, laseczki wąglika, włoskowiec różycy, pałeczki okrężnicy, paciorkowce, przecinkowiec cholery, Listeria, prątki gruźlicy, pałeczki salmonelli. Forma L rośnie na podłożach stałych (proto- i sferoplasty nie), może wrócić do postaci macierzystej po usunięciu czynnika transformującego.
OTOCZKA nie występuje u wszystkich bakterii. Warstwa najbardziej zewnętrzna. Na ogół struktura bezkształtna, u niektórych twór włóknisty. Może być cienka lub bardzo gruba. Skład chemiczny jest zróżnicowany, gł. wielocukrowce i / albo polipeptydy. Też aminocukry i kwasy uronowe, ale znacznie rzadziej. Może być usunięta bez naruszenia funkcji życiowej komórki, może też znów się wytwarzać. W niej są antygeny mające znaczenie w klasyfikacji drobnoustrojów. Chroni przed ujemnymi wpływami środowiska, przed fagocytozą (trudno pochłaniane i trawione przez komórki żerne) – mają wpływ na chorobotwórczość bakterii.
FIMBRIE (PILE) powierzchniowe wypustki, wykryte po II wojnie światowej, występujące tylko u pewnych Gramm- bakterii. Od jednej do kilkuset w komórce. Zbudowane z białka – piliny. Mogą być u bakterii urzęsionych i bezrzęsych. Są krótsze i cieńsze niż rzęski, zawsze proste, a nieskręcone spiralnie. Są to rureczki łączące się bezpośrednio z błoną komórkową. Odgrywają rolę przy pobieraniu i wydalaniu substancji z komórki. Też ważny czynnik chorobotwórczości – umożliwiają adhezję niektórych bakterii do komórek błon śluzowych (np. E.coli, Salmonella), przylegają do erytrocytów wywołując ich hemaglutynację (wykorzystywane w odczynie serologicznym). Fimbrie płciowe (sex pili) u pewnych gatunków bakterii u dawców materiału genetycznego (komórki męskie). Występowanie pili jest uzależnione od obecności plazmidów zawierających geny syntezy fimbrii. Komórka męska i żeńska łączą się za ich pomocą w koniugacji. Możliwe, że przez nie przenika materiał genetyczny z komórki dawcy do komórki biorcy.
RZĘSKI umożliwiają ruch postępowy (wyj, krętki). Wszystkie bakterie wykazują bierne ruchy Browna. Występowanie i charakter urzęsienia to cecha gatunkowa. Rzęski zbudowane są z flageliny (podobna do miozyny) i osadzone na ciałku podstawowym pod błoną komórkową. Przez otwór w ścianie komórkowej wychodzą na zewnątrz. Cząsteczki flageliny maja po 5 nm i są w 3-5 sznurach skręconych spiralnie. Są skręcone wokół pustej przestrzeni środka. Grubość 10-50 nm, długość od kilku do kilkunastu μm. Przekraczają kilkakrotnie długość komórki bakteryjnej. Spiralny ruch zapoczątkowany jest w komórce u podstawy rzęski: skurcz jednych i rozkurcz innych cząsteczek flageliny. Dość szybki: u laseczek 27μm/s, u Vibrio ok.200μm/s. Liczba rzęsek od jednej do wielu. Rozmieszczenie: jednorzęse (monotricha) – jedna biegunowo, np. przecinkowiec cholery, dwurzęse (ditricha) – po jednej na obu biegunach, czuborzęse (lophotricha) – pęk rzęsek na jednym lub obu biegunach, wkołorzęse (peritricha) – rzęski na całej powierzchni. W rzęskach jest antygen H, ma on znaczenie w klasyfikacji i identyfikacji bakterii.
PRZETRWALNIKI (ENDOSPORY) zdolność do ich wytwarzania mają rodzaje Bacillus i Clostridium – laseczki Gramm+, tlenowe i beztlenowe. Uruchomienie procesu sporulacji następuje w niekorzystnych warunkach środowiskowych. Jest to zjawisko wieloetapowe, trwające w czasie. I etap, gdy populacja wchodzi w fazę stacjonarną zablokowanie nowej rundy replikacji sygnał i synteza produktów charakterystycznych dla sporulacji (brak ich w fazie wegetatywnej): kortykoglikan cortexu (różny od peptydoglikanu ściany), dehydrogenaza alaninowa, glukozowa, kwas dwupikolinowy, białka swoiste charakterystyczne dla osłony przetrwalnika. Wielowarstwowa otoczka (0,1 μm) oddziela część cytoplazmy i materiał genetyczny – nukleoid. Celem jest zachowanie ciągłości gatunku, nie rozmnażanie. W 1 komórce – 1 przetrwalnik. Różne kształty, wielkość, umiejscowienie (biegunowo, podbiegunowo, centralnie). Średnica może być większa od średnicy komórki. Mają znaczenie w diagnostyce.
Mogą mieć różny kształt, wielkość, lokalizację, średnicę większą od komórki wegetatywnej. Są widoczne w mikroskopie świetlnym, silnie załamują światło, trudniej się barwią. W trakcie rozpadu komórki macierzystej uwalniają się do środowiska. Mogą w nim przetrwać niekorzystny okres przez wiele lat zanim będą kiełkować. Mają budowę wielowarstwową. Wykazują śladową aktywność metaboliczną – komórki w stanie uśpienia. Są bardziej oporne na czynniki chemiczne, fizyczne niż komórki wegetatywne. Bardziej oporne na wysoką temperaturę i brak wilgotności (wytrzymają nawet do 100˚C lub kilka godzin gotowania; 120˚C przez 20 min. niszczy większość). Mechanizmy oporności nie są wyjaśnione; być może jest to uwarunkowane przez obecność niektórych białek, które mają odmienne formy molekularne niż w komórce wegetatywnej. Monomer dehydrogenazy jest 200x odporniejszy niż dimer; aldozy mają mniejsze masy; rybozydaza i racemaza alaniny występują w endosporach w połączeniu z innymi związkami (inaczej niż w wegetatywnych); kwas dwupikolinowy (DPA) i jego kompleksy z Ca+2, aminokwasami. Oporność związana jest z nieprzepuszczalnością osłon zewnętrznych. W warunkach korzystnych przez kiełkowanie (germinacja) powstają formy wegetatywne. Towarzyszy mu szereg przemian morfologicznych, fizjologicznych, wzrasta tempo oddychania, przemiana materii. Związki związane z opornością są wydalane, usuwane  utrata oporności.

Comments are closed.