Как называется покоящаяся форма бактерий
С.21 Эндоспоры и другие покоящиеся формы бактерий.
Поскольку одна бактерия образует одну эндоспору, то спорообразование не рассматривают как способ размножения бактерий. Переход бактерий к спорообразованию (споруляции) наблюдается обычно при истощении питательного субстрата, недостатке источников углерода, P, N, изменении рН и т.д. Процесс споруляции является энергозависимым и в зависимости от того, откуда поступает энергия, споруляцию разделяют на экзо- и эндотрофную. Эндотрофная споруляция осуществляется за счет внутреннего запаса энергии и не нуждается в дополнительных веществах. В случае экзотрофных процессов используется экзогенная энергия, поступающая из вне.
Процесс спорообразования можно разделить на несколько стадий или этапов.
1 этап подготовительный. В клетке, переходящей к спорообразованию, прекращаются ростовые процессы, завершается репликация ДНК, изменяется метаболизм.
Предспора расположена внутри материнской клетки и отграничена от нее двумя мембранами. Каждая из мембран участвует в синтезе стенки споры. Мембрана протопласта споры синтезирует снаружи от себя стенку зародышевой клетки (зародыша). Мембрана, происходящая от материнской ЦПМ, синтезирует во внутрь кору споры или кортекс, состоящего из кислого муреина. Кроме кортекса синтезируется еще и наружная оболочка споры, состоящая преимущественно из полипептидов. Кроме того, у большинства видов есть еще и экзоспориум, состоящей из белков, липидов и углеводов.
По мере формирования многослойных покровов предспора превращается в спору.
Таким образом, эндоспора состоит из следующих структурных элементов: нуклеоида, уплотненной цитоплазмы, покровных слоев, представленных ЦПМ, клеточной стенкой зародыша, кортексом, внутренней и наружной оболочкой, эксзоспориумом.
3- этап. Созревание споры. Спора приобретает характерную форму и занимает определенное положение в клетке.
Споры освобождаются при лизисе спорангия. Зрелые споры не проявляют метаболической активности. При попадании в благоприятные условия споры прорастают в вегетативные клетки.
К другим покоящимся формам бактерий относятся: цисты, экзоспоры, миксоспоры. Экзоспоры возникают путем почкования материнской клетки. Образование экзоспор характерно для метанокисляющих бактерий. В цисту превращается вся вегетативная клетка. Цисты – это шарообразные толстостенные клетки, образование которых характерно для рода бактерий Azotobacter. Миксоспоры также образуются за счет превращения всей клетки. Образование миксоспор характерно для бактерий рода Myxococcus.
Акине́ты (от греч. Akinetos — неподвижный) — покоящиеся клетки цианобактерий с утолщённой оболочкой, большим количеством запасных питательных веществ и пигментов. Образуются из вегетативных клеток и служат для переживания неблагоприятных условий (устойчивы к пониженным температурам и высушиванию) и размножения.
Дата добавления: 2016-01-26 ; просмотров: 1598 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
ГЛАВА 3. МОРФОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ
3.4. ПОКОЯЩИЕСЯ ФОРМЫ ПРОКАРИОТ
Многие бактерии способны образовывать структуры, помогающие им переживать в течение длительного времени неблагоприятные условия и возвращаться в вегетативные формы при попадании в подходящие для размножения условия. К таким структурам относятся эндоспоры, цисты, акинеты.
Эндоспоры образуют бактерии родов Bacillus, Clostridium, Desulfotomaculum, Sporosarcina, Sporolactobacillus, Sulfobacillus и некоторые другие. Образование эндоспор у бактерий не связано с их размножением, так как одна вегетативная клетка образует лишь одну спору. Бактериальные эндоспоры представляют собой покоящиеся клетки грамположительных бактерий, которые формируются внутри цитоплазмы материнской клетки и обладают высокой устойчивостью к высоким температурам, дозам радиации.
Спорообразование у бактерий следует рассматривать как стадию покоя в жизненном цикле клетки, связанную обычно с действием неблагоприятных факторов среды. В благоприятных условиях вегетативные клетки этих микроорганизмов могут неограниченное время размножаться делением.
Факторы, индуцирующие спорообразование, различны: недостаток питательных веществ в среде, изменение pH, температуры, накопление в среде избытка продуктов метаболизма и др. Процесс спорообразования состоит из нескольких стадий (рис. 9).
Рис. 9. Схема формирования эндоспоры у бактерий и строение зрелой споры (Шлегель, 1987): а, б — процесс отделения протопласта споры; в, г, д — образование проспоры; е — зрелая спора: 1 — цитоплазма с нуклеоидом; 2 — плазматическая мембрана; 3 — клеточная стенка зародыша; 4 — кора споры (кортекс); 5 — внутренняя мембрана; 6 — наружная мембрана; 7 — экзоспориум
1-я стадия — подготовительная. В вегетативной клетке бактерий, переходящих к спорообразованию, прекращаются ростовые процессы, происходит изменение морфологии нуклеоидов, перестраивается метаболизм. Начинается усиленное накопление белкового материала, поэтому показатель преломления в месте образования споры возрастает. Этот участок клетки с уплотненной цитоплазмой и генетическим материалом, представляющим собой реплицированную хромосому, называется спорогенной зоной. В этот же период появляется новое, специфическое только для спор соединение — дипиколиновая кислота (рис. 9). Она образуется из мезо-диаминопимелиновой кислоты.
Дипиколиновая кислота образует с кальцием хелат — дипиколинат кальция, присутствие которого в зрелой споре обеспечивает ее высокую термоустойчивость.
2-я стадия — формирование проспоры. Цитоплазматическая мембрана впячивается вовнутрь, в результате чего часть протопласта отделяется от материнской клетки. Протопласт будущей споры обрастает плазматической мембраной будущей клетки, формируя проспору — структуру, расположенную внутри клетки и полностью отделенную от нее двумя мембранами — наружной (экзина) и внутренней (энтина).
3-я стадия — образование оболочек споры. Внутренняя мембрана протопласта проспоры синтезирует снаружи от себя стенку зародышевой клетки. Поверх наружной мембраны проспоры формируется оболочка споры, состоящая из нескольких слоев. Между внутренней и наружной мембранами синтезируется кора споры — кортекс, представляющий собой пептидогликановыи каркас, который отличается от муреина степенью поперечной сшивки. У некоторых бактерий поверх оболочки споры образуется еще одна структура — экзоспориум. Часто экзоспориум многослойный и окружает спору в виде свободного чехла (например, у В. cereus).
4-я стадия — созревание споры. Спора приобретает характерную для данного вида форму и занимает определенное место в клетке. Различают центральное, эксцентральное (несколько смещенное от центра) и терминальное (на конце клетки) расположение. Спорообразующие аэробные бактерии, у которых диаметр споры не превышает диаметра клетки, называются бациллами, а спорообразующие анаэробные бактерии, у которых диаметр споры больше диаметра клетки, называются клостридиями (от лат. closter — веретено). Клостридии с терминально расположенными спорами называют плектридиями (рис. 10).
Рис. 10. Расположение спор у спорообразующих бактерий:
1,2 — бациллярное; 3,4 — клостридиальное; 5 — плектридиальное; 6 — латериальное
По мере созревания споры материнская клетка лизируется и спора освобождается. Строение зрелой споры у разных видов бактерий приблизительно одинаково. Центральная часть споры, в которой находится нуклеоид, окружена цитоплазматической мембраной; к ней прилегает муреиновый слой клеточной стенки зародыша, а далее идет мощный слой кортекса. На поверхности кортекса расположена наружная мембрана. Снаружи спора одета многослойной оболочкой. Оболочка споры состоит в основном из белков и в небольшом количестве — из липидов и гликопептидов.
По химическому составу споры существенно не отличаются от вегетативных клеток. Исключение составляет только дипиколиновая кислота, содержание которой может достигать 15 % от массы сухого вещества споры. Споры отличаются от вегетативных клеток более высоким содержанием липидов; особенно велика их концентрация в оболочках.
Прорастание спор. При попадании в благоприятные условия споры прорастают и дают начало вегетативной клетке. Процесс прорастания длится 4—5 ч и может быть разделен на несколько стадий:
1) активация. Индуцируют прорастание спор различные питательные вещества (аланин, глюкоза), ионы некоторых металлов, кислая среда, кратковременное прогревание («тепловой шок»);
2) инициация. В этот период споры теряют до 1/3 первоначальной массы, что связано с удалением дипиколиновой кислоты. Спора интенсивно поглощает воду, набухает, теряет способность к светопреломлению. В споре происходят глубокие физиологические изменения; дыхание и ферментативная активность быстро возрастают;
3) вырастание. Литические ферменты разрушают многослойные покровы споры, на месте разрыва оболочки появляется ростовая трубка, окруженная очень тонкой клеточной стенкой. Она увеличивается в размерах, пока не примет форму вегетативной клетки. На этом процесс прорастания споры завершается.
Устойчивость спор. Зрелые споры не проявляют никакой метаболической активности. Они чрезвычайно устойчивы к воздействию неблагоприятных факторов. Споры выдерживают высокие и низкие температуры, длительное высушивание, воздействие радиации, высокого осмотического давления, токсичных веществ. Споры могут десятки и сотни лет сохраняться в почве, выдерживать кипячение в течение 1 ч и кратковременную стерилизацию при 125 °С, а также воздействие высоких концентраций дезинфицирующих веществ. Жизнеспособные споры были выделены из трупов мамонтов, египетских мумий, возраст которых исчисляется тысячелетиями.
Терморезистентность спор обусловлена очень низким содержанием в них воды. Вода в спорах находится в связанном состоянии и не может участвовать в метаболических процессах. Устойчивость к высокой температуре придает спорам также присутствие в них дипиколината кальция.
Радиорезистентность спор также выше, чем у вегетативных клеток. Белки оболочки споры по составу сходны с кератином и содержат много цистеина, что обеспечивает споре повышенную механическую прочность и устойчивость к радиации. Химическая устойчивость спор обусловлена непроницаемостью их оболочки для многих веществ.
Высокая термоустойчивость спор бактерий вызывает большие проблемы в пищевой промышленности. Споры выдерживают температуру пастеризации и, оставаясь в пастеризованных продуктах, вызывают их порчу при благоприятных условиях. Проблема стерилизации пищевых продуктов — это прежде всего проблема уничтожения споровых форм. Режимы стерилизации определяются химическим составом продукта, значением его pH, размерами упаковки, видовым составом исходной микрофлоры и т. д.
Цисты — покоящаяся форма существования у разных групп эубактерий (спирохет, риккетсий, микробактерий, азотобактера), предназначенная для переживания в неблагоприятных условиях. Цисты имеют дополнительные клеточные покровы, их цитоплазма содержит мало свободной воды, обмен веществ и энергии в них резко заторможен.
Акинеты — покоящиеся клетки некоторых цианобактерий, обладающие повышенной устойчивостью к высушиванию, пониженным температурам. В оболочках акинет содержится больше липидов и полисахаридов, а в цитоплазме — меньше свободной воды, чем у вегетативных клеток.
Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.
Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.
Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.
© 2018-2021 Все права на дизайн сайта принадлежат С.Є.А.
Как называется покоящаяся форма бактерий
После созревания и лизиса родительской клетки спора освобождается, сохраняясь в покоящемся состоянии до попадания в благоприятные условия.
• Прорастание споры в оптимальных условиях осуществляется в течение 2-3 ч; процент проросших спор увеличивается после соответствующей предварительной обработки. Например, споры могут быть активированы кратковременным прогреванием.
• Прорастанию предшествует активация споры. Её инициируют различные химические вещества, повышение температуры и влажности. Под воздействием автолизинов происходит расщепление кортекса, поглощение воды и набухание. Внешне процесс проявляется увеличением («вздутием») споры и уменьшением коэффициента светопреломления. При этом в споре происходят глубокие физиологические изменения: усиливается дыхание, увеличивается активность ферментов, происходит выделение аминокислот, дипиколиновой кислоты и пептидов (потеря сухой массы споры может достигать 20-30%). В этот период спора утрачивает терморезистентность.
Затем спора лопается в произвольном месте и из неё выходит вегетативная клетка, снабжённая у подвижных видов жгутиковым аппаратом.
Покоящиеся ( некультивируемые ) формы бактерий
Специализированные анабиотические формы (такие как эндо- и экзоспоры, миксоспоры, цисты) известны лишь для ограниченного круга микроорганизмов. Однако как у спорообразующих микроорганизмов (Bacillus cereus) на фоне подавления спорообразования, так и у споронеобразующих (Pseudomonas carboxidoflava, Micrococcus luteus, Escherichia coli) бактерий внеклеточные микробные метаболиты, проявляющие свойства индукторов анабиоза, вызывают образование цистоподобных рефрактерных клеток (термин связан с переходом целой клетки в покоящуюся форму и увеличенной способностью данных клеток по сравнению с обычными сильно преломлять свет).
