Бактериалната клетка има ядро. Съставът на бактериалната клетка и функциите на цитоплазмата
БАКТЕРИИ
БАКТЕРИИ, прости едноклетъчни микроскопични организми, принадлежащи към царството Prokaryotae (прокариоти). Те нямат ясно изразено ядро, в повечето от тях липсва ХЛОРОФИЛ. Много от тях имат подвижност, плуват с помощта на камшични флагели. Размножават се главно чрез делене. В не благоприятни условиямного от тях са в състояние да съхраняват вътре спори, които са силно устойчиви поради плътните си защитни обвивки. Подразделят се на аеробни и анаеробни. Макар че патогенни бактерииса причина за повечето човешки болести, много от тях са безвредни или дори полезни за хората, тъй като са важно звено в ХРАНИТЕЛНИТЕ ВЕРИГИ; например, те допринасят за обработката на растителни и животински тъкани, превръщането на азота и сярата в АМИНОКИСЕЛИНИ и други съединения, които растенията и животните могат да използват. Някои бактерии съдържат хлорофил и участват във ФОТОСИНТЕЗАТА. Вижте същоАРХЕБАКТЕРИЯ, ЕВБАКТЕРИИ, ПРОКАРИОТИ.
Бактериите съществуват в три основни форми и типа: сферични (A), наречени коки, пръчковидни (бацили, B) и спирални (spirilla, C). Коките се срещат под формата на бучки (стафилококи, 1), двойки по две (диплококи, 2) или вериги (стрептококи, 3). За разлика от коките, които не могат да се движат, бацилите се движат свободно; някои от тях, наречени peritrichia, имат много флагели (4) и могат да плуват, докато monotrichia (5, вижте фигурата по-долу) имат само един флагел Бацилите също могат да образуват спори (6), за да оцелеят в период на неблагоприятни условия SPIRILLA може да тирбушон- оформени, като спирохетата Leplospira (7), и могат да бъдат леко извити, с флагели, като Spirillum (8). Изображенията са дадени с увеличение x 5000
Бактериите нямат ядро; вместо това те имат нуклеоид (1), единична верига от ДНК. Той съдържа гени, химически кодирани програми, които определят структурата на бактериите. Средно бактериите имат 3000 гена (за сравнение, хората имат 100 000). Цитоплазмата (2) също съдържа гликогенни гранули (храна) (3) и рибозоми (4), които придават на цитоплазмата нейния зърнест вид и служат за производството на протеин.В много бактерии тя също съдържа малки генетични елементи, наречени плазмиди. Повечето бактерии, но не всички, имат твърди защитни клетъчни стени (B). Те се предлагат в два основни типа.Първият тип има един дебел (10-50 nm) слой. Бактериите с този тип клетки се наричат Грам-положителни, защото се оцветяват в ярко лилаво с оцветяване по Грам. Показано е, че грам-отрицателните бактерии имат по-тънки стени (1) с допълнителен слой протеини и липиди отвън (2). Този тип клетки не се оцветяват в лилаво.Такава разлика в свойствата се използва в медицината.Защитните клетки на тялото разпознават бактериите именно по стените им. Клетъчната мембрана (3) обгражда цитоплазмата.Тя е с дебелина само няколко молекули протеини и липиди и представлява бариера, чрез която живата клетка контролира навлизането и излизането от нея. различни вещества. Някои бактерии се движат (C) с помощта на флагели (1), които се въртят от кука (2). Енергията за движение се осигурява от потока на протони през клетъчната мембрана (3), който привежда в движение диск от белтъчни молекули (4), разположен в мембраната. Пръчка (5) свързва този протеинов "ротор" с куката чрез друг диск (6), който запечатва клетъчната стена.
Преди създаването на ефективни санитарни системи и откриването на епидемични антибиотици тежки заболявания, причинена от бактерии, плъзна из Европа отново и отново, Симптоми на много бактериални заболяванияпричинени от действието на токсични протеини (наречени токсини), произведени от бактерии. Ботулиновият токсин, произведен от бактерията Clostridium botulinum (която причинява хранително отравяне), е една от най-мощните отрови, познати днес.Тетаничният токсин, произведен от родствения Clostridium tetani (1), инфектира дълбоки и замърсени рани. Когато нервен импулс (2) предизвика напрежение в мускулна клетка, токсинът блокира релаксиращата част от сигнала и мускулите остават напрегнати (затова заболяването се нарича тетанус). В развитите страни повечето бактерии убийци вече са под контрол, туберкулозата е рядка и дифтерията не е сериозен проблем. Въпреки това, в развиващите се страни бактериални заболяваниявсе още събират смъртоносната си дан.
Научно-технически енциклопедичен речник.
Вижте какво е "БАКТЕРИЯ" в други речници:
коли(Ешерихия коли) ... Уикипедия
БАКТЕРИИ- БАКТЕРИИ. Съдържание:* Обща морфология на бактериите........6 70 Дегенерация на бактериите................675 Биология на бактериите.......... ............676 Ацидофилни бацили ........... 677 Пигментообразуващи бактерии....... 681 Светещи бактерии..... .... ... 682... ... Голям медицинска енциклопедия
- (от гръц. bakterion пръчка), микроорганизми с прокариотичен тип клетъчна структура. Традиционно самият Б. означава едноклетъчни или организирани групи от пръчици и коки, неподвижни или с флагели, противопоставящи се ... ... Биологичен енциклопедичен речник
- (от гръцки bakterion bacillus) група микроскопични, предимно едноклетъчни организми. Те принадлежат към предядрените форми на прокариотите. Основата съвременна класификациябактерии, според които всички бактерии се разделят на еубактерии (грам-отрицателни ... ... Голям енциклопедичен речник
Група едноклетъчни микроскоп, организми. Заедно със синьо-зелените водорасли Б. представляват царството и суперцарството на прокариотите (виж), рояк се състои от видове (отдели) фотобактерии (фотосинтетични) и скотобактерии (хемосинтетични). Тип… … Речник по микробиология
- (от гръцки. bakteria пръчка). Микроскопични едноклетъчни организми, предимно пръчковидни. Речник на чуждите думи, включени в руския език. Chudinov A.N., 1910. БАКТЕРИИ Гръцки, от бактерия, пръчка. Родът на palivochny ... ... Речник на чуждите думи на руския език
Съвременна енциклопедия
бактерии- микроорганизми с прокариотичен тип клетъчна структура, т.е. няма ядрена мембрана, истинско ядро; умират от излагане на слънчева светлина; имат обоняние. коките са сферични бактерии. диплококи. микрококи. стрептококи. стафилококи ......... Идеографски речник на руския език
бактерии- (от гръцки bakterion bacillus), група микроскопични предимно едноклетъчни организми. Те имат клетъчна стена, но нямат добре дефинирано ядро. Размножават се чрез делене. Формата на клетките на бактериите може да бъде сферична (коки), ... ... Илюстрован енциклопедичен речник
бактерии- (от гръцки. bakterion пръчка), група микроскопични едноклетъчни организми. Според вида на дишането се делят на аеробни и анаеробни, според начина на хранене на автотрофни и хетеротрофни. Участват в кръговрата на веществата в природата, изпълнявайки функцията ... ... Екологичен речник
Понятието "цитоплазма" е сложно и в превод от гръцки означава "съдържанието на клетката". съвременна наукаразбира цитоплазмата като сложна динамична физико-химична система, затворена в плазмената мембрана. Тоест, цялото вътреклетъчно съдържание на прокариотите, с изключение на хромозомата, се счита за цитоплазма на бактериална клетка.
