БАКТЕРИЈСКА ЋЕЛИЈА: КАРАКТЕРИСТИКЕ И СТРУКТУРА (ДЕЛОВИ) - БИОЛОГИЈА - 2025

Бактеријска ћелија је најједноставнији познати организација живог организма. Бактерије су једноћелијски организми који немају језгро или било какву органелу издвојену од цитосолног садржаја кроз мембрану (све бактерије су класификоване у прокариотском домену).

Научна истраживања показала су да, упркос чињеници да бактеријским ћелијама недостају органели, они имају веома контролисану и прецизну организацију, регулацију и унутрашњу динамику. Имају све потребне механизме за преживљавање непријатељских и променљивих услова околине у којој живе.

Општи дијаграм бактерије и њених делова (Извор: Векторску слику у потпуности је направио Али Зифан / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0) преко Викимедиа Цоммонс)

Таква прилагодљивост научницима је значила важно средство и идеалан биолошки модел за проучавање основних принципа молекуларне биологије; Основно знање о репликацији, транскрипцији и превођењу ДНК разумело се најпре у бактеријским ћелијама пре еукариотских ћелија.

Све бактеријске ћелије су микроскопске, односно не могу се посматрати голим оком без употребе микроскопа, што представља велику предност за проучавање ових микроорганизама, јер се оне могу одржавати и проучавати на малом простору и уз мало нутритивних ресурса. на милионе живих ћелија.

Тренутно је бактеријска ћелија једно од најважнијих биотехнолошких средстава. Научници манипулишу додатним хромосомским ДНК бактерија како би синтетички произвели готово сваки протеин од човека од интереса.

Опште карактеристике бактеријске ћелије

Морфолошки, бактеријске ћелије могу бити веома променљиве, али чак и све оне, имају заједничке карактеристике. На пример:

- Свака бактеријска ћелија има ћелијску стијенку која је окружује и састоји се од комбинације угљених хидрата са пептидима која се назива „пептидогликан“.

- Бактеријске ћелије су једноћелијски организми, односно свака ћелија је комплетан организам који може расти, хранити се, размножавати и умрети.

- Генетски материјал бактерија је "распршен" или растурен у великом заплету потопљеном у ћелијском цитосолу, у региону познатом као нуклеоидна регија.

- Многе бактерије имају специјализоване структуре за кретање зване "флагеллум", које се налазе у најудаљенијим деловима њихових тела.

- Уобичајено је да нађемо бактеријске ћелије које формирају колоније или одржавају симбиотски однос са другим организмима, а поред тога, многе бактерије су патогене за људе.

- Већина бактерија је готово 10 или 15 пута мања од величине било које животињске ћелије (еукариотске), јер дужина не прелази јединицу микрона.

- Налазе се у свим постојећим окружењима на биосфери, пошто постоје ти микроорганизми прилагођени практично било ком стању животне средине.

Структура бактеријске ћелије (делови)

Многи научници поделе бактеријску ћелију у три анатомске регије како би олакшали истраживање. Ове три регије које су заједничке за било коју врсту бактеријских ћелија које се посматрају су:

- Спољна регија , коју чине изванћелијске структуре (флагелла, длаке, цилија, између осталог)

- Подручје ћелије покривености , састављено од ћелијске стијенке и цитоплазматске мембране

- Унутрашња регија , коју формира цитосол и све структуре суспендиране у њему.

У зависности од врсте бактерија које се проучавају у свакој регији, посматрају се неке структуре и делови различити од „типичних“ бактеријских ћелија. Међутим, најчешће за било коју бактеријску ћелију се објашњавају и класификују према свакој регији у којој се налазе.

Изванстанично подручје

- Капсула : то је полимерна површина која покрива цели ћелијски зид бактерија. Састоји се од слузи и гликокаликсуса који се сачињавају од обилних молекула угљених хидрата везаних за липиде и протеине. Капсула испуњава важну заштитну функцију за ћелију.

- Филм : то је површина, течност или вискозни матрикс у који су уроњене бактеријске ћелије. Они су формирани од полисахарида по саставу сличних полисахаридима капсуле и углавном испуњавају функције у заштити и премештању ћелија.

- Фимбрије : они су врста врло бројних влакнастих додатака који се налазе причвршћени на ћелијску стијенку бактерија. Оне служе за покретљивост и пријањање бактеријских ћелија на било којој површини. Сачињени су од хидрофобног протеина који се зове пилин.

Фимбрије бактерија Е. цоли. Има око 200. Извор: (Слика: Ману Фореро) / ЦЦ БИ (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би/2.5)

- Сексуалне пилије : неке фимбрије (неколико) су модификоване тако да формирају неку врсту „цеви“, коју бактерије користе за коњугацију (пренос генетског материјала између различитих бактерија), што је врста „сексуалне репродукције“ примитивни.