В этих клетках снижение метаболической активности (гипометаболизм) сопровождается развитием резистентности к экстремальным воздействиям. Эти формы отличаются нерегистрируемым уровнем эндогенного дыхания, повышенной терморезистентностью и специфической ультраструктурой. По сравнению с вегетативными клетками, цистоподобные рефрактерные клетки обладают рядом особенностей ультраструктурной организации: у них снижена плотность рибосом в цитоплазме, цитоплазма приобретает мелкозернистую структуру, увеличена толщина клеточной стенки, в самой клеточной стенке появляются слоистость и некоторые плотные включения. Для споронеобразующих микроорганизмов цистоподобные рефрактерные клетки — единственная покоящаяся форма, способная сохраняться в течение нескольких лет, а для спорообразующих бактерий — альтернатива спорообразования. Поскольку рефрактерные клетки невозможно выявить с помощью традиционных бактериологических подходов, то в самое ближайшее время они могут создать серьёзную проблему при оценке их эпидемиологической и экологической значимости.
L-формы
Из Википедии — свободной энциклопедии
L-формы — бактерии, частично или полностью лишённые клеточной стенки, но сохранившие способность к развитию. Впервые обнаружены в 1894 г. Н. Ф. Гамалеей. Буква L — первая буква названия Листеровского института (англ. Lister Institute of Preventive Medicine ) в Лондоне, где впервые Эмми Клинебергер-Нобель ru de обратила внимание на развитие морфологически весьма необычных клеток в культуре бактерий Streptobacillus moniliformis, выделенной из жидкости уха крысы. Позже были описаны L-формы у самых разных видов бактерий. Было показано, что L-формы возникают спонтанно или индуцировано — под воздействием агентов, блокирующих синтез клеточной стенки: антибиотиков (пенициллины, циклосерин, цефалоспорины, ванкомицин), ферментов (лизоцим, амидаза, эндопептидаза) ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, аминокислоты глицина.
L-формы образуются в результате несбалансированного роста нормальных бактериальных клеток в длину и в толщину и поэтому полиморфны. В культурах L-форм обнаруживаются шаровидные, нитевидные или вовсе бесструктурные клетки размером от 0,2 до 50 мкм. Они спокойно проходят через бактериальные фильтры [ прояснить ] и легко разрушаются при механических воздействиях. В отличие от нормальных клеток L-формы часто содержат крупные вакуоли. Их метаболическая активность очень низкая. Клеточное деление происходит нестандартно, за счёт образования элементарных тел путём отпочкования от поверхности клетки или от мембраны вакуоли.
Культивировать L-формы можно только на специальных средах, препятствующих осмотическому разрушению клеток. L-формы лучше растут в плотной, чем в жидкой среде. В плотной среде они образуют колонии, врастающие в агар и имеющие характерную форму перевернутой шляпы. Колонии растут медленно, при этом иногда достигая значительных размеров.
Различают стабильные и нестабильные L-формы. Нестабильные L-формы имеют полноценную систему генетического контроля синтеза клеточной стенки и способны превращаться в нормальные бактериальные клетки после исключения действия фактора, вызвавшего их образование. При этом происходит восстановление всех основных биологических свойств такой клетки, включая патогенность. Если же генетический контроль синтеза клеточной стенки нарушен необратимо L-формы становятся стабильными, и по своим морфологическим, культуральным и иным свойствам становятся неотличимы от микоплазм. Они крайне редко возвращаются в исходные бактериальные формы и существуют без изменений в различных условиях среды. Переход в L-форму можно рассматривать как способ переживания бактериями неблагоприятных условий, особенно в случаях патогенных микроорганизмов.
Все L-формы независимо от вида бактерий, из которого они возникли, обладают общими особенностями:
Исследования L-форм представляют существенный интерес для медицинской микробиологии, поскольку в этой форме в организме человека и животных могут сохраняться патогенные бактерии. При нерациональном использовании антибиотиков, приводящем к образованию L-форм из бактерий, может наступить улучшение состояния больного. Однако после прекращения приема лечебного препарата наступает превращение L-форм в бактерии исходного вида с восстановлением их вирулентности, что приводит к рецидиву болезни.