Цитоплазмата на прокариотната клетка има 2 слоя на ограничение:
- цитоплазмена мембрана (CPM);
- клетъчна стена.
Слоевете, ограничаващи цитоплазмата при бактериите, имат различни функции и свойства.
бактериална клетъчна стена
Външният покривен слой на прокариотите, клетъчната стена, е плътна обвивка и изпълнява редица функции:
- защита от външни влияния;
- придавайки на микроорганизма характерна форма.
Всъщност клетъчната стена на микроорганизмите е вид външен скелет. Такава структура е оправдана - в крайна сметка вътреклетъчното осмотично налягане може да бъде десет пъти по-високо от външното налягане и без защитата на плътна клетъчна стена бактерията просто ще бъде разкъсана.
Плътната клетъчна стена е характерна само за бактериални и растителни клетки - животинската клетка има мека обвивка.
Клетъчната стена на бактериите, която ограничава съдържанието на клетката, е с дебелина от 0,01 до 0,04 μm, като дебелината на стената се увеличава по време на живота на микроорганизма. Въпреки плътността на клетъчната мембрана, тя е пропусклива. Хранителните вещества преминават свободно вътре, а отпадъчните продукти се отстраняват от него.
цитоплазмена мембрана
Между цитоплазмата и клетъчната стена е СРМ - цитоплазмената мембрана. В бактериална клетка той изпълнява редица функции:
- регулира приема на хранителни вещества и отделянето на отпадните продукти;
- синтезира съединения за клетъчната стена;
- контролира дейността на редица ензими, разположени върху него.
Мембраната на цитоплазмата е толкова силна, че бактериалната клетка може да съществува известно време дори без клетъчна стена.
Вътреклетъчен състав на микроорганизма
Изследванията с помощта на електронен микроскоп позволиха да се установи много сложна структура на вътреклетъчното вещество.
Цитоплазмата на всяка бактериална клетка съдържа голям бройвода, тя съдържа различни органични и неорганични съединения- жизненоважни структури и органели. И така, в цитозола (матрицата на цитоплазмата), вътреклетъчната течност, има рибозоми, пластиди и запас от хранителни вещества.
Цялото вътреклетъчно съдържание се разделя на три групи:
- хиалоплазма (цитозол или цитоплазмена матрица);
- органелите са съществени части от бактериалната клетка;
- включванията са незадължителни части.
Цитоплазмената матрица е воден разтвори гел с различен вискозитет. Агрегатно състояниехиалоплазма - гел-зол (по-висока или по-ниска степен на вискозитет) е в динамично равновесие и зависи от външните условия.
Хиалоплазмата на бактериалния организъм включва следните структури:
- неорганични вещества;
- метаболити от органичен произход;
- биополимери (протеини, полизахариди).
Основната цел на хиалоплазмата е да комбинира всички налични включвания и да осигури стабилно химично взаимодействие между тях.
Вътреклетъчните органели на прокариотите са микроструктурни плазмени съединения, отговорни за поддържащите живота функции и присъстват в почти всички бактериални клетки. Органелите са разделени на две големи групи:
- задължителни - са жизненоважни за функционирането на тялото;
- по желание - нямат от голямо значениеза функциониране; микроорганизмите дори от един щам могат да се различават в набора от тези органели.
Задължителни органели
Органелите, които са от съществено значение за живота на клетката, включват:
- нуклеоид (бактериална хромозома) - представлява кръгова двуверижна ДНК молекула;
- рибозоми (отговорни за синтеза на протеини) - подобни на рибозомите на клетките, които имат ядро; могат да се движат свободно в цитоплазмата или да бъдат свързани с CPM;
- цитоплазмена мембрана (CPM);
- мезозоми - отговарят за енергийния метаболизъм и участват в процеса клетъчно делене; са резултат от инвагинация на цитоплазмената мембрана.
В централната част на пространството на бактерията има аналог на еукариотното ядро - нуклеоид (ДНК на микроорганизъм). При еукариотите ДНК се намира само в ядрото, докато в тялото на бактерията ДНК може да бъде концентрирана на едно място или разпръсната на няколко места (плазмиди).
Други разлики между бактериалната хромозома и еукариотните ядра са:
- по-хлабава опаковка;
- липсата на органели, характерни за ядрото - нуклеоли, мембрани и други;
- нямат връзка с хистоните - основните протеини.
Като аналог на еукариотното ядро, бактериалната хромозома е примитивна форма по отношение на организацията на ядрената материя.
Незадължителни органели на прокариоти
Незадължителните бактериални органели не влияят значително функционална способностбактериален организъм. Характерна особеност на прокариотите е проявата на дисоциация, в резултат на което се образуват морфотипове (морфовари) - щамове микроорганизми от един и същи вид, които имат морфологични различия.
