SCHEMAT BUDOWY KOMÓRKI PROCARYOTA
BUDOWA I SKŁAD CHEMICZNY BAKTERII
Woda do 87% mokrej masy – bardzo istotny składnik, komórki bardzo wrażliwe na wysychanie – istotną sprawą higieny jest wycieranie wszystkiego do sucha – woda to źródło rozwoju mikroflory
Bakterie wykształciły mechanizmy obronne – niektóre wytwarzają przetrwalniki – niewrażliwe na temperatury 100 i więcej stopni Celsjusza
Bardzo podobny skład chemiczny do komórek eukariotycznych
Węgiel – ok 60%
azot – ok 10%
popiół – ok 10%
białka – 60%
rybosomów – do 10%
kwasy rybonukleinowe RNA – do 20%
DNA – do 3%
Wielocukry – do 10%
Lipidy – ok 10% (od 3 do 23) – znaczne zróżnicowanie
U bakterii brak metylocytozyny – zmodyfikowana chemicznie cytozyna z grupą metylową (zwierzęta 6%, rośliny 30%)
Występuje metyloaminoadenina (2,4% w stosunku do adeniny)
Cecha diagnostyczna bakterii – DNA: A+T/C+G
Można sekwencjonować DNA, ale można zrobić coś prostszego (w przypadku DNA wyizolowanie jest prostsze, można hydrolizować i frakcjonować w prosty sposób, i można określić stosunek adeniny i tyminy do cytozyny i guaniny), sekwencjonowanie jest znacznie trudniejsze
W przypadku niektórych bakterii ta wartość jest ściśle zdefiniowane – brak tolerancji – w niektórych przypadkach zatem daje nam możliwość zakwalifikowanie do określonego rodzaju
INNE CECHY DNA:
Nie związane z histonami
Występują małe białka: HU – Escherichia, Hbs – Bacillus brak jednego uniwersalnego białka, różne w zależności od struktury bakterii
Kationy: Ca2+ ; Mg2+
Polikationy organiczne – odróżniają organizmy prokariotyczne od eukariotycznych – odróżniająca cecha
Generalnie kationy neutralizują ujemnie naładowaną nić DNA, w przypadku prokariotów cząsteczka DNA występują w cytoplazmie, nie jest odizolowana od cytoplazmy, zatem musi być zneutralizowana
Polikationy to: spermina, spermidyna, putrescyna; - polikationy zawierają dużą ilość grup aminowych – które łatwo ulegają uprotonowaniu
ROLA WITAMIN U BAKTERII
Witaminy w przypadku bakterii pełnią taką samą funkcję jak u organizmów eukariotycznych
Najczęściej tworzą grupy prostetyczne enzymów
Nie wiadomo kto pierwszy zażywa witamin w przypadku infekcji bakteryjnej – czy ludzie, czy bakterie
POZOSTAŁE SKŁADNIKI CHEMICZNE
1. Cukry charakterystyczne dla bakterii polimery:
Granuloza, glikogen bakteryjny – materiały zapasowe, polimery glukozy, glukoza w różny sposób zmodyfikowana
Budulcowe – ściana komórkowa:
Lewany – polimery fruktozy
Mannany – polimery mannozy
2. Lipidy, ciała tłuszczowe (woski – bardzo dużo u prątków; estry fitoglicerolu, kwas tuberkulostearynowy (kwas tłuszczowy stearynowy zestryfikowany określonym ..), was fitonowy)
Brak steroli (tylko u sinic, bakterii zdolnych do fotosyntezy i pasożytniczych Mycoplasamtales)
Brak wielokrotnych wiązań nienasyconych – tylko i wyłącznie nasycone tłuszcze
Polimer kwasu hydroksymasłowego - materiał zapasowy, rezerwuar energii i szkieletów węglowych
OTOCZKI I ŚLUZY ZEWNĘTRZNE
Nie wchodzą w skład ściany komórkowej – nie jest to ich trwały element
OTOCZKI BAKTERYJNE: grube, gęste, szczelne – nie można ich usunąć z komórek bakteryjnych, skład zależny od klasy bakterii
ŚLUZY BAKTERYJNE: rzadsze, mogą oddysocjować – można je usunąć bez szkody dla komórki bakteryjnej, w zależności od środowiska, głównie węglowodany
BUDOWA OTOCZEK:
Polisacharydy: glukoza, ramnoza, aminocukry;
Kwas 2-ketodeoksygalaktynowy, kwas uronowy, pirogronowy, octowy i inne organiczne
Polipeptydy: poliglumatiniany – jako składnik dodatkowy, głównie u Bacillus anthracis, b. subtilis
Rola otoczek – czasami warunkują patogenność, odporność na fagocytozę (nie mogą być fagocytowane przez białe krwinki krwi)
Streptococcus – te które wytwarzają otoczki są patogenne
ŚLUZY BAKTERYJNE:
Ochrona przed czynnikami środowiskowymi, tworzenie skupisk, czasami warunkowanie ruchu ślizgowego
(gallitonella ferruginea, Flexibacter, Cytophaga, Beggaitoa – tworza filamenty – trichomer – ruch wokół osi; niektóre sinice; Myxobacteriae – w kierunku ciał owocowych)
STUKTURA ŚLUZÓW
Polisacharydowa – glikokaliks wydzielany na zewnątrz – mieszanina polimerów polisacharydów, które stanowią heteropolimery, niejednorodne polimery, każdy polimer posiada inne jednostki monomeryczne, w obrębie jednego polimeru też mogą być różne monomery
Substancje bardzo lepkie – umożliwiają przemieszczanie bakterii oraz tworzenie ciał owocowych (tworzenie skupisk bakterii)
POCHEWKI BAKTERYJNE
Zewnętrzne rurkowate osłonki, głównie heteropolisacharydy: glukoza, kwas glukuronowy, galaktoza, fruktoza
CHARAKTERYSTYCZNE DLA:
Bakterii nitkowatych – sphaerotilus natons, leptothrix ochracea
Acetobacter aceti – celulozowa, skórzasta osłonka – mycoderma aceti (pseudoskóra, bardzo twarda, trudna do usunięcia)
Sarcina ventriculi, lampropedia hyalina – celuloza jako spoiwo agregatów komórek
TYPY URZĘSIENIA (BIEGUNOWE – POLARNE; BOCZNE – LATERALNE)
MONOPOLARNE
a) Jednobiegunowe politrychalne – lofotrychalne
b) Jednobiegunowe monotrychalne
BIPOLARNE – na dwóch biegunach komórki występują rzęski
a) Dwubiegunowe politrychalne (amfitrychalne)
PERYTRYCHALNE – BOCZNE
TYPY RUCHU WYKONYWANE PRZEZ RZĘSKI:
Ruch
Pchanie
Ciągnięcie
Spiralny – oba kierunki
Rzęski peryrychalne – ruch rotacyjno-posuwisty
Punkt inercyjny – miejsce zakotwiczenia rzęski wewnętrznej – np. Leptospira – również umożliwia ruch obrotowy jak i posuwisty
TYP URZĘSIENIA MOŻE BYĆ CECHA DIAGNOSTYCZNĄ
Eubacteriaceae, bacillaceae – rzęski na całej powierzchni komórki; wzdłużnie lub perytrychalnie
BUDOWA RZĘSEK
Białko flagellina – globularne o średnicy 4,5nm (rząd wielkości), mało aminokwasów zasadowych, często brak Cys, Trp – dzięki takiemu składowi aminokwasowemu w roztworach taka struktura umożliwia zwinięcie i utworzenie struktury globularnej; syntetyzowana jest wewnątrz bakterii, przenoszona jest na zewnątrz i dopiero tam to białko jest łączone – cecha, która dotyczy wszystkich struktur zewnętrznych (cokolwiek jest na zewnątrz będzie fragmentarycznie syntezowana wewnątrz, transport na zewnątrz i łączenie za pomocą uwalnianych enzymów)
Wydłużanie – łączenie fragmentów flagelliny syntezowanej w cytoplazmie
Swoiste różnice:
a) Średnica globuli
b) Długość nici dość jednostek flagelliny
c) Skok helisy flagelliny
G(-) – pierścienie zewnętrzne – L, P i wewnętrzne – O, M (S,M)
G(+) – tylko wewnętrznie
RZĘSKI U G(-)
Najpierw syntezowane są pierścienie, potem elementy flagelilny, które pozwalają na wydłużanie takiej rzęski
RUCH
Ruch generowany jest przez pierścienie wewnętrzne O,M (S,M)
Energia pochodzi z błonowego transportu protonów (różnica potencjałów po jednej i po drugiej strony błony cytoplazmatycznej występującej w komórce)
Antygeny komórki bakteryjnej:
Rzęskowe: H (hauch – podmuch)
Somatyczne: O (ohne hauch) – wewnętrzne i zewnętrzne
FIMBRIE, PILUSY – pile wyrostki cytoplazmatyczne, białko – pilina – inny rodzaj białka
Średnica 1,5-4 nm
Adhezja – nie są odpowiedzialne za ruch!
Typ I:
Płciowe F – męskie, biosynteza w cytoplazmie, potem probiałko jest transportowane na zewnątrz
TAKSJE – ukierunkowany ruch mikroorganizmów
a) CHEMOTAKSJA – pod wpływem czynników chemicznych; jeśli w środowisku bakterii znajduje się określony czynnik, może to wywołać ruch; ruch nieuporządkowany – w normalnym podłożu izotropowy – bakteria porusza się po linii prostej, potem koziołkuje – ruch dowolny, bez określonego kierunku; w gradiencie stężenia atraktanta częstość koziołkowania maleje, gdy komórka płynie w „dobrym kierunku”, tzn. w stronę optymalnego stężenia; w gradiencie stężenia replenta maleje w kierunku ruchu
b) AEROTAKSJA - stężenie tlenu; bakterie tlenowe skupiają się przy brzegu szkiełka nakrywkowego i wokół zamkniętych pęcherzyków powietrza (musi być preparat przyżyciowy); bakterie mikro
c) FOTOTAKSJA – bakterie purpurowe; chromatium – 0,7% różnicy w natężeniu światła
d) MAGNETOTAKSJA – bakterie magnetotaktyczne – głównie beztlenowe lub mikroaerofile – 0,4% suchej masy to żelazo w postaci magnetytu – ferromagnetyczny tlenek Fe. Magnetosomy u podstawy rzęsek
ŚCIANA KOMÓRKOWA BAKTERII
CECHY:
Kompleks chemiczny
Nadanie kształtu
Nadanie sztywności
Ochrona
Antygeny somatyczne zewnętrzne (typu O)
TYPY ŚCIANY KOMÓRKOWEJ:
G(+) G(-)
Archebacteriae
Na początku sądzono, że istnieją tylko dwie ściany komórkowe G(+) i G(-). Po odkryciu Archebacterii odkryto inne typu ściany komórkowej
ŚCIANA KOMÓRKOWA BAKTERII G(+)
Na zewnątrz błony cytoplazmatycznej, bezpośrednio nad błoną
Kompleks węglowodanowo-peptydowy – mukokompleks=mureina=mukopeptyd – nazwy równocenne, można je używać zamiennie
Kwasy tejchowe łączące mukokompleks i błonę cytoplazmatyczną (polimery alkoholi wielowodorotlenowych – połączone kowalencyjnie do mukokompleksu)
Czasem białka na zewnątrz struktur ściany komórkowej – białko M – Streptococcus (BARDZO rzadko jakiekolwiek struktury białkowe na zewnątrz, nie są to białka szczelnie otaczające, mogą one tworzyć właśnie układ antygenowy)
Polimer węglowodanowy – hetero polimer o dwóch jednostkach, które naprzemiennie będą się powtarzać – ta struktura została nazwana glikanem (monomery: N-acetyloglokoznamina (NAG=G) – pochodna glukozy, na węglu 2 ma wprowadzoną zamiast grupy hydroksylowej ma grupę aminową, oraz reszta kwasu octowego jest wprowadzona na grupę aminową tworząc wiązanie amidowe i kwas N-acetylomuraminowy (NAM=M) – pochodna glukozy, węgiel 2 z grupą aminową oraz resztą kwasu octowego, dodatkowo utworzenie wiązania między węglem 3 a resztą kwasu mlekowego – tam wolna grupa acetylowa – grupa aktywna, może dołączyć się dowolna aminokwas z grupą aminową, powstanie wiązanie peptydowe, węgiel nr 6 wiązaniem estrowym do grupy hydroksylowej z kwasami tejchowymi)
