цитоплазма.
Під цитоплазматичною мембраною у бактерій знаходиться цитоплазма. Це колоїдна система, що складається з води, білків, жирів, вуглеводів, мінеральних сполук та інших речовин, співвідношення яких варіює залежно від виду бактерій та їхнього віку. Цитоплазма бактерій містить різні структурні елементи - внутрішньоцитоплазматичні мембрани, генетичний апарат, рибосоми та включення; решта її представлена цитозолем.
Цитозоль — це фракція цитоплазми, яка має гомогенну консистенцію і складається головним чином із білкових макромолекул (розчинних РНК, ферментних білків, продуктів та субстратів різних реакцій). Цитозоль служить середовищем для клітинних гранул. За структурою цитоплазма дрібногранулярна складається з цитоплазматичних гранул діаметром 10-20 нм. У цитоплазмі знаходяться рибосоми - Частки, що складаються з РНК (60%) і білка (40%) і мають форму круглих або кілька подовжених структур діаметром близько 20 нм.
Кожна бактерія містить від кількох тисяч до десятків тисяч цих центрів синтезу білків. Число рибосом у клітині змінюється залежно від швидкості зростання бактерії – чим швидше зростання, тим більше рибосом у клітині. Значна частина рибосом пов'язана з цитоплазматичної мембраною, інші вільно розподіляються у цитоплазмі.
Рибосоми разом із молекулами РНК і ДНК беруть участь у синтезі білка не як ізольовані частинки, а вигляді агрегатів, званих полірибосомами, або полісомами.
У клітинах ціанобактерій присутні так звані тилако-іди - Внутрішньоклітинні мембранні фотосинтезуючі структури, що містять хлорофіл і каротиноїди, за допомогою яких здійснюється фотосинтез. Особливі світлозбиральні пігменти — фікобіліни, знаходяться в спеціальних структурах, фікобілісомах, що розташовуються на поверхні тилакоїдів. У пурпурових серобактерій фотосинтезуючі пігменти (бактеріохлорофіл і каротиноїди) локалізовані в хроматофори, складових від 40 до 50% маси клітини
Мембранні структури хроматофора мають вигляд трубочок та бульбашок діаметром 20-100 нм. Трубочки та бульбашки утворюють у клітині складну мембранну мережу і на багатьох ділянках зберігають зв'язок із цитоплазматичною мембраною. У зелених бактерій світлозбиральні пігменти, що беруть участь у фотосинтезі, містяться в особливих структурах, які називаються хлоросоми.
У більшості нітрифікуючих та метаноокислювальних бактерій є сильно розвинені системи внутрішньоклітинних мембран. Характер будови цих структур та їх розташування в клітині неоднакові у різних видів бактерій, що нітрифікують: стопки ламелл (пластинок) можуть бути розташовані паралельно клітинній стінці, в центрі клітини або в одного з полюсів.
У метаноокисляючих бактерій виявляються як дископодібні стоси мембран, розподілені по всій цитоплазмі, так і пластинчасті утворення, розташовані паралельно клітинній стінці. Припускають, що потужно розвинена внутрішньоклітинна мережа мембранних структур пов'язана з використанням зазначеними бактеріями газоподібних сполук: збільшення активної поверхні мембран зумовлює підвищення локальної концентрації газів, при цьому відбувається просторове зближення з молекулярним киснем і ферментами, що беруть участь в окислювальних процесах.
Які функції виконує цитоплазма у бактерії?
Ці утворення, не властиві тваринним клітинам, мають овальну форму та розмір від 0,8 до 1,5 мкм. Розрізняють два види спор: не перевищують величину самої бактерії - бацили, і більше за саму бактерію - клостридії. Вони можуть бути в центральній частині клітини, ближче до кінця та на самому кінці. Усі бактерії мають однотипну конструкцію спор. У центрі знаходиться спороплазма, до складу якої входять білки та нуклеїнові кислоти. У ній є носій спадкової інформації, рибосоми та неяскраво виражена мембрана. Багатошарова оболонка захищає суперечку від негативного впливу та робить її стійкою. Основне призначення суперечка - це збереження життя бактерії, незважаючи на такі несприятливі умови, як висока температура та обробка хімічними речовинами. У стані вони можуть пролежати сотні років.
Глибоке вивчення будови клітин бактерій дало можливість людству боротися з багатьма захворюваннями та застосовувати їх у різних галузях своєї діяльності.