В резултат на това в една бактериална колония има различия не само в морфологичните характеристики, но и във физиологичните, биохимичните и генетичните. Основните разлики между морфоварите един от друг са именно в състава на незадължителните органели.
Незадължителните органели включват:
- плазмиди - носители на генетична информация, подобни на бактериалната хромозома, но много по-малки и с възможност за наличие на няколко копия в тялото;
- включвания, съдържащи хранителни вещества (например волутин); може да е характеристика специфичен типмикроорганизъм.
Незадължителните органели на бактериите не са постоянен знакот този тип - много включвания са източници на въглерод или енергия. При благоприятни условия микроорганизмът образува подобен резерв във вътреклетъчното пространство, който изразходва при настъпване на неблагоприятни условия.
Включванията, съдържащи хранителни вещества, принадлежат към гранулирания тип съединения. Според състава си те могат да бъдат разделени на:
- полизахариди - гранулоза (нишесте), гликоген;
- волутин (метахроматинови гранули) - съдържа полиметафосфат;
- мастни капки;
- капки сяра.
Именно включванията на нискомолекулни образувания водят до появата на различни стойности на осмотичното налягане на бактериалната цитоплазма и външната среда.
Веществото на вътреклетъчното пространство на жива бактерия е в постоянно движение (това се нарича циклоза), като по този начин се движат съдържащите се в него вещества и органели.
Съдбата на живота на Земята е решена преди около 2,6 милиарда години. Най велик екологична кризасъвпадна с голям еволюционен скок. Ако катастрофата беше малко по-силна, планетата можеше да остане безжизнена завинаги. Ако беше по-слаб, може би бактериите все още щяха да бъдат единствените жители на Земята и до днес ...
Появата на еукариоти - живи клетки с ядро - е второто по важност (след раждането на самия живот) събитие на биологичната еволюция. За това кога, как и защо се появи клетъчното ядро и ще бъде обсъдено.
Животът на Земята е изминал дълъг път от първата жива клетка до бозайниците и хората. По този път имаше много епохални събития, бяха направени много велики открития и гениални изобретения. Кое беше най-важното? Може би формацията човешки мозъкили излизането на животните на сушата? Или може би появата на многоклетъчни организми? Учените тук са почти единодушни: най-голямото постижение на еволюцията е появата на клетки от съвременен тип - с ядро, хромозоми, вакуоли и други органи, чиито непроизносими имена смътно помним от училище. Същите клетки, които изграждат нашето тяло.
И в началото клетките бяха съвсем различни. Те нямаха ядра, нямаха вакуоли, нямаха други „органи“ и имаше само една хромозома и тя имаше формата на пръстен. Така са устроени и до днес клетките на бактериите, първите обитатели на Земята. Между тези първични клетки и модерни, подобрени - бездната е много по-голяма, отколкото между медуза и човек. Как природата успя да го преодолее?
бактериален свят
В продължение на един милиард години или повече Земята е била царството на бактериите. Още в най-древните седиментни скали на земната кора (възрастта им е 3,5 милиарда години) са открити останки от синьо-зелени водорасли или цианобактерии. Тези микроскопични организми процъфтяват и до днес. Те почти не са се променили през милиарди години. Именно те оцветяват водата в езерата и езерата в ярък синкаво-зелен цвят и тогава казват, че "водата цъфти". Синьо-зелените водорасли в никакъв случай не са най-примитивните бактерии. От произхода на живота до появата на цианобактериите най-вероятно са изминали много милиони години еволюция. За съжаление няма и следа от тях древни епохине се запази в земната кора: безмилостното време и геоложките катаклизми унищожиха, след като се стопиха в нагорещените недра, всички седиментни скали, възникнали през първите стотици милиони години от съществуването на Земята.
Цианобактериите са организми не само древни, но и заслужени. Именно те са "изобретили" хлорофила и фотосинтезата. Тяхната незабележима работа в продължение на много милиони години постепенно обогати океана и атмосферата с кислород, което направи възможно появата на истински растения и животни. Първоначално целият кислород отиваше за окисляването на желязото, разтворено в океана. Окисленото желязо се утаява: така се образуват най-големите находища на железни руди. Едва когато желязото беше "завършено", кислородът започна да се натрупва във водата и да навлиза в атмосферата.
От поне милиард години цианобактериите са безразделни господари на Земята и почти единствени нейни обитатели. Дъното на Световния океан беше покрито със синкаво-зелени килими. В тези килими, цианобактериални рогозки, заедно със синьо-зелените живееха и други бактерии. Всички те бяха идеално адаптирани един към друг и към суровите условия на първобитния океан. По това време - архейската ера (архей) - на Земята беше много горещо. Богатата на въглероден диоксид атмосфера създава мощен парников ефект. Поради това до края на архея Световният океан се затопля до 50–60°C. Разтваряйки се във вода, въглеродният диоксид се превръща в киселина; горещите киселинни води бяха облъчени с твърд ултравиолет (в края на краищата Земята все още нямаше съвременна атмосфера със спасителен озонов щит). Освен това във водата е разтворено огромно количество токсични соли на тежки метали. Постоянни вулканични изригвания, емисии на пепел и газове, резки колебания в условията заобикаляща среда- всичко това не улесни живота на първите жители на планетата.
Бактериалните общности, които се развиха в такава негостоприемна среда, бяха невероятно издръжливи и издръжливи. Поради това тяхната еволюция беше много бавна. Те вече бяха адаптирани към почти всичко и нямаше нужда да се подобряват. За да започне животът на Земята да се развива и да се усложнява, е била необходима катастрофа. Беше необходимо да се унищожи този ултрастабилен бактериален свят, който изглеждаше вечен и неразрушим, за да се освободи жизнено пространство за нещо ново.
Планетарна катастрофа - образуване на земното ядро
Дългоочакваната революция, която сложи край на продължителната стагнация и изведе живота от бактериалната „задънена улица“, се случи преди 2,7-2,5 милиарда години, в самия край на архейската ера. Руските геолози О. Г. Сорохтин и С. А. Ушаков, авторите на най-новата физическа теория за развитието на Земята, изчислиха, че по това време нашата планета е претърпяла най-голямата и най-катастрофална трансформация в цялата си история.
