Прокариоттардың ультрақұрылымдық ұйымдасуы. Химиялық құрамы мен құрылысын қарастырыңыз

Тақырыбы: Прокариоттардың ультрақұрылымдық ұйымдасуы. Химиялық құрамы мен        құрылысын қарастырыңыз.\r\n\r\nЖоспары: 1.Кіріспе\r\n\r\n                2.Негізгі бөлім\r\n\r\n                3.Қорытынды\r\n

\r\n
4. Пайдаланылған әдебиеттер.

\r\n

5. Кіріспе.

\r\n

\r\nПрокариотты микроорганизмдер (грек тілінен karyon — ядро) — ядроға дейінгі қарапайымды бірклеткалық өмір сүрушілер, ядролық мембрана және жоғары құрылымды органелдері жоқ. Прокариоттарға жатады: а) бактериялар, клеткаішілік паразиттер; б) риккетсиялар, в) хламидиялар, клетка қабырғасы жоқ; г) микоплазмалар, д) актиномицеттер, е) көгілдір балдырлар. Прокариоттардың эукариоттардан айырмашылығы — олардың айқындалған\r\n\r\nорганоидтері, яғни эндоплазмалық торы, Гольджи жиынтығы, митохондриялары болмайды.\r\n

\r\n
2. Негізгі бөлім.

\r\n

\r\nКлетка қабықшасы.(эубактериялар) Клетка қабықшасы клетканың бетін түгелдей жабады. Ол өте жұқа, иілгіш. Одан су, тұз және молекулалы қосылыстар оңай өтеді. Әдетте клеткаға өтетін су мөлшері қабықшаның созылғыштығына байланысты. Клеткада судың  мөлшері тым асса, қабықша жыртылады, тіпті клетка толығымен еріп кетуі мүмкін. Ол плазмолиз деп аталады. Ал егер де клетканың ішінен гөрі оның сыртындағы еріген заттың мөлшері жоғары болса, клетка өзінің бойындағы суды жоғалтып, жиырылып, плазма қабықшасы клетканың сыртқы қабықшасынан бөлінеді. Бұл құбылысты плазмоптис дейді. Барлық бактериялардың қабықшасының құрамы гетерополимерден тұрады, олар гликопептид, гликоаминопептид, мукопептид, пептидогликан, муреин деп аталады. Гетерополимер гликаннан және пептидтег тұрады. Гликанның өзі N-ацетил- N-глюкозамин және  N-ацетилмурам қышқылдарының қосылысын құрайды, олар кезектесіп орналасады. Муреиннің карбоксил тобына 4-5 аминқышқылынан тұратын пептид бөлігі қосылады. Амин қышұылының құрамына  D- және  L-аланин,  D-глутамин қышқылы мен диаминқышқылының біреуі кіреді. Көп жағдайда мұндай аминқышқылы лизин болып табылады. Амин қышқылдары пепидте белгілі бір ретпен орналасады. Фирмакуттылардың клетка қабықшасы қалың, цитоплазмалық мембранаға тығыз жанасқан, диаметрі 1-6нм-ге тең саңылаулары бар губкалы құрылымда болады. Пептидогликан көп қабатты, ол клетка қабығының негізгі құрамдық заттарын құрайды.\r\n\r\n  Тейхой қышқылыдары(гр. Тейхос-қабырға)- фосфодиэфир көпіршелері арқылы байланысқан рибит спиртінің қалдықтарынан немесе глицериннен құралатын полианион қасиеті бар полимерлер. Тейхой қышқылы клетка тіршілігінде маңызды қызмет атқарады:\r\n

\r\n
• Полианион ретінде клетка қабықшасының зарядын анықтайды және клетканың катион алмасуына қатысады;

\r\n

• Антигендік қасиеттері болғандықтан клетка қабықшасының ерекшеліктеріне жауапты;

\r\n

• Тейхой қышқылының гликозидті қалдықтары клетка беті мен фагтарды байланыстыратын рецептордың құрамына кіреді. Фагтарда тұрақты клеткаларда бұл қалдықтар болмайды.

