Биология в лицее

Бактерии

Бактерии (греч. bakterion — палочка) — царство прокариотных (безъядерных) микроорганизмов, чаще всего одноклеточных или колониальных. Очень мелкие бактерии (около 0,2 мкм) — преимущественно паразиты, очень крупные (более 10 мкм) — цианобактерии — имеют развитый мембранный аппарат и включения, т. е. способны к самостоятельному питанию.

Классификация бактерий по особенностям обмена веществ

Для получения энергии бактерии используют различные органические и неорганические соединения (хемотрофы) или солнечный свет (фототрофы). В зависимости от природы окисляемого соединения, используемого в обмене веществ, бактерии подразделяются на органотрофы (источник энергии — органическое вещество) и литотрофы, получающие энергию за счет окисления неорганических веществ.

Практически все природные соединения разлагаются бактериями не только в окислительных реакциях с участием О₂, но и анаэробно с такими акцепторами электрона, как нитрат, сульфат, сера, СО₂. Многие ключевые реакции круговорота веществ (например, нитрификация, денитрификация, азотфиксация, окисление и восстановление соединений серы) осуществляются только бактериями.

Группы бактерий по форме клеток и типам клеточной стенки

Группа	Особенности строения	Примеры
Окрашиваются по методу Грама
Стрептококки		Термофильный стрептококк – применяется при изготовлении йогурта. Streptococcus pneumoniae вызывает заболевания дыхательных путей.
Стафилококки		Золотистый стафилококк – возбудитель множества гнойных инфекций.
Палочки		Bacillus anthracis – возбудитель сибирской язвы.
Клостридии		Clostridium botulinum – возбудитель ботулизма. Clostridium tetani (столбнячная палочка) – возбудитель столбняка.
Не окрашиваются по методу Грама
Менингококки		Neisseria meningitidis – возбудитель менингита.
Палочки		Escherichia coli (кишечная палочка) – кишечный симбионт человека, сальмонеллы – возбудители сальмонеллёза, Rhizobium (клубеньковые бактерии) – симбионты корней бобовых растений, способные усваивать атмосферный азот.
Вибрионы		Холерный вибрион – возбудитель холеры.
Спириллы		Спирилла – обитатель пресных и соленых водоемов.

Помимо основной ДНК (хромосомы) бактерии обычно содержат большое количество очень маленьких кольцевых молекул ДНК длиной несколько тысяч пар, так называемых плазмид, участвующих в обмене генетическим материалом между бактериями. 

Как правило, плазмиды имеют в составе гены устойчивости к антибиотикам и ионам тяжелых металлов. Поскольку плазмидная ДНК значительно меньше хромосомной, ее довольно легко выделить в чистом виде для дальнейшего использования в создании рекомбинантных ДНК. 

Одна их наиболее часто употребляемых плазмид для клонирования создана на основе плазмид, выделенных из E. coli. Она содержит гены устойчивости к двум антибиотикам: ампициллину и тетрациклину, благодаря которым успешное встраивание фрагмента чужеродной ДНК в один из этих генов легко отследить по исчезновению у бактерий устойчивости к одному из этих антибиотиков.

В клетках эукариот тоже присутствуют плазмиды, они располагаются в самовоспроизводящихся органеллах клетки — митохондриях и пластидах.

Впячивания клеточной мембраны или мезосомы — это внутрицитоплазматические мембранные структуры бактерий, выполняющие функции органоидов, характерных для клеток эукариот.

Предполагают, что они участвуют в образовании клеточных перегородок и репликации ДНК нуклеоидов. На поверхности мембран мезосом находятся ферменты, участвующие в процессе дыхания. 

Над клеточной стенкой у многих бактерий расположена слизистая капсула, предназначенная для дополнительной защиты бактерии от внешних воздействий. 

Бактерии размножаются простым делением надвое. После редупликации кольцевой ДНК клетка удлиняется и в ней образуется поперечная перегородка. В дальнейшем дочерние клетки расходятся или остаются связанными в группы.

Значение бактерий

Разнообразие биохимических процессов у прокариотов велико: необходимую для жизни энергию различные бактерии получают или окисляя неорганические соединения, или используя для питания готовые органические вещества, или посредством фотосинтеза. Некоторые бактерии являются паразитами животных или растений.

Жизнеспособность бактерий поразительна. Есть виды, которые населяют океанические впадины и вершины гор, обитают в арктическом холоде и в кипятке горячих источников, и даже в ядерных реакторах.

< Предыдущая страница "Прокариотическая клетка"

Следующая страница "Особенности организации одноклеточных эукариот" >