Budowa bakterii c.d.

Wszystkie elementy zewnętrzne bakterii są syntezowane wewnątrz bakterii, a następnie transportowane na zewnątrz i składane przy pomocy enzymów również wydzielanych na zewnątrz.

Typy urzęsienia

Biegunowe – polarne

Boczne – lateralne

1. Monopolarne

   1. Jednobiegunowe monotrychalne

   2. Lofotrychalne – jednobiegunowe politrychalne

2. Bipolarne

3. Perytrychalne

U krętków mogą występować tzw. rzęski perytrychalne, odpowiadające za ruch rotacyjno-posuwisty.

Typ urzęsienia może być jednym z elementów diagnostycznych, np. Eubacteriaceae, Bacillaceae – rzęski na powierzchni komórki; wydłużnie lub perytrychalnie.

Budowa rzęsek

Białko flagellina

Globularne o średnicy 4,5nm; mało aminokwasów zasadowych; często brak Cys, Trp.

Wydłużanie – łączenie fragmentów flagelliny syntezowanej w cytoplazmie.

Swoiste różnice: średnica globuli, długość wici (ilość jednostek flagelliny), skok helisy flagelliny.

Ruch generowany jest przez pierścienie wewnętrzne O, M (S, M).

Energia pochodzi z błonowego transportu protonów.

Rzęski mogą być również antygenami komórek bakteryjnych:

• Rzęskowe: H (hauch – podmuch)

• Somatyczne: O (ohne hauch) – wewnętrzne i zewnętrzne

Fimbrie, pilusy

Pile wyrostki cytoplazmatyczne, białko pilina; nie odpowiadają za ruch, a np. za łączenie bakterii w trakcie wymiany materiału genetycznego.

• Średnica 1,5 – 4 nm

• Adhezja

• Płciowe F – męskie

• Biosynteza w cytoplazmie, potem probiałko jest transportowane na zewnątrz

Taksje

Ukierunkowany ruch mikroorganizmów.

Chemotaksja:

• W normalnym podłożu (izotropowym bakteria porusza się po linii prostej w danym kierunku przez określony czas, potem koziołkuje.

• W gradiencie stężenia atraktanta częstość koziołkowania maleje, gdy komórka płynie w „dobrym kierunku”, tzn. w stronę optymalnego stężenia.

• W gradiencie stężenia …

Aerotaksja:

• Bakterie tlenowe skupiają się przy brzegu sziełka nakrywkowego i wokół zamkniętych pęcherzyków powietrza.

• Bakterie mikroaerofilne zatrzymują się w pewnej odległości od brzegów szkiełka nakrywkowego.

• Bakterie ściśle beztlenowe gromadzą się w środku.

Fototaksja – bakterie purpurowe, Chromatinum – 0,7% różnicy w natężeniu światła.

Magnetotaksja – bakterie magnetotatktyczne – głównie beztlenowe lub mikroaerofile – 0,4% suchej masy to żelazo w postaci magnetytu – ferromagnetyczny tlenek żelaza; magnetosomy u podstawy rzęsek.

Ściana komórkowa bakterii

Cechy:

• Kompleks chemiczny (węglowodanowo białkowy)

• Nadanie kształtu

• Nadanie sztywności

• Ochrona

Typy ściany komórkowej: G(+), G(-), Archebacteriae.

Ściana komórkowa bakterii G(+)

• Na zewnątrz błony cytoplazmatycznej, bezpośrednio nad błoną.

• Kompleks węglowodanowo-peptydowy: mukokompleks=mureina=mukopeptyd.

• Kwasy tejchowe (polimery alkoholi wielowodorotlenowych) łączące mukokompleks i błonę cytoplazmatyczną

• Czasem białka na zewnątrz struktur ściany komórkowej; białko M – Streptococcus

Glikan – heteropolimer, wiązanie b-1,4-o-glikozydowe

Łączniki łańcuchów glikanowych: mostki peptydowe, kwas diamoinopimelinowy, Lys, kwas glutaminowy.

Kwasy tejchowe przyłączone do NAM w pozycji „6-OH” nadają ładunek ujemny. Grupa hydroksylowa przy 6 węglu jest fosforylowana, wiązanie fosfodiestrowe.

Ściana komórkowa bakterii G(-)

Wielowarstwowa struktura – od zewnątrz;

1. Błona zewnętrzna, ponad peptydoglikanem – struktura fosfolipidowa oraz lipoproteiny – z częścią białkową kowalencyjnie związaną do mukopeptydi i lipopolisacharyd – LPS (odpowiedzialny za antygeny somatyczne typu O).

2. Cienki mukokompleks (peptydoglikan) – czasem jedna warstwa leżąca powyżej błony cytoplazmatycznej, brak mostków międzypeptydowych.

3. Miejsca adhezji – przewężenia Bayer’a – kontakt błony zewnętrznej z cytoplazmą – tam brak peptydoglikanu.

4. Przestrzeń peryplazmatyczna między błoną cytoplazmatyczną, a peptydoglikanem.

Antygen O – specyficzna gatunkowo część LPS – heteropolisacharyd.

LPS – często czynnik patogenności – toksyczności u bakterii G(-) – endotoksyna, np. Salmonella typhimurium, Shigella dysynteriae.

Bakterie G(+) i G(-) różnie reagują na obecność lizozymu. W przypadku G(+) lizozym hydrolizuje wiązanie β-1,4-O-glikozydowe – usunięcie ściany komórkowej. U bakterii G(-) dostęp do ściany komórkowej jest ograniczony przez obecność zewnętrznej błony komórkowej. Sferoplast u G(-), tylko w obecności czynników chelatujących (EDTA), resztki ściany komórkowej – markery.

Bakterie bez ściany komórkowej

• Zazwyczaj bakterie posiadające defekty enzymatyczne, w wyniku których nie mogą syntezować NAM.

• Mykoplazmy: Mycoplasma; Ureaplasma; Acholeplasma – brak sztywnej struktury, często sterole wbudowane w struktury błon cytoplazmatycznych.

• Formy L - sytuacja uniemożliwiająca syntezę ściany komórkowej bakterii. Powstaje hodowla bakterii o niekompletnej ścianie komórkowej, występują u G(+) i G(-), wymagają bogatych podłoży i wysokiego potencjału osmotycznego.

Ściana komórkowa Archeobacteria

Najstarsze filogenetycznie: metanogeny, halofile, acidofile, termofile.

Cehcy: brak peptydoglikanu, białka, glikoproteiny, polisacharydy, czasem brak polimerów.

Przykłady:

• Methanospirillum hungatii – inna niż w G(+) i G(-)

• Methanobacterium – bez NAM, podobna do G(+)

Sinice też posiadają mukokompleks.

Klasyfikacja bakterii w zależności od struktury ściany komórkowej

• G(+):

  • Większość ziarniaków

  • Laseczki

  • Maczugowce

  • Promieniowce

• G(-)

  • Pałeczki

  • Pseudomonas

  • Przecinkowce

  • Śrubowce

Wyjątki od teorii Grama

Badanie Grama jest skuteczne tylko w nowych, maksymalnie 24-godzinnych hodowlach. Po dłuższym czasie zaczynają one tworzyć w hodowli formy przetrwalne.

• Neiseria gonoroheae – barwienie jak G(-) ale cechy jak u G(+)

• Stare hodowle

• …

• …

Błony cytoplazmatyczne