"Микробиология негіздері" пәнінен лекциялар жинағы

 

Электронды микроскоппен қарағанда грамоң бактерияларының  жасуша қабықшасы 20-80 нм-ге жететін  біркелкі тығыз қабықшадан, ал грамтеріс  бактерияларының кабықшасы бірнеше  қабаттардан тұратындығы анықталды (сурет 3). Ішкі қабат, біркелкі тығыз болып келетін пептидогликан қабаты (2-3 нм), 8-10 нм болып келетін, екі сыртқы қабаттан тұрады, яғни сыртқы толқынды қабат және периплазмалық қуыстар бөлінген екінші тығыз қабат.  

Цитоплазмалық мембрана бактерия клеткасында заттардың сырттан өтуін бақылайды. Кейде мембрана клетка ішіне қарай ойысып, онда ерекше дене – мезасома түзіледі. Цитоплазмалық мембрана мен лизосомада клеткадағы құрғақ зат көзі – түрлі ферменттер шоғырланады.

 

 

 

 

 

А                                                                                    Ә

 

Сурет 3 – Грамоң (А) және Грамтеріс (Ә) бактерияларының жасуша қабықшасы :

 

Цитоплазма. Цитоплазма – тірі материя. Ол өзгеріп, жаңарып отырады. Онда тірі организмге тән ассимиляция және диссимиляция құбылыстары жүріп жатады. Цитоплазма сыртқы орта әсеріне өте сезімтал ұйиды. Қышқылдар мен сілтілер және түрлі улы заттар оған өте зиянды әсер етеді. Фотосинтездеуші бактериялар цитоплазмасында тиллакоидтар кездеседі. Қошқыл бактерияларда олар клетка массасының 40 – 50 процентін қамтиды. Тиллакоидтар негізінен белоктар мен липидтерден тұрады. Онда хлорофилдер мен каротиноидтер сияқты фотосинтездік пигменттері де кездеседі.

Бактериялар клеткасының  цитоплазмасында гранулеза, гликоген, волютен, күкірт тағы басқа заттар бар. Гранулеза мен гликоген азотсыз заттар, олар ыдыраған кезде түрлі қанттарға айналады. Ал волютин болса, ол азотты зат. Егер қоректік ортада органикалық азот көзі (аспарагин, пептон) және фосфор қышқылы тұздары мол болса, онда бактерия клеткасында волютен біраз мөлшерде жиналады. Бактериялар клеткасында май да едәуір мөлшерде кездеседі, ол клеткадағы бүкіл құрғақ заттың  35 – 50 процентіне тең. Сол сияқты бактерия клеткасында күкіртті де кездестіруге болады. Тамшы түрінде кездесетін күкірт клетканың қор заттарының бірі. Бактерия цитоплазмасында жоғары сатыдағы өсімдіктер клеткаларында кездесетін амин қышқылдарының барлығы дерлік бар және рибонуклеин (РНК), деозксирибонуклеин (ДНК) қышқылы да болады. РНК негізінен митохондрийде орналасады. Сонымен бірге ол тотығу – тотықсыздану ферменттеріне де бай келеді. Цитоплазма ішінде белок синтезі – негізінен белок пен рибонуклеин қышқылдарына бай рибосомаларда болып, мезосомаларда органикалық заттардың тотығуы үшін қажетті энергияға бай аденозинүшфосфор қышқылының (АҮФ) синтезі жүреді.

Нуклеоид (толық жетілмеген ядро құрылымы). Бактерия клеткаларында ядроның болуы жөнінде толып жатқан пікірлер бар. Бактериялардың кейбір түрлерінде ядро заттары (хроматин) цитоплазмада ұсақ дәндер күйінде шашырап жатады (диффузиялық ядро). Басқа бір бактерия клеткаларында хроматин дәндері белгілі бір жерге шоғырланып, кәдімгі ядро түзеді (жекеленген ядро). Кейбір ірі бактерияларда (миксобактерияларда) осындай жекеленген ядроларды кездестіруге болады.

