Функции споры – Строение и особенности химического состава бактериальной споры

Содержание

Строение и особенности химического состава бактериальной споры

Споровые покровы в основном состоят из белков и в небольшом количестве из липидов и гликолипидов. Белки покровов обладают высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям и обеспечивают спорам защиту от действия литических ферментов, других повреждающих факторов, а также предохраняют спору от преждевременного прорастания. Оказалось, что споры мутантов, лишенные покровов, прорастают сразу же после выхода из материнской клетки, даже если условия для последующего роста неблагоприятны. Кортекс построен в основном из молекул особого типа пептидогликана.

Основное функциональное отличие спор у бактерий и грибов: у бактерий споры обеспечивают переживание в неблагоприятных условиях окружающей среды, у грибов образование спор – способ размножения.

Рис.1. Схема строения зрелой бактериальной эндоспоры

Споры бывают круглыми, овальными или эллиптическими; некоторые снабжены «рёбрами жёсткости», усиливающими устойчивость к механическим воздействиям. При микроскопическом исследовании споры выделяются высоким коэффициентом светопреломления, аналогичный таковому у обезвоженного белка.

В зрелой споре различимы: центральный, плохо окрашиваемый участок (спороплазма), двухслойная ЦПМ и оболочка споры.

Спороплазма (протопласт споры) включает цитоплазму, бактериальную хромосому, системы белкового синтеза и некоторые другие (например, анаэробного энергообразования).

Оболочка споры двухслойная: пространство между слоями заполняют гликопептидные полимеры, сходные с пептидогликанами, образующие сетчатую структуру (кортекс), проявляющую высокую чувствительность к лизоциму. Внутренний слой (стенка споры) образован пептидогликанами, аналогичными таковым вегетирующей клетки. Внешний слой (собственно оболочка) образуют кератиноподобные белковые структуры с низкой проницаемостью.

Экзоспориум. У некоторых бактерий материнская клетка образует экзоспориум – двух-трёхслойное желатинообразное покрытие образованное липопротеинами и углеводами и во многом аналогичное капсуле бактерий. При созревании споры экзоспориум может сохраняться в виде пустого и отстающего от споры «мешка».

У бактерий спора, покрытая особо прочной оболочкой, — средство для переживания не6лагоприятных условий. Грибы образуют споры для размножения.

Грибы размножаются половым и бесполым (вегетативным) способом. При вегетативном размножении образуются специализированные репродуктивные структуры – споры – конидии. Они могут располагаться в специализированных вместилищах – спорангиях (эндоспоры) или отшнуровываться от плодоносящих гиф (экзоспоры). Реже наблюдают образование спор внутри клеток (оидии), являющихся сегментами гиф. Дрожжевые клетки размножаются почкованием, мицелий не образуют. Половое размножение включает взаимодействие специализированных клеток, имеющих существенные различия в морфологии у различных грибов и часто используемых как дифференциально-диагностический признак.

Для большинства видов грибов, имеющих медицинское значение, характерно наличие конидий (или экзоспор), являющихся формами неполового размножения. Их классификация во многом основывается на морфологических формах конидий. Их наиболее частые формы- бластопоры, хламидоспоры, артроспоры, конидиоспоры.

Бластоспоры – простые структуры, которые образуются в результате почкования, с последующим отделением почки от родительской клетки, например у дрожжевых грибов.

Хламидоспоры образуются в результате увеличения гифальных клеток с образованием толстой оболочки, защищающей споры от неблагоприятных условий окружающей среды.

Артроспоры – споры, образующиеся путем фрагментации гиф на отдельные клетки. Они встречаются у дрожжеподобных грибов, возбудителя кокцидиоидоза, тканевых форм дерматофитов в волосе, кожных чешуйках и в ногтях.

Конидиоспоры – зрелые наружные споры, возникающие на дифференцированных конидиофорах (конидионосцах), отличающихся от других нитей мицелия по форме и размерам (у аспергилл, пеницилл) или располагающиеся по бокам и на концах любой ветви мицелия, прикрепляясь к ней непосредственно или тонкой ножкой.

К эндоспорам совершенных грибов относятся спорангиоспоры мукоровых грибов, развивающихся в специальных органах (спорангиях), располагающихся на вершине спорангиеносца. Споры освобождаются при разрыве стенки спорангия.

Эндоспоры обнаруживают также у тканевых форм возбудителей кокцидиоидоза. Они развиваются в круглых образованиях — сферулах, при разрыве стенки зрелой сферулы попадают во внешнюю среду.