Wiązanie beta-1,4 jest rozkładane przez enzym lizozym
Te dwie jednostki monomeryczne połączone są wiązaniem beta-1,4-glikozydowym tworzą struktury włókniste – trwałość ściany komórkowej, otoczenie całej komórki bakteryjnej (jeżeli grupa hydroksylowa powyżej płaszczyzny na węglu 1 to wiązanie beta)
Przyłączanie peptydu do reszty kwasu melkowego będzie wydłużał się w kierunku C końca – ta grupa nie połączy się z sąsiednią grupą karboksylową sąsiedniego łańcucha.
Musi się to odbyć za pomocą jakiegoś pośrednika, np. kwas diamoinopimerlinowy (D-ala) lub lizyny (dodatkowa grupa aminowa, w przypadku kwasu też karboksylowa) – powstają mostki peptydowe
Kwasy tejchowe przyłączone do NAM w pozycji 6-OH nadają ładunek „-”
W przypadku peptydoglikanu występują D-aminokwasy (wielka rzadkość)
ŚCIANA KOMÓRKOWA BAKTERII (-)
Wielowarstwowa struktura – od zewnątrz:
1. Błona zewnętrzna, ponad peptydoglikanem – struktura fosfolipidowa oraz lipoproteiny – z częścią białkową kowalencyjnie związaną do mukopeptydu i lipopolisacharyd – LPS
2. Cienki mukokompleks (peptydoglikan) – czasem jedna warstwa, leżąca powyżej błony cytoplazmatycznje, brak mostków międzypeptydowych, u niektórych może występować kilka warstw i mogą występować mostki międzypeptydowe
3. Miejsca adhezji – przewężenia Bayer’a – kontakt błony zewnętrznej z cytoplazmą – tam brak peptydoglikanu – zewnętrzna błona może się wpuklać i łączyć z błoną cytoplazmatyczną otaczającą komórkę
4. Przestrzeń peryplazmatyczna między błoną cytoplazmatyczną a peptydoglikanem (nie jest to szczelne otoczenie jak w przypadku G(+))
BUDOWA ŚCIANY KOMÓRKOWEJ BAKTERII G(-)
Występuje fragment zmienny lipopolisacharydu – układ 4 monomerów – charakterystyczny dla bakterii – odpowiedzialny za patogenność – wielokrotnie powtarzany
Antygen O – specyficzna gatunkowo część LPS – heteropolisacharydu
LPS – często czynnik patogenności – toksyczności u bakterii G(-) – endotoksyna
Salmonella typhimurium - tyfus, Shigella dysynteriae - czerwonka
ŚCIANY KOMÓRKOWE BAKTERII G(+) I G(-)
Usunięcie ściany komórkowej w wyniku działania lizozymu – w przypadku G(+) – delikatna struktura bakteryjna otoczona jedynie błoną cytoplamatyczną (aby pozostał przy życiu trzeba umieścić bakterię w środowisku izotonicznym) – protoplast