\r\n

\r\nГрациликуттыларда клетка қабықшасы көп қабатты. Ішкі цитоплазмалық және сыртқы мембрананың болуы-солардың өздеріне тән ерекшелік. Сыртқы мембрананың негізін-липидті биқабат. Оның құрамында фосфолипидтер, липополисахаридтер, липопротейн және белоктар болады. Липополисахарид (ЛПС) мембрана бетінің 30-40%-на жуығын алып жатады және мембрананың сыртқы жапырақшасына шоғырланып, молекуланың полисахаридті бөлігімен сыртқы ортаға бағытталып орналасады. Сыртқы мембранада ЛПС болғандықтан ол цитоплазмалық мембранадан қаттылау болады. ЛПС-тың молекуласы күрделі. Ол А-липидтен, ядро және О-тізбектен тұратын гетерополисахаридті бөліктен құралады.\r\n\r\n   Сыртқы мембрананың тағы да бір компоненті-липопротеин. Оны кейде ашқан ғалымның атымен Браун липопротеиді деп те атайды. Липопротеиннің молекулалық массасы 7000. Ондағы белок 58 аминқышқылдарынан тұрады және d-спираль құрайды.\r\n\r\n   Сыртқы мембрананың белоктары екі топқа бөлінеді: негіздің белогы және минорлы белок. Сыртқы мембрана мен цитоплазмалық мембрананың арасында ені 10 нм-ге жететін приплазматикалық кеңістік –периплазма болады. Периплазмада пептидогликанның жұқа қабаты орналасқан, ол клетка қабырғасының құрғақ зат мөлшерінің 10%-ын құрайды. Пептидогликанмен қатар, периплазмада гидролитикалық ферменттер және субстратты байланыстыратын, заттарды сыртқы мембранадан цитоплазмалық мембранаға тасымалдайтын белоктар орналасады.\r\n\r\n  Протопластар, сферопластар, L-пішінді түрлер. Протопласт (грек. «бірінші»\r\n\r\n+ — түрлі химиялық заттар әсерінен (лизоцим) қабықшасыз бактериалді клетка, (цитоплазматикалық мембрана қалады, ал егерде клетка қабықшасының белгілі бөлігі сақталып қалса, онда оны сферопласт деп атайды. Протопластар фирмакуттарда, ал сферопластар грациликуттарда пайда болады. Протопластар мен сферопластар бастапқы клеткадан 3-10 есе ірі болады. Олар клетка ішіндегі осмостық қысым мен қоректік ортаның осмостық қысымы теңескен жағдайда ғана өсе алады.\r\n\r\n  L-пішінді клеткалар табиғи жағдайда да пайда болады. Көптеген патогенді бактериялар ауруға шалдыққан адам мүшелерінде L-пішінді түрде кездеседі. Олар клетка қабықшасына әсер ететін агенттерге, мысалы, пенициллинге сезімталдығын жоғалтады. Бұндай пішіндер қолайлы жағдайда метаболиттік белсенділікке және көбею қабілетіне ие болады. Олар тығыз қоректік орталарда колония түзіп, агарга ене отыра,шалқасынан жатқан қалпақ тәрізді пішінде болып, жақсы өседі.\r\n\r\n  Капсулалар, шырышты қабаттар және жабындылар. Көптеген микроорганизмдер клетка қабығынан басқа сыртқы қосымша қабатпен қапталады. Оларды гликокаликс деп атап, 3 анатомиялық топқа бөледі:\r\n

\r\n
• Микрокапсула-тек қана электронды микроскоппен көруге болатын(0,2мкм-ден кем);

\r\n

• Макрокапсула-негативті бояумен бояп, жарық сәулелі микроскоппен көруге болатын(0,2мкм-ден жоғары);

\r\n

• Шырышты және шырыщты-аморфты, құрылыссыз түзіліс. Ол клетка бетінен оңай бөлінеді және өнім ретінде қоректік ортаға жиналуы мүмкін.

