Коллоквиум 1: Строение клетки Flashcards
Когда произошло разделение клеток на про- и эукариоты и когда их возвели в ранг царства?
- в 1962ом году разделение на два типа клеток по принципу клеточной организации, предложенное Робертом Стейнером
- в 1968ом возвели до ранга царства по предложению Ричарда Мюррея
Отличия прокариот от эукариот, 7 признаков:
- нет оформленного ядра, ДНК кольцевая, нет связи с белками-гистонами (искл: цианобактерии и археи)
- мелкие рибосомы 70S
- нет мембранных органелл, кроме вакуолей
- муреин = пептидогликан в качестве уплотняющего компонента клеточной стенки
- жгутик внешнего типа, 20 нм, нет микротрубочек
- способны к фиксации азота
- неспособны к эндоцитозу из-за ригидности клеточной стенки
Редкие формы бактерий с примерами
- стебельковые, Каулобактер
- гифообразные, Гифомикробиум и Родомикробиум
- звездчатые, Стелла
- сперматоподобные, Металлогениум
В чем польза маленьких размеров для бактерий?
Высокая метаболическая активность за счет соотношения большой площади поверхности в сравнении с объемом.
Молекулярное строение клеточной стенки бактерий.
Каркас образуют ацетилглюкозамин и ацетилмурамовая кислота. Так же аминокислоты: аланин, глутаминовая кислота, эллизин (заменяется на диаминопимелиновую и диаминомасляную кислоту)
Организмы без клеточной стенки.
- бледная спирохета, несмотря на отсутствие клеточной формы, сохранила форму
- микоплазмы, нет ни стенки, ни формы, утратили клеточную стенку из-за перехода к паразитическому образу жизни.
За что Барбара Клинебергер получила Нобелевскую премию?
За открытие механизма действия антибиотиков: при лечении пневмонии выделила лизоцим из слюны и воздействовала на болезнетворные бактерии, разрушив стенку. Тогда же открыла микоплазмы (L-формы), тк стенки у них не было и разрушить их таким образом нельзя было.
4 класса бактерий по клеточной стенке.
- грациликуты, грам-отрицательные
- фирмакуты, грам-положительные
- тенерикуты, микоплазмы
- мендозикуты, археи.
Отличия грам+ и грам- бактерий.
Грам +
- липиды 2,5%
- муреин 95%
- есть тейхоевые кислоты
- стенка однородная
- нет реверсии: нет клеточной стенки - нет клетки.
Грам -
- клеточная стенка тонкая
- липиды 22-46%
- муреин 5-10%
- нет тейхоевых кислот
- есть дополнительная липидная наружная мембрана
- за счет дополнительной мембраны между клет. стенкой образуется периплазматическое пространство с токсинами
- более патогенны (большинство патогенов грам -)
- обладают реверсией, т. е. восстановлением клеточной стенки
3 типа инвагинаций ЦПМ + дополнительный и его функции.
- шаровидные = везикулярные
- пластинчатые = ламиллярные
- трубчатые = тубулярные
- мезосомы, ковергенция тубуллярной и ламиллярной формы. Функции: расположение АТФазных ферментов, за мезосому заякоривается нуклеоид, она же создает первичную перетяжку клетки.
Состав рибосом.
70S состоит из 30S и 50S.
30S - 21 молекула белка и 16S рРНК.
50S - 34 молекулы белка, 23S рРНК и 5,5S рРНК.
Вакуоли у бактерий.
- аэросомы, заполнены воздухом, есть у водных бактерий.
- хлоросомы, заполнены бактериохлорофиллом, есть у фотосинтезирующих.
- карбоксисомы, заполнены СО2, есть фермент рубиско, для фото- и хемосинтеза.
- магнетосомы, заполнены Fe, нужны для магнитной ориентации в пространстве.
Типы включений клетки, не ограниченные мембраной.
- белки: валютин, состоит из полифосфата тРНК + магния. Признак прокариот.
- углеводы: гликоген у аэробных, гранулеза у анаэробных.
- жиры: ПОМ (полиоксимасляная кислота), воска у патогенных.
- специфика: сера, токсины (у туберкулезной палочки миколовые кислоты)
Как был открыт нуклеоид бактерий?
Открыт в 1966ом году Кернсом, сделал радиоавтограф, воздействовал на кишечную палочку H3-тимидин-тимином, рассчитывая найти эукариотическую ДНК, но находит кольцевую форму. ДНК 0,3-0,4мм в раскрученном состоянии. Раскручивание полуконсервативным методом.
3 вида генетических особенностей бактериальной ДНК.
- IS-последовательность, короткие фрагменты ДНК, кодирующие транспозоны, но не кодирующие белок.
- транспозоны, крупные молекулы ДНК, кодирующие белок и гены, отвечающие за транспозицию, не способные к автономной репликации.
- плазмиды, внехромосомные кольцевые суперспирализованные двунитевые молекулы ДНК, способные к саморепликации и самовстройке в хромосомы.
5 типов плазмид у бактерий:
- R-плазмиды, устойчивые, у патогенов.
- F-плазмиды, половые.
- col-плазмиды, вырабатывают бактерицидные вещества
- tox-плазмиды, вырабатывают токсины против всех
- плазмиды биодеградации, разрушающие питательный субстрат.
4 вида генетической изменчивости у прокариот.
- слияние протопластов (для микоплазм)
- конъюгация, F-плазмиды через фимбрии
- трансформация, перенос ген. материала без контакта, горизонтальный перенос
- трансдукция, перенос генетической информации, посредством вируса фага.
Виды экзоспорообразования.
- миксобактерии, клетка заякоривается в субстрате и формирует плодовое тело, для увеличения кол-ва ферментов и плазмид биодеградации, чтобы разрушить субстрат и питаться. Позже дальним клеткам не хватает пит. в-в, они формируют спору, уходят из плодового тела в субстрат и формируют новое тело.
- актинобактерии, клетка образует псевдомицелий, часть дифференцируется в конидиеносец, из которого выходят споры и, попадая в окружающую среду, формируют новый актиномицелий.
Этапы спорообразования у типичных бактерий.
- наступление плохих условий
- накопление белков для оболочки споры
- наступление обезвоживания, чтобы отключить ферменты
- инвагинация нуклеоида
- накопление дипиколиновой кислоты, выделение ионов кальция
- формирование кортекса, средней и самой мощной оболочки споры.
Выход из споры: накопление воды, работа ферментов, разрушение оболочки.
Способы расположения споры в клетке:
- по центру, центральное/бациллярное
- чуть смещенное, эксцентральное, клостридиальное
- на краю, полярное/плектридиальное.
Пример спорообразующих бактерий, аэроба и анаэроба
Анаэроб - Клостридиум
Аэроб - Бациллус, Стрептобациллус.
За счет чего бактерии могут парить в воздухе даже в стратосфере?
За счет извержений вулканов, бактерии в состоянии споры (ибо вулкан неблагоприятное условие) попадают высоко в воздух и остаются там за счет экзоспориума - воздушного мешка.
Главные особенности архей:
- все являются экстремофилами
- нет патогенных форм
Принципиальные отличия архей от бактерий
- нет паразитических форм
- абсолютно все экстремофилы
- ЦПМ монослой из дифитаминных и дибифитаминных эфиров
- рибосомы 70S, у малой СЕ есть клювик
- 75% генов эукариотические
- клеточная стенка из псевдопептидогликана (ацетилглюкозамин и таллозоминуроновая к-та)
5 групп архей по экстремофильности.
- метаногены, экстремалы по отсутствию кислорода, обитают в недрах земли
- галофилы, экстремалы по отношению к солености
- анаэробные серовосстанавливающие, по отношению к температуре
- аэробные сероокисляющие, по отношению к температуре, но ниже, чем предыдущие
- термоплазмы, по отношению к кислотности.