Според тяхната хипотеза причината за бедствието е появата на желязно ядро близо до нашата планета. От образуването на Земята до края на архея разтопената смес от желязо и неговия двувалентен оксид (FeO) се натрупва в горните слоеве на мантията. Преди приблизително 2,7 милиарда години масата на тази стопилка е превишила определен праг, след което тежката, вискозна, гореща течност буквално е "паднала" в центъра на Земята, измествайки оттам нейното първично, по-леко ядро. Тези грандиозни движения на огромни маси материя в недрата на планетата разкъсаха и смачкаха нейната тънка повърхностна обвивка - земната кора. Навсякъде изригваха вулкани. Древните континенти се приближиха, сблъскаха се и се сляха в единен суперконтинент Моногея - точно над мястото, където течното желязо се влива в дълбините на планетата. Дълбоките скали, които излязоха на повърхността, влязоха в химическа реакция с атмосферния въглероден диоксид и много скоро в атмосферата почти не остана въглероден диоксид. Парников ефектстана много по-слаб, което доведе до силно охлаждане: температурата на океана падна от + 60 ° C до +6. Също толкова внезапно и рязко киселинността на морската вода намаля.
Това беше най-голямото бедствие. Но дори и тя не успя да унищожи цианобактериите. Те оцеляха, въпреки че им беше много трудно. Изчезването на атмосферата с въглероден диоксид означаваше силен глад за тях, защото цианобактериите, като висши растения, използват въглероден диоксид като суровина за синтеза органична материя. Има по-малко бактериални подложки. Имаше парчета плътни сини килими, постлани по морското дъно. Бактериалният свят не умря, но беше силно очукан, в него се появиха „дупки“ и „празнини“. Именно в тези „пропуски“ и „дупки“ на древния свят през онази древна епоха се раждат първите организми с фундаментално различна структура – по-сложни и съвършени едноклетъчни създания, които трябваше да станат новите господари на планетата.
Появата на клетъчното ядро
Бактериалната клетка е сложна жива структура. Но клетки висши организми- растения, животни, гъби и дори така наречените протозои (амеби, реснички) - са много по-сложни. Бактериалната клетка няма нито ядро, нито други вътрешни "органи", заобиколени от мембрана. Следователно бактериите се наричат „прокариоти“ (което на гръцки означава „предядрени“). Във висшите организми клетката има ядро, заобиколено от двойна мембрана (оттук и името "еукариоти", т.е. с ясно изразено ядро), както и " вътрешни органи”, най-важните от които са митохондриите (своеобразни енергийни станции). Митохондриите разграждат органичната материя на въглероден двуокиси вода, като се използва кислород като окислител. Ние дишаме единствено, за да осигурим кислород на митохондриите на нашите клетки. В допълнение към митохондриите, най-важните органи на еукариотната клетка са пластидите (хлоропласти), които служат за фотосинтеза, които се срещат само в растенията.
Но основното нещо в еукариотната клетка е, разбира се, нейното ядро. Ядрото съхранява наследствена информация, записана на четирибуквения език на генетичния код в ДНК молекулите. Бактериите, разбира се, също имат ДНК, единична пръстеновидна молекула, която съдържа всички гени на даден бактериален вид. Но бактериалната ДНК се намира точно във вътрешната среда на клетката - в нейната цитоплазма, където се извършва активен метаболизъм. Това означава, че непосредствената среда на скъпоценната молекула прилича на химически завод или лаборатория на алхимик, където всяка секунда се появяват и изчезват стотици хиляди различни вещества. Всеки от тях има потенциал да повлияе наследствена информация, както и онези молекулярни механизми, които разчитат тази информация и я „оживяват“. В такива "нехигиенични" условия не е лесно да се създаде ефективна и надеждна "система за поддръжка" - съхраняване, четене, възпроизвеждане и ремонт на ДНК. Още по-трудно е да се създаде молекулярен механизъм, който да може "интелигентно" (според ситуацията) да управлява работата на такава система.
Това беше голямото значение на изолацията. клетъчно ядро. Гените бяха надеждно изолирани от цитоплазмата с нейната кипяща химия. Сега беше възможно в "спокойна среда" да се установи ефективна систематяхното регулиране. И тогава се оказа, че с един и същи набор от гени една клетка може да се държи по напълно различни начини при различни условия.
Както е известно, една и съща книга може да се чете по различни начини (особено ако книгата е добра). В зависимост от подготовката, настроението и житейска ситуациячитателят за първи път ще намери едно нещо в книгата, а препрочитайки я година по-късно, ще открие нещо съвсем различно. Същото важи и за еукариотния геном. В зависимост от условията той се „разчита” по различни начини и клетките, които се развиват в резултат на това „четене”, също се оказват различни. Така се появи механизмът на ненаследствената адаптивна променливост - „изобретение“, което значително увеличи стабилността и жизнеспособността на организмите.
Без тази система за регулиране на гените многоклетъчните животни и растения никога не биха се появили. В края на краищата, цялата същност на многоклетъчния организъм се състои в това, че генетично идентичните клетки стават различни в зависимост от условията - те поемат изпълнението на различни функции, образуват различни тъкани и органи. Прокариотите (бактериите) по принцип не са способни на това.
Как бактериите се адаптират към променящите се условия? Те бързо мутират и обменят гени помежду си. По-голямата част от тях умират, но тъй като има много бактерии, винаги има шанс някой от мутантите да бъде жизнеспособен в нови условия. Методът е надежден, но чудовищно разточителен. И най-важното - задънена улица. С такава стратегия няма причина да се усложнява, подобрява. Бактериите не могат да напредват. Ето защо съвременните бактерии почти не се различават от архейските.
Най-старите следи от присъствието на еукариоти се намират в седиментни скали на възраст около 2,7 милиарда години. Това е точно времето, когато Земята формира желязно ядро. Очевидно катастрофата, която почти унищожи бактериалния свят, принуди земния живот сериозно да „помисли“ за търсенето на нови, по-добри начиниадаптиране към променяща се среда. Животът не може да стои неподвижен, той е обречен на вечно усъвършенстване. Така че появата на земното ядро може да е причинила появата на клетъчното ядро.
