Цианобактерии. Строение их клеток и положение в системе микроорганизмов. Фотосинтетический аппарат цианобактерий.

Цианобактерии, или сине-зеленые водоросли (лат. Cyanobacteria) - обширная группа грамотрицательных бактерий крупных размеров, отличительной особенностью которых является способность к фотосинтезу. Цианобактерии - это наиболее сложно устроенные и дифференцированные прокариоты. Так как эти организмы по своей физиологии имеют много общих черт с эукариотическими водоростями, то согласно некоторым классификациям, цианобактерии рассматриваются в составе растений как сине-зеленые водоросли. Цианобактерии распространены в морях и пресных водоемах, почвенном покрове, могут участвовать в симбиозах (лишайники). Весомую часть фитопланктона водоемов составляют водоросли данной группы.

В строении цианобактерий имеются характерные особенности. Эти организмы отличаются разнообразной морфологией. Общее в структуре любого вида сине-зеленых водоростей – это слизистая оболочка (гликокаликс из пептидогликанов) и отсутствие жгутиков. Слизистую оболочку покрывает наружная мембрана. Размеры клеток цианобактерий могут быть от 1 мкм до 100 мкм. Цвет разных видов меняется от салатового до темно-синего в связи со способностью изменять соотношение фотосинтетических пигментов в клетке соответственно спектральному составу света. Цианобактерии – одноклеточные организмы, могут формировать колонии, известны нитчатые формы.

В клетке каждого организма имеется полноценный аппарат для осуществления фотосинтеза с выделением кислорода. Энергия, полученная посредством фотосинтеза, используется для продуцирования органических веществ из СО2. По способу питания подавляющее большинство сине-зеленых водоростей являются облигатными фототрофами. Но они могут в течение короткого периода времени существовать за счет расходования накопленного на свету гликогена.

Фотосинтетический аппарат содержит две фотосистемы, что позволяет использовать воду в качестве фотовосстановителя при фотосинтезе. В группе цианобактерий обнаружены два типа структурной организации фотосинтетического аппарата. У единственного представителя этой группы - одноклеточной цианобактерий Gloeobacter violaceus - нет тилакоидных мембран и типичных для всех остальных видов фикобилисом (светособирающие органеллы для фотосистемы II). Единственной мембраной является ЦПМ, не образующая никаких впячиваний в цитоплазму. В ЦПМ локализованы реакционные центры и электронтранспортные системы фотосинтеза. Фикобилипротеины (фикоцианин , аллофикоцианины и фикоэритрины ) в виде слоя толщиной 50-70 нм прилегают к внутренней поверхности ЦПМ.

Клетки всех остальных цианобактерий содержат развитую систему внутрицитоплазматических мембран - тилакоидов , к наружным поверхностям которых прикреплены регулярно расположенные дискретные гранулы - фикобилисомы. Их форма, размеры и количество на единицу поверхности мембраны могут меняться в значительных пределах, но всегда в клетках каждого вида содержатся фикобилисомы одного типа.

Также как и у растений световая и темновая фаза, Источник энергии - солнце и вода, есть и токсичные виды.