Sferoplast (pozostają resztki ściany komórkowej, bo ochrania je błona zewnętrzna) u G(-) tylko w obecności czynników chelatujących (EDTA) – następuje usunięcie resztek ścian komórkowych; resztki ściany komórkowej – markery – wszystkie organizmy jednego gatunku mają identyczny sferoplast
BAKTERIE BEZ ŚCIANY KOMÓRKOWEJ
Nie są zdolne do syntezy NAM i/lub kwasu diaminopimerlinowego
Mykoplazmy: Mycoplasma, Ureaplasma, Acholeplasma – brak sztywnej struktury często sterole wbudowane w struktury błon cytoplazmatycznych
Formy L – niekompletne ścian komórkowych, występują u G(+) i G(-), wymagają bogatych podłoży i wysokiego potencjału osmotycznego
ŚCIANA KOMÓRKOWA ARCHEBACTERIA
Najstarsze filogenetycznie: metanogeny, halofile, acidofile, termofile
Cechy: brak peptydoglianu (nie wiadomo, czy jest to reguła czy tylko cecha opisanych gatunków), białka, glikoproteiny, polisacharydy, czasem brak polimerów
Methanospirillum hungatii - inna niż w G(+) i G(-)
Methanobaterium- bez NAM, podobna do G(+)
Cyjanobacterie - SINICE TEŻ POSIADAJĄ MUKOKOMPLEKS
KLASYFIKACJA BAKTERII W ZALEŻNOŚCI D STRUKTURY ŚCIANY KOMÓRKOWEJ
G(+):
Większość ziarniaków
Laseczki - Bacillus
Maczugowce
Promieniowce
G(-):
Pałeczki – E. coli
Pseudomonas
Przecinkowce
Śrubowce
WYJĄTKI OD TEORII BARWIENIA GRAMA:
Neiseria genorohoeae – barwienie jak G(-), ale cechy jak u G(+)
Stare hodowle (maksymalnie 4 dniowe hodowle jeszcze dają dobre wyniki)
Treponema pallidum – nie barwią się
Mycobacterium tuberculosis – woski, kwasooporność
Bakterie gram (+) barwią się już po pierwszym barwieniu, drugi typ trzeba już dobarwiać. Dzieje się tak, dlatego, że pierwszy barwnik nie ma szans wniknąć i trwale związać się ze ścianą komórkową w przypadku G(-). Przemycie alkoholi dopiero umożliwia usunięcie otoczki zewnętrznej, zostaje wyeksponowany peptydoglikan, który ma szanse zabarwić się w procesie dobarwiającym.
BŁONY CYTOPLAZMATYCZNE
Struktury tych błon cytoplazmatycznych są podobne do wszelkich innych błon.
BIAŁKA BŁONOWE (kryterium: położenie)
Wewnętrzna NP. ATP-aza
Zewnętrzne
Środkowe (peryferyczne i transmembranowe)
BIAŁKA (kryterium: funkcja):
Struktury
Enzymatyczne
Kanałowe (permeazy, translokazy)
Generujące ruch: lateralny; typu flip-flop
FUNKCJE BŁON CYTOPLAZMATYCZNYCH:
Cechy:
Przepuszczalność, selektywność sztucznej błony fosfolipidowej
Jak się bada przepuszczalność:
Umieszczenie fosfolipidów w rozpuszczalniku polarnym – utworzenie sztucznej błony cytoplazmatycznej
Przechodzą:
Niepolarne cząsteczki hydrofobowe (N2, O2, alkohol benzylowy, CH4, N2O, H2)
Małe cząsteczki polarne bez ładunku (H2O, mocznik, glicerol, CO2)
Nieprzechodzą:
Duże cząsteczki polarne bez ładunku (glukoza, sacharoza)
Jony (Na+, K+, Mg2+, itd.)
