Лекция 16 Поверхностные структуры

1. Лекция 16 Поверхностные структуры бактерий

Преподаватель Гордеева Е.В.

2. Капсула

Капсула — слизистый слой, расположенный над
клеточной стенкой бактерии.
• Вещество капсулы четко отграничено от окружающей
среды.
• В зависимости от толщины слоя и прочности
соединения с бактериальной клеткой различают
макрокапсулу, хорошо различимую в световом
микроскопе, и микрокапсулу, обнаруживаемую лишь
при помощи электронного микроскопа или
химическими методами.
2

3.

• Вещество капсул состоит из полисахаридов (пневмококки) и полипептидов
(возбудитель сибирской язвы).
• Капсула гидрофильна, препятствует фагоцитозу бактерий.
• Функции капсулы: защитные, адгезивные, антигенные, патогенные.

4.

Большинство бактерий, особенно патогенных,
образует капсулу только в организме человека или
животных. Однако существует род истинно
капсульных бактерий (Klebsiella), представители
которого образуют капсулу и при культивировании
на искусственных питательных средах.
Некоторые бактерии могут образовывать
микрокапсулу (выявляется только при электронной
микроскопии), например, эшерихии, микобактерии.
При окраске мазков по Граму истинно капсульные
бактерии имеют характерное взаиморасположение
(на расстоянии друг от друга).
При световой микроскопии капсулы четко не видны,
в связи с чем наличие капсул у бактерий выявляется
с помощью специальных методов окраски,
например, по методу Михина или РомановскомуГимзе.

5.

Пили (фимбрии, ворсинки)
К поверхностным структурам бактериальной клетки относятся фимбрии (пили, реснички,
ворсинки) — жесткие прямые полые нити из белка пилина, локализованные на
клеточной стенке.
Встречаются у подвижных и неподвижных форм бактерий и видимы только в
электронном микроскопе.

6. Функции фимбрий

• Обладают антигенной активностью.
• На них адсорбируются бактериофаги (специфические вирусы бактерий).
• Адгезивная функция: обеспечивают прикрепление бактерий к клеткам слизистых
оболочек организма хозяина и к другим субстратам (клеткам растений, грибов,
неорганическим частицам и органическим остаткам).
• Механическая защита бактериальной клетки. Придают бактериям свойство
гидрофобности и способствуют объединению клеток в группы.
• Увеличивают всасывательную поверхность клетки бактерий, участвуют в процессах
питания, водно-солевого обмена и в транспорте метаболитов.
Половые пили: F–пили обеспечивают конъюгацию — передачу части генетического
материала от донорской клетки к реципиентной.

7. Конъюгация бактерий

Конъюгация – генетический обмен, сопровождающийся переносом генетической информации от клеткидонора к клетке-реципиенту, который осуществляется при их непосредственном контакте.

8. Открытие конъюгации

Конъюгация у бактерий была открыта в 1946 г. Э. Тейтумом и Д.
Ледербергом на примере двух штаммов Escherichia соli,
неспособные расти на минимальной питательной среде.
Первый штамм был ауксотрофен по биотину и
метионину, другой – по треонину, лейцину и тиамину.
После смешения указанных штаммов и последующего
посева на плотную питательную среду, появились
колонии бактерий способные самостоятельно
синтезировать все пять названных факторов роста.
Возникновение прототрофных клеток,
размножающихся на минимальной питательной среде,
произошло благодаря рекомбинации двух генотипов
родительских ауксотрофных штаммов.
Ауксотрофы — организмы, которые
не способны синтезировать
определенное органическое
соединение, необходимое для роста
этого организма.

9.

10. Жгутики

На клеточной поверхности многих прокариот имеются структуры, определяющие
способность клетки к движению в жидкой среде - жгутики.

11.

• Движения жгутиков совершаются по принципу пропеллера.
• Жгутиков может быть несколько. Расположение жгутиков также видоспецифично.
• У некоторых микробов отростки могут быть дополнительным фактором патогенности
(болезнетворности).

12. Аксиальные фибриллы

У спирохет вдоль всего тела
проходит аксиальная фибрилла
из сократительного белка.
Фибриллы, вращаясь или
сокращаясь, обусловливают
характерное для спирохет
движение: путем изгибания,
вращения вокруг оси,
волнообразно, винтообразно.

13. Типы движения бактерий:

1. Плавающие – передвигаются с помощью жгутиков только в
жидкости;
2. Скользящие – скользят по субстрату с помощью выделяемой
слизи (микробактерии, микоплазмы, нитчатые серобактерии,
цианобактерии);
3. Передвигающиеся путем изгибания тела или вращения
(спирохеты).

14. Таксисы

Подвижные бактерии могут осуществлять
направленные передвижения – таксисы (гр.taxis –
расположение), обусловленные различными внешними
факторами – стимулами.
Эти движения могут быть как по направлению к
раздражителю — положительный таксис, так и от него
— отрицательный.
Те раздражители, которые привлекают к себе,
называются аттрактантами (от латинского слова attraxo
— притягиваю), а раздражители, от которых
отдаляются, — репеллентами (от латинского слова
rереllо — отталкиваю, отгоняю).

15. Таксисы

Хемотаксис
Вискозитаксис
Фототаксис
Магнитотаксис
Аэротаксис
Чтобы распознавать сигналы из внешнего мира, бактерия синтезирует специальные белки
— рецепторы, которые располагаются у нее на поверхности. Каждый вид рецепторов
реагирует на свой стимул — молекулы еды, свет и так далее. Обнаружив свой стимул,
рецептор передает сигнал о нем внутрь клетки.

16. Таксисы

1. Хемотаксис – движение за счет влияния химических или питательных веществ.
Аттрактант – привлекающий фактор. Репеллент – отталкивающий фактор.
2. Фототаксис – движение в зависимости от света, положительный фототаксис
свойственен для фотосинтезирующих бактерий.
3. Аэротаксис – движение за счет воздуха.
Аттрактантом для аэробных и репеллентом для анаэробных прокариот является
молекулярный кислород.
4. Магнитотаксис – движение под влиянием соединений железа.
5. Вискозитаксис – способность реагировать на изменение вязкости раствора и
перемещаться в направлении ее увеличения или уменьшения.

17. Факторы патогенности бактерий

Адгезия. Размножению бактерий в первичном очаге инфицирования предшествует адгезия (от лат.adhaesio, прикрепляться к чему-либо), т.е. закрепление бактерий на поверхности клеток, что и является
началом инфекционного процесса.
Колонизация – процесс размножения микроорганизмов на поверхности эпителия. Для защиты от них
микроорганизмы активно используют ряд структур (капсула, поверхностные протеины) и
синтезируемых веществ (экзоферменты).
Инвазия – способность микроорганизмов проникать через слизистые и соединительнотканные
барьеры в подлежащие ткани. Этот процесс обеспечивают жгутики, ферменты.
Агрессия – способность патогенных микроорганизмов размножаться в организме хозяина и
противостоять его защитным механизмам. Агрессия осуществляется за счет структур клеточной
стенки: капсулы, клеточной стенки, липополисахаридов (ЛПС) Грам- бактерий , которые подавляю
миграцию лейкоцитов, препятствуют фагоцитозу.