Vlastnosti a struktura bakteriálních buněk (části)

The bakteriální buňka je to nejjednodušší známá organizace živého organismu. Bakterie jsou jednobuněčné organismy, které nemají jádro ani žádné organely oddělené od cytosolického obsahu membránou (všechny bakterie jsou klasifikovány v prokaryotické doméně).

Vědecké studie ukázaly, že navzdory skutečnosti, že bakteriálním buňkám chybí organely, mají velmi kontrolovanou a přesnou organizaci, regulaci a vnitřní dynamiku. Mají všechny nezbytné mechanismy, aby přežily nepřátelské a měnící se podmínky prostředí, kde žijí..

Taková přizpůsobivost znamenala pro vědce důležitý nástroj a ideální biologický model pro studium základních principů molekulární biologie; základní znalosti o replikaci, transkripci a translaci DNA byly pochopeny nejprve v bakteriálních buňkách před eukaryotickými buňkami.

Všechny bakteriální buňky jsou mikroskopické, to znamená, že je nelze pozorovat pouhým okem bez použití mikroskopu, což představuje velkou výhodu pro studium těchto mikroorganismů, protože v malém prostoru a s malým množstvím výživných zdrojů je lze udržovat a studovat milionům živých buněk.

V současné době je bakteriální buňka jedním z nejdůležitějších biotechnologických nástrojů. Vědci manipulují s extra chromozomální DNA bakterií, aby synteticky produkovali téměř jakýkoli protein lidského zájmu.

Rejstřík článků

• 1 Obecná charakteristika bakteriální buňky
• 2 Struktura bakteriální buňky (části)
  • 2.1 Extracelulární oblast
  • 2.2 Oblast pokrytí
  • 2.3 Vnitřní region
• 3 Odkazy

Obecná charakteristika bakteriální buňky

Morfologicky mohou být bakteriální buňky vysoce variabilní, ale i tak mají všechny společné vlastnosti. Například:

- Každá bakteriální buňka má buněčnou stěnu, která ji obklopuje a je složena z kombinace sacharidů s peptidy, která se nazývá „peptidoglykan“.

- Bakteriální buňky jsou jednobuněčné organismy, to znamená, že každá buňka je kompletní organismus, který může růst, živit se, množit se a umírat.

- Genetický materiál bakterií je „rozptýlen“ nebo roztažen ve velké spleti ponořené v buněčném cytosolu, v oblasti známé jako oblast nukleoidů..

- Mnoho bakterií má speciální struktury pro pohyb zvané „bičíky“, které jsou v nejvzdálenějších oblastech jejich těl..

- Je běžné najít bakteriální buňky tvořící kolonie nebo udržovat symbiotický vztah s jinými organismy a navíc mnoho bakterií je pro člověka patogenních.

- Většina bakterií je téměř 10 až 15krát menší než velikost jakékoli zvířecí buňky (eukaryotické), protože nepřesahují délku jednotky mikronů.

- Nacházejí se ve všech existujících prostředích v biosféře, protože existují tyto mikroorganismy přizpůsobené prakticky jakémukoli stavu prostředí.

Struktura bakteriálních buněk (části)

Mnoho vědců dělí bakteriální buňku do tří anatomických oblastí, aby usnadnili studium. Tyto tři oblasti, které jsou společné pro jakýkoli typ pozorované bakteriální buňky, jsou:

- Region externí, složené z extracelulárních struktur (mj. bičíky, pili, řasinky)

- Region celulární pokrytí, složený z buněčné stěny a cytoplazmatické membrány

- Region vnitřní, vytvořený cytosolem a všemi strukturami v něm zavěšenými.

V závislosti na druhu bakterií studovaných v každé oblasti jsou pozorovány některé struktury a části odlišné od těch „typických“ pro bakteriální buňky. Nejběžnější pro každou bakteriální buňku jsou však vysvětleny a klasifikovány podle každé oblasti, ve které se nacházejí..

Extracelulární oblast

- Kapsle: je to polymerový povrch, který pokrývá celou buněčnou stěnu bakterií. Skládá se ze slizu a glykokalyxu, které jsou zase tvořeny bohatými molekulami sacharidů vázanými na lipidy a bílkoviny. Tobolka plní důležitou ochrannou funkci buňky.

- Film: je to povrch, kapalina nebo viskózní matrice, ve které jsou ponořeny bakteriální buňky. Jsou vytvořeny z polysacharidů podobných složení jako polysacharidy kapsle a obecně plní funkci při ochraně a vytěsňování buněk..

- Fimbrie: jsou to jakési velmi četné vláknité přílohy, které jsou připojeny k buněčné stěně bakterií. Ty slouží k mobilitě a přilnutí bakteriálních buněk k jakémukoli povrchu. Skládají se z hydrofobního proteinu zvaného pilin.