Функції цитоплазми бактеріальної клітини
Враховуючи вищесказане, можна сформувати уявлення про те, що таке цитоплазма та її функції в клітині. Якщо говорити більш простою мовою, то цей органоїд є внутрішнім середовищем, сполучною ланкою між іншими органелами, тобто рідиною, що служить для циркуляції різних речовин. Можна провести аналогію з кров'ю - вона також переносить речовини всередині організму, так само підтримує комфортні умови для роботи внутрішніх органів.
Здебільшого, у еукаріотів функції цитозолю полягають у:
- Транспортування поживних речовин та відходів життєдіяльності мікроорганізму.
- Визначення розташування органоїдів, фіксації їхнього розташування.
- Поєднання внутрішньоклітинних структур в єдине ціле.
- Формування внутрішнього середовища.
Зважаючи на істотні відмінності у будові еукаріотів і прокаріотів, функції цитоплазми у бактерій відрізняються від функцій цитозолю інших організмів. Цитозоль прокаріотів здійснює такі функції:
- Створення оптимальних умов підтримки життєдіяльності рибосом.
- Транспортування речовин усередині організму.
- Поєднання внутрішньої структури організму, забезпечення необхідної хімічної взаємодії між включеннями.
Розглянутий органоїд мікробів містить безліч добре вивчених включень, частина з яких є цілі структури, що відповідають за функціонування організму, а інша частина – продукти життєдіяльності одноклітинного. Вищезгадані структури, як свідчать дослідження, може бути дуже складними. Так, виявлено, що в деяких мікроорганізмах певні включення мають форму рівного багатогранника діаметром до 500 нанометрів.
Рибосоми цитозолю бактерій відповідають за білковий синтез і вважаються найважливішими із структурних складових цього органоїду. В одній клітці може бути більше тисячі рибосом. Вони зазвичай знаходяться у вільному стані, не пов'язані з мембраною. Додаткові органели у одноклітинних мікроорганізмів можуть з'являтися і зникати, якщо вони знаходяться в несприятливих умовах, тоді, підлаштовуючись під зовнішнє середовище, мікроби створюють необхідні для життєдіяльності в цьому середовищі органоїди.
Деяка кількість продуктів метаболізму, тобто продуктів життєдіяльності, відкладається бактеріями в так звані «запаси», вони формуються на стінках мембрани і виникають лише за умови надлишку харчування у навколишньому середовищі.«Запаси» мікроорганізм витрачає, якщо стикається з нестачею будь-якої з необхідних речовин.
У бактерія міститься всередині набагато менше органел, ніж містить цитозол у рослин або, наприклад, цитоплазма в грибах. У цитозолі гриба, крім рибосом, розрізняють також: апарат Гольджі, рибосоми, ядра, мітохондрії. Ця відмінність безпосередньо впливає на функції цитозолю, але при цьому не зменшує його значення для життєдіяльності прокаріотів, без цього органоїду існування мікроорганізму неможливе.
Як ви вважаєте, цитоплазма виконує найважливішу роль у життєвому циклі бактерії чи є інші, важливіші її складові? Залишіть свою думку в ! А також дивіться відео про будову бактеріальної клітини.
Будова
Цитоплазма є внутрішнім середовищем будь-якої клітини і характерна для клітин бактерій, рослин, грибів, тварин. Цитоплазма складається з наступних компонентів:
- гіалоплазми (цитозол) - рідкої речовини;
- клітинних включень – необов'язкових компонентів клітини;
- органоїдів – постійних компонентів клітини;
- цитоскелета – клітинного каркасу.
Хімічний склад цитозолі містить такі речовини:
До органічних сполук відносяться:
- мінеральні солі;
- вуглеводи;
- ліпіди;
- азотовмісні сполуки;
- незначна кількість ДНК та РНК;
- глікоген (характерний для тварин клітин).
Мал. 1. Склад цитоплазми.
Цитоплазма містить запас поживних речовин (краплі жиру, зерна полісахаридів), а також нерозчинні відходи життєдіяльності клітини.
Цитоплазма безбарвна та постійно рухається, перетікає. Вона містить усі органели клітини та здійснює їх взаємозв'язок. При частковому видаленні цитоплазма відновлюється.При повному видаленні цитоплазми клітка гине.
