МОРФОЛОГИЯ И УЛЬТРАСТРУКТУРА КЛЕТОК БАКТЕРИЙ

Большинство микроорганизмов — одноклеточные существа. Микробная клетка обычно отделена от внешней среды клеточной стенкой (иногда лишь цитоплазматической мембраной) и содержит различные субклеточные структуры. Существуют два основных типа клеточного строения, различающиеся рядом фундаментальных признаков. Это эукариотные и прокариотные клетки. Микроорганизмы, имеющие истинное ядро, называют эукариотами (от греч. ей — истинный, karyon — ядро). Микроорганизмы с примитивным ядерным аппаратом относят к прокариотам — доядерным организмам.

К эукариотам принадлежат грибы, водоросли и простейшие. По строению они сходны с растительными и животными клетками. Бактерии, в том числе цианобактерии (синезеленые водоросли), относят к прокариотам. Особую группу прокариот составляют архебактерии (архей).

В эукариотной клетке есть ядро, отделенное от окружающей его цитоплазмы двухслойной ядерной мембраной с порами. В ядре находятся одно-два ядрышка — центры синтеза рибосомальной РНК и хромосомы. В прокариотных клетках[1] ядерная мембрана, ограничивающая генетический материал от цитоплазмы, отсутствует. ДНК в клетках такого строения не образует структур, похожих на хромосомы эукариот. Естественно, у прокариот не происходят и процессы митоза и мейоза. У большинства прокариот нет внутриклеточных органелл, ограниченных мембранами, они лишены также митохондрий и хлоропластов, эндоплазматического ретикулума, комплекса Гольджи и лизосом.

Морфологические типы бактерий

Форма бактерий.

Бактерии, как правило, — одноклеточные организмы, однако существует ряд форм, состоящих из многих клеток. Форма клетки бактерии довольно проста, это может быть шар или цилиндр, иногда изогнутый. Размножаются бактерии преимущественно делением на две равноценные клетки. Бактерии шаровидной формы называют кокками (от лат. coccus — зерно). Кокки бывают сферическими, эллипсоидальными, бобовидными и ланцетовидными.

Диплококки. Электронная микрофотография (по

Рис. 9. Диплококки. Электронная микрофотография (по: Р. С. Вильямс)

Стрептококки. Электронная микрофотография (по

Рис. 10. Стрептококки. Электронная микрофотография (по: Д. Кун, П. Эдлеман)

По расположению клеток относительно друг друга после деления кокки подразделяют на несколько форм. Те формы, которые после деления клетки расходятся и располагаются поодиночке, называют монококками. Иногда кокки при делении образуют скопления, напоминающие виноградную гроздь. Подобные формы относят к стафил- лококкам. Кокки, остающиеся после деления в одной плоскости связанными попарно, называют диплококками (см. рис. 9), а образующие различной длины цепочки — стрептококками (см. рис. 10). Сочетания из четырех кокков, появляющиеся после деления клетки в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, представляют собой тетракокки. Некоторые кокки делятся в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, что приводит к образованию своеобразных скоплений кубической формы, называемых сарцинами.

Большинство бактерий имеет цилиндрическую, или палочковидную, форму. Раньше все палочковидные формы назывались бациллами (от лат. ЪасШит — маленькая палочка). После 1875 г., когда немецкий ботаник Ф. Кон открыл существование спор[2] у так называемой сенной палочки, палочковидные спорообразующие формы стали именовать бациллами, а не образующие спор — бактериями.

Палочковидные бактерии различают по форме, размерам в длину и в поперечнике, форме концов клетки, а также по взаимному расположению. Они могут иметь цилиндрическую форму с прямыми концами или овальную — с закругленными или заостренными концами. Бактерии бывают также слегка изогнутыми, встречаются нитевидные и ветвящиеся формы (микобактерии и актиномицеты).

В зависимости от взаимного расположения отдельных клеток после деления палочковидные формы подразделяют на собственно палочки (одиночное расположение клеток), диплобактерии или диплобациллы (парное расположение клеток), стрептобактерии или стрептоба- циллы (цепочки различной длины).

Нередко встречаются извитые, или спиралевидные, бактерии, характеризующиеся разным числом витков. К этой группе относят спириллы (от лат. spira — завиток), имеющие форму длинных изогнутых (от 4 до 6 витков) палочек, вибрионы (от лат. vibrio — изгибаюсь), представляющие собой лишь 1/4 часть витка спирали, похожие на запятую; особую группу представляют спирохеты — длинные и тонкие клетки с большим числом (от 6 до 15 и более) мелких витков (рис. 11). Кроме перечисленных выше основных, встречаются и иные формы. Так, обнаружены бактерии, несущие на поверхности клетки протоплазматиче- ские выросты — простеки, треугольные и звездообразные бактерии, а также имеющие форму замкнутого и незамкнутого кольца и червеобразные бактерии (рис. 12).

Многие бактерии образуют разного вида скопления, агрегаты. Известны и многоклеточные бактерии, чаще всего это нитчатые формы, обитающие в водоемах. К многоклеточным бактериям относят и мицелиальные микроорганизмы — актиномицеты.

Размеры бактерий.

Клетки бактерий очень малы. Их измеряют в микрометрах (мкм), а детали тонкой структуры — в нанометрах (нм). Кокки обычно имеют диаметр около 0,5—1,5 мкм. Ширина палочковидных (цилиндрических) форм бактерий в большинстве случаев колеблется от 0,5 до 1 мкм, длина — от 2 до 10. Мелкие палочки обычно бывают шириной 0,2—0,4 мкм, длиной — 0,7—1,5. Среди бактерий встречаются и настоящие гиганты, длина которых достигает десятков и даже сотен микрометров.

Извитые (спиральные) бактерии — спирохеты Spirochaeta plicatilis (A); Cristispira sp. (б); Treponema pallidum (В); Borellia anserina [Г), x2200 (no

Рис. 17. Извитые (спиральные) бактерии — спирохеты Spirochaeta plicatilis (A); Cristispira sp. (б); Treponema pallidum (В); Borellia anserina [Г), x2200 (no:

Д. Кун)

Формы и размеры бактериальных микроорганизмов значительно колеблются в зависимости от возраста культуры, состава среды и ее осмотических свойств, температуры и других факторов. Из трех основных форм бактерий кокки наиболее стабильны по размерам, палочковидные бактерии несколько изменчивее, причем особенно значительно меняется длина клеток.

Бактериальная клетка, помещенная на поверхности твердой питательной среды, растет, делится, образуя колонию бактерий-потомков. Через несколько часов роста колония состоит уже из такого большого числа клеток, что ее можно видеть невооруженным глазом. Колонии бывают слизистой или пастообразной консистенции, в некоторых случаях они пигментированы. Иногда внешний вид колонии настолько характерен, что позволяет без особых трудностей идентифицировать микроорганизм (рис. 13).

Необычные формы микроорганизмов

Рис. 12. Необычные формы микроорганизмов: Prostecomicrobium pneumaticum (A); Anacalomicrobium adeum (Б) (по: Д. Стейли);

В, ГThiodendron sp. (по: X. Хиппе)

Некоторые характерные типы колоний бактерий рода Bacillus на поверхности твердой питательной среды

Рис. 13. Некоторые характерные типы колоний бактерий рода Bacillus на поверхности твердой питательной среды

  • [1] Ниже рассматривается строение только прокариотной (бактериальной) клетки,так как строение эукариотной клетки уже известно студенту из соответствующих курсов ботаники и зоологии.
  • [2] Споры (эндоспоры) — особые покоящиеся клетки, окруженные плотными оболочками, образующиеся внутри бактериальных клеток.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >