Anatomia Celulei Bacteriene

  • View
    324

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

...

Text of Anatomia Celulei Bacteriene

ANATOMIA CELULEI BACTERIENE

ANATOMIA CELULEI BACTERIENE

organizarea intern a bacteriilor a fost mult timp controversat, existnd opinia c celulele bacteriene ar fi lipsite de o structur intern sau ar avea una foarte rudimentar;

constituenii celulari, n funcie de poziionarea lor fa de peretele celular, sunt:

extraparietali:

capsula bacterian,

stratul mucos,

flagelii,

pilii,

fimbriile,

intraparietali:

omembrana citoplasmatic,

omezosomii,

ocitoplasma,

onucleosomul,

oplasmidele,

oribozomii,

ovacuolele,

oincluziile,

oendosporul.

Structurile celulei bacteriene pot fi:

eseniale pentru viaa celulei, prezente invariabil la toate celulele bacteriene (membrana citoplasmatic, citoplasma, nucleosomul, ribozomii);

accesorii, pot lipsi la unele bacterii (flagelul, plasmidele, endosporul) sau apar doar n unele perioade de via ale celulei (incluziile, vacuolele, endosporul).

PERETELE CELULAR BACTERIAN

structur de nveli bine definit, n general rigid, care delimiteaz celula bacterian;

20 40% din greutatea uscat a celulei bacteriene, cu o grosime de 15 35nm;

n funcie de prezena i particularitile de structur ale peretelui celular, n regnul Prokaryotae se disting 4 categorii de bacterii:

Firmacutes (de la firmus (lat.) = tare, cutis = nveli), cu bacterii cu perete celular gros, rigid, lipsit de o membran extern, caracteristic bacteriilor Gram (+);

Gracilicutes (gracilis (lat.) = subire, fin), cu bacterii cu perete celular subire, cu o membran extern, caracteristic bacteriilor Gram (-);

Mollicutes sau Tenericutes (mollis, tener (lat.) = moale) cu bacterii din grupul Mycoplasma, lipsite de perete celular, la care membrana citoplasmatic ce conine steroli devine nveli extern;

Mendosicutes (mendosus = o structur cu defecte), care cuprinde organismele din grupul Archaea, cu un perete celular atipic, din care lipsete mureina, avnd n compoziia lor chimic pseudomurein, ce le permite s triasc n condiii extreme de mediu.

PERETELE CELULAR BACTERIAN LA BACTERIILE GRAM POZITIVE

gros (15 30 nm), rigid, alctuit din mureina (peptidoglican, glicopeptid, mucopeptid, glucozaminopeptid), sensibil la lizozim:

Componenta glicanic - lanuri paralele polizaharidice;

Componenta peptidic este un tetrapeptid, cu o compoziie n aminoacizi variabil n funcie de specie, care conine L-alanin, D-alanin, D-glutamin, L-lizin;

la exteriorul stratului de murein sunt prezeni acizii teichoici (teichos (gr.) = zid), polizaharide specifice, sub forma unor molecule polimerice lungi, flexibile, cu aspect tubular. PERETELE CELULAR BACTERIAN LA BACTERIILE GRAM NEGATIVE subire (8 12 nm), cu un strat fin de murein sensibil la lizozim;

componenta peptidic a peretelui bacteriilor Gram negative conine acid diaminopimelic (derivat al lizinei);

stratul de peptidoglicani este aderent la membrana citoplasmatic formnd mpreun cu aceasta membrana intern, la exterior stratul de peptidoglicani prezint o membran extern, cu o grosime de 6 20 nm, care nu este sensibil la lizozim, ci la EDTA (etilen-diamino-tetraacetat) 30%;

ntre cele dou membrane se delimiteaz spaiul periplasmic Membrana extern, cu o structur similar cu cea a membranei citoplasmatice, cuprinde: fosfolipide (35%) - dublu strat;

proteine (15%) - inclavate n dublul strat fosfolipidic;

lipopolizaharide (50%) (LPS) - prezint trei poriuni:

lipidul A, legat de stratul de fosfolipide;

componenta oligozaharidic (poriunea central R);

componenta polizaharidic (antigenul somatic O), variabil ca structur i compoziie chimic, determin specificitatea antigenic a celulei bacteriene.

FUNCIILE PERETELUI CELULAR BACTERIAN menine arhitectura structural a celulei i forma acesteia;

particip la procesele de cretere i multiplicare bacterian;

particip la procesul de sporogenez;

funcioneaz ca o barier de permeabilitate ntre interiorul i exteriorul celulei.

Acizii teichoici :

asigur celulelor bacteriene Gram pozitive concentraii adecvate de ioni metalici n micromediul de la suprafaa celulei;

inhib fagocitoza i mresc gradul de patogenitate al bacteriilor Gram pozitive patogene;

acioneaz ca receptori pentru bacteriofagi.

Membrana extern: scade capacitatea de fagocitoz a celulelor gazd fa de bacteriile Gram negative patogene;

prin intermediul porinelor asigur trecerea unor substane din mediul extracelular n cel intracelular;

antigenul somatic O confer celulelor bacteriene specificitate antigenic;

lipopolizaharidele au rol de endotoxin, rspunztoare de efectele nocive asupra celulelor gazd.

