Мембраны бактериальных клеток

Рис. 2,4. А. Схема строения прокариотической клетки (бактериальная клетка в продольном разрезе). Глн-гранулы гликогена Ж-жгутик Кпс-капсула КСт-клеточная стенка Л -липидные капельки ЯГМ-поли-Р-гидроксимаслЯ" ная кислота Яы-пили Ялз-плазмида ЯМ-плазматическая мембрана ЯФ-гранулы полифосфата Рм-рибосомы и полисомы Я-ядро (нуклеоид) 5-включения серы. Б, Различные цитоплазматические структуры.

Рис. 7.12. Транспорт протонов при субстратном дыхании. Из бактериальной клетки (А) или из митохондрии (Б) в суспензионную среду выходят протоны. У субмитохондриальных частиц (В) мембраны вывернуты (внутренней стороной наружу), поэтому протоны транспортируются внутрь. Г. Путь переноса протонов и электронов при окислении КАОНд согласно хемиосмотической гипотезе. КСт-клеточная стенка ЯМ-плазматическая мембрана ВМ и ЯМ-внутренняя и наружная мембраны митохондрий р-кофермент О Z-гипотетический переносчик водорода РеЗ-железосерные белки Ь, с, а, Дз-цитохромы.

Мембраны бактерий. Протопласт снаружи окружает цитоплазматическая мембрана — плазмалемма, прилегающая непосредственно к оболочке. Мембраны составляют 40—90% всей массы клетки. Длительно существовало ошибочное представление, что периферическая плазмалемма бактериального протопласта является единственной мембранной структурой бактериальной клетки. Сейчас известно, что периферическая мембрана образует инвагинации, составляющие внутриклеточные мембранные структуры. Различными методами показано, что мембраны трехслойные и достигают 8,5 нм в толщину. У всех исследованных бактерий мембраны могут быть причислены к обязательным компонентам бактериальной клетки [63, 126]. В. И. Бирюзовой [23] собрана большая литература о молекулярной организации плазмалеммы. Ее наружная поверхность, обращенная к клеточной оболочке, состоит из субъединиц грибовидной формы с размером головки 8—12 нм. Часть этих субъединиц, по-видимому, является ферментативными белками, другая часть — белково-липидными структурами. [c.25]

Похожая добавочная N-концевая последовательность оказалась свойственной и растущим цепям ряда бактериальных белков, выводимых (экспортируемых) из цитоплазмы (см. табл. 3). В случае грамотрицательных бактерий этот экспорт белков происходит, либо в периплазматическое пространство (например, щелочная фосфатаза, мальтозосвязывающий белок, арабинозосвязывающий белок, пенициллиназа), либо далее во внешнюю мембрану (липопротеид внешней мембраны, X-рецептор). Начало синтеза экскретируемых белков приводит, по-видимому, к взаимодействию их гидрофобной N-концевой последовательности с внутренней цитоплазматической мембраной бактериальной клетки, так что они далее синтезируются на мембраносвязанных рибосомах. В течение элонгации (или в некоторых случаях после нее) может происходить отщепление N-концевой последовательности. По завершении синтеза, после терминации трансляции, готовый белок проваливается в периплазматическое пространство и далее, в зависимости от гидрофобности (гидрофильности) своей поверхности, либо остается в пери-плазматическом пространстве как водорастворимый белок, либо интегрируется во внешнюю мембрану. Здесь, как видно, имеется большая аналогия с ситуацией для секретируемых белков в эукариотических клетках. [c.280]

Прокариоты. Плазматическая мембрана в бактериальной клетке снаружи покрыта плотной жесткой стенкой толщиной 40—80 нм. Исключением являются микоплазмы, которые лишены клеточной стенки. Стенка представляет собой одну гигантскую молекулу, состоящую из остатков аминокислот и сахаров. Для изучения плазматической мембраны бактериальной клетки необходимо избавиться от плотной стенки. Достигает- [c.10]

Растительные и бактериальные клетки находятся в совершенно другом положении. Внешней средой для них часто оказываются весьма разбавленные водные растворы —- почти чистая вода, тогда как суммарная молярность содержимого клеток составляет величину порядка нескольких десятых. Свободная диффузия воды внутрь клетки, т. е. по градиенту концентрации, развивает в ней значительное избыточное давление (до 20 атм.), которое тонкая полужидкая мембрана выдержать не может. Поэтому такие клетки окружены жестким каркасом, называемым [c.147]

