Жгутики

По механизму движения бактерии подразделяют на плавающие и скользящие, или ползающие. Последние активно передвигаются по плотной поверхности благодаря волнообразным сокращениям тела (некоторые виды Mycoplasma, Myxococcus и др.). У плавающих бактерий органом движения являются жгутики, которые представляют собой тонкие длинные нитевидные белковые образования диаметром 12 – 30 нм и длиной от 6 – 9 до 80 мкм. Белок, из которого построены жгутики, получил название флагеллина. Он отличается от других белков, содержащихся в бактериальной клетке. Флагеллин обладает сократительной способностью, хотя механизм ее не совсем понятен.

Жгутик состоит из однотипных спиралевидно или продольно уложенных вокруг полой сердцевины белковых субъединиц, образующих цилиндрическую структуру, которая особым образом прикреплена к бактериальной клетке. По характеру расположения жгутиков и их количеству подвижные бактерии условно делят на четыре группы (рис. 11):

1) монотрихи – один полярно расположенный жгутик (Vibrio cholerae);

2) лофотрихи – пучок жгутиков на одном конце (Pseudomonas methanica);

3) амфитрихи – пучки жгутиков на обоих концах клетки (Spirillum volutans);

4) перитрихи – множество жгутиков, расположенных вокруг клетки (E. coli, Salmonella typhi).

Жгутик состоит из трех компонентов – спиральной жгутиковой нити постоянной толщины, крючка и базального тельца (рис. 12). Крючок, к которому присоединена жгутиковая нить, имеет длину 30 – 45 нм и состоит из отличающегося от флагеллина белка. Он соединен с базальным тельцем, которое располагается целиком в оболочке (в клеточной стенке и ЦМ).

Рис. 11

Рис. 11


— AD —

. Расположение жгутиков у бактерий:

1 – монотрихи; 2 – лофотрихи; 3, 4 – амфитрихи; 5 – перитрихи

Рис. 12

Рис. 12

. Схематическая модель бактериального жгутика

Базальное тельце состоит из центрального стержня, заключенного в систему особых колец. У грамотрицательных бактерий их две пары: внешняя (кольца L и P) и внутренняя (кольца S и М). Кольца L и P расположены внутри клеточной стенки (кольцо L – в ЛПС, а кольцо P – в слое пептидогликана). Они выполняют, очевидно, роль втулки для стержня. Внутренняя пара (кольца S и M) фиксирована на ЦМ, причем кольцо S располагается в периплазматическом пространстве, а кольцо М – на ЦМ или в ней.

Жгутики у грамположительных бактерий, имеющих более толстую и гомогенную клеточную стенку, содержат только одну пару колец – S и M. Вращение жгутиков в клеточной стенке происходит из-за вращательного движения колец S и M относительно друг друга и обеспечивается за счет энергии трансмембранного градиента ионов водорода или натрия. Благодаря такому вращению происходит движение бактерий в наиболее благоприятном для них направлении. Жгутиковый аппарат обладает особым бинарным переключателем, который позволяет менять направление вращения жгутиков против часовой стрелки на противоположное. Таким способом бактерии, получив химический сигнал из окружающей среды, изменяют направление движения и выбирают оптимальные условия обитания. По всей вероятности, базальное тельце (его внутреннее кольцо М) непосредственно связано с какими-то дополнительными жгутиковыми белками, которые необходимы для сборки жгутиков и управления переключением направления их вращения и которые расположены либо в ЦМ, либо сразу под ней. Со жгутиковым аппаратом связана также и хемотаксическая активность таких бактерий. Генетический контроль синтеза жгутиковых белков, их сборки и активности осуществляется особым опероном. Установлено, что мутации в области mot-генов (англ. motility – подвижность) приводят к потере только подвижности, однако все структуры жгутиков сохраняются; мутации в cheгенах (англ. chemotaxis – хемо + подвижность) – к потере хемотаксической активности при сохранении структуры жгутиков и их подвижности. Подвижность бактерий определяют либо микроскопически (с помощью фазово-контрастной или обычной световой микроскопии «раздавленной» или «висячей» капли соответственно), либо бактериологически (при посеве уколом в столбик полужидкого агара: подвижные бактерии дают диффузный рост, а неподвижные – растут только по ходу укола). Жгутики хорошо выявляются при электронной микроскопии (рис. 13). Жгутиковые бактерии могут двигаться с большой скоростью, например Bacillus megaterium движется со скоростью 27 мкм/с, а Vibrio cholerae – 200 мкм/с.

Донорные ворсинки. У бактерий, являющихся носителями конъюгативных плазмид (F-плазмид, R-плазмид и др.), имеются длинные (0,5 – 10 мкм) нитевидные структуры белковой природы, получившие название донорных ворсинок, или донорных пилей (англ. pile – волосок). Как и жгутики, они имеют внутреннюю полость и построены из особого белка. Их синтез находится под контролем плазмидных генов. Они служат аппаратом конъюгации – с их помощью устанавливается непосредственный контакт между донорной и реципиентной клетками. Донорные пили обнаруживают с помощью донорспецифических фагов, которые на них адсорбируются и далее вызывают лизис клетки-хозяина. Донорные пили встречаются в количестве 1 – 2 на клетку.

Фимбрии, или реснички. Фимбрии (англ. fimbria – бахрома) – короткие нити, в большом количестве (до многих тысяч) окружающие бактериальную клетку (рис. 14). Подобно жгутикам и донорным ворсинкам, они прикреплены к клеточной стенке, но значительно короче и тоньше – их длина 0,1 – 12,0 мкм, диаметр 25 нм. Белок фимбрий отличается от белков жгутиков и донорных ворсинок. Биологическое значение фимбрий, по-видимому, состоит в том, что с их помощью бактерии прикрепляются к определенным поверхностям. Для многих патогенных бактерий фимбрии являются важными факторами патогенности, так как с их помощью бактерии прикрепляются к чувствительным клеткам и заселяют их, т. е. фимбрии служат для бактерий факторами адгезии и колонизации.

Рис. 13

Рис. 13

. Жгутики бактерий (электронограмма Proteus vulgaris)

Рис. 14

Рис. 14

. Реснички (фимбрии) бактерий (электронограмма Bordetella parapertussis)

Похожие книги из библиотеки

Исцеляющие методики массажа. Комплексный подход

В книге подробно излагаются приемы и принципы сегментарного массажа, даны рекомендации по его дозировке и указаны противопоказания к применению в каждом конкретном случае. Большое внимание уделено таким техническим приемам различных видов массажа, как классический, периостальный, соединительнотканный, точечный. Книга богато иллюстрирована, что делает материал доступным и удобным для изучения.. Предназначена для массажистов, врачей, спортивных тренеров, а также для всех, интересующихся этой темой.

НЛП-техники для красоты, или Как за 30 дней изменить себя

Валерия Профатыло – признанный врач-педиатр, косметолог, специалист по ароматерапии. Ранговый директор компании Faberlic. Автор справочника «Основы косметологии» для консультантов компании. Ведущая рубрики «Красота» журнала «Мама». Тренер Школы Развития Faberlic. А также автор статей по косметологии для интернет-изданий. Красота не требует жертв: красота требует лишь вашего желания! Запомните это раз и навсегда! Неважно, сколько вам лет, сколько вы весите и какая у вас работа. Следуя уникальным советам автора книги Профатыло Валерии и уделяя себе от 5 до 40 минут в день, ломая ежедневно не себя, а только по одному стереотипу по поводу внешности, вредных привычек, питания и здоровья, не тратя лишних денег на походы в салоны красоты или спортзал, уже через 30 дней вы увидите иное отражение в зеркале. И, поверьте: ваше преображение не останется незамеченным. Более того, после прочтения книги красота станет для вас нормой жизни – настолько естественными будут для вас новые привычки заботиться о себе и своей внешности!

Твердость характера. Как развить в себе главное качество успешных людей

Кто из первоклассников закончит школу с золотой медалью? Кто из юных скрипачей станет выдающимся музыкантом? Кто из принятых на работу менеджеров по продажам будет заключать многомиллионные сделки? Ангела Дакворт считает, что может почти со стопроцентной точностью ответить на эти вопросы. Она утверждает: успех человека имеет мало общего с талантом и врожденными способностями. Реальные достижения определяются совсем другими качествами. И ей сложно не верить. Все детство она слышала от отца: «Нет, ты у нас точно не гений», а в 35 лет получила премию Марк-Артура, которая во всем мире равноценна официальному признанию гениальности того, кому она вручается. Эта книга способна ответить на вопросы: • Какое качество определяет выдающиеся достижения? • Насколько это качество развито у вас или у вашего ребенка? • Как развить его до максимума? • Как найти свое призвание? • Что лучше для жизненного успеха ребенка – теплая поддержка или жесткая дисциплина?

Стресс и патология

Книга посвящена экспериментально-клиническому изучению роли стресса в развитии стрессобусловленной кардио– и иммунопатологии. Разработана, испытана и предложена для внедрения новая научно обоснованная концепция и соответствующие методы нетрадиционного использования витаминов в клинике. Научная и практическая значимость работы заключается в реализации предсказательной силы теории некоферментного действия витаминов через оптимизацию существующих клинических методов патогенетической коррекции стрессорных кардиопатий (гипертония и ишемическая болезнь сердца,стенокардия и инфаркт миокарда) и стрессорных иммунодефицитов (сепсис). Книга рассчитана на медиков и широкий круг специалистов, интересующихся проблемой коррекции кардио– и иммунопатологии стресса.