MEMBRANA CITOPLASMATIC formaiune structural ce acoper de jur mprejur citoplasma bacterian, separnd-o de suprafaa intern a peretelui celular;

grosimea membranei este de 7 10 nm;

Singer i Nicolson au propus n 1972 modelul mozaicului fluid pentru a descrie structura membranei plasmatice (un ocean de fosfolipide pe care plutesc iceberguri de proteine).

MEMBRANACELULARBACTERIANMEMBRANA CITOPLASMATIC Structura membranei:

Fosfolipidele n dublu strat, cu gruprile:

hidrofobe nepolare fa n fa, reprezentate de doi acizi grai;

hidrofile polare, reprezentate de o grupare fosfat, orientate spre mediile apoase externe sau interne ale celulei;

Proteinele - inclavate n dublul strat de fosfolipide; pot fi:

proteine integrate: transmembranare i structurale;

proteine periferice (de suprafa), care sunt enzime active ctre peretele celular sau ctre citoplasm;

Glucidele - slab reprezentate n structura membranei plasmatice, sub form de:

glicoproteine,

glicolipide

ROLUL MEMBRANEI PLASMATICE transportul substanelor de la exteriorul celulei ctre interiorul acesteia i n sens invers; este o barier osmotic prin permeabilitatea pentru unele tipuri de molecule i impermeabilitatea pentru altele.

echivalentul funcional al mitocondriilor i al cloroplastelor;

intervine n biosinteza peretelui celular;

intervine n mobilitatea orientat a bacteriei prin recepionarea mesajelor chimice din mediu, determinate de substane repelente sau atractante; intervine n sinteza i eliminarea unor exoenzime i a unor proteine toxice bacteriene (exotoxine).

CITOPLASMA BACTERIAN sistem coloidal complex, corespunde strii fizice de gel;

format din proteine, glucide, lipide, ap i substane minerale;

n citoplasm se gsesc: materialul nucleosomal, mezosomii, ribozomii, incluziile, vacuolele;

starea de gel permanent are ca rezultat o imobilitate a coninutului celular n lipsa curenilor citoplasmatici i reprezint o condiie indispensabil a nemiscibilitii nucleosomului cu citoplasma, avnd n vedere lipsa membranelor intracelulare;

aspectul citoplasmei variaz n funcie de vrsta celulei bacteriene i de condiiile de cultivare:

la celulele tinere (culturi de 24 48 h) i n condiii favorabile de mediu, citoplasma este dens, omogen, fin granular (datorit ribozomilor);

la celulele mbtrnite i n condiii nefavorabile de mediu, citoplasma i pierde treptat afinitatea pentru coloranii bazici i capt un aspect granular, neomogen, cu multiple vacuole.

NUCLEOSOMUL BACTERIANMaterialul genetic bacterian:

Nucleosomul (nucleoid, material nuclear, echivalent nuclear, genofor), corespunde din punct de vedere funcional cromozomului;

plasmidele, care poart gene accesorii.

Nucleosomul bacterian form primitiv de organizare a nucleului, lipsit de membran nuclear, inclavat direct n citoplasm, ntr-o zon numit nucleoplasm, care este mai clar, n raport cu citoplasma propriu-zis, care este mai dens;

extras prin metode speciale din celula bacterian, sub forma unui corpuscul dens i compact, nucleosomul s-a dovedit a fi alctuit dintr-o singur molecul de ADN, dublu catenar, circular, covalent nchis, cu o lungime de aproximativ 1400m i diametrul de 2,5nm.

este cea mai mare molecul biologic i prin lungimea sa depete de 1000 de ori lungimea celulei bacteriene.

n structura dublu catenar a nucleoidului intervin modificri topologice, care constau ntr-un proces de mpachetare prin suprarsucire (supraspiralizare) dup norme extrem de riguroase, ocupnd astfel un volum de 1500 de ori mai mic.

MPACHETAREA MATERIALULUI NUCLEOSOMALFUNCIILE MATERIALULUI GENETIC nucleosomul conine informaia genetic esenial necesar existenei celulelor bacteriene n mediul lor natural;

cuprinde aproximativ 3000 4000 gene, ce asigur:

formarea structurilor celulare bacteriene,

metabolismul energetic i biosintetic,

reglarea activitilor celulare,

replicarea celulei bacteriene,

potenialul de evoluie a celulei.

pe medii neobinuite, celulele bacteriene prezint, pe lng nucleosom, o informaie genetic accesorie, reprezentat de plasmide: molecule de ADN dublu catenar, circular, covalent nchis, numite i minicromozomi, reprezentnd 1 2% din mrimea nucleosomului bacterian, cu un numr mic de gene.

RIBOZOMII

particule nucleoproteice intracitoplasmatice, de form aproximativ sferic i cu un diametru de 20nm, cu constanta de sedimentare 70S;

numrul ribozomilor n celula bacterian este corelat cu activitatea ei fiziologic, mic n celulele n repaus i mare n celulele fiziologic active, variaz ntre 15000 100000/celul;

sunt constitueni eseniali ai sistemului de traducere a informaiei genetice, reprezentnd adevrate fabrici de proteine, la nivelul lor desfurndu-se ciclul ribozomal, ce determin iniierea, creterea i terminalizarea lanulu