MECHANIZMY TRANSPORTU
Prosta dyfuzja (O2, N2, NH3, H2) – mogą dyfundować gazy
Dyfuzja ułatwiona (glicerol u E. coli transmembranowy kanał 6 alfa-helix, 291 aminokwasów, otwarty po indukcji) – transportowany związek nie ulega zmianom
Transport aktywny (symport: u E,Coli: laktoza+H+; PO4 3-, Na+ system transmembranowy 6+6 helix) – transportowany związek nie ulega zmianom
Translokacja grupowa – zmiana strukturalna związku, białko HPr
TRANSLOKACJA GRUPOWA SYSTE PTS – fosfotransferazowy, zależny od PEP
BIAŁKA WAŻNE DLA TEGO TRANSPORTU:
EI, HPr – cytozolowe – enzym pierwszy oraz białko HPr znajdują się w cytozolu, elementy wspólne dla wszystkich transportów
EII (sepcyficzny, 3 funkcjonalne komponenty):
EIIA i EIIB – cytozolowe – połączone a C odrębne, ale może też być inaczej np. A C a B odrębne
EIIC – kanał trans membranowy
Jakie skutki powoduje transportowanie glukozy:
Transport glukozy do wnętrza komórki bakteryjnej wywołuje szereg zmian. Jeżeli jednostka druga jest ufosforylowana – nie ma glukozy, może swobodnie dochodzić do transportu laktozy i aktywowania operonu laktozowego. Jeżeli nie jest ufosforylowany to nie może zajść transport laktozy. Cykliczne AMP jest również elementem regulatorowym związanym z operonem laktozowym i metabolizmem laktozy (duże stężenie powoduje inhibicję). Powoduje to, że jeżeli glukoza jest w dużym stężeniu, laktoza nie jest metabolizowana.
Białko HPr. Donorem reszty fosforanowej jest ufosforylowane białko HPr
TRANSPORT AKTYWNY, ENERGIA, delta p; ATP, PEP
Delta p – potencjał protonowy – utrzymywany dzięki stałemu wypompowywaniu na zewnątrz jonów: H+ lub Na+, może to być połączone z jednoczesnym transportem innego związku, jonu czy kwasu: symport, antyport
Transport pierwotny – nieodwracalny, jeden element, jednokierunkowy; związek transportowany tym typem transportu może być związany albo z przenoszeniem elektronów, ablo z pompami jonowymi zależnymi od ATP, albo zależny od dekarboksylacji jakiegoś związku (nowa rzecz w stosunku do eukariotów)
Energia: przenoszenie elektronów, pompy jonowymi zależnymi od ATP (ATP-azy), lub od dekarboksylacji metabolitów np. szczawiooctanu czy metylomalonycoCo-A
Transport wtórny – kotransport dwóch składników, niezależnie od kierunku (składniki mogą być transportowane w jedną stronę, albo w przeciwnych kierunkach – symport lub antyport)
TRANSPORT ŻELAZA – SIDEROFORY
Taki typ transport, który jest transportem indukowanym, związki, które służą transportowi żelaza to związki o skomplikowanej strukturze metabolicznej – żelazo na +III stopniu utlenienia. Żelazo podczas tego transportu ulega redukcji do +II stopnia utleniania. Związki, które biorą udziął w tym transporcie to siderofory – bardzo dużo tych związków zawierają Pneudomonas. Po przetransportowaniu takiego związku żelaza dochodzi też do hydrolizy takiego sideroforu. Za każdym razem musi on być na nowo transportowany. Dla grzybów z kolei siderofor jest związkiem wielokrotnego użytku.
INTEGRALNOŚĆ BŁON CYTOPLAZMATYCZNYCH
Wpływ zmian potencjału osmotycznego na bakterie.
Cytoplazma + błona cytoplazmatyczna = protoplast.
Protoplast jest bardzo wrażliwy na zmiany stężenia roztworu na zewnątrz. W roztworze hipertonicznym komórka traci wodę i może dochodzić do odklejania protoplastu od ściany komórkowej podobnie jak u roślin.
STRUKTURY BŁONOWE U BAKTERII
Lamelle Nitrococcus, Nitrobacter, Nitrosomonas
Struktury zawierające barwniki fotosyntetyczne – chromatofory
Krople siarki wewnątrz komórki
Mezosom powstający w wyniku tworzenia septum u Bacillus subtilis – rzeczywiście wpuklenie błony cytoplazmatycznej, które powstaje podczas dzielenia się komórek bakteryjnych.
