Строение бактериальной клетки. Цитоплазматическая мембрана, ее структура и основные функции. Роль мембраны в процессах мобилизации энергии, механизм энергизации мембраны.

Бактериальная клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с включениями и яд­ра, называемого нуклеоидом. Имеются дополни­тельные структуры: капсула, микрокапсула, слизь, жгутики, пили. Некоторые бактерии в неблагоприятных условиях спо­собны образовывать споры.

ЦМ содержит фосфолипиды, образующие два слоя, белки и углеводы. Молекулы фосфолипидов асимметричны: головки, несущие электрический заряд, гидрофиль­ны; хвостики — нейтральны и гидрофобны. Фосфолипиды упакованы в мембране следующим образом: их полярные гидрофильные головки обращены наружу и обра­зуют два слоя ЦМ — внутренний и внешний, а неполярные гидрофобные хвостики скрыты в толще мембраны. На электронограммах ЦМ имеет вид трехслойной струк­туры, состоящей из двух параллельных темных слоев и разделяющего их светлого слоя. Этот слой более проницаем для электронов, чем слои, состоящие из полярных концов фосфолипидов, ассоциированных с белками. Специфичность функций ЦМ во многом зависит от набора содержащихся в них белков.

Структура, состоящая из клеточной стенки и ЦМ, получила название оболочки клетки.

Цитоплазматическая мембрана (ЦМ) является исключительно полифункцио­нальной структурой.

1. ЦМ воспринимает всю химическую информацию, поступающую в клетку из внешней среды.

2. Она является основным осмотическим барьером, благодаря которому внутри клетки поддерживается определенное осмотическое давление.

3. ЦМ совместно с клеточной стенкой участвует в регуляции роста и клеточного деления бактерий.

4. ЦМ участвует в регуляции процессов репликации и сегрегации хромосом и плазмид (они связаны с ее рецепторами).

5. В ЦМ содержится значительное количество ферментов, в том числе системы переноса электронов (ЦМ — место генерации энергии у бактерий).

6. С ЦМ связаны жгутики и аппарат регуляции их движения.

7. ЦМ участвует в процессах транспорта (в том числе активного) питательных ве­ществ в клетку и продуктов жизнедеятельности, включая ферменты и экзотоксины, из клетки в окружающую среду. В ней содержатся белки, участвующие в облегчен­ной диффузии и активном транспорте.

8. ЦМ участвует в синтезе компонентов клеточной стенки и образовании мезосом (мезосомы возникают в результате инвагинации участка ЦМ в цитоплазму, они открыты в периплазматическое пространство).

9. ЦМ играет важную роль в компартментализации, т. е. в разделении на «отсеки» рибосом и их стабилизации.

Рибосомный аппарат бактериальной клетки, его функции. Структура рибосмы. Содержание рибосом в клетке. Сущность процессов транскрипции и трансляции.

Основным компонентом белоксинтезирующей системы является рибосома. Она объединяет все компоненты в единый комплекс. Рибосомы — «святая святых» клетки.

так как именно на них совершается самое удивительное таинство живой материи — биологический синтез белка. Информация, содержащаяся в геноме, расшифровыва­ется и материализуется в виде белков на рибосомах. Без них проявление жизнедея­тельности невозможно.

Вирусы и плазмиды потому и являются облигатными внутриклеточными парази­тами, что у них отсутствуют собственные рибосомы, и для реализации генетической информации (т. е. для проявления своей жизнедеятельности) они используют рибосомный аппарат клетки-хозяина.

Процесс синтеза белка складывается из двух основных этапов: транскрипции и трансляции.

Транскрипция- или пере­писывания информации с ДНК-гена на мРНК-ген. Транскрипция осуществляется с помощью ДНК-зависимой РНК-полимеразы.

Трансляция — процесс расшифровки генетического кода в мРНК и овеществле­ние его в виде полипептидной цепи, последовательность расположения аминокис­лот в которой определяется порядком расположения кодонов в данной мРНК. Трансляция, таким образом, — это процесс собственно биосинтеза белка на рибосо­мах. Он состоит из следующих основных этапов:

1. Инициации (начала) трансляции.

2. Элонгации, или удлинения полипептидной цепи (собственно трансляция).

3. Терминации (окончания) трансляции.

4. Модификации полипептидной цепи.

Каждый из этих этапов представляет собой сложный многоступенчатый процесс и находится под жестким контролем, осуществляемым прежде всего компонентами самой белоксинтезирующей системы.