Бактерии – представители царства прокариот. Характерным признаком этого царства является отсутствие ядра и ядерной мембраны. Структуру бактериальной клетки стало возможно изучить, только когда появился электронный микроскоп. Его высокая разрешающая способность вкупе с технологией получения сверхтонких срезов и другими методами микрохимических исследований и анализов помогли ученым определить внутреннее и внешнее строение микроорганизма. Структуру клеток бактерий составляют обязательные и необязательные органоиды.
Если посмотреть вооруженным взглядом
Микробиология называет обязательными элементами структуры бактериальной клетки:
- цитоплазму (ее состав исключает наличие высокоорганизованных органелл, к которым причисляют лизосомы, аппарат Гольджи, митохондрии);
- нуклеоид;
- цитоплазматическую мембрану (ЦПМ);
- рибосомы;
- клеточную стенку.
Для некоторых видов бактериальных организмов наличие клеточной плотной стенки в структуре необязательно.
В домене Bacteria принято выделять:
- представителей с толстой клеточной стенкой, которые получили название грамположительные;
- прокариотов, у которых клеточная стенка тонкая (их классифицировали как грамотрицательные);
- прокариотов, которые не имеют стенки, – микоплазмы.
Врачи отмечают, что бактериальная клетка и клетка простейшего организма имеют ряд ключевых отличий в своей структуре. Бактерии представляют собой прокариоты, которые не имеют ядра и мембранных органелл. Их генетический материал находится в виде кольцевой молекулы ДНК, свободно расположенной в цитоплазме. В отличие от этого, простейшие организмы, такие как амебы или инфузории, являются эукариотами, у которых есть четко оформленное ядро и разнообразные органеллы, такие как митохондрии и эндоплазматическая сеть. Это различие в клеточной организации влияет на метаболические процессы и способы размножения. Врачи подчеркивают, что понимание этих различий важно для диагностики и лечения инфекционных заболеваний, так как бактериальные инфекции требуют специфического подхода, отличного от лечения инфекций, вызванных простейшими.
Одноклеточные организмы и бактерии: есть ли существенная разница?
Сравните под микроскопом простейшего и бактерию – разница в структуре и характеристиках будет очевидна. Ее можно подвести под четыре основных пункта:
- Габариты. По размеру бактериальные частицы гораздо меньше простейших. Инфузории или амебы можно как следует рассмотреть даже под обычным микроскопом.
- Строение. Простейшие имеют ядро. Их клетки первыми в процессе эволюции сформировали хранилище для наследственной информации.
- Способ питания. Структура даже мельчайших бактериальных клеток позволяет им заниматься самостоятельной выработкой питательных веществ. Простейшие организмы в подавляющем большинстве вынуждены добывать пропитание «охотой» на тех же бактерий или простейших.
- Размножение. Простейшие усовершенствовали обмен генетической информацией: в процессе слияния клеток образуются гаметы – носители обогащенного набора хромосом.
Внешний вид бактерии
Внешнее строение обычной бактериальной клетки таково:
- капсула;
- пили и фимбрии (ворсинки);
- клеточная стенка;
- жгутики.
Капсула формируется слоем слизистого вещества и укрывает собой клеточную стенку. Ее различают по толщине слоя: до 0,2 мкм – микрокапсула, свыше этой цифры – макрокапсула. Иногда она представляет собой растворимую слизь или просто слизистый слой. Бактериальные капсулы отличает друг от друга и химическая структура:
- полипептиды;
- полисахариды;
- липиды;
- гетерополисахариды и некоторые другие вещества.
Первые два типа встречаются наиболее часто. Капсулы с химическим составом из липидов характерны для туберкулезных возбудителей. Вне зависимости от вида слизистой оболочки они выполняют две важные функции: обеспечивают защиту от неблагоприятных условий среды, препятствуют механическим повреждениям и высыханию. Последнее свойство бактериальной капсулы объясняется тем, что в ее состав входит более 95% воды. Благодаря этому она является участником осмоса клетки.
Прокариоты, у которых есть капсула, выживают и развиваются в некоторых агрессивных средах, где бактерии без такой защитной оболочки для клеток ограничены в своих возможностях. У патогенных микроорганизмов защитные функции капсулы раскрываются в полной мере. Капсула перекрывает доступ антителам (клеток иммунитета) и бактериофагам (вирусов, убивающих бактерии) к внутренней структуре бактерии.
Жгутики – это органы передвижения в форме нитей. Их число и толщина, как и место расположения, различны у разных бактерий.
Фимбрии и пили – мельчайшие ворсинки. Количество этих тонких (по сравнению со жгутиками) структур у бактериального микроорганизма колеблется от нескольких штук до нескольких тысяч. На движении их число никак не сказывается. В химическую структуру ворсинок входит белок пилин. Функции сводятся к тому, чтобы помочь бактерии прикрепиться к другим живым клеткам или частицам окружающей среды. Известны также пили полового типа.