CYTOPLAZMA
CIAŁKA INKLUZYJNE; GRANULE, ZNAJDUJĄCE SIĘ W CYTOPLAZMIE
Polihydroksymaślan – materiał zapasowy w warunkach głodowych – wykorzystywany gdy brak zewnętrznych źródeł organicznych
Cyjanoficyna – charakterystyczna dla fotosyntezujących Cyjanobacterii (Asp; Arg – rezerwy azotu)
Glikogen bakteryjny
Magnetosomy
Bacillus cereus – polihydroksymaślan
Pseudomonas aeruginosa – polifosforan, granule metachromatyczne – zmieniające kolor
Nostoc coreum – Cyjanobacetriae pęcherzyki białkowe, dodatkowe białka na zewnątrz
Thiobacillus – karboksysomy, u organizmów zależnych od CO2, dodatkowo wypełnione białkami. Żeby można było zatrzymać dwutlenek węgla w takim karboksysomie, muszą się znajdować w nim odpowiednie białka, które będą go wiązać. Wśród organizmów prokariotycznych występuje dużo takich, które są zależne od CO2 jako źródła węgla
CYTOPLAZMA I STRUKTURY, KTÓRE SIĘ W NIEJ ZNAJUDJĄ
Cytoplazma u bakterii jest miejscem, w którym zachodzą procesy metaboliczne, replikacja DNA i biosynteza białek
STRUKTURY:
Rybosomy:
Białko 40%; rRNA 60%
Wolne lub przyłączone do błon, tworzą polisomy (są luźno zawieszone w cytoplazmie, nie są przyłączone do innych błon, czy siateczki jak u Eukariotów; przyłączają się do błon, tylko gdy biosyntezują to samo białko, jest to struktura wielu rybosomów)
Podjednostki – 30S, 50S (podjednostka mała składa się z 16S RNA, 21 polipeptydów oraz duża jednostka składająca się z 5S RNA, 23S RNA, 31 polipeptydów)
Jednostki S – metoda sedymentacji Svedberga – można wyznaczyć dla całych komórek, poszczególnych organelli, ale również dla makrocząsteczek; jest ona zależna od kształtu i rozmiaru cząstezcki oznacza współczynnik sedymentacji podczas ultrawirowania. Jest to coś więcej niż charakterystyka chemiczna, mówi, czy cząsteczka jest rozbudowana przestrzennie, czy tworzy bardzo skupioną strukturę. Podczas wirowania określonego elementy komórkowe, czy całe komórki zajmują określone miejsce. Na położenie tej struktury ma zatem nie tylko ciężar, ale i też objętość cząsteczki. Mimo nawet mniejszej masy może ona być położona bliżej początku probówki niż cząsteczka cięższa.
REJON JĄDROWY – DNA bezpośrednio zawieszone w cytoplazmie
Chromosom bakteryjny – pojedynczy – oznacza to, że komórki bakteryjne są haploidalne, jeden genom, jeden chromosom – powoduje to, że jest to bardzo dobry materiał do badań, kolisty nukleoid – struktura: podwójnej helisy, superhelisy – wiele pętli – nawet do 43
Przyłączony do błony cytoplazmatycznej – jest zestabilizowany, zakotwiczony poprzez to połączenie. TO ma znaczenie przy replikacji, ponieważ nić potomna też jest zakotwiczona i możliwy jest właściwy, równomierny podział materiału genetycznego do komórek potomnych
80% DNA, 10% RNA, 10% białek
Dodatkowe DNA – episomy, plazmidy – cecha charakterystyczna dla prokariotów. Episom – dodatkowy materiał, forma liniowa albo cykliczna, nie ma zdolności do autoreplikacji. Plazmid – element zdolny do autoreplikacji, czasami można je nazwać replikonami – mogą pojawiać się niezależnie w wielu kopiach.