Итак, нам предстоит выяснить еще очень многое о молекулярных компонентах и о свойствах энергопреобразующих мембран в митохондриях, бактериальных клетках и хлоропластах. Когда-нибудь, после проведения многих экспериментов и проверки новых идей, мы получим ответы на эти вопросы, но пока их у нас еще нет и виной тому в значительной мере сложная структура внутренней мембраны. Таков путь научного поиска исследователи строят свои гипотезы, отталкиваясь от экспериментальных наблюдений, а затем проверяют их вновь и вновь, чтобы удостовериться в том, что ни один обнаруженный факт не остался без надлежащего объяснения. В известном смысле можно сказать, что биологическое исследование по-настоящему никогда не кончается. Нередко то, что представлялось нам твердо установленным, оказывается всего лишь неким приближением к истине, только шагом на пути к лучшему пониманию, открывающемуся с появлением новых фактов и новых представлений. Исследование молекулярной логики живых клеток-поистине безграничная область. [c.533]

Механизм биохимической очистки можно условно разделить на три стадии 1) движение органического вещества из жидкости к поверхности микробной клетки 2) диффузия вещества через полупроницаемые мембраны в большинстве случаев. с помощью молекул-переносчиков — специальных коферментов 3) метаболизм диффундированных продуктов. При протекании третьей стадии в микробной клетке одновременно происходят два взаимосвязанных процесса — окисление органических веществ и синтез протоплазмы, т. е. бактериальной клетки. [c.305]

Сейчас известен ряд фактов, свидетельствующих о существенной регуляторной и организующей роли клеточных оболочек-мембран. Те же Жакоб и Моно показали, что удвоение цепи ДНК при делении бактериальной клетки связано с неким взаимодействием с веществом мембраны. При образовании многоклеточного организма путем многократных делений исходной, зародышевой клетки дочерние клетки взаимодействуют друг с другом посредством своих оболочек, и эти взаимодействия играют организующую роль. Клетки узнают друг друга, вернее, узнают мембраны. Если измельчить вплоть до клеток живую губку и поместить эти клетки во вращающийся сосуд, они образуют скопление, подобно чаинкам в стакане чая, помешанном ложкой. И в таком скоплении клетки вновь объединяются, губка воссоздается Более того, если проделать сходные эксперименты с ранними эмбрионами амфибий, го в клеточном скоплении происходит сортировка клеток и эмбрион образуется вновь. Похоже на то, что на клеточных поверхностях имеются какие-то специфические склеивающие вещества. [c.304]

Поскольку клетки бактерий чаще всего делятся с помощью бинарного деления, ЦПМ должна вовремя реагировать на процесс увеличения размеров клетки. Клеточное деление — тщательно регулируемый процесс, при котором мембрана родительской клетки впячивается с двух сторон (см. рис. 14), обычно посередине клетки, сливается и разделяется, образуя две дочерние клетки без потери внутреннего содержимого. Для переноса структурных компонентов клеточной поверхности и других секретируемых факторов мембрана содержит экспортную систему (рис. 21). Другие мембранные белковые комплексы регулируют процессы инициации репликации ДНК, разделения хромосом в делящихся бактериальных клетках и нарастания клеточной поверхности при росте и делении. [c.32]

Присутствие на аутологичной (в частности, клеточной) поверхности собственных молекул, таких как ФУД, R1 и МКБ, эффективно ограничивает образование СЗ-конвертаз. Напротив, чужеродная поверхность, например мембрана бактериальной клетки, обеспечивает защиту для СЗЬ, так как именно на ней фактор В имеет большую аффинность к СЗЬ, чем фактор Н. В результате фиксация всего нескольких молекул СЗЬ приводит к образованию относительно стабиль-ной СЗ-конвертазы альтернативного пути — СЗЬВЬР, ферментного комплекса, который вызывает связывание все новых молекул СЗЬ в том же участке. [c.70]