Будова цитоплазми неоднорідна. Умовно виділяють два шари цитоплазми:
- ектоплазму (плазмагель) - зовнішній щільний шар, що не містить органел;
- ендоплазму (плазмазоль) – внутрішній рідкіший шар, що містить органели.
Поділ на ектоплазму та ендоплазму яскраво виражений у найпростіших. Ектоплазма допомагає клітині пересуватися.
Зовні цитоплазма оточена цитоплазматичною мембраною чи плазмалемою. Вона захищає клітину від пошкоджень, здійснює вибірковий транспорт речовин та забезпечує подразливість клітини. Мембрана складається з ліпідів та білків.
Навіщо потрібні одноклітинні організми
Бактерії стояли біля витоків життя нашій планеті. Їх внесок у утворення корисних копалин та родючих ґрунтів складно переоцінити. Вони підтримують баланс між вуглекислим газом та киснем в атмосфері. Їхня здатність руйнувати відмерлі організми дозволяє повертати в природу необхідні поживні речовини. В організмі людини багато процесів, наприклад, травлення, не зможуть протікати без їхньої участі. Але ті ж бактеріальні клітини, які допомагають організму вижити, в певних умовах можуть нести хвороби або смерть.
Залежно від призначення бактерії різняться за будовою. Так, мікроорганізми, що виділяють кисень, повинні мати хлоропласти; клітини, здатні пересуватися, завжди оснащені джгутиками; бактерії, які виживають в агресивному середовищі, що неспроможні обійтися без захисної капсули тощо. Деякі із структурних елементів клітини існують постійно, інші її компоненти виникають у міру потреби або притаманні лише певним видам бактерій.Але кожен елемент її будови є прикладом ідеальної відповідності структури виконуваних функцій.
Цитоплазматична мембрана
Плазмолема відокремлює цитоплазму від стінки клітини. Це напівпроникна структура, що складається із трьох пластів. Від усієї сухої речовини вона становить 8-15%. В основному її склад складається з білків (50-70%) та ліпідів (20-50%).
У житті клітини її функції такі:
- грає роль перепони;
- бере участь у метаболічних процесах;
- має вибіркову пропускну здатність;
- бере участь у зростанні клітини.
Коли клітина росте, то цитоплазматична мембрана створює своєрідні випинання, які називаються мезосомами. До кінця їх функція ще не встановлена, але багато вчених зробили припущення, що вони потрібні для дихальних та обмінних процесів.
Додаткові структури прокаріотів
Як і будь-яка жива істота, бактеріальна клітина прагне убезпечити себе, створюючи різні додаткові елементи. До поверхневих структур відносяться:
- Капсула. Це поверхневий слизовий шар, що утворюється навколо клітини як реакція на довкілля. Капсула не тільки дає бактерії додатковий захист, а й може містити запас поживних речовин на чорний день.
- Джгутики. Довгі (довше самої клітини) дуже тонкі нитки, прикріплені до ЦПМ та стінки, працюють моторчиком для вільного переміщення бактерій. Можуть розташовуватися по всій поверхні бактерії або рости пучками по краях.
- Пили (ворсинки). Вони відрізняються від джгутиків розмірами (тонше і набагато коротше). У функції пиляння не входить переміщення, але вони відповідають за кріплення (прив'язку) бактерій до інших мікроорганізмів або поверхонь.Ще пили беруть участь у водно-сольовому обміні та поживному процесі.
- Спори. Це гарантія для мікроорганізмів пережити будь-які несприятливі фактори (відсутність води чи їжі, агресивне середовище). Вони утворюються всередині бактерій, переважно грампозитивних. Однак цей спосіб забезпечує лише виживання, але не розмноження (як у разі грибних суперечок).
Внутрішні додаткові включення можуть бути активними (хлоросоми фотосинтезирующих клітин), і пасивними (запаси харчування). У бактерій, що живуть у воді, є газові вакуолі, крихітні бульбашки повітря, які відповідають за їх плавучість.
Поживні речовини бактерій відкладаються у різних гранулах (ліпіди, волютин). Ліпіди забезпечують бактерію запасом вуглецю, що дає енергію без інших джерел. Волютін (зерна, що містять поліфосфати), стає джерелом фосфору, коли в довкіллі його недостатньо. Запаси волютину теж можуть бути джерелом енергії, хоча їхня роль не така значна. Додатковими структурами ціанобактерій є запаси азоту, для сіркобактерій – відкладення молекулярної сірки. Основна характеристика всіх включень із запасами «на чорний день» - вони обов'язково ізольовані від цитоплазми і не можуть впливати на клітину в нормальних умовах. В іншому випадку може бути передозування хімічних елементів та бактерія постраждає.