L-формы можно рассматривать как свойственную всем бактериям форму приспособления к неблагоприятным условиям (подобно спорообразованию), которая способствует сохранению вида в природе. Клеточная стенка и её синтез чувствительны к действию антител и различных химиопрепаратов. Освобождение от неё не лишает микроорганизм жизнеспособности, но позволяет переживать действие этих неблагоприятных факторов, а после устранения их воздействия возвращаться в исходное состояние.
Бактерии, у которых отсутствует клеточная стенка, существуют и в природе: это микоплазмы. Первым описанным представителем микоплазм явился возбудитель плевропневмонии крупного рогатого скота. Подобные микроорганизмы обнаружены и у других животных — овец, коз, крыс, собак, а также у человека, всем им было дано общее название PPLO (плевропневмониеподобные организмы). Микоплазмы также могут существовать как сапрофиты в естественных условиях, а также вызывать заболевания и у растений.
ГК «Униконс»
Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.
«Антисептики Септоцил»
Септоцил. Бытовая химия, антисептики.
«Петритест»
Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.
«АльтерСтарт»
Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.
ВНИМАНИЕ: Уважаемые клиенты и дистрибьюторы!
3.2. БАКТЕРИАЛЬНАЯ КЛЕТКА
Бактерии (прокариоты) — это большая группа микроорганизмов (около 1600 видов), большинство из которых одноклеточные (см. рис. 8). Основные формы бактерий — шаровидная, палочковидная и извитая. Размеры бактерий очень малы: от десятых долей микрометра до нескольких микрометров. В среднем размер большинства бактерий 0,5-1 мкм, а средняя длина палочковидных бактерий — 2-5 мкм. Встречаются бактерии, размеры которых значительно превышают среднюю величину, а некоторые находятся на грани видимости в обычных оптических микроскопах. Масса бактериальной клетки составляет приблизительно 4-10 13 г. Особенностью размножения бактерий является быстрота протекания процесса: некоторые виды делятся через каждые 15-20 мин, другие — через 5-10 ч. При таком делении число клеток бактерий за сутки достигает огромного количества. Это часто наблюдается на пищевых продуктах, например, быстрое скисание молока вследствие развития молочнокислых бактерий, быстрая порча мяса и рыбы за счет развития гнилостных бактерий. Другой отличительной характеристикой микроорганизмов является разнообразие их физиологических и биохимических свойств. Некоторые микроорганизмы могут расти в экстремальных условиях. Значительное число микроорганизмов могут жить при температуре — 196°С (температура жидкого азота). Другие виды микроорганизмов — термофильные, их рост наблюдается при температуре 80°С и выше. Многие микроорганизмы устойчивы к высокому гидростатическому давлению (в глубинах морей и океанов; месторождениях нефти). Также многие микроорганизмы сохраняют жизнедеятельность в условиях глубокого вакуума. Некоторые микроорганизмы выдерживают высокие дозы ультрафиолетовой или ионизирующей радиации.
Разнообразие бактерий
Основной (низшей) таксономической единицей является вид. Виды объединяются в роды, роды — в семейства, семейства— в порядки, порядки — в классы, классы — в отделы, отделы — в царства.
Вид — это совокупность популяций, имеющих общее происхождение и генотип, морфологические, физиологические и другие признаки, способные в определенных условиях вызывать одинаковые процессы.
Культура — микроорганизмы, полученные от животного, человека, растения или субстрата внешней среды и выращенные на питательной среде. Чистые культуры состоят из особей одного вида, смешанные представляют собой скопления клеток разных видов.
Штамм — это культура одного и того же вида, выделенная из разных сред и отличающаяся незначительными изменениями свойств: чувствительность к лекарственным препаратам, неодинаковая биохимическая активность и др. Например, кишечная палочка, выделенная от человека, и такая же палочка, выделенная от свиней, могут быть разными штаммами.
Клон — культура микроорганизмов, выделенная из одной клетки.
Клетка бактерии обладает принципиальными особенностями строения (см. рис. 9).