Наружный слой клеточной стенки большинства грамотрицательных бактерий содержит липопо-лисахарид (Л ПС) с длинными 0-специфическими боковыми полисахаридными цепями, выступающими из мембраны наружу. Они эффективно активируют комплемент, но локализуют ковалентное связывание СЗ и фиксацию ЛМК на таком удалении от цитоплазматической мембраны бактериальной клетки, при котором опсонизация и лизис невозможны. В подобных случаях в качестве фактора приобретенного иммунитета могут функционировать только бактерицидные антитела. Они активируют комплемент в непосредственной близости к тем участкам бактериальной поверхности, где его опсонизирующий и литический эффекты могут реализоваться. [c.78]

Поражающее действие фенола на кожные покровы человека уменьшается нри введенип в его молекулу липофнльных групп (метильных, высших алкильных или хлора). Нейтральные молекулы обладают большим поражающим действием, чем соответствующие ноны. Биологическая активность фенолов обусловлена их способностью разрушать структуру бактериальной клетки. Считают, что разрушительное действие фегюла на цитоплазматические мембраны и стенки клетки проявляется в образовании довольно крупных пор для обеспечения днффуз1нт цитохрома наружу [2]. Крезолы по своему поражающему действию сходны с фенолом, ио вызывают менее тяжкие поражения (см. табл. 5.1). Хлорфе-нолы в производстве полимеров не применяются. [c.82]

Практически общий способ трансформации и трансфекции основан на том, что при обработке клеток бактерий a l2 их мембрана становится проницаемой для ДНК. Однако эффективность проникновения экзогенной ДНК в клетку довольно низка. Поэтому среди бактерий, подвергшихся трансформации, только небольшая часть оказывается трансформированной. Отделение ее от общей массы осуществляется в процессе клонирования. Для клонирования бактериальную суспензию определенной концентрации выливают на твердую питательную среду, например на агар с питательными добавками в чашке Петри из расчета 5—10 бактерий на 1 см поверхности. Бактериальная клетка на поверхности агара начинает делиться с образованием в итоге маленькой колонии, похожей на шляпку гриба. Эта колония называется клоном, причем из каждой клетки образуется свой клон, все клетки которого имеют свойства бактерии-родоначальника. [c.121]

ДНК, используют для трансформации бактериальных клеток специальных штаммов Е. oli. Трансформация бактерий плазмидами векторов основана на способности клеток акцептировать внутрь себя молекулы ДНК (компетентности). Трансформацию клеток Е. oli обычно проводят одним из двух методов с помощью кальциевого шока или электропорацией. В обоих случаях бактериальная мембрана становится более проницаема для молекул ДНК, последние входят в протоплазму бактериальной клетки. [c.37]

На рис. 8.15 показана схема описанной генетической системы. В рассматриваемом примере репрессор контролирует синтез по крайней мере двух ферментов -галактозидазы и -галакто-зидпермеазы. Второй фермент определяет скорость поступления -галактозидов в бактериальные клетки сквозь мембраны. Синтез двух ферментов необходимым образом коррелирован. [c.287]

Некоторые грамотрицательные бактерии сек-ретируют в среду белок, называемый бактерио-цином. Он активирует фосфолипазу А, локализованную во внутренней мембране бактериальной клетки, в результате чего и внутренняя, и наружная мембраны становятся проницаемыми, и некоторые цито- и периплазматические белки высвобождаются в культуральную среду. Таким образом, можно встроить ген бактериоцина в плазмиду так, чтобы он находился под контролем сильного регулируемого промотора, трансформировать клетки Е. соН этой плазмидой и сделать их проницаемыми. Если же Е. oli уже несут ген бактериоцина, их можно трансформировать другой плазмидой, которая содержит ген нужного белка, сшитый с нуклеотидной последовательностью, кодирующей сигнальный пептид. Если оба гена находятся под контролем одного промотора, то их можно индуцировать одновре- [c.126]

Чтобы антибиотик проник в бактериальную клетку, он должен иметь определенный размер и заряд (-Н, - или ), это имеет важное значение при проходе через мембраны, точнее через её водные , гидрофильные каналы - порины. [c.221]