DNA uwolnione z komórki bakteryjnej – Cząsteczka DNA to bardzo stabilna cząsteczka. Taki uwolniony kwas deoksyrybonukleinowy bardzo łatwo nawinąć na bagietkę
SPORY I INNE FORMY SPOCZYNKOWE
Endospory – fromowane wewnątrz komórki wegetatywnej; zawierają tylko około 15% wody (im mniej wody, tym taka struktura jest bardziej trwała, odporna między innymi na temperaturę i wysychanie), charakterystyczne dla (Clostridium, Bacillus, Sporolactobacillus, Sporosurcina, Desulfotomaculum, Thermoactinomycetes – formują mycelia)
Położenie endospor:
Terminalne
Centralne
Subterminalne – między jednym z końców komórki bakteryjnej a centrum
Kształt i położenie to cecha gatunkowa. Obok barwienia Gramma to jest również cecha, którą określa się gatunek bakterii.
SPOROGENEZA
Zachodzi wtedy, gdy warunki życia bakterii są niekorzystne. Pierwszym procesem jest replikacja DNA – żeby w formie przetrwalnej, która będzie przez długi czas nieaktywna, będzie jak najświeższe DNA, aktualna kopia DNA, pozbawiona błędów. Dopiero potem proces tworzenie komórki przetrwalnej.
Następnie uwpuklanie błony – powstaje septum – towarzyszy temu duże stężenie Ca2+ wewnątrz protoplastu, akumulowany jest również kwas diplikolinowy – daje to odporność na temperaturę. Po wpukleniu błony cytoplazmatycznej tworzy się dwuwarstwa – 4 warstwy fosfolipidów.
Następnie tworzenie peptydoglikanów – formuje się pomiędzy wenwetrzną a zewnętrzną błoną cytoplazmatyczną, powstaje ściana komórkowa.
Następnie tworzenie egzosporium – tworzenie płaszcza, element osłonowy, gruba warstwa węglowodanów.
Następnie dyspersja pozostałych błon i składników komórkowych oraz uwolnienie endospory.
ZMIANY ZACHODZĄCE W SPOROPLAŚCIE PODCZAS SPOROGENEZY
Ubytek glukozy – daje początek syntezie endospory
Jeśli gęstość optyczna osiągnie pewien poziom to możemy być pewni że doszło do utworzenia endospor.
RÓZNE CZYNNIKI WPŁYWAJĄ NA KIEŁKOWANIE ENDOSPORY
Obecność aminokwasów, zasad azotowych (adenozyna, L-ala)
Warunki utleniające
Zmiana pH – niskie pH
Stymulacja temperaturowa – impuls temperaturowy – wysoka temperatura (bardzo duże znaczenie dla procesów sterylizacyjnych – 65st C
Kiełkowanie rozpoczyna się wzmożonymi podziałami komórkowymi – to co wydostaje się na zewnątrz to kolejne, nowe komórki.
Endospora – najbardziej trwała forma
INNE FORMY PRZETRWALNE – cechują się dużą zawartością wody, są bardziej wrażliwe na temperaturę
Cysty – zmieniona cała postać wegetatywna, nie tylko fragment jak w przypadku endospory; bakterie glebowe: acotobacter, bakterie śluzowe Myxobacteria, Methylocystis
Egzospory – pączkowanie: methylosinus, Trichosporium; komórki o różnym kształcie – podłużne, następnie dzieli się, powstaje egzospora (przekształca się komórka zewnętrzna) – ostatnia komórka po podziale, owalna, o mniejszej zawartości wody
Miksospory – przemiana całych komórek, bakterie śluzowe: Myxococcus, Sporocytophaga; dużo mniejsze komórki, otoczone grubą warstwą śluzu z mniejszą ilością wody od komórek wegetatywnych (powstają ciała owocowe, po kiełkowaniu zupełnie zmieniają kształt, są podłużne i znacznie większe od miksospor)
Konidia – charakterystyczne dla tylko i wyłącznie promieniowców Actinomycetales – jako forma rozmnażania; nazywane pseudogrzybnią. Po podziale niektóre komórki pozostają w formie owalnej – odpowiedzialne za tworzenie nowej kolonii bakterii. Dużo niższa zawartość wody, dużo bardziej odporna