\r\n

\r\n \r\n\r\nКапсуланың негізі — полисахаридтер және фосфаттар. Капсуламанызды биологиялық рөл атқарады: сыртқы ортаның жағымсыз факторларынан қорғайды, бактерияның субстратқа бекінуін қамтамасыз етеді. Капсуланың негізгі қызметі — бактерияны фагоцитоздан қорғайды.\r\n\r\n  Цитоплазмалық мембрана(ЦПМ). Клетканың міндетті компонеттеріне жатады. Цитоплазмалық мембрана клетканың протоплазмасын толығымен жауып, клетка қабығы мен протоплазманың арасында орналасады. Прокариоттардың цитоплазмалық мембранасы элементарлы мембранаға жатады, ол протоплазманы компартменттерге бөлмейді, дегенмен, оның қыртыстары протоплазмаға терең енеді. Бактериялардың цитоплазмалық мембранасы эукариоттардың мембранасы сияқты сұйық-өрнекті моделге сай келеді.\r\n\r\n  Цитоплазмалық мембрананың құармы, негізінен, фосфолипидтер мен белоктардан тұрады. Фосфолипид молекуласы екі бөліктен құралады: дөңгелек гидрофилді бөлік және оның жалғасы болып болып келетін гидрофобты екі майлы қышқылдың тізбектерінен тұратын бөлік.\r\n\r\nЦитоплазмалық мембрананың атқаратын қызметі. \r\n\r\n —клетканы қорғайды;\r\n\r\n— сұрыптаушы барьер болып саналады, яғни органикалық және бейорганикалық\r\n\r\n   молекулалардың клеткаға кіріп- шығуын қамтамасыз етеді.\r\n\r\n— көптеген прокариоттарда цитоплазмалық мембранада энергия түзіледі және\r\n\r\n  айналады.\r\n\r\n  Цитоплазма. Клетка ішіндегісінің бәрін протоплазма дейді. Протоплазманы екі фракцияға бөлуге болады: біріншісі- гомогенді фракция, оны цитозоль деп атайды. Оның құрамына ерігіш РНҚ, ферменттер және метаболизм өнімдері кіреді. Екініші фракция құрылымдық элементтерден тұрады. Оларға рибосомалар, генетиеалық аппараттар, әр түрлі қосындылар және тек қана кейбір бактерияларда болатын мембрана жүйелері жатады.\r\n\r\n Рибосомалар(рибонуклеоидты бөлшектер). Бактерия клеткасы рибосомалардың 80-85% мөлшерін РНҚ құрайды. Рибосоманың мөлшері 15-20 нм, седиментация константасы 70S, сондықтан оларды 70S рибосома деп атайды. Рибосомалардың саны 5000-50000 аралығында болады, ол белок түзілуінің белсенділігіне байланысты. Клетканың өсу жылдамдығы қаншалықты жоғары болса, рибосомалар саны соншалықты көп болады. Рибосоманың негізгі қызметі- белок түзу. Ол үшін полисомалар түзіледі. Полисомалар рибосома, информациялық және тасымалдаушы РНҚ-дан тұрады.\r\n\r\n  Қосындылар. Қосындыларға клеткадағы қосымша құрылымдар жатады. Олардың клеткада болу-болмауы мүмкін. Барлық қосындыларды 2 түрге бөледі:белок мембранамен қапталған және мембранамен қапталмаған.\r\n\r\n  Бірінші топқа газ вакуольдер, карбоксисомалар, магнетосомалар, поли-  қышқылдың түйіршіктері жатады. Екінші топты полсахаридті түйіршіктер, R-денелер құрады.\r\n\r\n  Газ вакуольдер. Олар газды көпіршіктерінің жиынтығынан пайда болады. Әр көпіршік ұзындығы 200-1000 нм, ені 75 нм, қалыңдығы 2 нм цилиндр пішінді, белокты қабатпен қапталып,иректеліп орналасқан. Газды вакуольдер клеткаға қалғып жүру қасиетін береді.\r\n\r\n  Химиялық құрамы мен   құрылысы. Бактерия клеткасының химиялық құрамы басқа тірі ағзалардың химиялық құрамына өте ұқсас. Микроб клеткасының компоненттеріне су, минералды заттар және органикалық байланыстар –белоктар, нуклейн қышқылдары, көмірсулар, липидтер жатады. Вегетативті клетканың 75-90% массасын құрайды. Микробтардың қалыпты метаболизмі, өсуі мен көбеюі тек сулы ортада жүреді. Су органикалық заттар мен минералдардың еріткіші, коллоидтарға дисперсті орта, сутегі мен гидроксильді иондардың және де бактерия метаболизмі процесіндегі сутегі мен оттегінің көзі. Бактерия клеткасында су екі жағдайда орналасады: 1. Бос – еріткіш болып табылады, ассимиляция және диссимиляция процестеріне қатысады; 2. Клеткалық коллоидпен байланысады, цитоплазманың криоскопиялық нүктесінің мәнінің өзгеруіне себепші болады (микробтардың төменгі және жоғарғы температураға тұрақтылығын анықтайды). Осы кезде 110 белгілі химиялық элементтің ішінен тірі заттардың құрамына көбіне тек 22-сі кіреді, оның 16 элементі ағзалардың барлық топтарында кездеседі. Алты негізгі элементтер – көміртегі, оттегі, азот, сутегі, фосфор және күкірт бактерия клеткасының құрғақ биомассасының 95% құрайды. Көміртегі, азот, сутегі және оттегі электрондардың жұпталу көмегімен тығыз ковалетті байланыстарды оңай түзеді. Оттегі, азот, сутегі, фосфор және күкірт бактерия клеткасының құрғақ биомассасының 95% құрайды.  оңай түзеді. Белоктар бактерия клеткасының 40-80% құрайды және жай белоктармен (протеиндермен) және күрделі белоктармен (протеидтермен) көрсетіледі. Протеиндер тек амин қышқылдарынан тұрады. Протеидтер амин қышқылдарынан және табиғаты белоксыз заттар – нуклеин қышқылдарынан (нуклеопротеидтер), липидтерден (липопротеидтер), көмірсулардан (гликопротеидтер), фосфатты топтан (фосфопротеидтер), темірден, мыстан, мырыштан (металопротеидтер), флавиннуклеотидтерден (флавопротеидтер) және т.б. тұрады. Бактерия клеткасында белоктардың болуы бактерия түріне, дақыл жасына, қоректік ортаның құрамына және т.б. байланысты өзгереді. Сол сияқты сібір жарасы\r\n\r\nклеткасының қоздырғышында 42%, ал дифтерия таяқшаларында 63,4% белок бар. Бактериялық клеткалар сол негізгі 20 амин қышқылдарынан тұрады, яғни өсімдік және жануарлар белоктары біріге отырып, полипептидті тізбек құрады. Нуклеин қышқылдары (НҚ) – күрделі полимерлер, көптеген мононуклеотидтерден (1500-5000000)\r\n\r\nтұрады. Мононуклеотидтер азотты негізден құралған, пуринді – аденин (А), немесе гуанин (Г), немесе перимидинді – урацил (У), немесе тимин (Т), немесе цитозин (Ц), рибозалар немесе дезоксирибозалар және фосфор қышқылының қалдығы. Мононуклеотидтер мононуклеотидті жалғастыратын 3 жағдайын бір 5іжағдайымен фосфодиэфирлі мостиктермен ковалентті байланысады. Полинуклеидтер нуклеин қышқылдары түзіледі. Нуклеин қышқылының екі типі кездеседі: рибонуклеинді (РНҚ),\r\n\r\nрибонуклеотидтен тұрады, және дезоксирибонуклеинді (ДНҚ),дезоксирибонуклеотидтерден құрылған. Бактерияда екеуі де кездеседі. Бактериялардың клетка қабырғасында тейхой қышқылы болады. Олар полиоксимакромолекулалардың көп функциянальды әр түрлі типіне жататын, қайталанатын полиол, олар- моносахаридтің орнын басады. Тейхой қышқылы теріс зарядтты (анионды фосфатты топ) және 1-валентті және 2-валентті катионның мықты заты болып табылады. Сондықтан оның бір ерекше қызметі катионды байланыстырушы болып табылады. Бактерияның липополисахаридтерінің (ЛПС) (липополиқанттар — ЛПҚ) полисахаридтті бөлігі әр түрлі микробтарды әр түрлі көмірсу ретінде пайдаланады: Rhizobium бактерия туысы және Azotobacter глюкоза, рамноза, галактоза, фукоза, немесе глюкозамин түрінде болса, ал Neisseria perflava D-глюкоза және L-рамноза. Липополисахаридтер пептидагликанмен комплекс құра алуы мүмкін, яғни қышқыл полисахаридтті капсуламен. Қаныққан май қышқылы микробтарда кең тараған, мысалы, копрон (СН3(СН2)4СООН), пальмитин (СН3(СН2)14СООН). Қанықпаған май қышқылы екі байланысты қышқылдармен көрсетілген, негізінен гексадекенді (пальмитолентті СН3(СН2)5 НС=СН(СН2)7СООН) және т.б. ерекше май қышқылы циклопропанды сақинамен құралған және 17-19 көмірсу атомдарынан тұрады, мысалы, лактобацилдер.\r\n\r\n Микроорганизмдерде окси қышқыл микол жиі кездеседі (R1-СНОН-СНR2-СООН) R1 және R2 алкиль тобы бар әр түрлі атом санымен байланысып (20-дан 90-атомды көмірсуға), бұл β-окси қышқылы ұзын алифатикалық тізбектенген. Бұл қышқыл бактериялардың клетка қабырғасында және күрделі – эфирменьбайланыс арабиногалактонмен байланысқан (нокардио және корин тәрәзді бактериялар), бұл клетка қабырғасына гидрофобты әсер етеді.\r\n\r\n \r\n\r\nҚорытынды. \r\n\r\nПрокариотты микроорганизмдер (грек тілінен karyon — ядро) — ядроға дейінгі қарапайымды бірклеткалық өмір сүрушілер, ядролық мембрана және жоғары құрылымды органелдері жоқ. Клетка қабықшасы клетканың бетін түгелдей жабады. Ол өте жұқа, иілгіш. Одан су, тұз және молекулалы қосылыстар оңай өтеді. Цитоплазмалық мембрана(ЦПМ). Клетканың міндетті компонеттеріне жатады. Цитоплазмалық мембрана клетканың протоплазмасын толығымен жауып, клетка қабығы мен протоплазманың арасында орналасады. . Протопласт (грек. «бірінші» түрлі химиялық заттар әсерінен (лизоцим) қабықшасыз бактериалді клетка, (цитоплазматикалық мембрана қалады, ал егерде клетка қабықшасының белгілі бөлігі сақталып қалса, онда оны сферопласт деп атайды.\r\n\r\n   Бактерия клеткасының химиялық құрамы басқа тірі ағзалардың химиялық құрамына өте ұқсас. Микроб клеткасының компоненттеріне су, минералды заттар және органикалық байланыстар –белоктар, нуклейн қышқылдары, көмірсулар, липидтер жатады. Вегетативті клетканың 75-90% массасын құрайды. Микробтардың қалыпты метаболизмі, өсуі мен көбеюі тек сулы ортада жүреді. Су органикалық заттар мен минералдардың еріткіші, коллоидтарға дисперсті орта, сутегі мен гидроксильді иондардың және де бактерия метаболизмі процесіндегі сутегі мен оттегінің көзі.\r\n\r\n \r\n\r\n  Сұрақтар:\r\n

\r\n
1. Прокариотты микроорганизмдерге қандай организмдер жатады?

\r\n

2. Прокариоттардың клетка қабықшасының ерекшеліктері мен атқаратын қызметі?

\r\n

3. Тейхой қышқылы және оның атқаратын қызметі?

\r\n

4. Цитоплазмалық мембрананың құрамы?

\r\n

5. Цитоплазманың атқаратын қызметі?

\r\n

6. Прокариоттардың клеткасының химиялық құрамы қандай?

\r\n

\r\nПайдаланылған әдебиеттер:\r\n

\r\n
1. М.Х. Шығаева, Ә.Т.Қанаев «Микробиология және вирусология» Алматы, 2008.

\r\n

2. А.И.Нетрусов, И.Б.Котова «Микробиология» Москва, 2009

\r\n

\r\n