А — бактериальная клетка содержит частично реплицированную хромосому, прикрепленную к мембране в точке (или точках) репликации Б — репликация хромосомы завершена. В бактериальной клетке две дочерние хромосомы, каждая из которых прикреплена к ЦПМ. Показан синтез клеточной стенки и ЦПМ В — продолжаюшийся синтез мембраны и клеточной стенки приводит к разделению дочерних хромосом. Показано начало деления клетки путем образования поперечной перегородки 1 — ДНК 2 — прикрепление хромосомы к ЦПМ 3 — ЦПМ 4 — клеточная стенка 5 — синтезированный участок ЦПМ 6 — новый материал клеточной стенки [c.58]

Третий этап характеризуется образованием мембраноатакующего комплекса комплемента. Фрагменты, полученные в результате протеолиза компонентов комплемента, погружаются в липидный бислой клеточной мембраны и вызывают лизис бактериальной клетки. [c.491]

Цитоплазма и мембраны. Цитоплазма — это сложная система, в которой дисперсионной средой является вода с растворенными в ней электролитами, а дисперсной фазой служит ряд взаимодействующих между собой высокомолекулярных веществ, образующих сложные высокоспецифичные структуры. Понятие цитоплазма применительно к бактериальным клеткам и клеткам актиномицетов аналогично понятию протоплазма , так как эти организмы не содержат оформленного ядра и, соответственно, ядерной цитоплазмы (кариоплазмы). В протоплазме в среднем содержится 70-85 % воды, 10-20 % белков, 2-3 % липидов, 1 % углеводов и около 1 % солей и других веществ. Вода в клетке находится в свободном и связанном состоянии. Свободная вода удерживается в клетке капиллярными силами в тончайших канальцах эндоплазматического ретикулума и/или в губчатой системе различных мембран. Связанная вода удерживается преимущественно молекулами белков, вокруг которых образуются сольватные (гидратные) оболочки. Соотношение свободной и связанной воды в клетках разных микроорганизмов весьма вариабельно и нередко меняется с возрастом, с изменением их физиологического состояния и пр. Сольватная оболочка вокруг [c.20]

Плазматическая мембрана. На электронных микрофотографиях ультратонких срезов бактерий, фиксированных четырехокисью осмия, плазматическая мембрана представляется многослойной. Она состоит из двух осмофильных и потому темных слоев толщиной 2-3 нм каждый и промежуточного более светлого слоя толщиной 4-5 нм. По своему строению мембраны бактериальных, животных и растите.пьных клеток очень сходны. Это дает основание говорить об универсальной элементарной мембране . Мембраны можно выделить, подвергнув осмотическому шоку протопласты, полученные с помощью лизоцима. Мембрана богата липвдами, в особенности фосфолипидами. Составляя всего 8-15 % сухого вещества клетки, мембраны содержат 70-90 % всех ее липидов. [c.23]

В верхней части — основные структуры подвижной бактериальной клетки со жгутиками в средней левой части показаны мембранные структуры фотосинтезирующего микроба, справа — гетеротрофной бактерии. в нижней части — резервные вещества или включения / — базальные тельца — хсгутики 3 — капсула 4 — клеточная оболочка 5— цитоплазматическая мембрана б — цитоплазма 7 —рибосомы 8 — мезосома — нуклеоид /О — поли-фосфаты и — полисахаридные гранулы 12 — включения серы 3 липидные капли 14 — пластинчатые тилакоиды 5 — хроматофоры. [c.20]

Большую роль при поступлении питательных веществ внутрь клетки играют, по современным представлениям, ферменты пер-меазы или транслоказы. В настоящее время считают, что передвижение веществ из внешней среды в бактериальную клетку обеспечивается, по крайней мере, четырьмя группами механизмов пассивной и активной диффузиями, стереоспецифически-ми пассивной и активной диффузиями. Из них только пассивная диффузия не требует затраты энергии, так как диффундирующее вещество в этом случае, последовательно растворяясь в веществе клеточной стенки и цитоплазматической мембраны, переходит внутрь клетки, причем устанавливается равенство внутренней и внешней концентраций. Остальные три механизма требуют затраты энергии, причем стереоспецифические пассивная и активная диффузии происходят при участии специфических белков — переносчиков пермеаз. Сейчас сравнительно хорошо изучены пермеазы, осуществляющие транспорт внутрь клетки углеводов, аминокислот и некоторых ионов. [c.85]