Строение клеточной стенки позволяет ей служить щитом для клетки. Еще она определяет форму микроорганизма, принимает участие в питании за счет функции осмоса и диффузии. Компонентный состав и структура клеточной бактериальной стенки имеют существенные отличия от клеточной стенки у растений или животных. Именно поэтому многие лекарственные препараты разрушают ее саму, но не оказывают губительного воздействия на организм заболевшего.
Люди часто обсуждают различия между бактериальными клетками и простейшими организмами, подчеркивая их структурные особенности. Бактериальные клетки, как правило, имеют простую структуру: они окружены клеточной стенкой и не содержат ядра, а их генетический материал представлен кольцевой ДНК. В отличие от них, простейшие, такие как амебы или инфузории, являются более сложными одноклеточными организмами. У них есть ядро, а также различные органеллы, которые выполняют специфические функции, такие как пищеварение и движение. Эти отличия влияют на способы их размножения и жизнедеятельности. Бактерии размножаются делением, тогда как простейшие могут использовать как бесполое, так и половое размножение. Таким образом, обсуждение этих различий помогает лучше понять разнообразие жизни на Земле и эволюционные процессы, которые привели к возникновению различных форм жизни.
Внутреннее содержание и структура
О внутренней структуре бактериальной клетки можно сказать, что она не столь многообразна, как у эукариотов. В составе цитоплазмы различают:
- нуклеоид (он имеет замкнутое строение в виде кольца);
- рибосомы (отвечают за синтез белков);
- прочие включения («склады» питательных веществ или скопления пигментов).
Сама цитоплазма – это плотная желеобразная система, которая образована белками, углеводами, жирами, различными минеральными соединениями и водой. Соотношение веществ, входящих в ее состав, меняется с возрастом клетки или зависит от вида бактерий.
Нуклеоид – единственная бактериальная хромосома, ее функция та же, что и у ядра. Она свободно “плавает” в цитоплазме.
В составе цитоплазматической мембраны имеются различные биосинтетические и окислительные ферменты. Они помогают получать энергию, участвуют в биосинтезе и транспорте веществ. Мембрана участвует и в процессе деления.
Носители чужеродной информации как обязательный компонент бактерий
В составе бактериальной клетки присутствует несколько антигенов (веществ, несущих признаки чужеродной генетической информации).
Антигенная классификация может осуществляться:
- По наличию веществ у одной, двух или более групп микробов (групповые, типовые специфические, антигены).
- По месту скопления. Так, соматические антигены сосредоточены в теле клетки, капсульные – на ее поверхности, жгутиковые – в органах передвижения, защитные продуцируются в пораженных тканях.
Понимание и изучение антигенной структуры помогает раскрывать сущность иммунологических реакций и процессов, запускаемых в действие под влиянием патогенных факторов.
О структуре бактериальной клетки было бы ошибочно судить только исходя из наличия определенного количества органоидов. Бактерии отличаются разнообразием не только в видовом плане. Кроме того, они имеют существенные отличия в структуре от простейших микроорганизмов.
Вопрос-ответ
Чем клетка бактерии отличается от клетки простейшего?
Простейшие являются эукариотами, относятся к царству животные. У них есть оформленное ядро, нет клеточной стенки, есть мембранные органоиды. У бактерий нет оформленного ядра, генетическая информация заключена в нуклеоиде, нет мембранных органоидов, есть клеточная стенка из муреина.
Чем отличается бактериальная клетка от других клеток?
Бактериальная клетка обычно устроена наиболее просто по сравнению с клетками других живых организмов. Бактериальные клетки часто окружает капсула, которая служит защитой от внешней среды. Для многих свободноживущих бактерий характерно наличие жгутиков для передвижения, а также ворсинок.
В чем разница между бактериальной клеткой и простейшими с точки зрения клеточных органелл?
Бактерии — прокариоты. Они меньше по размеру, могут жить в экстремальных условиях окружающей среды и не имеют настоящего ядра и мембранной оболочки. В то же время простейшие — эукариоты. Они больше по размеру, не могут жить в экстремальных условиях окружающей среды и имеют настоящее ядро и мембранную оболочку.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основные характеристики клеток: бактериальные клетки являются прокариотами и не имеют ядра, тогда как простейшие (например, амебы или инфузории) являются эукариотами и имеют четко оформленное ядро. Это поможет вам лучше понять различия в их структуре.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на клеточные органеллы: простейшие имеют более сложную структуру с различными органеллами, такими как митохондрии и лизосомы, в то время как бактериальные клетки имеют лишь рибосомы и плазматическую мембрану. Это знание поможет вам оценить уровень сложности этих организмов.
СОВЕТ №3
Изучите способы размножения: бактериальные клетки размножаются делением (бинарное деление), тогда как простейшие могут размножаться как делением, так и половым путем. Понимание этих процессов даст вам представление о жизненных циклах этих организмов.
СОВЕТ №4
Посмотрите на примеры: изучите конкретные виды бактерий и простейших, чтобы увидеть, как их структура влияет на их функции и поведение в окружающей среде. Это поможет вам лучше усвоить материал и увидеть практическое применение теории.
