Bakterijos sandara

Bakterijos sandara 1. Kapsulė 2. Išorinė membrana 3. Vidinė membrana 4. Plazminė membrana 5. Citoplazma 6. Ribosoma 7. Plazmidė 8. Nukleozona 9. Mezosoma

Anksčiau bakterinė ląstelė buvo vaizduojama kaip labai supaprastinta augalinė ląstelė, susidedanti iš sienelės, protoplazmos, kai kuriose didesnėse ląstalėse matomo chromatino, voliutino ir kai kurių atsarginių maisto medžiagų. Nei branduolio, nei vakuolių bakterinėse ląstelėse nebuvo galima įžiūrėti, jos buvo laikomos bebranduolinėmis. Tačiau sudėtingi bakterinių ląstelių fiziologiniai procesai ir tų procesų poveikis aplinkai vertė abejoti šių ląstelių paprastumu.

Tipiška bakterinė ląstelė susideda iš dvigubos sienelės ir gyvosios ląstelės dalies – protoplasto.

Bakterijos sienelė

Pirmoji sienelė

Pirmoji sienelė (vidinė) bakterijai teikia formą ir stangrumą. Tik spirochetų ląstelės, kurios neturi sienelių, yra labai lankščios.

Pirmoji sienelė tik retais atvejais (pvz., acto rūgšties bakterijų) sudaryta iš celiuliozės. Daugumos bakterijų sienelės yra sudarytos iš medžiagų, panašių į pektinus, kartais į baltymus. Pavyzdžiui, vadinamųjų gramteigiamų bakterijų (Bacillus megatherium, Bacillus subtilis ir kt.) sienelė, būdama baltyminės prigimties, hidrolizuojama skyla į paprastas (ne aromatines) besieres amino rūgštis, o gramneigiamų bakterijų sienelės hidrolizuojamos suskyla į įvairias kitokias amino rūgštis (dažnai turinčias sierą) ir lipoidus.

Ji yra gana puri ir palyginti lengvai praleidžia maisto medžiagas bei ląstelės išskyras. Tripsinas vidinių sienelių neveikia, bet yra bakterinių fermentų, pvz., lizocimas, kuris tirpdo sieneles, nepakenkdamas ląstelės turiniui. Ląstelėje su nutirpdytomis sienelėmis vis tiek vyksta sporų, nukleino rūgščių ir baltymų susidarymas.

Antroji sienelė

Antroji sienelė (išorinė), dažnai vadinama kapsule, už pirmąją yra žymiai storesnė. Ji sudaryta iš gleivių. Jos susidarymui didelę reikšmę turi mitybos sąlygos. Antroji sienelė būna ypač stora, kai mitybinėje terpėje daug cukraus. Ypač storą kapsulę turi Azotobacter chroococcum ląstelės.

Gleivinė sienelė saugo bakterijas nuo išdžiūvimo, taip pat nuo jomis mintančių pirmuonių, kuriems gleivės neturi maistinės vertės, ir todėl jie tokių bakterijų neėda. Kai kurių parazitinių bakterijų gleivinė sienelė (pvz., juodligės Bacillusanthracis) apsaugo šiuos mikrobus nuo ištirpimo, kai jie patenka į organizmą. Neturėdamos gleivinės sienelės, tokios bakterijos negalėtu parazitiškai gyventi, nes jas organizmas sunaikintų.

Ne visos bakterijos turi gleivines sieneles. Daugelio bakterijų sienelės sudarytos tik iš vieno sluoksnio. Sporų stadijoje bakterijos taip pat neturi gleivinio sluoksnio.

Bakterijos protoplastas

Elementinė bakterijų analizė rodo, kad jų sausoji medžiaga turi apie 50% anglies, 8-15% azoto, apie 10% vandenilio ir 20% deguonies. Peleninės medžiagos sudaro apie 10%, Jose vyrauja fosforas, kurio kartais būna iki 50%. Toliau seka kalis, kalcis, magnis ir siera. Didžiausia fosforo dalis yra nukleininėse rūgštyse. Siera telkiasi cisteine, metionine, gliutatione, tiamine, biotine. Elementai bakterijų ląstelėse sudaro druskas arba esti laisvų jonų pavidalu.

Bakterijų protoplastuose kartais pro mikroskopą aiškiai matomi grūdeliai, sudaryti iš voliutino, kuris yra atsarginė nukleoproteidinės prigimties medžiaga. Jo ypač gausu senesnėse bakterijų ląstelėse, kuriose taip pat susikaupia daug riebalinių medžiagų. Riebalinės medžiagos labai aiškiai įžiūrimos pro mikroskopą Azotobacker agile ląstelėse. Bacillus megatherium ląstelėse riebalai sudaro apie 25% jų sausųjų medžiagų.

Iš kitų svarbių atsarginių medžiagų dar paminėtinas glikogeonas, kurio kartais esti tiek daug, kad jis visai nustelbia chromatinę medžiagą. Daugelis Clostridium genties bakterijų citoplazmoje telkia panašią į krakmolą medžiagą – jogeną.

Savotiškos bakterijų vakuolės. Jos dažniausiai esti užpildytos kokia nors tirštesne medžiaga. Aukštesniems augalams būdingų vakuolės sulčių jose nėra. Pavyzdžiui, nustatyta, kad sieros grūdeliai, kurie susitelkia sierabakterėse, yra vakuolių medžiaga.

Minėti intarpai ar atsarginės medžiagos, žinoma, nėra esminė protoplasto dalis, t.y. gyvoji koloidinė citoplazma.

Citoplazma

Protoplaste galima išskirti citoplazmą, kuri paviršiuje prasideda tankiu sluoksneliu, vadinamu citoplazmos membrana. Po ja yra smulkiai grūdėtas citoplazmos sluoksnis, kuris pereina į stambiau grūdėtą citoplazmą su chromatino grūdeliais. Chromatinas dažnai esti ląstelės viduryje ir sudaro vadinamą branduolio „aparatą“, arba nukleoidą.

Išorinis protoplasto sluoksnelis (citoplazmos membrana) sudarytas iš lipoproteidų. Jame yra įvairių fermentų. Šis sluoknelis taip pat reguliuoja medžiagų patekimą į ląstelės vidų.

Fiziniu-cheminiu požiūriu citoplazma yra sudėtinga koloidinė sistema. Svarbiausios citoplazmos medžiagos yra baltymai, lipidai, nukleininės rūgštys.

Baltymai yra iš polipeptidinių grandinių sudarytos labai ilgos molekulės, iš kurių dar atsišakoja šoninės grandys, turinčios elektros krūvį. Jos visai citoplazmai arba jos daliai gali suteikti rūgščias savybes tuo atveju, jei amino rūgštys (asparagino rūgštis arba gliutaminas), įeinančios į baltymo sudėtį, turi ne po vieną karboksilinę grupę, bet daugiau. Kai plazmos baltymuose vyrauja rūgštys su dviem amino grupėmis, jie pasižymi šarminėmis savybėmis, nes net ir įvykus tokių amino rūgščių polimerizacijai, vis tiek viena amino grupė lieka laisva ir turi teigiamą krūvį, kuris plazmai suteikia šarmines savybes. Be to, įvairios šoninės grandys gali jungtis tarp savęs ir su lipoidais, duodamos labai sudėtingą porteininį-lipoidinį tinklą. pastebėtina, kad baltymų molekulės dažniausiai sudarytos ne iš vienos, bet iš kelių polipeptiginių grandinių, susuktų į gumulėlį (globulę).

Bendroje mikrobų citoplazminėje sistemoje yra įsiterpusiu kai kurių visam biologiniam pasauliui būdingų plazminių kūnelių. Tai granulės panašios į chondriosomas. Be to, dar esti smulkiasnių grūdelių, kurie vadinami ribosomomis. Tai baltyminiai kūneliai, kuriose susitelkusios ribonukleininės rūgštys. Jose vyksta baltymų sintezė.

Bakterijos branduolys

Ankščiau buvo galvojama, kad bakterijos branduolio neturi. Ši pažiūra pasirodė esanti neteisinga, nes branduolio esmę sudaro ne jo morfologinė forma, bet funkcijos, kurias gali atlikti nesusiformavusi į morfologinį vienetą medžiaga, savo chemine sudėtimi atitinkanti branduolio cheminę sudėtį. Kariologiniai (branduolio) tyrimai daugiausiai atliekami su grybais, ypač su mielėmis. Visais atvejais grybų ląstelėse buvo įžiųrimi aiškūs branduoliai. Kitaip buvo su bakterijomis. Morfologiškai aiškiai susiformavusiuose ląstelių branduoliuose visuomet aptinkama jiems būdinga medžiaga – dezoksiribonukleininė rūgštis (DNR). Ši rūgštis randama ir bakterijose. Tyrimai parodė, kad iš DNR kiekio, randamo bakterijų ląstelėse, galima spresti, jog branduolys bakterijose turi sudaryti apie 20% jų tūrio. Vadinasi, bakterijos šiuo atžvilgiu turėtų būti panašios į gyvūnines ląsteles, kurios taip pat pasižymi stambiais branduoliais.

Kartais bakterijose konstatuojamas jau aiškiai morfologiškai susiformavęs branduolys (pvz., gleivabakterėse). Be to, panaudojus dažymo priemones, dirvožemio bakterijoje Bacillus mycoides konstatuojama po du grūdelius – nukleoidus, turinčius daug ribonukleininės rūgšties. Jie laikomi baltymų sintezės centrais.

Žiuželiai

Žiuželiais vadinami bakterijų judėjimo organai. Ne visos bakterijos turi žiuželius, ir todėl ne visos gali judėti. Nejudančioms priklauso daugelis rutulio formos bakterijų. Tačiau ir lazdelinių grupėje yra daug nejudančių, žiuželių neturinčių bakterijų. Kartais bakterijų judėjimui žiuželiai nėra būtini. Pavyzdžiui, spirochetos puikiai juda ir be žiuželių, vien lankstydamos savo kūną.

Žiuželiai – tai plazminės gyvo bakterijos kūno ataugos. Tam tikri ektoplazminiai ploni siūleliai pralenda pro ląstelės sienelėje esančias angeles (o Jei yra kapsulė, tai ir pro gleivių sluoksnį) ir gana toli išsikiša į išorę.

Apibūdinant bakterijas, į žiuželių buvimą ar nebuvimą ir jų pasiskirstymo ląstelės paviršiuje būdą dabar mažai kreipiama dėmesio, nes tai yra nepastovūs požymiai. Žiuželiai dažnai esti susiję su bakterijų gyvenimo faze. Pavyzdžiui, Azotobacter chroococcum žiuželius turi tik jaunoje stadyjoje.

Žiuželiai nėra gyvybiškai būtini bakterijų organai. Paveikus nestipriais antiseptikais, galima apnuodyti žiuželius, nepakenkiant bakterijų augimui ir dauginimuisi.

Cheminiu atžvilgiu pagrindinė žiuželių medžiaga yra baltymas. Tuo galima įsitikinti, paveikus žiuželius tripsinu, kuris juos hidrolizuoja.