Генетика микроорганизмов
Дипломная работа - Биология
Другие дипломы по предмету Биология
ое перемещение внутриклеточных компонентов.
В цитоплазме выявлены так называемые микрофиламенты - длинные, тонкие, иногда собранные в пучки образования. Различают разные типы микрофиламентов. Например, активные микрофиламенты, обеспечивают клеточные формы движения в связи с присутствием в их составе белка актина, способного к сокращению. Промежуточные филаменты выполняют каркасную функцию. Они располагаются по переферии клеток растений, грибов, водорослей обязательно наличие клеточного центра, состоящего из центриоли. Центриоль представляет собой цилиндр диаметром 150 нм, длиной 300-500 нм. Клеточный центр участвует в процессе деления клетки.
Сложные обменные процессы в клетке инициируют поток информации, энергии, веществ. Эти три потока обеспечивают жизнедеятельность клетки. Поток информации, исходящий от генетического аппарата клетки, позволяет ей приобретать структуры, характерные для категории живого, которые обеспечивают существование клетки во времени и передачу наследственной информации о приобретенных структурах в ряду покалений.
Процессы брожения, фотосинтеза, хемоинтеза, дыхания обеспечивают клетку необходимой энергией. Однако, основным механизмом образования потока энергии является дыхательный обмен, в результате которого происходит расщепление глюкозы, жирных кислот, аминокислот и использование выделяемой энергии для образования АТФ. Энергия АТФ преобразуется в определенную работу - химическую, осмотическую, электрическую, механическую, регуляторную.
Клетки по способу извлечения энергии делятся на два основных типа: гетеротрофные и автотрофные. Гетеротрофные клетки (организма человека, высших животных) требуют постоянного притока готового горючего - углеводов, белков, жиров. Автотрофные клетки в процессе фотосинтеза связывают энергию солнечного света, используют ее для своей жизнедеятельности.
Механизмы образования энергии в живой клетке характеризуется необычной эффективностью, оставляя далеко позади достижения современной техники. Так, например, коэффициент полезного действия митохондрии составляет 45-60 %, а этот же показатель двигателя внутреннего сгорания - 17 %.
Процесс дыхания и связанные с ним реакции поставляют клетке не только энергию но и снабжают ее продуктами расщепления пищевых веществ, поступающих извне. Дыхательный обмен является основным фактором, обеспечивающим поток веществ в метаболизме клетки.
6.3 Строение и функционирование бактериальной клетки
Биологами XIX - начала ХХ века бактерии раiенивались как примитивные организмы с точки зрения клеточной организации, считались крайним пределом жизни. Авторитетный немецкий ученый Кон писал, что бактерии мельчайшие и простейшие из всех живых форм образуют пограничную линию жизни, за пределами этих форм жизни не существует.
Однако, по мере развития науки была создана более совершенная микроскопическая техника и новые методы исследования. Применение современных методов исследований при изучении бактериальной клетки - электролитная и фазовоконтрастная микроскопия, дифференцированное центрифугирование, применение изотопов - позволили выявить отдельные клеточные структуры и выяснить их биологическую роль.
Бактериальная клетка имеет сложное строго упорядоченное строение. С анатомической точки зрения бактерия морфологически дифференцирована. В ней различают основные и временные структуры. К основным компонентам клетки относят клеточную стенку, цитоплазмотическую мембрану, цитоплазму с рибосомами, различные включения, нуклеоид. Эти структуры встречаются только на определенных стадиях развития бактерий.
Клеточная стенка - прочная, упругая структура, располагающаяся между цитоплазмотической мембраной и капсулой, а у бескапсульных видов бактерий - это внешняя оболочка клетки. клеточная стенка - тонкая беiветная структура, она не видима в обыкновенный микроскоп без специальной обработки. Клеточная стенка придает бактериям постоянную форму и представляет собой скелет клетки. Ее можно рассматривать при световой микроскопии только у крупных форм бактерий. Например, у серобактерии Beggiatoa mirabilis стенка отчетливо видна и имеет двухконтурное строение. Стенку бактериальной клетки можно рассмотреть при плазмолизе в затемненном поле зрения микроскопа. Клеточной стенки не имеют микоплазмы и L-формы бактерий, для всех остальных прокариот она является обязательной структурой. Стенка клетки составляет в среднем 20 % сухого веса бактерий, толщина ее может достигать до 50 нм и более. Клеточная оболочка выполняет жизненно необходимые функции: защищает бактерию от повреждающих факторов внешней среды, осмотического шока, участвует в обмене веществ и в процессе деления клетки, содержит поверхностные антигены и специфические рецепторы для фагов, осуществляет транспортирование метаболитов. Оболочка бактерии полупроницаема, что обеспечивает избирательное проникновение питательных веществ в клетку из внешней среды. Опорный полимер клеточной стенки называется пептидогликаном (синонимы: мукопептид, муреин - от латинского murus - стенка) образует сетчатую структуру ковалентно связан тейховыми кислотами (от греческого teichos - стенка). При исследовании ультратонких срезов клеточной стенки было установлено, что она равномерно прилегает к подлежащим структурам, пронизана порами, благодаря которым осуществляется поступление различных веществ в клетку и, наоборот. Полученные фотограммы показали, что клеточная стенк