Бактерії - найдрібніші живі організми, які населяють нашу планету. Чого не мають крихітні бактерії? Значного розміру. Помітити їх без мікроскопа неможливо, але їх бажання жити воістину вражає. Один той факт, що бактерії при сприятливих умовах можуть зберігатися в «летаргічному сні» сотні років, викликає повагу. Які ж особливості будови допомагають цим крихтам жити так довго?
Основні риси будови бактеріальної клітини
Прокаріоти виділені вченими в окреме царство в силу того, що вони мають специфічне клітинну будову. Сюди відносяться:
Відсутність чітко оформлених стінок ядра є головною особливістю представників царства прокаріотів. Тому центром генетичної інформації є єдина кільцева молекула ДНК. яка прикріплена до клітинної мембрани.
Чого ж ще немає в клітинному будові бактерій?
- Ядерної оболонки.
- Мітохондрій.
- Пластид.
- Рибосомальною ДНК.
- Ендоплазматичного ретікулюм.
- Комплексу Гольджі.
Однак відсутність усіх цих складових не заважає всюдисущим мікроорганізмам перебувати в центрі природного обміну речовин. Вони фіксують азот, викликають бродіння, окислюють неорганічні речовини.
надійний захист
Природа подбала про те, щоб забезпечити захист малюкам: зовні бактеріальна клітина оточена щільною оболонкою. Клітинна стінка вільно здійснює обмін речовин. Вона пропускає поживні речовини всередину і виводить продукти життєдіяльності назовні.
Оболонка визначає форму тіла бактерії:
Для запобігання від висихання навколо клітинної стінки утворюється капсула, яка складається з щільного шару слизу. Товщина стінок капсули може перевищувати діаметр бактеріальної клітини в кілька разів. Щільність стінок варіюється в залежності від умов навколишнього середовища, в які потрапляє бактерія.
Генетичний фонд в безпеці
Чітко оформленого ядра, яке б містило ДНК, у бактерій немає. Але це не означає, що генетична інформація у мікроорганізмів без ядерної оболонки має хаотичне розташування. Ниткоподібна подвійна спіраль ДНК покладена акуратним клубком в центрі клітини.
Молекули ДНК містять спадковий матеріал, який є центром по запуску процесів розмноження мікроорганізмів. А ще бактерії оснащені, як стінкою, спеціального захисного системою, яка допомагає відбивати атаки вірусних ДНК. Противірусна система працює на поразку чужорідної ДНК, а ось власна при цьому не пошкоджується.
Завдяки спадкової інформації, яка записана в ДНК, відбувається розмноження бактерій. Розмножуються мікроорганізми поділом. Швидкість, з якою ці крихти здатні ділитися, вражає: кожні 20 хвилин їх кількість збільшується вдвічі! У сприятливих умовах вони здатні утворювати цілі колонії, а ось брак поживних речовин негативно впливає на збільшення чисельності бактерій.
Чим наповнена клітина
Бактеріальна цитоплазма є сховищем поживних речовин. Це густа субстанція, яка забезпечена рибосомами. Під мікроскопом в цитоплазмі можна розрізнити скупчення органічних і мінеральних речовин.
Залежно від функціональності бактерій кількість клітинних рибосом може досягати десятків тисяч. Рибосоми мають специфічну форму, стінки якої позбавлені будь-якої симетрії і досягають діаметра 30 нм.
Рибосоми отримали своєї назву завдяки рибонуклеїнової кислоти (РНК). При розмноженні саме рибосоми відтворюють генетичну інформацію, записану в ДНК.
Рибосоми стали центром, який керує процесом біосинтезу білка. Завдяки біосинтезу неорганічні речовини перетворюються в біологічно активні. Процес проходить в 4 етапи:
- Транскрипція. Відбувається утворення рибонуклеїнових кислот з подвійних ниток ДНК.
- Транспортування. Створені РНК транспортують амінокислоти в рибосоми в якості вихідного матеріалу для синтезу білка.
- Трансляція. Рибосоми сканують інформацію і будують поліпептидні ланцюги.
- Формування білка.
Вчені до цих пір не вивчили детально будова і функціональність клітинних рибосом у бактерій. Їх повна структура ще не відома. Подальша робота в області дослідження рибосом дасть повну картину про те, як працює молекулярна машина по синтезу білка.
Що не передбачено в бактеріальної клітці
На відміну від інших живих організмів в будові бактеріальних клітин не передбачені багато клітинні структури. Але в їх цитоплазмі присутні органели, які з успіхом виконують функції мітохондрій або комплексу Гольджі.
Величезна кількість мітохондрій знайдено в еукаріотах. Вони складають приблизно 25% всього клітинного обсягу. Мітохондрії відповідають за вироблення, зберігання та розподіл енергії. ДНК мітохондрій є циклічні молекули і зібрані в спеціальні кластери.
Стінки мітохондрій складаються з двох мембран:
- зовнішня, що має гладкі стінки;
- внутрішня, від якої вглиб відходять численні Крісті.
Прокаріоти забезпечені своєрідними батарейками, які, подібно до мітохондрій, постачають їх енергією. Наприклад, дуже цікаво поводяться такі «мітохондрії» в дріжджових клітинах. Для успішної життєдіяльності їм потрібен вуглекислий газ. Тому в умовах, коли СО2 недостатньо, мітохондрії зникають з тканин.
Під мікроскопом можна розглянути апарат Гольджі, який притаманний виключно еукаріотів. Вперше він був виявлений в нервових клітинах італійським вченим Камілло Гольджі в 1898 році. Цей органоид грає роль прибиральника, т. Е. Видаляє з клітини всі продукти обміну речовин.
Апарат Гольджі має дисковидную форму, яка складається з щільних мембранних цистерн, пов'язаних бульбашками.
Функції апарату Гольджі досить різноманітні:
- участь в секреторних процесах;
- формування лізосом;
- доставка продуктів обміну речовин до клітинної стінки.
Найдавніші мешканці Землі переконливо довели, що, незважаючи на відсутність багатьох клітинних органоїдів, вони досить життєздатні. Природа подарувала ядерним організмам ядро, мітохондрії, апарат Гольджі, але це зовсім не означає, що маленькі бактерії поступляться їм своє місце під сонцем.