Структури бактеріальної клітини, як основні, і додаткові, чітко виконують свої функції, зберігаючи і продовжуючи її життєздатність.Інформація, що міститься в РНК та ДНК прокаріотів, дозволяє клітині швидко реагувати на зміну умов існування та вживати необхідних заходів для збереження мікроорганізму та успішного виконання всіх функцій, закладених у нього природою.
Межі клітинного вмісту
Цитоплазма клітини прокаріотів має 2 шари обмеження:
Шари, що обмежують цитоплазму у бактерій, мають різні функції та властивості.
Клітинна стінка бактерії
Зовнішній покривний шар прокаріотів, клітинна стінка, є щільною оболонкою і виконує ряд функцій:
- захист від зовнішнього впливу;
- надання мікроорганізму характерної форми.
Фактично клітинна стінка мікроорганізмів є своєрідним зовнішнім кістяком. Така будова виправдана - адже внутрішньоклітинний осмотичний тиск може в десятки разів перевищувати зовнішній тиск, і без захисту щільної клітинної стінки бактерію просто розірве.
Клітинна стінка бактерій, що обмежує вміст клітини, має товщину від 0,01 до 0,04 мкм, причому товщина стінки збільшується у процесі життя мікроорганізму. Незважаючи на щільність клітинної оболонки, вона проникна. Всередину безперешкодно проходять поживні речовини, а продукти життєдіяльності виводяться з неї.
Цитоплазматична мембрана
Між цитоплазмою та клітинною стінкою розташовується ЦПМ – цитоплазматична мембрана. У бактеріальній клітині вона виконує низку функцій:
- регулює надходження поживних речовин та виведення продуктів життєдіяльності;
- синтезує сполуки клітинної стінки;
- контролює активність низки ферментів, розташованих у ній.
Мембрана цитоплазми є настільки міцною, що бактеріальна клітина може якийсь час існувати навіть без клітинної стінки.
Плазматична мембрана
Клітинна, або плазматична, мембрана є утворенням, що перешкоджає витіканню цитоплазми з клітини. Ця мембрана складається з фосфолепідів, що утворюють подвійний ліпідний шар, який напівпроникний: лише певні молекули можуть проникати через цей шар. Протеїни, ліпіди та інші молекули можуть проникати через клітинну мембрану за допомогою процесу ендоцитозу, при якому утворюється бульбашка з цими речовинами.
Бульбашка, що включає рідину і молекули, відривається від мембрани, утворюючи при цьому ендосому. Остання переміщається усередині клітини до своїх адресатів. Продукти життєдіяльності виводяться у вигляді процесу екзоцитозу. У цьому процесі бульбашки, що утворюються в апараті Гольджі, з'єднуються з мембраною, яка виштовхує їх вміст у навколишнє середовище. Також мембрана забезпечує форму клітини і служить опорною платформою для цитоскелета та клітинної стінки (у рослинах).
Функції
Основні функції цитоплазми у клітині описані у таблиці.
Створює тургорний (внутрішній) тиск при осмосі (односторонній дифузії) води, що надходить у клітину. За рахунок щільної оболонки клітин рослин та грибів тургор вищий, ніж у тваринній клітині
Здійснює транспорт речовин із довкілля в клітину і назад. Зв'язує діяльність органел
Підтримує сталість внутрішнього середовища клітини, надає форму, є вмістилищем органел
Запасає та зберігає речовини у вигляді клітинних включень
Відділення цитоплазми від мембрани при осмосі води, що виходить назовні, називається плазмолізом. Зворотний процес – деплазмоліз – відбувається при вступі до клітини достатньої кількості води. Процеси притаманні будь-яких клітин, крім тваринної.
Мал. 3.Плазмоліз та деплазмоліз.
Що ми дізналися?
Цитоплазма являє собою напіврідку субстанцію, в якій знаходяться органели та включення клітини. Роль цитоплазми у клітині важлива до роботи та взаємозв'язку всіх органел. Рухливість та тургор цитоплазми сприяють доставці речовин із зовнішнього середовища та назад, а також внутрішньоклітинному метаболізму. Без цитоплазми клітина стає нежиттєздатною.
Функції цитоплазми у клітині
Найбільш важливі функції можна подати у вигляді наступної таблиці:
- забезпечення форми клітини;
- довкілля органоїдів;
- транспорт речовин;
- запас корисних речовин.
синтез білків, перший етап клітинного диханнягліколізпроцеси мітозу та мейозу
Більшість різних дій і подій відбувається саме в цій желатиноподібній рідині, в якій містяться ферменти, що сприяють розкладанню продуктів життєдіяльності, також проходить безліч процесів метаболізму. Цитоплазма забезпечує клітину формою, заповнюючи її, допомагає підтримувати органоїди на своїх місцях. Без неї клітина виглядала б «здутою» і різні речовини не могли б легко переміщатися від одного органоїду до іншого.
Транспорт речовин
Рідка субстанція вмісту клітини дуже важлива підтримки її життєдіяльності, оскільки дозволяє легко обмінюватися поживними речовинами між органоїдами. Такий обмін зобов'язаний процесу цитоплазматичного течії, що є потоками цитосоля (найбільш рухлива і текуча частина цитоплазми), що переносять поживні речовини, генетичну інформацію та інші речовини від одного органоїду до іншого.
Деякі процеси, що відбуваються в цитосолі, включають також перенесення метаболітів.Органоїд може виробляти амінокислоту, жирну кислоту та інші речовини, які через цитосоль переміщуються до органоїду, який потребує цих речовин.
Цитоплазматичні потоки призводять до того, що клітина може переміщатися. Деякі найменші життєві структури забезпечені віями (маленькі, схожі на волосся утворення зовні клітини, що дозволяють останній переміщатися у просторі). Для інших клітин, наприклад, амеби єдиною можливістю переміщатися є переміщення рідини в цитосоле.
Запас поживних речовин
Крім транспорту різного матеріалу, рідкий простір між органоїдами виступає в ролі свого роду камери зберігання цих матеріалів до моменту, коли вони дійсно будуть потрібні тому чи іншому органоїду. Усередині цитосолю у зваженому стані знаходяться протеїни, кисень та різні будівельні блоки. Крім корисних речовин, в цитоплазмі містяться і продукти метаболізму, які чекають на свою чергу, поки процес видалення не виведе їх з клітини.
Структура та компоненти
У прокаріотах (наприклад, бактерії), які не мають ядра, сполученого з мембраною, цитоплазма представляє весь вміст клітини всередині плазматичної мембрани. В еукаріотах (наприклад, клітини рослин і тварин) цитоплазма утворена трьома відмінними один від одного компонентами: цитосоль, органоїди, різні частинки і гранули, що мають назву цитоплазматичних включень.
Цитосоль, органоїди, включення
Цитосоль є напіврідким компонентом, розташованим зовні по відношенню до ядра і всередині плазматичної мембрани.Цитосоль становить приблизно 70% об'єму клітини і складається з води, волокон цитоскелета, солей та органічних та неорганічних молекул, розчинених у воді. Також містить протеїни та розчинні структури такі, як рибосоми та протеасоми. Внутрішня частина цитосолю, найбільш плинна і гранульована, називається ендоплазмою.
Органоїд означає «маленький орган», який пов'язаний із мембраною. Органоїди знаходяться всередині клітини і виконують специфічні функції, необхідні для підтримання життя цієї найменшої цеглини життя. Органоїди є дрібні клітинні структури, виконують спеціальні функції. Можна навести такі приклади:
- мітохондрії;
- рибосоми;
- ядро;
- лізосоми;
- хлоропласти (у рослинах);
- ендоплазматична мережа;
- апарат Гольджі.
Усередині клітини також знаходиться цитоскелет – мережа волокон, які допомагають їй зберігати свою форму.
Цитоплазматичні включення, будучи невеликими частинками, зваженими в цитосолі, є різноманітною гамою включень, присутніх у різного типу клітинах. Це можуть бути як кристали оксалату кальцію або діоксиду кремнію в рослинах, так і гранули крохмалю та глікогену. Широку гаму включень є ліпіди, що мають сферичну форму, присутні як у прокаріотах, так і в еукаріотах, і службовці для накопичення жирів і жирних кислот. Наприклад, такі включення займають більшу частину обсягу адіпоситів - спеціалізованих накопичувальних клітин.
