Микробиология - Гусев М.В.
Скачать (прямая ссылка):
ГЛАВА 4
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОКАРИОТНОИ КЛЕТКИ. МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВКА У ПРОКАРИОТ
Форма прокариот
До недавнего времени большинство исследователей традиционно считали, что клетки прокариот достаточно однообразны и в подавляющем большинстве имеют форму сферы, цилиндра или спирали. Они •бывают одиночными, в иных случаях образуют нити или колонии. Прокариоты сферической формы, называемые кокками, могут после деления не расходиться. Если деление происходит в одной плоскости, обра-
21
Рис. 3. Разнообразие форм прокариот: 1 — кокк; 2 — диплококк; 3 — сардина; 4 — стрептококк; 5 — колония сферической формы; 6 — палочковидные бактерии (одиночная клетка и цепочка клеток); 7 — спириллы; 8 — вибрион; 9 — бактерии, имеющие форму замкнутого или незамкнутого кольца; 10 — бактерии, образующие выросты (простеки); 11 — бактерия червеобразной формы; 12 — бактериальная клетка в форме шестиугольной звезды; 13 — представитель ак-тиномицетов; 14 — плодовое тело миксобактерии; 15 — нитчатая бактерия рода Caryophanon с латерально расположенными жгутиками; 16 — нитчатая цианобактерия, образующая споры (акинеты) и гетероцисты; 8У 15, 17, 18 — бактерии с разными типами жгутикования; 19 — бактерия,, образующая капсулу; 20 — нитчатые бактерии группы Sphaerotilus, заключенные в чехол, инкрустированный гидратом окиси железа; 21 — бактерия, образующая шипы; 22 — Gallionella sp.
зуются пары клеток (диплококки) или цепочки (стрептококки). В том случае, когда деление происходит относительно равномерно в трех взаимно перпендикулярных направлениях и клетки после деления остаются соединенными друг с другом, возникают пакеты правильной формы (сардины) или колонии сферической формы. Если же деление происходит в нескольких плоскостях неравномерно, образуются клеточные скопления неправильной формы (рис. 3, /—5). Прокариоты, имеющие форму цилиндра (палочковидные), сильно различаются по величине отношения длины клетки к ее поперечнику. У коротких палочек длина лишь ненамного превышает поперечник клетки, так что иногда довольно трудно отличить их от кокков. Прокариоты спиралевидной формы характеризуются разным числом витков: у спирилл — •от одного до нескольких витков, вибрионы выглядят наподобие изогнутых палочек, так что их можно рассматривать как неполный виток «спирали (рис. 3, 6<—8).
За последнее время среди прокариот обнаружены организмы, отличающиеся от описанных выше основных форм. Некоторые бактерии имеют вид кольца, замкнутого или разомкнутого в зависимости от •стадии роста (рис. 3, 9). У прокариот, в основном размножающихся почкованием, описано образование клеточных выростов (простек), число которых может колебаться от 1 до 8 и больше (рис. 3, 10). Из природных субстратов выделены бактерии червеобразной формы (длинные клетки с загнутыми, очень тонкими концами) и напоминающие шестиугольную звезду (рис. 3, 11, 12). Для некоторых групп прокариот характерно слабое или довольно хорошо выраженное ветвление (рис. 3, 13). Описаны прокариоты, обладающие морфологической изменчивостью (плеоморфизмом), которые в зависимости от условий могут иметь вид палочек, кокков или слабоветвящихся форм. Форма многоклеточных прокариот также разнообразна: это скопления различной •формы, чаще — нити (рис. 3, 14—16). Своеобразие бактериальным клеткам придают жгутики, имеющие различное расположение на клеточной поверхности (рис. 3, 8, 15, 17, 18), а также выделения внеклеточных веществ разной химической природы (рис. 3, 19—22).
Форма клетки прокариот определяется жесткой (ригидной) клеточной стенкой. Именно последняя придает клетке определенную, наследственно закрепленную внешнюю форму. Консерватизм этого признака был вначале, скорее, угадан, а позднее доказан и использован при создании первых классификаций микроорганизмов. Но и из этого положения имеются исключения. У ряда бактерий клеточная стенка довольно эластична, поэтому они способны в определенных пределах менять форму клеток, например, путем периодического изгибания. Наконец, известны прокариоты, у которых клеточная стенка отсутствует совсем. Это микоплазмы и L-формы. Микоплазмы существуют в природе и в большинстве патогенны для человека и животных. L-формы получены экспериментально под действием химических соединений, которые разрушают клеточную стенку бактерий или подав-,ляют синтез веществ, являющихся ее необходимыми компонентами. „Для этих организмов характерен ярко выраженный плеоморфизм.
Строение, химический состав и функции компонентов прокариотной клетки
Клетка прокариотных организмов обладает рядом принципиальных особенностей, касающихся как ее ультраструктурной, так и химической организации (рис. 4). Структуры, расположенные снаружи от
А Б' в
ч
Рис. 4. Схематическое комбинированное изображение прокариотной клетки.
A. Поверхностные клеточные структуры и внеклеточные образования: / — клеточная стенка; 2 — капсула; 3 — слизистые выделения; 4 — чехол;
5 — жгутики; 6 — ворсинки. J5. Цитоплазматические клеточные структуры: 7 — ЦПМ; 8 — нуклеоид; 9 — рибосомы; 10 — цитоплазма; 11 — хроматофоры; 12 — хлоросомы; 13 — пластинчатые тилакоиды; 14 — фикобилисомы; 15 — трубчатые ти-лакоиды; 16 — мезосома; 17 — аэросомы (газовые вакуоли); 18 — ламел-