Ядроның химиялық құрамы өте күрделі. Оның басты бөлігі – дезоксинуклеопротеидтер. Нуклеопротеидтер екі бөліктен тұрады. Олардың бірі – ерекше белок, екіншісі – тимонуклеин қышқылы. Соңғы жылдардағы зерттеулер ядро бір немесе бірнеше шар тәрізді, сопақша заттар – дезоксирибонуклеин қышқылынан (ДНҚ) тұрады. Әдетте, ол клетканың ортасынан орын алады. Кейде бұл заттар бактериялар клеткасында дән түрінде орналасса, басқа бір  жағдайда клетканың белгілі бір бөлімінде шоғырланады. Бактериялардың құрғақ салмағына шаққанда ДНК – ның мөлшері 20 – 40℅ - ке дейін барады. Ядролық аппарат, соның ішінде дезоксирибонуклейн қышқылы клетканың тұқым қуалаушылық қасиетін анықтаушы аппарат деген пікірлерге тоқталды.

Нуклейн    қышқылдардың химиялық құрамы да біршама жақсы  зерттелді. Суда ыдырағанда ол фосфор қышқылына, пентоза қантына және құрамында азоты бар органикалық қалдыққа ажырайды. Кейін нуклеотидтерден тимонуклеин қышқылы түзіледі.

Бактерия ядросындағы  тимонуклеин қышқылының құрамында  төрт нуклеотид бар (аденин, гуанин, цитозин және тимин). Бұлар өзара фосфор қышқылының молекулалары арқылы байланысқан.

Талшықтар.Бактерия жасушаларында қосымша құрылымдар болады, олар бактериялардың қозғалысын қамтамасыз ететін – талшықтар.  Талшықтар ЦПМ астына екі жұп дискі арқылы бекінеді. Талшықтар бір, екі, бірнеше немесе жасушаны бойлай орналасады. Бактериялар талшықтарының диаметрі 0,01-0,03 мкм, ал ұзындығы бірнеше есе ұзын болуы мүмкін. Талшықтар – флагеллин ақуызынан тұрады және ширатылған ұршық тәрізді жіпшелер түрінде кездеседі (сурет 4). Кейбір бактериялар жасушаларының беткейінде ұсақ жіпшелер – фимбриялар болады.

 

 

Сурет 4 – Талшықтардың орналасуы және бактерия қозғалысының

                  бағытталуы

 

Негізінде барлық организм клеткаларының химиялық құрамы бірдей. Прокариот клеткалардың құрамында 70 тен 90 процетке дейін су болады. Үлесіне қалған 10-30 проценті тиетін құрғақ заттардың негізгі бөлігіне ақуыздар, нуклейн қышқылдары, липидтер мен полисахаридтер құрайды. Клеткалардың құрғақ заттарының бірнеше процентін төмен молекуларлы органикалық заттар мен тұздар құрайды (кесте 4).

 

 Кесте 4-  Е. coli* клеткаларының  химиялық құрамы ( Neidhardt бойынша, 1987)

Компонент	Клеткадағы құрғақ заттардың  жалпы % мөлшері	Молекулярлық масса, Да	Клеткадағы молекулалардың мөлшері	Клеткадағы молекулалар  санының түрлері
Ақуыз	55,0	4,7x104	2 350 000	1850
РНК	20,5
23S рРНК		1,0x106	18 700	1
16S рРНК		5,0x105	18 700	1
5S рРНК		3,9x104	18 700	1
тРНК		2,5x104	198 000	60
иРНК		1,0x106	1 380	600
ДНК	3,1	2,5x109	2	1
Липидтер	9,1	705	22 000 000
Липополисахаридтер	3,4	4070	1 430 000	1
Пептидогликан	2,5	(904)n	1	1
Гликоген	2,5	1,0x106	4 300	1
Полиаминдер	0,4
Путресцин		88	5 600 000	1
Спермидин		145	1 100 000	1
Метаболиттер, кофакторлар, иондар	3,5			800

 

          Кейбір  прокариоттар қандайда бір себептермен  өздері қолданылатын көміртек көзінен синтездей алмайтын витаминдер, амин қышқылдары немесе азотты негіздер тобынан органикалық қосылыстарға мұқтаждығы байқалады. Мұндай органикалық қосылыстар аз ғана мөлшерде қажет және өсу факторлары атауын алды. Көміртектің негізгі көзіне қосымша бір немесе бірнеше өсу факторлары қажет  организмдер ауксотрофтар деп аталады.

Бақылау сұрақтары:

1. Прокариоттар жасуша пішініне қарай неше топқа топтастырылады?
2. Микроағзалардың өлшемі қандай?
3. Жасуша қабықшасының құрылысына қарайә неше топқа топтастырылады?
4. Бактерияларда талшықтар қайда және қалай орналасады?
5. Микроағзалардың көбеюі қалай өтеді?
6. Жасушаның қор заттары
7. Прокариотты жасушаның химиялық құрамы

Әдебиеттер:

1. Шоқанов Н. Микробиология. Алматы, «Санат», 1997ж.
2. Шлегель Г. Общая микробиология. М., Мир, 1987г.
3. Дарқанбаев Т.Б., Шоқанов Н.К Микробиология және вирусология негіздері. Алматы, «Мектеп», 1982ж.
4. Шоқанов Н.Қ. Микроорганизмдерді ауыл шаруашылығында қолдану. Алматы, «Қайнар», 1982ж.

Лекция № 4

Тақырыбы: Микроағзалардың  көбеюі.

Сабақтың мақсаты: микроағзалардың көбеюінің ерекшеліктерімен танысу

Түйін сөздер: бинарлы бөліну, бүршіктену, спора

Жоспар:

1. Микроағзалардың вегетативтік бөлінуі
2. Микроағзалардағы бүршіктену процесі
3. Бактериялардың тіршілік циклы

 

Бактериялардың өсуі – жасуша ішіндегі химиялық компоненттердің ұлғаюымен байланысты болады. Өсу кезінде жасушаның барлық биосинтетикалық процестері қатаң бақыланып, жасуша салмағының және көлемінің ұлғаюына алып келеді. Өсу шексіз жүрмейді, өсу барысында жасуша белгілі бір пішінге және көлемге жеткенде жасуша бөліне бастайды. Прокариот ағзалардың басым көпшілігі үшін қосжақты тура бинарлы бөліну тән (сурет 5).

 

 

 

 

1                                          2                                                        3

                                                                                 

Сурет  5 – Бактерия жасушасының қосжақты тура бинарлы  бөліну

1 – вегетативті  жасушаның өсуі; 2 – ЦПМ-ның ішке  қарй енуі салдарынан көлденең  тосқауылдыр немесе мезосомалардың түзілуі; 3 – мезосомалардың тартылуы; 4 – екі жас жасушаның пайда болуы. 

 

Бөлінудің келесі түрі –  бүршіктену, оны бөлінудің біркелкі емес немесе бұрыс бөлінуінежатқызуға болады. Бүршіктену кезінде жасушаның  бір полюсінде кішкентай өскін, бүршік пайда болады. Бүршік өсу процесі кезінде ұлғая бастайды және аналық жасуша көлеміне жеткеннен кейін, жасушадан бөлінеді (сурет 6).  

 

 

 

                                                                                                        жас

                                                                        аналық жасуша         

 

 

Сурет 6 – Бүршіктену процесі

 

Бактериялардың  тіршілік циклы. Бактерия жасушасы морфологиясының өзгеруі, олардың тіршілік циклы туралы сөз қозғауға болады. Аэробты және анаэробты микроағзалардың бірқатары спора түзуге қабілетті. Спора түзуге қабілетті таяқша тәрізді бактерияларды бациллалар деп атайды. Егер спора ірі және жасушаның орталығында орналасса, онда жасуша ұршық тәрізді пішінге ие болады (сурет 7а), споралардың жасушаның ұшында орналасып, түйреуіш немесе барабан таяқшасы түрінде кездеседі (сурет 7ә).

 

      

                               А                                   Ә

Сурет 7 – Споралардың  орналасуы

 

А – жасушаның ортасында; Ә - жасушаның ұшында

 Көптеген спора  түзуге қабілетті бактериялардың  споралары үлкен болмайды, сондықтан да, спора түзу барысында жасуша таяқша пішінін сақтап қалады (сурет 8).

 

                

 

Сурет 8 – Эндоспоралар түзуге қабілетті  таяқшалар

 

Спора пісіп жетілгеннен  кейін вегетативті жасуша өзінің тіршілігін жояды, ал спора бос күйінде  қалады (сурет 9).  Әр жасушадан тек  бір ғана спора түзіледі, сол себепті  спора түзу процесін көбеюдің бір түрі ретінде қарастыруға болмайды. Бактериялар споралары жоғары температураға және уытты заттарға төзімді келеді. Споралар қолайлы ортада өсіп, жаңа вегетативті жасушаның қалыптасуына мүмкіндік туады.