Svet mikroorganizama
Građa i funkcija bakterijske
ćelije
Veličina, oblik i uređenost bakterijskih ćelija
A.
Veličina, oblik i uređenost
1. Prokarioti – različiti oblici uključujući: loptast
(koke), štapići (bacili), ovalni (kokobacili),
zakrivljeni štapići (vibrioni), rigidni helikoidni
oblici (spirile) i fleksibilni helikoidni oblici
(spirohete)
Veličina bakterijskih ćelija –
Manje od najvećeg broja eukariotskih ćelija





Loptaste – prečnik
Štapićaste – dužina i širina
Loptaste – 0.,5 do 1 µm
Štapićaste – (0,1 do 1 µm) x (0,1 do 100 µm)
Arhebakterije – nanobakterije 0,2 do 0,05 µm
Veličina bakterijskih ćelija –
Manje od najvećeg broja eukariotskih ćelija
Veličina prokariotske ćelije
1.
Nedavno pronađena
Epulopiscium fisheloni
izraste velika od 80µm
do 600µm (milion puta
veća od E. coli)
Thiomargarita namibiensis
3 miliona puta veća od prosečne bakterijske ćelije (~1 mm)
Sumporom bogati morski sedimnenti
Mycoplasma
Najsitnija bakterija 0,3 µm
Veličina prokariotske ćelije
Osnovni i izvedeni oblici bakterija
2. Tokom reproduktivnog procesa neke ćelije ostaju
pričvršćene pa formiraju.....
Bakterije neuobičajene morfologije
Stabljičaste bakterije
kockaste bakterije
Pupeće bakterije
Morfološke varijacije



Prirodne varijacije
Pleomorfizam – različita
morfologija u istoj
populaciji
Polimorfizam –
promena oblika u toku
životnog ciklusa
Građa bakterijske ćelije
Površinske ćelijske strukture i vanćelijske tvorevine:
1.
2.
3.
Spoljašnji omotači
Ćelijski zid
Izraštaji na ćeliji: flagele, fimbrije i pili
Citoplazma, citoplazmatske strukture i ćelijske
inkluzije
1.
2.
3.
4.
Citoplazma
ĆM i intracel. Tvorevine
Ribozomi
nukleoid
Nisu sve strukture pronađene u svakoj prokariotskoj ćeliji
ali one su konzistentne u pogledu osnovne strukture i
najvažnijih komponenata
Površinske ćelijskestrukture i vanćelijske
tvorevine
1. Spoljašnji omotači
2. Ćelijski zid
3. Izraštaji na ćeliji: flagele, fimbrije i pili
Spoljašnji omotači bakterijske ćelije








GLIKOKALIKS – tanji ili deblji omotač koji naleže
na ćelijski zid
Homo- heteropolisaharidi, ređe glikoproteini
KAPSULE - heteropolisaharidi čvrstine gela
Makrokapsule – 0,2- 1 µm
Mikrokapsule – 10 do 30 nm
Sluzavi omotači – difuzni omotači
Sluzna sara (futrola, navlaka) - gvožđevite i
manganske bakterije
S omotači – kristali proteina i glikoproteina - arhee
kapsule i sluzavi omotači


kapsule – dobro
organizovane
sluzavi omotači –
difuzni i
neorganizovani
C. S slojevi

pravilno strukturisani slojevi proteina ili glikoproteina –
arhee a ima ih i kod nekih G+i G- bakterija
Uloga kapsula i sluzavih omotača






Osmotska barijera
Sprečavaju isušivanje ćelije
Pričvršćivanje za ćeliju domaćina
Stvaranje biofilmova
Štite bakterije od:
Fagocitoze virusne infekcije, promena pH,
osmotskog stresa, hidrolitičkih enzima predatorske
bakterije Bdellovibrio
Ćelijski zid prokariota
štiti od osmotske lize
Peptidoglikan (murein) je osnovni polimer
pronađen kod ćelija prokariota
Struktura peptidoglikana
Struktura peptidoglikana
Struktura peptidoglikana
Ćelijski zid – Gram pozitivnih bakterija
Uloga tejhojne kiseline
antigeni
adhezija
Negativno
naelektrisanje Ć
(Mg++)
Ćelijski zid gram negativnih bakterija –
složenija građa
1-10%
Ćelijski zid Arhebakterija imaju pseudopeptidoglikan ili
proteine, glikoproteine ili polisaharide
pseudopeptoglikan
S-sloj heksagonalne sim.
Periplazmatski prostor
Periplazmatski prostor
1. G- periplazmatski enzimi usvajanje nutrijenata
2. G+ Egzoenzimi –ista funkcija
3. Dentrificirajuće i hemolitoautotrofne bakt. –
elektron transportni sistem u periplazmi
4. enzimi sinteze peptidoglikana i modifikacije
toksičnih jedinjenja
Spoljašnja membrana je propustljivija od ĆM
- zbog porinskih proteina moguć prolaz manjih molekula od 600 do 700 Da
Bojenje po Grammu
Flagele i pokretljivost