Основні характеристики
Слід перерахувати такі властивості цитоплазми:
- Цитоплазму можна розділити на дві частини: ендоплазма, що є її центральною областю з органоїдами, і ектоплазма — периферична її частина, подібна до гелю.
- Цитоплазма являє собою рідку субстанцію, що заповнює простір між клітинною мембраною та органоїдами;
- Різні частини желеподібної маси забарвлені у різні відтінки кольорів і називаються ергатоплазмою;
- Суміш різноманітних гранул, органічних утворень надає їй колоїдну консистенцію;
- Периферійна зона цитоплазми більш в'язка та желатиноподібна, ніж решта її частини, і називається плазмогель. А шар цитоплазми навколо клітинного ядра має більш високу плинність, ніж решта її частини, і називається плазмосоль;
- Фізична природа субстанції – колоїдний стан. Вона складається в основному з води та частинок різної форми та розміру, зважені в ній;
- Містить протеїни, з яких 20-25% є розчинними у воді, включаючи ферменти;
- Також тут знаходяться деякі амінокислоти, вуглеводні, неорганічні солі, ліпіди та ліпідоподібні речовини;
- Плазмогель здатний абсорбувати або виділяти воду відповідно до потреб клітини;
- Вона має цілу систему організованих волокон, які можна спостерігати, використовуючи спеціальну техніку розфарбовування;
- Субстанція хімічно являє собою 90% води та 10% органічних та неорганічних утворень.
Соціальне життя мікробів
Бактерії виявляють різні форми соціальної поведінки, здатності до контактного та дистантного спілкування і формують багатоклітинні колективи, структура яких багато в чому нагадує спільноти вищих тварин - а за деякими властивостями можна порівняти навіть з людським соціумом. Вивчення життя мікробів допомагає налагодити діалог мікробіології з етологією (зокрема із соціальної етологією і етологією людини).
Суспільний спосіб життя характерний не тільки для тварин, але і для багатьох мікроорганізмів – одноклітинних еукаріотів (найпростіших) та прокаріотів (бактерій). Вивчення колективних взаємодій (соціальної поведінки) та інформаційного обміну (комунікації) у мікробів в останні десятиліття стало одним із найбільш «модних» напрямків у мікробіології (див. посилання внизу).
В оглядовій статті О. В. Олескіна, співробітника кафедри фізіології мікроорганізмів біологічного факультету МДУ, розглядаються найважливіші факти, що стосуються суспільного життя мікробів. Автор поділяє думку С. Г. Смирнова, який ще 1972 року запровадив поняття «етологія бактерій», про придатності етологічного підходи до вивчення поведінки мікробів.
Координована поведінка клітин мікроорганізмів проявляється у різних формах:
1) Афіліація - Взаємне тяжіння особин одного виду, групи, прагнення бути разом. У одноклітинних ця властивість проявляється часто у формі когезії – злипання клітин.
Це характерне як для мікробів, і навіть клітин різних органів прокуратури та тканин багатоклітинних організмів. Наприклад, «якщо клітини печінки і нирок миші змішати, що культивуються поза організмом, то «подібне прагне до подібного», і в культурі з'являються відокремлені агрегати печінкових і ниркових клітин».
Яскравий приклад афіліації у бактерій – колективне утворення плодових тіл (докладніше про це див. у замітці «Здатність до складної колективної поведінки може виникнути завдяки єдиній мутації», «Елементи», 25.05.06).
2) Кооперація – об'єднання особин для спільного виконання того чи іншого завдання.
Клітини багатоклітинного організму демонструють безліч прикладів кооперації – власне, сам багатоклітинний організм є нічим іншим, як наслідок кооперації безлічі клітин.
У бактерій кооперація теж широко поширена: наприклад, міксобактерії здатні до колективного захоплення та перетравлення харчових частинок; нитчасті ціанобактерії, що утворюють біоплівки, при розриві плівки активно рухаються на зустріч один одному в місці розриву і швидко «зашивають» пролом.
Відомо багато прикладів спільного координованого руху множини бактеріальних клітин (див.: Swarming motility).
3) Ізоляція популяцій друг від друга, відмова утворювати змішані скупчення – прояв вибірковості афіліації. Це сприяє структурованості та відокремленості мікробних соціальних систем (див.: Розшифрований генетичний механізм, що дозволяє бактеріям відрізняти «своїх» від «чужих». «Елементи», 14.07.08).
4) Колективна агресія
Ядро у без'ядерній клітці
Нуклеоїд («подібний до ядра») – один з найважливіших органоїдів у прокаріотичній клітині, що виконує функції ядра. Він відповідає за зберігання та передачу генетичного матеріалу. Нуклеоїд являє собою замкнуту в кільце молекулу ДНК, що відповідає одній хромосомі. Ця кільцева молекула виглядає як безладне переплетення ниток. Проте, з її функцій (точний розподіл генів по дочірнім організмам), стає зрозуміло, що хромосома бактерій має високоупорядковану структуру.
Як правило, постійної зовнішньої форми ця органела не має, але її можна легко розрізнити на тлі цитоплазми гелеподібної в електронний мікроскоп. При дослідженні за допомогою звичайного світлового мікроскопа бактерію необхідно заздалегідь забарвити.у природному стані бактерії прозорі та непомітні на тлі предметного скла. Після спеціального фарбування область ядерної вакуолі бактерії стає чітко видно.
Молекула ДНК (нуклеоїд) складається з 1,6 х 107 нуклеотидних пар. Нуклеотид – це окрема «цеглинка», ланка, з якої складаються всі ядерні нуклеїнові кислоти (ДНК, РНК). Таким чином, нуклеотид лише окрема мала частина нуклеоїду. Довжина молекули ДНК у розгорнутому стані може бути у тисячу разів більша, ніж довжина самої бактеріальної клітини.
Деякі бактеріальні клітини містять додаткові сховища спадкової інформації – плазміди. Це позахромосомні генетичні елементи, що складаються з дволанцюгових ДНК. Вони набагато менші за нуклеоїд і містять «всього» 1500–40 000 пар нуклеотидів. У таких плазмідах може бути до сотні генів. Їх існування може бути повністю автономним, хоча за певних умов додаткові гени легко вбудовуються в основний ланцюжок ДНК.
Органоїди руху
Щоб пересуватися, бактерії мають спеціальні органоїди - джгутики, наявні й у найпростіших тварин. Вони складаються з білкових молекул і виглядають як тонкі, ниткоподібні, подовжені структури. Сама довжина джгутиків у кілька разів довша за мікроорганізм. Джгутики мають довжину від 3 до 12 мкм та товщину від 12 до 20 нм. Вони фіксуються до цитоплазматичної мембрани за допомогою спеціальних дисків. Побачити їх можна лише під електронним мікроскопом або після попередньої обробки барвниками під світловим мікроскопом. Вони не забезпечують життя мікроорганізму, та й їх кількість у різних особин може змінюватись від 1 до 50. Залежно від того, де прикріплені джгутики, розрізняють:
- монотрихи, що мають один джгутик;
- амфітрихи, що мають два або зібрані в пучок кілька штук, розташовані полярно щодо один одного;
- лофотріхи, мають пучок з одного боку;
- перитрихи, мають джгутики по всій довжині клітини;
- атрихії, що не мають взагалі джгутиків.
Розрізняють кілька видів цілеспрямованого руху:
- хемотаксис - коли у зовнішньому середовищі різне насичення хімічними речовинами;
- аеротаксис - різне скупчення кисню;
- фототаксис - різний ступінь освітленості;
- магнітотаксис - здатність реагувати на магнітне поле.
Капсула
Крім основних структур, у цитоплазмі виділяють тверді, газоподібні та рідкі включення – це продукти метаболічних процесів та запас поживних речовин.
Капсула є слизовою оболонкою, яка має чіткі розмежування від навколишнього середовища і тісно пов'язана з клітинною стінкою. У клітинах тварин такого органоїду немає. Побачити її можна лише під спеціальним світловим мікроскопом шляхом фарбування. Вона є життєтворчим органоїдом клітини, за її втрати мікроорганізм не втрачає своєї життєздатності. У такої бактерії, як лейконосток, до однієї капсули входить не одна мікробна клітина. У капсулі зосереджені антигени, які визначають особливість, вірулентність та здатність викликати імунну відповідь бактерій.
Також вона захищає мікроорганізм від таких негативних впливів:
У багатьох видів без неї не обходиться прикріплення мікроорганізму до живильного середовища.