Схема строения бактериальной клетки:
1 — гранулы поли-β-оксимасляной кислоты; 2 — жировые капельки; 3 — включения серы;
4 — трубчатые тилакоиды; 5 — пластинчатые тилакоиды; 6 — пузырьки; 7— хроматофоры;
8 — ядро (нуклеоид); 9 — рибосомы; 10 — цитоплазма; 11 — базальное тельце; 12 — жгутики;
13 — капсула; 14 — клеточная стенка; 15 — цитоплазматическая мембрана; 16 — мезосома;
17 — газовые вакуоли; 18 — ламеллярные структуры; 19 — гранулы полисахарида;
20 — гранулы полифосфата.
Основные структуры бактериальной клетки представлены в верхней части рисунка; дополнительные, мембранные структуры, имеющиеся у фототрофных и нефототрофных бактерий, — в средней части; включения запасных веществ — в нижней.
Бактериальная клетка состоит из протопласта, окруженного наружной клеточной оболочкой, вакуолей, различных включений, имеющихся в составе протоплазмы.
Химическая природа ядерных веществ довольно сложная. Основное место занимает нуклеопротеидный комплекс, который состоит из двух основных компонентов — особого белка и тимонуклеиновой кислоты.
Клеточная стенка (оболочка) — важный структурный элемент большинства бактерий; плотная, бесцветная. На ее долю приходится от 5 до 20% сухих веществ клетки. Клеточная стенка обладает эластичностью, служит механическим барьером между протопластом и окружающей средой, придает клетке определенную форму. Оболочка проницаема для воды и низкомолекулярных веществ, имеет слоистое строение. Толщина клеточной стенки 10-35 нм.
Химический состав оболочки неоднороден, резко отличен от оболочек высших растений. В ее состав входят специфические полимерные комплексы. Главным компонентом клеточной стенки бактерии является особый, только им присущий гетерополимер — пептидогликан (муреин). Этот полимер состоит из параллельно чередующихся полисахаридных цепей, которые скреплены пептидными связями. Количественное содержание пептидогликана определяет характер окраски бактерий и других прокариот по Грамму. Те из них, которые содержат в клеточной стенке большое количество (около 90%) пептидогликана окрашиваются по Грамму в сине-фиолетовыйцвет, и их называют грамположительными, все другие, содержащие в оболочке 5-20% пептидогликана, — в розовый цвет, и их называют грамотрицательными. Толщина слоя пептидогликана в клеточной стенке грамположительных бактерий в несколько раз больше, чем у грамотрицательных.
Из азотистых веществ в состав бактериальных оболочек входят белковые вещества, аминокислоты. Соотношение веществ варьирует.
Оболочка у некоторых бактерий может подвергаться разбуханию и ослизнению. Слизистый слой бывает очень тонким, но может достигать и значительной толщины, образуя капсулу. Размер капсулы может превышать величину бактериальной клетки. Капсулы легко обнаруживаются при окраске фуксином. Капсула защищает клетку от механических повреждений и высыхания, создает дополнительный осмотический барьер, служит препятствием для проникновения фагов, антител, иногда она является источником запасных питательных веществ.
Химический состав слизей различен у отдельных видов. В составе бактериальных слизей обнаружены полисахариды, азотсодержащие вещества.
При попадании в неблагоприятные условия у многих бактерий усиливается слизеобразование. Ослизнению подвергаются мясо, колбасы, творог; наблюдается тягучесть молока, сахарного сиропа, рассолов, квашеных овощей, пива, вина.
Цитоплазматическая мембрана толщиной 7-10 нм отделяет от клеточной стенки содержимое клетки. На ее долю приходится 8-15% сухого вещества клетки и 70-90% липидов клетки. Мембрана полупроницаема, играет важную роль в обмене веществ между клеткой и окружающей средой. Цитоплазматическая мембрана состоит из трех слоев: одного липидного и двух, примыкающих к нему с обеих сторон, белковых. Содержит 60-65% белка и 35-40% липидов, в ней локализованы ферменты.
Цитоплазма бактериальной клетки представляет собой полужидкую, вязкую, коллоидную систему. Имеет сложный изменяющийся химический состав. Основными химическими соединениями являются белки, нуклеиновые кислоты, липиды, Н20.
Местами цитоплазма пронизана мембранными структурами — мезосомами, которые произошли от цитоплазматической мембраны и сохранили с ней связь. В мезосомах содержатся ферменты, участвующие в снабжении бактериальной клетки энергией.
Рибосомы рассеяны в цитоплазме в виде гранул размером 20-30 нм. Они состоят примерно на 60% из РНК и на 40% из белка. Основная функция рибосом — синтез белка клетки. В бактериальной клетке в зависимости от ее возраста и условий жизни может быть 5- 50 тыс. рибосом.
Цитоплазматические включения бактериальной клетки разнообразны, в основном это запасные питательные вещества, которые откладываются в клетках, развивающихся в условиях избытка питательных веществ, и потребляются, когда клетки попадают в условия голодания. В клетках откладываются полисахариды (гликоген, крахмалоподобное вещество гранулеза), липиды, полифосфаты, молекулярная сера.
При хранении сырья и продуктов в охлажденном состоянии рост микроорганизмов на них не исключается, а лишь замедляется. Поэтому сроки хранения охлажденных продуктов непродолжительны и зависят от температуры хранения, относительной влажности воздуха в помещении, исходной степени обсеменения продукта психрофильными микроорганизмами: чем их больше, тем меньше срок хранения.
Жгутики — это органы движения бактерий. Представляют собой вращающиеся полужесткие спирально изогнутые нити из белка флагеллина, который обладает способностью сокращаться. Длина жгутиков больше самих бактерий и колеблется от 5 до 10 мкм. По типу расположения и числу жгутиков бактерии делят на четыре группы: монотрихи — имеют один жгутик на полюсе клетки; лофотрихи — с пучком жгутиков на одном из концов палочки; амфитрихи — с двумя пучками жгутиков на полюсах; перитрихи — с множеством жгутиков вокруг бактерии. Жгутикование характерно, например, для кишечных бактерий, столбняка и ботулизма, холерного вибриона. Характер и скорость движения неодинаковы у отдельных видов бактерий. Подвижность бактерий может быть утрачена под влиянием неблагоприятных условий жизни, при старении клеток и механических воздействиях.
Многие микроорганизмы при попадании в неблагоприятные условия не погибают и сохраняют жизнеспособность длительное время, переходя в анабиотическое состояние. При этом бактериальная клетка из вегетативного состояния переходит в споровое, позволяющее сохранять жизнеспособность в течение длительного времени.
Споры — это покоящиеся клетки, обладающие устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды, служащие для сохранения вида. Спорообразование происходит почти исключительно у палочковидных бактерий. В клетке бактерий образуется только одна спора.
Спорообразование обычно наступает при обеднении среды питательными веществами или при накоплении в ней продуктов обмена. Перед спорообразованием в клетке накапливаются запасные питательные вещества (белки, липиды), образуются специфическое для спор вещество — дипиколиновая кислота.
Спора развивается из части протопласта (цитоплазмы с ядерным материалом) материнской вегетативной клетки. По мере развития и созревания закладываются ее оболочки, число и толщина которых варьирует у разных бактерий. Поверхность наружной оболочки может быть гладкой либо иметь выросты. Процесс спорообразования происходит в течение нескольких часов.
Обычно споры имеют круглую или овальную форму, располагаются в центре клетки, ближе к концу и на самом конце клетки. Диаметр спор может превышать ширину клетки.
После созревания споры материнская вегетативная клетка отмирает, оболочка ее разрушается и спора высвобождается. Плотная оболочка, малое содержание свободной воды, наличие дипиколиновой кислоты создают большую устойчивость спор к физико-химическим воздействиям. Так, споры некоторых бактерий выдерживают кипячение в течение нескольких часов, могут длительное время сохраняться (десятки и сотни лет) в сухом состоянии, более устойчивы по отношению к действию химических ядов, радиации и других факторов внешней среды.
В благоприятных условиях споры прорастают в вегетативные клетки. При этом они набухают вследствие поглощения воды, активизируются их ферменты, усиливаются биохимические процессы, приводящие к росту. Затем происходит растворение внешней оболочки и через образовавшееся отверстие молодая бактериальная клетка выходит наружу.
Порчу пищевых продуктов вызывают лишь вегетативные клетки. Знание факторов, способствующих образованию спор у бактерий, и факторов, которые вызывают их прорастание в вегетативные клетки, имеет значение в выборе способа обработки продуктов с целью предотвращения их микробиальной порчи.
К спорообразующим аэробным и факультативно-анаэробным