Чудесата на интеграцията, или може ли един колектив да се превърне в единен организъм
Дори в началото на 20-ти век учените забелязаха, че пластидите и митохондриите изненадващо приличат на бактерии в тяхната структура. Отне почти век, за да се съберат факти и доказателства, но сега може да се счита за твърдо установено, че еукариотната клетка е възникнала в резултат на съжителство (симбиоза) на няколко различни бактериални клетки.
С пластидите и митохондриите, честно казано, всичко беше ясно от дълго време. Тези „органи“ на еукариотната клетка имат своя собствена кръгова ДНК – точно същата като при бактериите. Те се самовъзпроизвеждат в клетката гостоприемник, просто се разделят наполовина, както е обичайно при прокариотите. Те никога не се образуват наново, "от нищото". По всички признаци те са истински бактерии. Освен това можете дори да кажете точно кои: митохондриите приличат на така наречените алфа-протеобактерии, а пластидите са вече познати ни цианобактерии. Тези известни „изобретатели“ на хлорофила и фотосинтезата никога не са „споделили“ своето „откритие“ с никого: до ден днешен, след като са станали важен вътрерастителни клетки, държат под свой "контрол" почти цялата фотосинтеза на планетата (и следователно почти цялото производство на органични вещества и кислород!).
Но откъде идва самата клетка гостоприемник? Какъв микроб е бил нейният "прародител"? Сред живите бактерии дълго време не можеше да се намери кандидат за тази роля. Факт е, че еукариотните гени, затворени в клетъчното ядро, рязко се различават по своята структура от гените на повечето бактерии: те се състоят от много отделни „смислени“ части, разделени от дълги „безсмислени“ участъци от ДНК. За да се "разчете" такъв ген, всичките му части трябва да бъдат внимателно "изрязани" и "залепени". Нищо подобно не се наблюдава при обикновените бактерии.
За изненада на учените "еукариотната" структура на генома, както и много други уникални чертиеукариоти бяха открити в най-странната и мистериозна група прокариотни организми - архебактериите. Тези същества са невероятно издръжливи: те дори могат да живеят във вряща вода на геотермални извори. За някои архебактерии оптималната температура за живот е в диапазона +90–110°C, а при +80°C те вече започват да замръзват.
Повечето учени сега смятат, че еукариотната клетка е възникнала в резултат на факта, че някакъв вид архебактерия (вероятно адаптирана към живот в кисела и топла вода) придобили вътреклетъчни симбионтни съжители сред обикновените бактерии.
Придобиването на вътреклетъчни съжители доведе до факта, че в една клетка се появиха няколко различни генома. Те трябваше да бъдат контролирани по някакъв начин. Създаването на такъв водещ център на клетката - клетъчното ядро - се превърна в жизнена необходимост. Според една хипотеза ядрената обвивка може да е възникнала случайно в резултат на несъгласуваната работа на няколко групи гени, отговорни за образуването на клетъчни мембрани в новосъединени бактерии.
Разнообразните микроби, които са дали началото на еукариотната клетка, не са се слели веднага в един организъм. Отначало те просто живееха заедно в една и съща бактериална общност, като постепенно се адаптираха един към друг и се научиха да се възползват от подобно съжителство. Кислородът, отделян от цианобактериите, бил отровен за тях. В хода на еволюцията те са "изобретили" много различни начинисправяне с този страничен продукт от живота им. Един от тези начини беше ... дишането. Последните проучвания показват, че комплексът от протеинови ензими, отговорни за кислородното дишане на митохондриите, е възникнал в резултат на малка промяна в ензимите на фотосинтезата. Всъщност от гледна точка на химията фотосинтезата и кислородното дишане са едно и също химическа реакция, само в противоположни посоки:
CO 2 + H 2 O + енергия ↔ органична материя.
Третият член на общността са архебактериите. Те биха могли да вземат излишните органични вещества от цианобактериите, да ги ферментират и по този начин да ги превърнат във форма, по-„смилаема“ за дишащите бактерии.
Подобни микробни общности могат да бъдат намерени и днес. Животът на бактериите в такива общности протича изненадващо приятелски и хармонично. Микробите дори са се „научили“ да обменят специални химически сигнали, за да координират по-добре действията си. Освен това те активно обменят гени. Между другото, именно тази способност толкова пречи на борбата срещу инфекциозни заболявания: струва си всяка една бактерия в резултат на случайна мутация да придобие ген за резистентност към нов антибиотик и много скоро други видове бактерии могат да придобият този ген чрез обмен. Всичко това прави бактериалната общност да изглежда като единен организъм.
Очевидно катастрофалните събития от края на архейската ера са принудили микробните общности да отидат още по-далеч по пътя на интеграцията. клетки различни видовебактериите, които отдавна са били "смлени" и адаптирани една към друга, започнаха да се обединяват под обща обвивка. Това беше необходимо за най-координираната, централизирана регулация на жизнените процеси в условията на криза.
Общността се превърна в организъм. Индивидите са се слели в едно, отказвайки се от независимост в името на създаването на нова индивидуалност от по-висок порядък.
тухли
Любимият аргумент на противниците на еволюционната теория е невъзможността за създаване на ново сложна структура(например нов ген) чрез изброяване на произволни варианти (мутации). Антиеволюционистите твърдят, че със същата вероятност торнадо, пометено над градско сметище, може да се събере от боклук и отломки космически кораб. И са абсолютно прави!
Но само големите еволюционни трансформации, очевидно, не преминават през изброяване на безброй малки, случайни мутации. На примера за произхода на еукариотната клетка - и това, както вече беше отбелязано, е най-голямото еволюционно събитие от появата на живота - ясно се вижда как природата, създавайки нещо фундаментално ново, сложно, прогресивно, умело използва готови , тествани "тухли", събирайки от тях, както от дизайнера, нов организъм. Очевидно този "блоков" принцип на сглобяване на нови живи системи прониква в цялата биологична еволюция и до голяма степен определя нейните темпове и особености. По този принцип (от големи, предварително подготвени и тествани блокове) се изграждат нови гени, протеини и нови групи организми. (Между другото, гените на архебактериите и еукариотите бяха разделени на отделни части, най-вероятно точно за тази цел: много е удобно да се рекомбинират такива блокове.)
Науката непрекъснато се приближава към нова визия за природата. Постепенно започваме да разбираме, че всичко живо около нас съвсем не е случаен набор от видове и форми, а сложен и единен организъм, който се развива според собствените си неизменни закони. Всеки жив организъм, всяка жива клетка и ние самите сме тухли във великия "конструктор" на Природата. И всяка от тези тухли може да бъде незаменима.
По статия за сп. "Парадокс"
При мъжете болестта, предавана по полов път, като трихомониаза, води до патологични процеси в репродуктивните органи, което в крайна сметка води до безплодие. Ето защо е необходимо да се подложите на преглед навреме и да знаете първите симптоми на заболяването.
Характеристики на проявата на заболяването
Причинителят на трихомониазата е едноклетъчен протозоен микроорганизъм Trichomonas. Благоприятна среда за развитието му е влажна повърхност. Следователно, той е прикрепен към лигавицата на влагалището при жените и към простатата или уретрата при мъжете.
Безразборният, случаен секс без използване на презерватив увеличава риска от заразяване с болести, предавани по полов път, включително трихомониаза. Има случаи на заразяване по битов път. Тъй като Trichomonas се нуждае от влага, за да живее, тя все още може да живее няколко часа, ако попадне върху ръба на тоалетната чиния, кърпа. Оцелява по стените на банята, кърпата.
Инкубационният период може да продължи от 2 дни до 2 месеца. Всичко зависи от състоянието на имунитета, наличието на други съпътстващи заболявания и броя на бактериите, които са влезли.
Първите симптоми при жените са както следва:
- има различен интензитет на жълтеникав секрет със слуз, пяна, често има лоша миризма;
- изпускане, придружено от сърбеж, изтръпване, парене;
- повърхността на външните органи набъбва, зачервява се, възпалява се;
- болезнена болка в долната част на корема;
- телесната температура може да се повиши;
- присъединете се към болка и дискомфорт по време на уриниране;
- половият акт става болезнен и неудобен.
Симптомите могат да се влошат преди менструация или по време на бременност.
При мъжете най-често заболяването протича безсимптомно. Повечето бактерии, които влизат в тялото, се екскретират с урината. Но понякога могат да се появят остри симптоми:
- уринирането става често, болезнено;
- появява се пенесто, леко отделяне на сивкав оттенък от уретрата;
- в урината могат да се открият капки кръв;
- възниква дискомфорт по време на секс;
- уретрата става червена, подута и възпалена.
прием на алкохол, никотин, недохранванеможе да влоши състоянието на пациента. Не експериментирайте с лекарства, независимо предписвайте продължителността на приема и дозировката. Състоянието се влошава, болестта не изчезва, появяват се усложнения.
Влошаване
Усложнения могат да възникнат в резултат на силно намаляване на имунитета, неправилно лечение или самолечение.
Трихомониазата води до различни инфекциозни и възпалителни процеси в органите на отделителната система. Възпалени бъбреци (пиелонефрит) пикочен мехур(цистит). Всички репродуктивни органи страдат, така че резултатът е безплодие. Състоянието се влошава от факта, че Trichomonas повишава активността на другите. патогенни микроорганизмикато гонококи или хламидии.
На фона на заболяването се наблюдава изтощение на тялото. Пациентът губи тегло, сънят и апетитът са нарушени. Усеща се постоянна умора, работоспособността намалява, развива се депресия, раздразнителност.
Жените най-често страдат от усложнения като безплодие, спонтанни аборти ранни дати, преждевременно ражданепреди 34 седмици, недохранване на плода (плодът наддава на тегло и растеж слабо), смърт на плода в утробата.
Преди да планират бременност, на всички жени се дава направление за тестове, които разкриват венерически болести. Ако се открие трихомониаза, първо трябва да се проведе лечение. След ще бъдат лекуваниНяма да е трудно да забременеете. В същото време няма заплаха за състоянието на жената и нероденото дете.
Други усложнения на трихомониазата при женско тяловключват:
- възпаление на вътрешната стена на матката (ендометрит);
- фалопиевите тръби се възпаляват (салпингит). В резултат на това се появяват адхезивни процеси, транспортирането на яйцеклетката до маточната кухина се нарушава и вероятността от развитие на извънматочна
- бременност;
- възпаление на яйчниците (оофорит) води до допълнителни промени в хормоналния фон;
- повишено предразположение към рак на шийката на матката, генитален херпес, HIV инфекция.
Виждат се мъже следните усложненияпричинени от заболяване:
- хронични възпалителни процеси в уретрата;
- възпалението на простатата води до простатит;
- възпалителни процеси в тестисите (орхит);
- възпаление на семенните везикули (везикулит);
- увеличава вероятността от заразяване с HIV инфекция, сифилис, гонорея и други сериозни заболявания.
В началния стадий на заболяването се засяга само уретрата. Развиване възпалително заболяванеуретрит. Ако възпалението не е открито и лечението не е започнало, тогава настъпва хроничен стадий. IN патологичен процесзасяга се простатата (в нея се образуват кисти) и други органи на пикочно-половата система.
Последиците от трихомониазата влияят върху качеството на спермата. Качеството му се влошава, сперматозоидите губят своята активност, развива се безплодие. При мъжете намалява полова функция, има проблеми в интимната сфера.
Допълнителни тактики
Диагнозата се потвърждава лабораторно. При преглед гинеколог или уролог взема изстъргване. При мъжете може допълнително да се изследва семенна течност и секрет от простатната жлеза.
Диагностични методи:
- културен метод. По време на изследването сеитбата на секрети се извършва с помощта на специални среди. Този метод ви позволява да определите броя на бактериите и тяхната чувствителност към лекарства. Това ви позволява да изберете най-правилната тактика на лечение.
- полимерен метод верижна реакцияви позволява да идентифицирате ДНК на Trichomonas.
- Свързан имуносорбентен анализ.
- Може да се използва методът на директната имунофлуоресценция (DIF).
След потвърждаване на диагнозата лекарят предписва лекарства:
- На първо място се предписват антитрихомонадни лекарства: метронидазол, орнидазол, ниморазол.