- Флагеле : они су дужи филаменти од фимбрије и састоје се од протеина; имају изглед "репа". Они испуњавају покретачку функцију за кретање ћелија и усидрени су у ћелијској мембрани. У истој бактеријској ћелији може се наћи од једног до стотина флагела.

Вибрио вулнифицус бактерије са флагелама. ЦДЦ / Јанице Ханеи Царр / Публиц домаин

Дијаграм бактеријског флагела (Извор: ЛадиофХатс / Публиц домаин, виа Викимедиа Цоммонс)

Регион обухвата

Ћелијска прекривање се углавном састоји од цитоплазматске мембране и пептидогликанског слоја који се назива „ћелијски зид“. Коверта се састоји од комплекса липида, угљених хидрата и протеина. Хемијски састав пептидогликанске овојнице користи се као класификација за разликовање две врсте бактерија.

Грам позитивне бактерије и грам негативне бактерије. Грам позитивне бактерије карактеришу дебели слој пептидогликана, без спољне мембране која га прекрива, док грам негативне бактерије имају само танки слој пептидогликана са спољном мембраном на њему.

- Цитоплазматска мембрана : има сличну структуру као ћелијска мембрана еукариотских ћелија. То је фосфолипидни двослој са придруженим протеинима (интегралним или периферним). Међутим, разликује се од мембране еукариотских ћелија по томе што не поседује ендогено синтетизоване стероле.

Цитоплазматска мембрана бактеријских ћелија је једна од најважнијих структура, јер се тамо дешава станична фузија, транспорт електрона, излучивање протеина, транспорт хранљивих материја и биосинтеза липида итд.

Унутрашњи регион

- Геном : за разлику од еукариотских ћелија, геном бактеријских ћелија није садржан у мембранском језгри. Уместо тога, он постоји као завој ДНК који се сажима у више или мање кружном облику и повезује се са неким протеинима и РНА. Овај геном је много мањи од еукариотског гена: величине је око 3 до 5 МБ и формира један кружни тополошки хромозом.

- Плазмиди или екстрахромосомални молекули ДНК : мали су кружни молекули ДНК који су способни да се умножавају независно од ћелијске геномске ДНК. Генерално, молекули плазмидне ДНК се размењују током коњугације, јер су информације потребне за резистенцију на антибиотике и / или токсине кодиране у њима.

Бактеријска ДНК и плазмиди. Оригинална датотека: Корисник: Спаулли. Превод: Фибонацције. / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/2.5)

- Рибосоми : рибосоми учествују у превођењу РНА која је преписана из секвенце гена који кодира протеин. Свака бактеријска ћелија има око 1500 активних рибосома. Рибомске подјединице бактеријске ћелије су 70-те, 30-их и 50-их, док еукариотске ћелије имају подјединице 60-их и 40-их.

Уобичајено је да антибиотици нападају рибосоме бактерија, блокирајући транслацију протеина и узрокујући лизу или смрт ћелија.

- Ендоспоре : бактерије имају унутрашње споре које су у стању мировања и користе се за преживљавање када су околни услови екстремни. Ендоспоре излазе из свог успаваног стања када различити рецептори на површини открију да су услови опет повољни; Ово ствара нову, потпуно функционалну ћелију бактерија.

Зелени ендоспоре унутар бактеријских ћелија. ЦНКС ОпенСтак / ЦЦ БИ (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би/4.0)

- Грануле или инклузијска тела : они функционишу као својеврсна резерва за угљене хидрате, фосфатна једињења и друге молекуле. Њихов састав варира у зависности од врсте бактерија и оне су лако видљиве у цитоплазми помоћу оптичких микроскопа.

Референце

1. Цабеен, МТ и Јацобс-Вагнер, Ц. (2005). Облик бактеријских ћелија. Натуре Ревиевс Мицробиологи, 3 (8), 601-610.
2. Цолеман, ЈП, Смитх, ЦЈ (2007). Структура и састав микроба.
3. Гитаи, З. (2005). Нова биолошка бактеријска ћелија: покретни делови и субћелијска архитектура. Целл, 120 (5), 577-586.
4. Силхави, ТЈ, Кахне, Д., и Валкер, С. (2010). Овојница бактеријске ћелије. Перспективе Цолд Спринг Харбор из биологије, 2 (5), а000414.
5. Виллеи, ЈМ, Схервоод, Л., и Воолвертон, ЦЈ (2009). Пресцоттови принципи микробиологије. Бостон (МА): МцГрав-Хилл високо образовање.