dugi, tanki nastavci, na
jednom kraju pričvršćeni za
ćeliju
flagele mogu biti postavljene
različito u odnosu na ćeliju
Monotrihe, amfitrihe, lofotrihe i
peritrihe
Ultrastruktura flagela
Ø 20 nm, 10-20 µm
F. Ultrastruktura flagela
Sinteza flagela
Pokretljivost uz pomoć flagela
Pokretljivost uz pomoć aksijalnog filamenta
H. Klizeća (gliding) pokretljivost
Fimbrije





Cevaste površinske strukture
od fimbrina
Tanje i kraće od flagela
Adhezivna uloga
Skrama, biofilm
Faktor patogenosti
Pili

Duže od fimrija

1-3 na jednoj ćeliji

Ø 8 nm od pilina

Konjugacija

Pokretljivost – twitching
motility –Pseudomonas
aeruginosa, Neisseria
gonorrhoeae, neke E.coli

Gliding motility
Prokariotske ćelijske membrane
Prokariotske ćelijske membrane

bakterijske ćelije ne
sadrže sterole ali
sadrže hopanoide
Prokariotske ćelijske membranećelijska membrana kod Arhea
Ćelijska membrana - plazmalema
ĆM ima nekoliko osnovnih funkcija
a.
b.
c.
d.
Odvaja citoplazmu od okoline
Polupropustljiva barijera
Poprište važnih metaboličkih procesa – disanje,
fotosinteza, sinteza lipida i sinteza ćelijskog
zida
Može da sadrži posebne receptorne molekule –
detekcija i odgovor na prisustvo jedinjenja u
blizini ćelije
Unutrašnji membranski sistemi



cijanobakterije
fotosintetske bakterije
nitrificirajuće bakterije
Mezozomi- invaginacija ĆM
uloga: deoba ćelije,
replikacija hromozoma,
sekretorna funkcija
Artefakt tokom fiksacije u
EM?
Citoplazmatski matriks
Citoplazmatski matriks – supstanca između ĆM i nukleoida
Molecular Chaperons

omogućuju novosint. proteinima da poprime konačan
oblik

Mol. cahperons su termo-šok proteini – promovišu
uvijanje novih proteina koji zamenjuju toplotom
oštećene proteine

održavaju sekretorne proteine u stanju za ekskreciju
sve dok ne prođu ĆM
Ujednačena masa na elektronskim mikrografijama
u kojoj se često mogu uočiti ribozomi i inkluzije
Ribozomi

Složene strukture sastavljene od proteina i rRNK

odgovorni za sintezu ćelijskih proteina

matriks ribozomi – proteini u ćeliji

ribozomi ĆM – proteini van ćelije

70 S (50S i 30 S subjed.) vs 80S kod eukariota

sličan oblik
Ribozomi
Nukleoid

region nepravilnog oblika
koji sadrži cirkularni
hromozom prokariota

nije obavijen membranom

ponekad povezan sa PM i
mezozomom

dva roda bakterija
planktomiceta sadrže
membranu
bakterijski hromozom je efikasno spakovan

60% DNK, 30% RNK i
10% proteina

E. coli- ćelija 2-6µm

DNK 1400 µm
bakterijski hromozom je efikasno zapakovan

DNK jako izuvijana uz pomoć RNK i proteina.
A. bakterijski hromozom je efikasno
zapakovan

Neke arhee - DNK je jako združena sa proteinima hromozomi eukariota
Plazmidi su mali, cirkularni DNK koji postoje i dele se
nezavisno od bakterijskog hromozoma
Citoplazmatski uključci (inkluzije) – inkluziona telašca
Citoplazmatski uključci – polisaridne prirode
Glikogen ili ređe skrob
Citoplazmatski uključci – lipidne prirode
PHA- poli-3-hidroksialkanoati
Bacillus, Pseudomonas, Alcaligenes
Citoplazmatski uključci – polifosfatne granule, polifosfatna
zrnca, volutinska zrnca
Spirillum volutans
Citoplazmatski uključci – granule sumpora
Citoplazmatski uključci – gasne vakuole
Bakterijske endospore

specijalne, otporne,
dormantne strukture
koje formiraju
pojedine bakterije
radi preživljavanje
nepovoljnih uslova
A. Formiranje endospora - sporulacija
Formiranje endospora - sporulacija
A. Formiranje endospora - sporulacija
Formiranje endospora - sporulacija
Download

2. Gradja celije - Biolozi 2011/12