Спорообразование – способ сохранения определенных видов бактерий в неблагоприятных условиях среды. Эндоспоры образуются в цитоплазме, представляют собой клетки с низкой метаболической активностью и высокой устойчивостью (резистентностью) к высушиванию, действию химических факторов, высокой температуры и других неблагоприятных факторов окружающей среды. При световой микроскопии часто используют метод выявления спор по Ожешко. Высокая резистентность связана с большим содержанием кальциевой соли дипиколиновой кислоты в оболочке спор. Расположение и размеры спор у различных микроорганизмов отличается, что имеет дифференциально-диагностическое (таксономическое) значение. Основные фазы «жизненного цикла» спор – споруляция (включает подготовительную стадию, стадию предспоры, образования оболочки, созревания и покоя) и прорастание, заканчивающееся образованием вегетативной формы. Процесс спорообразования генетически обусловлен.

biofile.ru

Схима строения оболочек бактерий

8. Капсула. Химическое строение, функции и метод выделения.

Капсула состоит их полисахарида (искл. возбудитель сибирской язвы – сост. из полипептида).
Капсула есть не у всех м/о, но она может образовываться при некоторых агрессивных условиях (так в эксперименте: при добавлении сыворотки крови к прудовой воде с возбудителем брюшного тифа, у него появляется капсула на 2-3-й день).
Некоторые бактерии могут образовывать капсулы только после попадания в организм, что обеспечивает их патогенность (возбудитель сибирской язвы).
Некоторые бактерии могут образовывать капсулы только на питательной среде.

Строение:

Внутренний белковый слой
Мукосахаридный слой
Основной – белково-полисахаридный слой
Наружный слой их мукопептидов
м.б. включена гиалуроновая кислота

Свойство капсулы:

Многослойная фибриллярная структура
Характерна мукозность (слизистость), слизь капсулы растворима в воде.

Функции:

Защитная
Действует на иммунную систему и угнетает фагоцитоз (возбудитель чумы, сибирской язвы…)
Адгезиявная (прилипание)

Окрашивание капсул.

Метод Бурри – на край стекла наносят каплю, туши и исследуемую культуру, перемешивают их, шлифованным стеклом растягивают для получения мазка, как мазок крови. Исследуют иммерсионным объективом: на темно-дымчатом фоне будут бесцветные тела бактерий с капсулами (негативный способ)
Метод Гинса – мазок по Бурри фиксируют и наносят фуксин Циля 1:3 на 3 минуты, высушивают и микроскопируют: на темно-дымчатом фоне будут бесцветные капсулы бактерий и ярко-малиновыми телами бактерий.

9. Споры. Спорогенез. Методы выявления спор.

Спора это форма покоящейся бактерии с Гр(+) типом строения клеточной стенки.
Образуются при неблагоприятных условиях для бактерии.
Споры могут образовывать только палочковидные бактерии рода Bacillus.
Спора нужна для сохранения вида, спора не является способом размножения.
Споры очень устойчивы во внешней среде и погибают только при стерилизации.

Строение спор:

Спороплазма
Стенка споры
Кора (дипиколинат Са)
Кератиноподобная оболочка
Экзоспориум – 3-х слойная липопротеиновая оболочка

Расположение спор:

Центральное расположение (Clostridiumperftingen– возбудитель газовой гангрены)
Субтерминальное расположение – теннисная ракетка (Clostridiumbotilium– ботулизма)
Термальное расположение – барабанная палочка – когда ø споры больше сечения бактерии (Clostridiumtetani– столбняк).

Окраска спор:

Споры кислотоустойчивы, поэтому окрашиваются по методу Ауески или по методу Циля–Нильсена в красный цвет, а вегетативная клетка бактерии в синий цвет.

10. Жгутики. Строение, функции, и способы окраски. Методы изучения подвижности бактерий. Пили.

Длинные образования из сократительного белка флагеллина, которые берут начало от бледных тел цитоплазматической мембраны. Является Н-антигеном.

Монотрихии – один жгутик, обеспечивает быстрое движение (холерный вибрион).
Перитрихии – очень много жгутиков по всех поверхности, движение очень медленное (возб. бр тифа)
Лофотрихии – пучок жгутиков на одном полюсе клетки.
Амфитрихии – по одному жгутику или пучку жгутиков на полюсах, движение минимальное

Жгутики очень редко и слабо окрашиваются.

Окраска жгутиков:

Методика по Морозову: протравление жгутиков фенолом или кислотой и окраска серебром.

Методы изучения подвижности бактерий.