Однородное электрическое поле постоянного тока используется для обессоливания воды электродиализом через ионитовые мембраны. При этом на поверхности мембран, и особенно ани-онитовых, со стороны камеры обессоливания, образуются пленки из присутствующих в воде коллоидов и органических веществ [31, 32], интенсивно накапливаются на поверхности мембран краски [75]. Находящиеся в воде микроорганизмы тоже испытывают на себе электрофоретическую силу, которая доставляет пх к поверхности анионитовых мембран в камере обессоливания, где они могут задерживаться. Однако, как показывают исследования Танака [448], на ионообменных мембранах не задерживается много клеток, видимо, из-за высокой скорости протока жидкости. Об этом свидетельствует также наличие значительного количества живых микроорганизмов в воде, прошедшей электродиализную деминерализацию [179, 215], хотя многие бактериальные клетки гибнут в результате действия на них электрического поля [446]. Электродиализные установки даже с близко расположенными мембранами ( струнного типа) [73] не обеспечивают отделения от воды вирусов [67, 275]. [c.205]

Мембраноактивные свойства поликатионов и их антимикробная активность - взаимосвязанные явления. Многие полиэлектролиты катионного типа (поливиниламин [4, 5], полиэтиленимин [4], полиэлектролиты на основе четвертичных аммониевых солей аминоалкиловых эфиров метакриловой кислоты [6-9] и др.) обладают мембранотропным действием, что обусловливает их заметную антимикробную активность. Их главной биологической мишенью в бактериальной клетке является цитоплазматическая мембрана [10]. Ключевым моментом в механизме действия катионных полиэлектролитов на биологические мембраны является электростатическое взаимодействие с отрицательно заряженными фосфолипидами и белками, локализованными в ней. Следствием этого [c.164]

Хотя хемиосмотическая гипотеза получила широкое признание в той своей части, которая касается главного организующего принципа передачи энергии от процесса переноса электронов к синтезу АТР в митохондриях, бактериальных клетках и хлоропластах (гл. 23), тем не менее она оставляет пока без ответа многие важные вопросы. Пожалуй, больше всего споров порождает вопрос о механизме, при помощи которого перенос электронов, происходящий во внутренней мембране, вызывает откачивание ионов Н из матрикса митохондрии наружу. Митчелл предложил остроумное решение этого вопроса (рис. 1). Основой его решения послужил тот факт, что восстановительные эквиваленты переносятся некоторыми переносчиками (например, убихино-ном) в виде атомов Н, а другими (например, железо-серными центрами или цитохромами)-в виде электронов. Митчелл предположил, что во-дородпереносящие и электронпереносящие белки чередуются в дыхательной цепи, образуя в ней три петли . В каждой такой петле два атома Н выносятся через мембрану наружу и отдают два иона Н в окружающую среду соответствующая пара электронов переносится затем обратно, с наружной поверхности мембраны на внутреннюю (рис. 1). Каждая пара восстановительных эквивалентов, проходя через такую петлю, переносит два иона Н из матрикса в окружающую среду. Предполагается, что каждая петля поставляет осмотическую энергию для образования одной молекулы АТР. [c.532]

Хромосомы прокариотических клеток -это единичные очень длинные молекулы ДНК В прокариотических клетках ДНК гораздо больше, чем в вирусах. К примеру, одна клетка Е. oli содержит почти в 200 раз больше ДНК, чем частица бактериофага А,. Результаты генетических экспериментов, а также прямые микроскопические наблюдения показали, что ДНК Е. соИ-это одна очень длинная молекула Она представляет собой ковалентно за мкнутое двухцепочечное кольцо с мол массой 26 10 . Эта ДНК состоит при близительно из четырех миллионов пар оснований, а ее физическая длина равна 1400 мкм (= 1,4 мм), что в 700 раз превышает размеры самой клетки Е. соН (2 мкм). В этом случае мы снова видим, что молекула ДНК плотно упакована, поскольку она целиком должна уместиться в ядерной зоне (разд. 2.5) клетки Е. соИ. Есть основания считать, что ДНК бактериальной клетки прикреплена в одной или нескольких точках к внутренней поверхности клеточной мембраны. [c.869]