- Хепатопротекторите помагат за защита на черния дроб от токсини: есенциале, артишок.
- Ензимните препарати, като Wobenzym, помагат на антипротозойното лекарство да проникне в клетката.
- Не забравяйте да предпишете имуномодулатори: Polyoxidonium, Lavomax.
- Пребиотиците ще помогнат за предотвратяване на дисбактериоза или намаляване на дискомфорта в червата: Linex, Hilak Forte.
Има моменти, когато отделянето и други симптоми не изчезват или се появяват отново след и преди трихомониаза. Инфекцията може да се повтори по няколко причини. На първо място, това може да се дължи на неефективно лечение.
Болестта се влива в хроничен стадийи възпалението се разпространява в други органи. Други често срещани причини са непознаване от страна на един от партньорите на предписанията, предписани от специалист или повторно заразяване.
Важни правила:
- Лечението на заболяването е необходимо на всеки етап и независимо дали има симптоми или не.
- И двамата партньори трябва да бъдат лекувани, дори ако единият няма заболяване, в противен случай лечението ще бъде неефективно.
- След възстановяване не е изключено повторно заразяване, така че трябва да се спазват превантивните мерки.
- Не можете да се самолекувате.
Можете да предотвратите заболяването, като следвате някои прости правила. Необходимо е да се изключат случайни сексуални контакти. Партньорът трябва да е надежден и постоянен. Не забравяйте да използвате бариерна контрацепция. Най-малко два пъти годишно се подлагайте на преглед от гинеколог или уролог, тъй като заболяването в повечето случаи протича безсимптомно.
Какво е Klebsiella oxytoca, опасност за човешкото тяло
Klebsiella oxytoca е красиво име, и такава гадна бактерия. През 2017 г. СЗО я класира сред най-много опасни микроорганизмипоради висока резистентност към антибиотици. Как Klebsiella може да бъде опасна, как да идентифицираме симптомите на нейната атака и как да лекуваме болестите, които причинява?
Какво е Klebsiella oxytoca
Klebsiella е род опортюнистични бактерии, които живеят в тялото на всеки човек. А окситока (окситока) е една от 8-те разновидности на клебсиела. Името на микроорганизма е в чест на немския бактериолог Едуин Клебс.
Какво е опасно
При нормални условия Klebsiella oxytoca не вреди на човек, а напротив, поддържа нормално състояниемикрофлора на лигавицата на дихателната система и червата. Но ако имунитетът намалее и защитните функции на тялото отслабнат, ентеробактериите започват да се размножават активно. И именно увеличаването на техния брой става критично: развиват се възпалителни процеси и заболявания.
Друга особеност на Klebsiella е, че през годините на съществуване тя се е научила да оцелява различни условияи успя да се адаптира към различни антибиотици, за което беше приписан на така наречените супербактерии. За избора на антибактериално лекарство и общата тактика на лечение е необходимо да се извърши подробна диагностика.
Как изглежда
Бактерията се среща по-често в изпражненията, урината, кръвта и слюнката. Под микроскоп Klebsiella oxytoca е малка, удължена пръчка. Розов цвят. Самата бактерия е затворена в обвивка (капсула), тъй като е толкова издръжлива и имунизирана срещу много антибиотици. Klebsiella е неподвижна бактерия. Отнася се за факултативни анаероби, т.е. способен да съществува и да се размножава при липса на кислород, но също така се чувства доста комфортно във въздуха.
Какви заболявания причинява Klebsiella?
Установихме, че бактериалният баланс в организма може да бъде нарушен в резултат на намаляване на имунитета. Но кои точно са факторите, които могат да допринесат за това? първо, небалансирана диета. Ако човек, например, отиде на диета и не компенсира липсата на витамини, получени преди това от храната комплексни препарати, тогава имунитетът започва да пада.
Второ, неправилното използване на антибиотици за лечение на някакво друго заболяване може да провокира растежа на Klebsiella oxytoca. Например, при диария човек често започва да пие тетрациклин, забравяйки, че това е антибактериално лекарство. И ако го приемате дълго време и без контрол, броят на някои полезни бактерии. Поради дисбаланс може да започне и клебсиелоза - състояние, след което се развиват възпалителни процеси и заболявания:
- пневмония;
- възпаление на конюнктивата;
- възпаление на лигавицата на носа и устата (синузит, синузит, синузит, стоматит, гингивит);
- артрит и артроза;
- пикочни инфекции;
- менингит;
- чревни инфекции (колит, перитонит).
Всяко от тези заболявания има специфични симптоми, но има един общ: треска. Така тялото се бори възпалителен процес, което се насърчава от увеличаването на броя на Klebsiella oxytoca.
Увреждане на дихателните пътища
Говорейки за Klebsiella, често се споменава пневмония. Но това тежко заболяване провокира отделен вид бактерии, който се нарича: Klebsiella пневмония. Окситока засяга горната Въздушни пътищазащото основното му местообитание е в носа и устата.
Един от симптомите на клебсиелоза, който засяга назофаринкса, е назалната конгестия. Когато се опитате да издухате носа си, излиза зловонна гной. Дъхът също има неприятна миризма. В назофаринкса могат да се образуват корички, които покриват временно атрофирали области. Човек губи обоняние и вкус.
Постепенно може да започне кашлицас гноен секрет. Това само показва наличието на Klebsiella пневмония в тялото. Дишането става трудно, възможни са астматични пристъпи.
Стомашно-чревна лезия
Klebsiella oxytoca често засяга храносмилателната система. От това страдат особено новородените, при които полезната микрофлора все още не е напълно оформена. Симптомите включват оригване, коремна болка, слузести изпражнения със зловон, повръщане с несмлени парчета храна. Може да има кръв в изпражненията.
Увреждане на пикочно-половата система
В зависимост от това кой орган е засегнат, симптомите на пикочно-половата форма на клебсиелоза могат да бъдат различни. Например парене по време на уриниране, болка в долната част на корема или кръста, болезнен полов акт.
Диагностика на различни форми на клебсиелоза
Лабораторната диагностика позволява да се открие Klebsiella oxytoca в прясна урина, в храчки при кашлица и в изпражнения. Този или онзи анализ се взема в зависимост от проявата на заболяването. Също така не забравяйте да проверите кръвта, защото тя също ще покаже надценен брой бактерии.