Метод раздавленной капли

Метод висячая капля с использованием фазово-контрастной микроскопии.

Методом Шукевича

Пили.

Пили (ворсинки или фимбрии) это тонкие нитевидные образования у Гр (–) бактерий, состоят из белка пилина, обладабт высокой антигенный активностью.

Различают пили, ответственные за адгезию (прикрепление бактерий к поражаемой клетке), ответственные за питание, водно-солевой обмен и половые или коньюгационные (F-пили).

Общие пили – несколько сотен на клетку.
Половые пили (sexpili) – обычно бывает 1-3 на клетку: нужны для передачи какого либо признака от «+» ♂ к «–» ♀ клетке (может передаться а/б-резистентность).

studfiles.net

определение понятия, строение и функции

Споры живых организмов — удивительные клетки. На Земле они могут находиться в условиях очень низких или высоких температур, повышенного давления и радиоактивного излучения. Доказано, что споры находятся даже в космическом пространстве, путешествуя по необъятной Вселенной. Что такое спора в биологии? В чем секрет этих клеток?

Спора: определение в биологии

В переводе с греческого языка это слово обозначает «посев». Но наличие этих клеток характерно не только для растений. Что такое спора? В биологии существует четкое понятие: это клетки бесполого размножения. С их помощью процесс воспроизводства себе подобных осуществляют бактерии — одноклеточные организмы, не имеющие ядра.

Грибы также способны к спорообразованию. Все видели, как хлеб, который долгое время находится в полиэтиленовом пакете, начинает покрываться белым налетом — на нем начинают развиваться плесневые грибы. С течением времени налет начинает приобретать серый или зеленый цвет. Это означает, что гриб уже образовал споры и начинает размножаться. А вот еще один пример. В сыром помещении плесневые грибы часто поселяются на стенах, которые начинают «цвести». Избавиться от плесени достаточно сложно, потому что гриб способен распространять споры на расстояние в несколько метров.

Строение

Вот мы и разобрались, что такое спора. В биологии все живые объекты рассматриваются с точки зрения взаимосвязи строения и выполняемых функций. Клетки бесполого размножения бывают разной формы: эллиптической, овальной, округлой. Поскольку они обладают устойчивостью к действию различных биологических факторов, поверхностный аппарат их устроен по-особенному. Он состоит из двух оболочек, пространство между которыми заполнено сложными соединениями белков с углеводами. Для усиления защиты от механических воздействий некоторые споры на своей поверхности имеют особые образования, которые называются «ребра жесткости».

Внутреннее содержимое клеток бесполого размножения представлено цитоплазмой — внутренней полужидкой средой. В ней расположены хромосомы и аппараты синтеза белка.

Споры растений

При помощи таких клеток способны размножаться многие растительные организмы.

Спора растения — это приспособление для размножения самых первых и примитивных растений. Это прежде всего водоросли. Например, одноклеточная хламидомонада образует зооспоры — подвижные клетки. В результате из одной особи образуется сразу несколько идентичных организмов.

Первые выходцы на сушу, высшие споровые растения, также способны к спорообразованию. Мхи, плауны, хвощи и папоротники образуют специальные органы бесполого размножения — спорангии. В них и содержатся клетки бесполого размножения. Растения, у которых есть такие органы, называются спорофиты. У моховидных спорангия представлена ножкой с коробочкой. При созревании коробочка раскрывается, клетки попадают в землю. При наличии воды они прорастают в половое поколение — гаметофит, которое у мхов представлено зеленым листостебельным «ковром». Совсем по-другому дело обстоит у остальных представителей споровых растений, которые все привыкли видеть в качестве гаметофита — зеленого растения. У этих растений происходит процесс чередования полового и бесполого поколений.

Споры бактерий

Спора бактерий — это не только клетка, при помощи которой организм размножается. При наступлении неблагоприятных условий бактерии приходится защищаться, чтобы не погибнуть. Она превращается в спору, в которой значительно уменьшается количество влаги, понижается уровень интенсивности всех процессов жизнедеятельности. Когда условия меняются в лучшую сторону, спора сбрасывает оболочку, из нее выходит абсолютно жизнеспособная бактерия. Можно сделать вывод, что для бактерий спорообразование является не способом размножения, а возможностью выжить.

Что такое спора, в биологии известно давно. С момента появления первых живых организмов именно при помощи этих клеток происходил процесс размножения. Безусловно, споры не обеспечивают рекомбинацию генетического материала, в результате чего появление новых полезных признаков становится просто невозможным. Однако точную копию и сохранение всех свойств организма споры гарантируют.

fb.ru