- Sexuální pili: některé fimbrie (několik) jsou upraveny tak, aby vytvořily jakýsi druh „dýmky“, kterou bakterie používají pro konjugaci (přenos genetického materiálu mezi různými bakteriemi), což je druh primitivní „sexuální reprodukce“.

- Flagella: jsou to delší vlákna než fimbrie a jsou tvořena bílkovinami; mají „ocasní“ vzhled. Plní hnací funkci pro pohyb buněk a jsou ukotveny k buněčné membráně. Od jedné do stovek bičíků lze nalézt ve stejné bakteriální buňce.

Oblast pokrytí

Buněčný obal se obecně skládá z cytoplazmatické membrány a vrstvy peptidoglykanu, která se nazývá „buněčná stěna“. Obálka je složena z komplexů lipidů, sacharidů a bílkovin. Chemické složení obalu peptidoglykanu se používá jako klasifikace pro rozlišení mezi dvěma typy bakterií..

Gram pozitivní bakterie a Gram negativní bakterie. Grampozitivní bakterie se vyznačují tím, že mají silnou vrstvu peptidoglykanu, aniž by ji kryla vnější membrána, zatímco gramnegativní bakterie mají pouze tenkou vrstvu peptidoglykanu, na kterou je umístěna vnější membrána..

- Cytoplazmatická membrána: má podobnou strukturu jako buněčná membrána eukaryotických buněk. Je to fosfolipidová dvojvrstva s přidruženými proteiny (integrální nebo periferní). Liší se však od membrány eukaryotických buněk v tom, že neobsahuje endogenně syntetizované steroly..

Cytoplazmatická membrána bakteriálních buněk je jednou z nejdůležitějších struktur, protože tam dochází k fúzi buněk, transportu elektronů, sekreci proteinů, transportu živin a biosyntéze lipidů atd..

Vnitřní region

- GenomNa rozdíl od eukaryotických buněk není genom bakteriálních buněk obsažen v membránovém jádru. Místo toho existuje jako spleť DNA, která je zhutněna ve víceméně kruhovém tvaru a spojuje se s některými proteiny a RNA. Tento genom je mnohem menší než eukaryotický genom: má velikost přibližně 3 až 5 MB a tvoří jeden kruhový topologický chromozom..

- Plazmidy nebo molekuly extrachromozomální DNA: jsou to malé molekuly DNA organizované kruhovým způsobem, které jsou schopné replikace nezávisle na buněčné genomové DNA. Obecně se během konjugace vyměňují molekuly plazmidové DNA, protože v nich jsou zakódovány informace nezbytné pro rezistenci na antibiotika a / nebo toxiny.

- Ribozomy: ribozomy se účastní translace RNA, která byla transkribována ze sekvence genu, který kóduje protein. Každá bakteriální buňka má uvnitř přibližně 1500 aktivních ribozomů. Ribozomové podjednotky bakteriální buňky jsou 70., 30. a 50. léta, zatímco eukaryotické buňky mají 60 a 40 podjednotky.

Je běžné, že antibiotika napadají ribozomy bakterií, blokují translaci proteinů a způsobují lýzu nebo smrt buněk..

- EndosporyBakterie mají vnitřní spory, které jsou v klidovém stavu a používají se k přežití v extrémních podmínkách prostředí. Endospory vycházejí ze svého klidového stavu, když různé receptory na povrchu zjistí, že podmínky jsou opět příznivé; tím se vytvoří nová, plně funkční bakteriální buňka.

- Granule nebo inkluzní tělískaFungují jako druh rezervy pro sacharidy, fosfátové sloučeniny a další molekuly. Jejich složení se liší podle druhu bakterií a jsou snadno viditelné v cytoplazmě pomocí optických mikroskopů..

Reference

1. Cabeen, M. T. a Jacobs-Wagner, C. (2005). Tvar bakteriální buňky. Příroda Recenze Mikrobiologie, 3(8), 601-610.
2. Coleman, J. P., a Smith, C. J. (2007). Struktura a složení mikrobů.
3. Gitai, Z. (2005). Nová biologie bakteriálních buněk: pohyblivé části a subcelulární architektura. Buňka, 120(5), 577-586.
4. Silhavy, T. J., Kahne, D., & Walker, S. (2010). Obal bakteriálních buněk. Perspektivy Cold Spring Harbor v biologii, dva(5), a000414.
5. Willey, J. M., Sherwood, L., & Woolverton, C. J. (2009). Prescottovy principy mikrobiologie. Boston (MA): McGraw-Hill Higher Education.