Между другото! В някои случаи жлъчката, повръщането и гръбначно-мозъчна течностда потвърди наличието на Klebsiella и в тях и да предпише по-компетентно лечение.
Ако пациентът има Klebsiella в изпражненията или урината, това показва само тяхното присъствие. За да се определи точно вида на бактериите, са необходими повече изследвания. Първо, това е поставянето на микроорганизми в хранителна средаза да се проучи стратегията на тяхното размножаване. Второ, методът на Грам: изследване на свойствата на бактериите с помощта на оцветяване. Трето, серологично изследване на кръвния серум.
Как да се справим с Klebsiella
Унищожаването на Klebsiella oxytoca изисква лечение, което ще намали броя на бактериите в тялото, но не и ще ги премахне напълно. Също медицински меркитрябва да са насочени към облекчаване на състоянието на пациента, изтощен от треска, слабост и специфични симптоми (назална конгестия, диария, повръщане и др.).
Основата на лечението е добре обмислена и потвърдена от резултатите от анализите. антибиотична терапия. Но Klebsiella oxytoca не реагира на всички антибиотици. За да го унищожите, ще бъде най-ефективно да използвате:
- аминогликозиди (амикацин, сизомицин, гентамицин);
- бета-лактами (цефалоспорини, пеницилини);
- бактериофаги.
Последните са вируси, способни селективно да инфектират патогенни бактериални клетки. За разлика от антибиотиците, те почти никога не причиняват странични ефекти(ако са избрани правилно), така че те се възлагат дори на деца. Фагите се използват по-рядко за лечение на възрастни, защото изискват повече силни лекарства- антибиотици.
Когато болестта, причинена от Klebsiella, започне да намалява, лечението не се прекратява, а се допълва. За възстановяване на нарушената микрофлора и нормализиране на изпражненията на пациента се въвеждат пробиотици. За същите цели се използва и физиотерапия. Също така, по време на лечението, човек приема витамини, които поддържат имунитета.
Терапията се провежда най-малко 10 дни. През цялото това време лекуващият лекар наблюдава състоянието на пациента. И дори да се забележат значителни подобрения, се правят контролни тестове. Броят на бактериите Klebsiella oxytoca не трябва да се увеличава нито в изпражненията, нито в урината, нито в други биологични течности.
Бактериите са микроскопични едноклетъчни организми. Структурата на бактериалната клетка има характеристики, които са причина за отделянето на бактериите в отделно царство на живия свят.
клетъчни мембрани
Повечето бактерии имат три черупки:
- клетъчната мембрана;
- клетъчна стена;
- лигавична капсула.
Клетъчната мембрана е в пряк контакт със съдържанието на клетката - цитоплазмата. Тя е тънка и мека.
Клетъчната стена е плътна, по-дебела обвивка. Неговата функция е да защитава и поддържа клетката. Клетъчната стена и мембраната имат пори, през които необходимите вещества влизат в клетката.
Много бактерии имат лигавична капсула, която изпълнява защитна функцияи осигурява адхезия към различни повърхности.
ТОП 4 статиикоито четат заедно с това
Именно благодарение на лигавицата стрептококите (вид бактерии) полепват по зъбите и причиняват кариес.
Цитоплазма
Цитоплазмата е вътрешността на клетката. 75% се състои от вода. В цитоплазмата има включвания - капки мазнини и гликоген. Те са резервни хранителни веществаклетки.
Ориз. 1. Схема на структурата на бактериална клетка.
Нуклеоид
Нуклеоид означава "като ядро". Бактериите нямат истинско или, както се казва, оформено ядро. Това означава, че те нямат ядрена обвивка и ядрено пространство, както клетките на гъбите, растенията и животните. ДНК се намира директно в цитоплазмата.
Функции на ДНК:
- запазва наследствената информация;
- прилага тази информация чрез контролиране на синтеза на протеинови молекули, характерни за този вид бактерии.
Липсата на истинско ядро е най-много важна характеристикабактериална клетка.
Органели
За разлика от растителните и животинските клетки, бактериите нямат органели, изградени от мембрани.
Но клетъчната мембрана на бактериите на някои места прониква в цитоплазмата, образувайки гънки, които се наричат мезозоми. Мезозомата участва в клетъчното възпроизвеждане и обмен на енергия и, така да се каже, замества мембранните органели.
Единственият органел, открит в бактериите, е рибозомата. Това са малки телца, които се намират в цитоплазмата и синтезират протеини.
Много бактерии имат флагел, с който се движат в течна среда.
Форми на бактериални клетки
Формата на бактериалните клетки е различна. Бактериите под формата на топка се наричат коки. Под формата на запетая - вибриони. Пръчковидните бактерии са бацили. Спирила изглежда като вълнообразна линия.
Ориз. 2. Форми на бактериални клетки.
Бактериите могат да се видят само под микроскоп. Средният размер на клетката е 1-10 микрона. Има бактерии с дължина до 100 микрона. (1 µm = 0,001 mm).
спорулация
При настъпване на неблагоприятни условия бактериалната клетка преминава в латентно състояние, което се нарича спора. Причините за спора могат да бъдат:
- ниски и високи температури;
- суша;
- липса на хранене;
- животозастрашаващи вещества.
Преходът става бързо, в рамките на 18-20 часа, и клетката може да бъде в състояние на спора в продължение на стотици години. При възстановяване на нормалните условия бактерията покълва от спората за 4-5 часа и преминава към нормален начин на живот.
Ориз. 3. Схемата на образуване на спори.
размножаване
Бактериите се размножават чрез делене. Периодът от раждането на клетката до нейното делене е 20-30 минути. Следователно бактериите са широко разпространени на Земята.
Какво научихме?
Научихме, че в общи линии бактериалните клетки са като растителните и животинските клетки, имат мембрана, цитоплазма, ДНК. Основната разлика между бактериалните клетки е липсата на образувано ядро. Следователно бактериите се наричат доядрени организми (прокариоти).
Тематическа викторина
Доклад за оценка
Среден рейтинг: 4.1. Общо получени оценки: 338.