ТОЙ структурной и функциональной организации, какой располагает бактериальная клетка. Поэтому его можно считать аналогом, а быть мо5кет, даже предшественником сложных и высокоспециализированных мембранных элементов более высокоорганизованных клеток. С этой гипотезой согласуются следующие наблюдения 1) аппарат окислительного фосфорилирования бактериальной клетки включен в ее мембрану или связан с ней 2) рибосомы, прикрепленные к мембране, очевидно, являются местом наиболее интенсивного и эффективного синтеза белков 3) наследственное вещество бактерий (т. е. их ДНК), видимо, структурно связано с определенным участком мембраны 4) в некоторых быстро растущих растительных клетках мембрана способна, по-видимому, создавать путем образования перетяжек структуры, сходные с митохондриями 5) для всех мембранных элементов характерна определенная строгая упорядоченность, касающаяся состава, структуры и некоторых свойств. [c.249]

Вирусы, имеющие размер, намного меньший, чем размер бактерий, создают более низкие концентрации в анализируемой воде и будут свободно проходить через микрофильтры, если последние не обработаны кислотой или другими реагентами, вводящими положительный заряд на поверхность фильтра. При таких условиях отрицательно заряженные вирусные частицы будут адсорбироваться на микрофильтре [7]. Последующее вымывание вирусов достигается за счет увеличения pH, что способствует уменьшению взаимодействия в системе вирус — мембрана. Положительные поверхностные заряды обусловлиба-ют сообцию пирогенов, возбуждающих лихорадку эндотоксинов фрагментов стенок бактериальной клетки. Однако необходимо иметь в виду, что поверхностные заряды могут быть быстро нейтрализованы любым противоположно заряженным растворенным веществом или суспендированной частицей. Как только нейтрализующая частица вступает в контакт с заряженным участком, он теряет способность селективно сорбировать за- [c.87]

Ядерное вещество представляет собой нуклеоид. В отличие от эукариотической клетки ДНК бактериальной клетки не связана с гистонами и не отделена от цитоплазмы ядерной мембраной. Фибриллы бактериальной ДНК достаточно правильно ориентированы, поэтому ядерное вещество мо жно представить как образование, расположенное вдоль большего габарита клетки и имеющее толщину около 3—4 нм, но конфигурация нуклеои-да очень изменчива. ДНК —обособленный элемент, никогда не смешивающийся с цитоплазмой, в старых клетках ДНК упакована более компактно. Предполагают, что весь геном бактериальной клетки представлен одной гигантской замкнутой молекулой ДНК, с молекулярной массой 7 10 . Ее вполне можно расценивать как бактериальную хромосому. Но все же следует помнить, что ДНК бактерий упакованы менее плотно, чем в ядре эукариотической клетки, в ядерном веществе отсутствует мембрана, не найдены ядрышко и набор хромосом, ДНК не связана с основными белками — гистонами. Все это свидетельствует об эволюционно более примитивной форме организации ядерного вещества у прокариотов. Многие бактерии имеют капсулу или дополнительные внешние структуры жгутики, фимбрии, структурные тяжи. [c.33]

Липиды — природные соединения, обладающие гидрофобными свойствами. Они наряду с белками и углеводами составляют основную массу органического вещества живых клеток и тканей, присутствуют в животных, растительных и бактериальных клетках. В организме высших животных и человека содержание липидов в различных органах и тканях не одинаково. Наиболее богата липидами нервная ткань (20—25%). Липиды, являясь структурным компонентом мембранных липопротеи-дов, составляют не менее 30% общей сухой массы мембраны. [c.237]

Главная отличительная особенность мембранного аппарата бактерий по сравнению с эукариотами заключается в отсутствии у них высокоспециализированных мембран митохондрий, эндоплазматического ретикулума, аппарата Гольджи, а также ядерной мембраны (Ryter, 1968, 1969 van Iterson, 1969). Поскольку бактериальной клетке свойственны все основные функции, выполняемые этими мембранами у эукариотов (кроме функции ядерной мембраны), то естественно предположить, что у бактерий эти функции осуществляют либо вся система мембран в целом, либо ее отдельные структурные элементы (цитоплазматическая мембрана, мезосомы, тилакоиды). Выяснение вопроса о физиологической дифференциации мембран в бактёриальной клетке иредставляет значительный интерес, поскольку мембранный аппарат бактерий в эволюционном отношении, по-видимому, является промежуточной ступенью [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология