3.3. Размер бактерий

Размер бактериальных клеток можно измерить с помощью специальной линейки, помещаемой в окуляр микроскопа. Однако на начальном этапе изучения мира микроорганизмов достаточно обладать ориентировочными представлениями о размере микробов.

А. Кокки имеют размер порядка 1 мкм.

Б. Палочки по их размеру можно разделить на три основные группы.

1. Наиболее мелкие палочки по своим размерам схожи с кокками. Такие палочки называются коккобактериями.

2. Размер подавляющего большинства палочек можно охарактеризовать как мелкие и средние. Из-за присущего прокариотам полиморфизма провести чёткую границу между палочками мелких и средних размеров достаточно сложно.

3. И, наконец, к крупным палочкам относятся ветвящиеся (бактерии актиномицетного ряда) и спорообразующие (бациллы и клостридии) палочки.

В. Спирохеты, по признаку их размера, можно охарактеризовать как очень тонкие и очень длинные.

Г. Микоплазмы, причине, о которой уже говорилось выше, не имеют строго определённого размера, который колеблется у этих прокариот от сотен нанометров (т.е. соизмерим с размером больших вирусов) до десятков микрометров (т.е. достигает размера крупных бактерий).

3.4. Расположение бактерий в мазке

Для правильной оценки этого признака очень важную роль играют правильное приготовление мазка и практический опыт микробиолога (впрочем, первое почти всегда зависит от второго). Расположение бактерий в мазке зависит от особенностей их деления – в каком количестве плоскостей одновременно происходит этот процесс и сразу ли новообразованные клетки расходятся после деления.

А. Наибольшую разнообразность по этому признаку демонстрируют кокки.

1. Микрококки (монококки) располагаются в мазке беспорядочно (поодиночке).

2. Диплококки располагаются попарно. К диплококкам относятся пневмококки и нейссерии (гонококки и менингококки). Кроме этого, попарное расположение характерно и для энтерококка.

3. Сарцины располагаются в мазке в виде пакетов, число кокков в которых кратно четырём (Рис. 3-12).

4. Стрептококки располагаются цепочками (Рис. 3-13).

5. Стафилококки формируют в мазке беспорядочные группы, сравниваемые обычно с гроздьями винограда.

Б. У палочек гораздо меньше вариантов по этому признаку.

1. Подавляющее большинство из них располагаются в мазке беспорядочно.

2. Клебсиеллы и коринебактерии (а именно – возбудитель дифтерии) располагаются в мазке преимущественно попарно и поэтому называются диплобактериями. При этом для клебсиелл типично расположение в парах друг за другом, а для возбудителя дифтерии – под углом.

3. Бациллы (Рис. 3-14) располагаются в мазке цепочкой (стрептобациллы).

Рис. 3-12. Сарцина	Рис. 3-13. Стрептококки
Рис. 3-14. Бациллы

4. Ультраструктура бактериальной клетки

4.1. Различия эу- и прокариотической клетки

Прокариотическая клетка имеет, по сравнению с клеткой эукариотической, принципиально иной тип организации. Ниже приводятся те основные признаки, по которым бактериальная клетка отличается от эукариотической (в качестве примера последней взята животная клетка).

А. Принципиальное отличие её ультраструктуры – отсутствие внутриклеточных мембранных структур. Бактериальная клетка имеет лишь одну мембрану – цтоплазматическую. Внутреннее же пространство прокариотической клетки, в отличие от клетки эукариотической, не разделяется внутриклеточными мембранными структурами на отдельные, изолированные друг от друга, отсеки (Рис. 4-1).

Рис. 4-1. Принципиальное отличие в строении прокариотической (слева) и эукариотической (справа) клеток

Б. У всех форм клеточной жизни (в отличие от вирусов) наследственная информация хранится в ДНК, однако у прокариотической клетки молекула ДНК организована несколько по иному, в сравнении с эукариотической клеткой.

1. ДНК бактериальной клетки имеет не линейную, а циркулярную форму.

2. Локализуется ДНК прокариотической клетки в нуклеоиде и плазмидах (у эукариот ДНК локализуется в ядре и митохондриях).

3. ДНК нуклеоида представляет, условно говоря, единственную хромосому бактериальной клетки, в то время как у эукариотической клетки имеется целый набор хромосом.

4. У бактерий отсутствуют гистонные белки.

5. У прокариот отсутствует также процесс митоза.

В. Рибосомы прокариотической клетки имеют меньшую молекулярную массу (70S, а не 80S, как у животной клетки).

Г. Цитоплазма прокариот ничем не отличается от подобной структуры у эукариот, разве что у бактериальной клетки отсутствует её движение.

Д. Подавляющее число бактериальных клеток содержит уникальное вещество – пептидогликан, составляющий основу прокариотической клеточной стенки. Пептидогликан представляет собой жёсткую структуру, состоящую из полимерных цепей аминосахаров, связанных между собой пептидными мостиками (Рис. 4-2 – 4-4).

Рис. 4-2. Однослойная структура пептидогликана

(линиями обозначены гетерополимерные цепочки, образованные чередующимися остатками N-ацетилглюкозамина (Г) и N-ацетилмурамовой кислоты (М), соединенными между собой b-1,4-гликозидными связями, кружочками обозначены аминокислоты пептидного хвоста)

Рис. 4-3. Структура повторяющейся единицы пептидогликана клеточной стенки эубактерий.

Цифры в кружках обозначают: 1, 2— места полимеризации гликанового остова молекулы: 3 — место присоединения с помощью фосфодиэфирной связи молекулы тейхоевой кислоты в клеточной стенке грамположительных эубактерий; 4, 5 — места, по которым происходит связывание между гликановыми цепями с помощью пептидных связей; 6 — место ковалентного связывания (пептидная связь) с липопротеином наружной мембраны у грамотрицательных эубактерий; 7 — место действия лизоцима.

Рис. 4-4. Пептидные мостики между гетерополимерными цепочками пептидогликана

Г — N-ацетилглюкозамин: М — N-ацетилмурамовая кислота; ала — аланин; глу — глутаминовая кислота; лиз — лизин; ДАП — диаминопимелиновая кислота; гли — глицин. Стрелками обозначено место действия пенициллина

Е. Бактерии имеют иное, чем эукариоты, строение жгутика. Он у них представляет собой спирально скрученные субъединицы сократительного белка флагеллина.