Νουκλεοειδές στο κυτταρόπλασμα. Δομή ενός βακτηριακού κυττάρου

1. Ένα προκαρυωτικό κύτταρο χαρακτηρίζεται από την παρουσία
Α) ριβόσωμα
Β) μιτοχόνδρια
Β) ένας διακοσμημένος πυρήνας
Δ) πλασματική μεμβράνη
Δ) ενδοπλασματικό δίκτυο
Ε) ένα κυκλικό DNA

Απάντηση

2. Τα προκαρυωτικά κύτταρα είναι διαφορετικά από τα ευκαρυωτικά κύτταρα
Α) η παρουσία ριβοσωμάτων
Β) έλλειψη μιτοχονδρίων
Β) η απουσία επισημοποιημένου πυρήνα
Δ) η παρουσία πλασματικής μεμβράνης
Δ) έλλειψη οργανιδίων κίνησης
Ε) η παρουσία ενός χρωμοσώματος δακτυλίου

Απάντηση

3. Καθιερώστε μια αντιστοιχία μεταξύ της δομής των κυττάρων και του τύπου τους: 1-προκαρυωτικό, 2-ευκαρυωτικό
Α) δεν έχουν επίσημο πυρήνα
Β) έχουν πυρηνική μεμβράνη
Β) διπλοειδές ή απλοειδές
Δ) πάντα απλοειδές
Δ) δεν έχουν μιτοχόνδρια, το σύμπλεγμα Golgi
Ε) περιέχουν μιτοχόνδρια, το σύμπλεγμα Golgi

Απάντηση

Α1 Β2 Γ2 Δ1 Ε1 Ε2

4. Γιατί τα βακτήρια ταξινομούνται ως προκαρυωτικά;
Α) περιέχουν έναν πυρήνα στο κύτταρο, απομονωμένο από το κυτταρόπλασμα
Β) αποτελούνται από πολλά διαφοροποιημένα κύτταρα
Β) έχουν ένα χρωμόσωμα δακτυλίου
Δ) δεν έχουν κυτταρικό κέντρο, σύμπλεγμα Golgi και μιτοχόνδρια
Δ) δεν έχουν πυρήνα απομονωμένο από το κυτταρόπλασμα
Ε) έχουν κυτταρόπλασμα και πλασματική μεμβράνη

Απάντηση

5. Ένα βακτηριακό κύτταρο ταξινομείται ως προκαρυωτικό κύτταρο, αφού
Α) δεν έχει πυρήνα καλυμμένο με κέλυφος
Β) έχει κυτταρόπλασμα
Β) έχει ένα μόριο DNA ενσωματωμένο στο κυτταρόπλασμα
Δ) έχει εξωτερική πλασματική μεμβράνη
Δ) δεν έχει μιτοχόνδρια
Ε) έχει ριβοσώματα όπου λαμβάνει χώρα η πρωτεϊνοσύνθεση

Απάντηση

6. Τα κύτταρα των ευκαρυωτικών οργανισμών, σε αντίθεση με τα προκαρυωτικά, έχουν
Α) κυτταρόπλασμα
Β) πυρήνας καλυμμένος με κέλυφος
Β) Μόρια DNA
Δ) μιτοχόνδρια
Δ) σκληρό κέλυφος
Ε) ενδοπλασματικό δίκτυο

Απάντηση

7. Καθιερώστε μια αντιστοιχία μεταξύ των χαρακτηριστικών του κυττάρου και του τύπου του: 1-προκαρυωτικό, 2-ευκαρυωτικό
Α) Τα μεμβρανικά οργανίδια απουσιάζουν
Β) Υπάρχει ένα κυτταρικό τοίχωμα μουρεΐνης
Γ) Το κληρονομικό υλικό αντιπροσωπεύεται από ένα νουκλεοειδές
Δ) Περιέχει μόνο μικρά ριβοσώματα
Ε) Το κληρονομικό υλικό αντιπροσωπεύεται από γραμμικό DNA
Ε) Η κυτταρική αναπνοή συμβαίνει στα μιτοχόνδρια

Απάντηση

Α1 Β1 Γ1 Δ1 Ε2 Ε2

8. Τα προκαρυωτικά κύτταρα διαφέρουν από τα ευκαρυωτικά κύτταρα
Α) η παρουσία νουκλεοειδούς στο κυτταρόπλασμα
Β) η παρουσία ριβοσωμάτων στο κυτταρόπλασμα
Γ) Σύνθεση ΑΤΡ στα μιτοχόνδρια
Δ) η παρουσία του ενδοπλασματικού δικτύου
Δ) η απουσία μορφολογικά διακριτού πυρήνα
Ε) η παρουσία κολπισμών της πλασματικής μεμβράνης, που εκτελούν τη λειτουργία των μεμβρανικών οργανιδίων

Πυρηνικά στοιχεία, ή νουκλεοειδή βακτηρίων. Τα βακτήρια ανήκουν σε προκαρυώτες, δηλαδή σε οργανισμούς που δεν περιέχουν μορφολογικά διακριτούς πυρήνες. Τα βακτήρια έχουν σώματα που ονομάζονται νουκλεοειδή ή σώματα χρωματίνης. Περιέχουν δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και λειτουργούν ως πυρήνας. Η κυτταρική διαίρεση προηγείται από τη διαίρεση διακριτών νουκλεοειδών σωμάτων, τα οποία μπορούν να ανιχνευθούν με συγκεκριμένες αντιδράσεις και μεθόδους χρώσης, ειδικά μετά από προκαταρκτική ειδική επεξεργασία των παρασκευασμάτων. Οι λειτουργίες της πυρηνικής συσκευής των βακτηρίων αντιστοιχούν στις λειτουργίες των πυρήνων των ευκαρυωτών, δηλαδή χρησιμεύουν ως φορείς των κληρονομικών χαρακτηριστικών του είδους και τα μεταβιβάζουν στους απογόνους[ ...]

Οι νουκλεοπρωτεΐνες αποτελούνται από πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα. Δεδομένου ότι τα νουκλεϊκά οξέα αρχικά απομονώθηκαν από φυτικά και ζωικά κύτταρα που περιείχαν πυρήνες (πυρήνας - πυρήνας), θεωρήθηκε ότι βρίσκονται μόνο στους πυρήνες. Αργότερα, με τη βοήθεια κυτταροχημικών μεθόδων, ανιχνεύθηκαν νουκλεϊκά οξέα, εκτός από χρωμοσώματα, σε μιτοχόνδρια, ριβοσώματα, σε ανεξάρτητα γενετικά στοιχεία - πλασμίδια και υαλόπλασμα.[ ...]

Εδώ το C είναι το κεντρικό νουκλεοειδές. - μια παράμετρος που χαρακτηρίζει τη δομή διαφόρων ογκοϊών, οι οποίοι μπορούν να αλλάξουν ως αποτέλεσμα εξωτερικών ή εσωτερικών επιδράσεων, αντίστοιχα, N και B - αντίστοιχα, τη συγκέντρωση ηλεκτρονίων και ιοντικών σχηματισμών που συνθέτουν τον ογκοϊό. m1 και m2 - αντίστοιχα, η συγκέντρωση των "εργαζομένων" ηλεκτρονίων και των ιοντικών συμπλεγμάτων P, - το προϊόν της φωτοθερμικής αντίδρασης. E - EMP ενέργεια. kT - θερμική ενέργεια.[ ...]

Κατά τη διαίρεση ενός βακτηριακού κυττάρου, δεν είναι δυνατό να δημιουργηθεί κάποια αναδιοργάνωση στο νουκλεοειδές του, συγκρίσιμη με την αναδιάταξη του πυρήνα κατά τη διαίρεση των κυττάρων πιο οργανωμένων οργανισμών. Τα θυγατρικά νουκλεοειδή σχηματίζονται ως αποτέλεσμα είτε της απολίνωσης του αρχικού νουκλεοειδούς είτε της απόκλισης υπό γωνία των δύο μισών του.[ ...]

CS - κυτταρικό τοίχωμα, CPM - κυτταροπλασματική μεμβράνη, Η - νουκλεοειδές.[ ...]

CS - κυτταρικό τοίχωμα, CPM - κυτταροπλασματική μεμβράνη, Η - νουκλεοειδές, FMS - δομές φωτοσυνθετικής μεμβράνης, Uvel, x 40 OOO.[ ...]

[ ...]

Στα βακτήρια, το DNA είναι λιγότερο πυκνό από ότι στους πραγματικούς πυρήνες. Ένα νουκλεοειδές δεν έχει μεμβράνη, πυρήνα ή σύνολο χρωμοσωμάτων. Το βακτηριακό DNA δεν σχετίζεται με τις κύριες πρωτεΐνες - τις ιστόνες - και ο νουκλεοσίδης βρίσκεται με τη μορφή μιας δέσμης ινιδίων.[ ...]

Τα νεαρά ταχέως διαιρούμενα κύτταρα των ανασρομπών περιέχουν νουκλεοειδή με τη μορφή αλτήρων ή μορφών σε σχήμα Υ (Εικ. 46). Πριν από τη δημιουργία σπορίων, η κυτταρική διαίρεση σταματά, αυξάνονται απότομα σε μέγεθος. Αυτή τη στιγμή, υπάρχει μια συσσώρευση μεγάλης ποσότητας αποθεματικού θρεπτικού συστατικού - granulosa - που εναποτίθεται με τη μορφή κόκκων, λόγω των οποίων το κυτταρόπλασμα γίνεται κοκκώδες και τα ίδια τα κύτταρα διογκώνονται, παίρνοντας τη μορφή λεμονιού (κλωστρίδια) (Εικ. 47-49) ή ένα τύμπανο (πλεκτρίδια) (Εικ. 50, 51). Μόνο σε ένα μέρος των πρωτεολυτικών αναερόβιων, τα κύτταρα δεν αλλάζουν την αρχική τους εμφάνιση, διατηρώντας το συνηθισμένο ραβδοειδές (βακιλιακό) σχήμα (Εικ. 52).[ ...]

Οι γενετικές πληροφορίες των βακτηρίων δεν περιορίζονται στο DNA που βρίσκεται στο νουκλεοειδές του βακτηριακού κυττάρου. Όπως ήδη σημειώθηκε στις προηγούμενες ενότητες του βιβλίου, τα εξωχρωμοσωμικά στοιχεία, τα οποία έλαβαν τη γενική ονομασία των πλασμιδίων, χρησιμεύουν επίσης ως φορείς κληρονομικών ιδιοτήτων. Σε αντίθεση με το DNA των πυρηνικών ισοδυνάμων, των νουκλεοειδών, τα οποία είναι τα οργανίδια ενός βακτηριακού κυττάρου, τα πλασμίδια είναι ανεξάρτητα γενετικά στοιχεία. Η απώλεια πλασμιδίων ή η απόκτησή τους δεν επηρεάζει τη βιολογία του κυττάρου (η απόκτηση πλασμιδίων έχει θετική επίδραση μόνο στον πληθυσμό συνολικά, αυξάνοντας τη βιωσιμότητα του είδους). Τα μεταδοτικά πλασμίδια είναι εκείνα που εκκινούν τις ιδιότητες των δοτών στα κύτταρα ξενιστές. Ταυτόχρονα, τα τελευταία λαμβάνουν μια νέα ποιότητα - την ικανότητα να συζευγνύονται με τα κύτταρα-δέκτες και να τους δίνουν τα πλασμίδια τους. Τα κύτταρα-δέκτες, αποκτώντας πλασμίδια κατά τη σύζευξη, μετατρέπονται τα ίδια σε δότες.[ ...]

Τα βακτήρια δεν έχουν τέτοιο πυρήνα όπως οι ανώτεροι οργανισμοί (ευκαρυώτες), αλλά έχουν το ανάλογό τους - το "πυρηνικό ισοδύναμο" - το νουκλεοειδές (βλ. Εικ. 2, 5), το οποίο είναι μια εξελικτικά πιο πρωτόγονη μορφή οργάνωσης της πυρηνικής ουσίας. Μικροοργανισμοί που δεν έχουν πραγματικό πυρήνα, αλλά έχουν το ανάλογό του, ανήκουν στους προκαρυώτες. Όλα τα βακτήρια είναι προκαρυωτικά. Στα κύτταρα των περισσότερων βακτηρίων, το μεγαλύτερο μέρος του DNA συγκεντρώνεται σε ένα ή περισσότερα σημεία. Στα ευκαρυωτικά κύτταρα, το DNA βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη δομή - τον πυρήνα. Ο πυρήνας περιβάλλεται από ένα κέλυφος-μεμβράνη[ ...]

Κατά τη μελέτη εξαιρετικά λεπτών τμημάτων σπορίων ευβακτηρίων, ήταν δυνατό να διαπιστωθεί ότι το κεντρικό τμήμα είναι γεμάτο με σπορόπλασμα που περιέχει πολλά νουκλεοειδή. Το σπορόπλασμα καλύπτεται με μια μεμβράνη που αποτελεί το εσωτερικό κάλυμμα, που ονομάζεται ιντίνα. Το εξωτερικό στρώμα είναι το κέλυφος του σπορίου, γεγονός που το καθιστά εξαιρετικά ανθεκτικό στις επιδράσεις των αντιδραστηρίων, καθιστώντας τα σπόρια δύσκολο να λεκιαστούν. Δεν εμφανίζεται σε βλαστικά βακτηριακά κύτταρα. Ωστόσο, ορισμένοι συγγραφείς εγχειριδίων μικροβιολογίας πιστεύουν χωρίς λόγο ότι τα τοιχώματα των σπορίων δεν περιέχουν ενώσεις χαρακτηριστικές των τοιχωμάτων των φυτικών κυττάρων και αποτελούνται από άλλες ουσίες. Προτείνεται ότι το άλας ασβεστίου του διαμινοπιμελικού οξέος, το οποίο αποτελεί μέρος του κελύφους των ανθεκτικών στη θερμότητα σπορίων, καθορίζει εν μέρει τη θερμική αντίσταση των σπορίων.[ ...]

Το πρώτο σημάδι της έναρξης του σχηματισμού σπορίων είναι μια αλλαγή στη μορφολογία των νουκλεοειδών, που παίρνουν τη μορφή σφαιρικών σωμάτων. Περαιτέρω, αρκετά νουκλεοειδή πλησιάζουν σε έναν από τους πόλους του κυττάρου, συγχωνεύονται και σχηματίζουν έναν διαμήκως τοποθετημένο σύνθετο (πυρηνικό) κλώνο χρωματίνης (Εικ. 53, 54 και σχήμα 1 στον Πίνακα 32).[ ...]

Τα αναερόβια, όπως και άλλα βακτήρια, δεν έχουν έναν πραγματικό πυρήνα που περιβάλλεται από μια μεμβράνη και διαθέτει ένα σύνολο χρωμοσωμάτων, πυρήνα και πυρηνικό χυμό. Αντίθετα, υπάρχει ένα ανάλογο του πυρήνα - το νουκλεοειδές. Συχνά, το νουκλεοειδές ονομάζεται απλώς πλάσμα που περιέχει DNA (Εικ. 43).[ ...]

Η θεμελιώδης δομή των κυττάρων κόκκων στο σύνολό τους δεν διαφέρει από αυτή άλλων προκαρυωτικών μικροοργανισμών. Τα κύτταρα κόκκου αποτελούνται από ένα κυτταρικό τοίχωμα, μια κυτταροπλασματική μεμβράνη, κυτταρόπλασμα με διάφορα εγκλείσματα και ένα νουκλεοειδές.[ ...]

Το DNA σε κύτταρα E. coli αντιπροσωπεύεται από ένα μονόκλωνο κυκλικό μόριο, m.m περίπου 2 x 10®, που είναι περίπου 3 x 10® ζεύγη βάσεων αζώτου. Εκτελεί το ρόλο ενός λειτουργικά ενεργού χρωμοσώματος, που ονομάζεται νουκλεοειδές. Το τελευταίο είναι μια απλοειδής δομή. Δεδομένου ότι η απόσταση μεταξύ των ζευγών αζωτούχων βάσεων στο DNA του E. coli είναι περίπου 3,4 Ä, το μήκος περιγράμματος του μορίου DNA αυτού του είδους είναι περίπου OD cm, το οποίο υπερβαίνει το μήκος του κυττάρου που το περιέχει κατά περίπου 600 φορές, και το διάμετρος είναι μόνο 20 Α (η διάμετρος ενός μεμονωμένου κυττάρου E. coli είναι περίπου 0,75). Ως εκ τούτου, πιστεύεται ότι το χρωμόσωμα (DNA) μέσα στα βακτήρια αυτού του είδους υπάρχει με τη μορφή ενός «διπλωμένου γονιδιώματος», που καταλαμβάνει το 1/6 του κυτταρικού όγκου, δηλαδή σε μια διπλωμένη (στριμμένη) μορφή με τη μορφή περίπου 50 βρόχους, καθένας από τους οποίους είναι σε υπερστριμμένη μορφή. Δεδομένου ότι το «διπλωμένο γονιδίωμα» μπορεί να αποσταθεροποιηθεί με θεραπεία με RNase, πιστεύεται ότι περιλαμβάνει επίσης RNA. Επιπλέον, στη σύνθεσή του έχουν βρεθεί πρωτεΐνες χαμηλού μοριακού βάρους, ο ρόλος των οποίων δεν έχει ακόμη διευκρινιστεί.[ ...]

Τα εξαιρετικά μικρά μεγέθη κυττάρων είναι χαρακτηριστικό, αλλά όχι το κύριο χαρακτηριστικό των βακτηρίων. Όλα τα βακτήρια αντιπροσωπεύονται από έναν ειδικό τύπο κυττάρων, χωρίς πραγματικό πυρήνα, που περιβάλλονται από μια πυρηνική μεμβράνη. Ένα ανάλογο του πυρήνα στα βακτήρια είναι το νουκλεοειδές - πλάσμα που περιέχει DNA, που δεν διαχωρίζεται από το κυτταρόπλασμα με μεμβράνη. Επιπλέον, τα βακτηριακά κύτταρα χαρακτηρίζονται από την απουσία μιτοχονδρίων, χλωροπλαστών, καθώς και από ειδική δομή και σύνθεση μεμβρανικών δομών και κυτταρικών τοιχωμάτων. Οι οργανισμοί των οποίων τα κύτταρα στερούνται αληθινού πυρήνα ονομάζονται προκαρυωτικοί (προπυρηνικοί) ή πρωτοκύτταρα (δηλαδή οργανισμοί με πρωτόγονη κυτταρική οργάνωση).[ ...]

Ο πρωτοπλάστης της κυανοφυκίας δεν έχει πυρήνα, όπως ο πρωτοπλάστης των βακτηρίων. Στον πρωτοπλάστη διακρίνεται ένα πιο διαφανές άχρωμο τμήμα - το κεντρόπλασμα - και το περιφερειακό, που περιέχει χρωστικές - το χρωματόπλασμα. Στο κεντρόπλασμα υπάρχουν πιο συμπαγείς περιοχές, ή νουκλεοειδή, που είναι πυρηνικά ισοδύναμα, στα οποία βρίσκονται DNA και RNA Τα κυανόφυτα κύτταρα έχουν κοιλότητες γεμάτες με κενοτόπια αερίου - αερίου. Κάτω από το μικροσκόπιο, μοιάζουν με μαύρα σώματα. είναι φυσικά για τα πλαγκτονικά γένη, καθώς συμβάλλουν στην παραμονή τους σε αναστολή. Δεν υπάρχουν δομές που να περιέχουν χρωστικές στο κεντρόπλασμα. Τα νουκλεοειδή των γαλαζοπράσινων φυκών δεν διαχωρίζονται από το κυτταρόπλασμα από το πυρηνικό περίβλημα με τον ίδιο τρόπο όπως στα βακτήρια.[ ...]

Σε βακτήρια, παρατηρείται μερικές φορές σεξουαλική αναπαραγωγή.Μια ηλεκτρονική μικροσκοπική μελέτη της Escherichia coli κατέστησε δυνατή την ανίχνευση πρστοπλασματικών γεφυρών μεταξύ ζευγαριών αυτού του βακτηρίου, με το ένα από τα κύτταρα να είναι αρσενικό και το άλλο θηλυκό. Σε αυτή την περίπτωση, συμβαίνει μερική μεταφορά του νουκλεοειδούς δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος από το αρσενικό κύτταρο στο θηλυκό.[ ...]

Από όλα όσα ειπώθηκαν, προκύπτει ότι ο τόπος σύνθεσης των πρωτεϊνών και όλων των ενζύμων στο κύτταρο είναι τα ριβοσώματα. Μεταφορικά, πρόκειται για «εργοστάσια» της πρωτεΐνης, σαν να λέγαμε, ένα κατάστημα συναρμολόγησης, όπου παρέχονται όλα τα απαραίτητα υλικά για τη συναρμολόγηση της πολυπεπτιδικής αλυσίδας της πρωτεΐνης και τα αμινοξέα. Η φύση της συντιθέμενης πρωτεΐνης εξαρτάται από τη δομή του i-RNA, από τη σειρά διάταξης των νουκλεοειδών σε αυτό, και η δομή του i-RNA αντανακλά τη δομή του DNA, έτσι ώστε τελικά η ειδική δομή της πρωτεΐνης, δηλαδή η σειρά με την οποία είναι διατεταγμένα διάφορα αμινοξέα σε αυτό, εξαρτάται από τη σειρά διάταξης των νουκλεοειδών στο DNA, από τη δομή του DNA.[ ...]

Δεν υπάρχει ακόμη συναίνεση σχετικά με το ζήτημα των πυρηνικών δομών των βακτηρίων. Η παρουσία πυρηνικής ουσίας που αποτελείται κυρίως από δεσοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) είναι αναμφισβήτητη.Σύμφωνα με ορισμένους ερευνητές, η πυρηνική ουσία στα βακτηριακά κύτταρα βρίσκεται σε διάχυτη (ψεκασμένη) κατάσταση. Άλλοι επιστήμονες βρήκαν έναν διαφοροποιημένο (απομονωμένο) πυρήνα. Η ηλεκτρονική μικροσκοπία κατέστησε δυνατή την αναγνώριση πυρηνόμορφων σχηματισμών σε ορισμένους τύπους βακτηρίων - νουκλεοειδών (από το λατ. piyeue - πυρήνας). Ωστόσο, σε σύγκριση με τους πυρήνες των κυττάρων ανώτερων οργανισμών, αυτοί οι σχηματισμοί έχουν απλούστερη δομή. Τα νουκλεοειδή δεν διαχωρίζονται από το κυτταρόπλασμα με μεμβράνη και επομένως δεν έχουν μόνιμο σχήμα.[ ...]

Μια μεγάλη ποικιλία γεωγραφικών και οικολογικών συνθηκών, μέσα στις οποίες ορισμένοι τύποι μικροοργανισμών μπορούν να εξαπλωθούν και να υπάρχουν στη φύση, αφήνει επίσης το σημάδι της στη χημική σύνθεση των κυττάρων και αντανακλάται στις βιοχημικές λειτουργίες του μικροβιακού πληθυσμού. Οι σύγχρονες μέθοδοι εργαστηριακού πειράματος καθιστούν δυνατή τη διαίρεση ενός μικροβιακού κυττάρου στα οργανίδια του και τη χωριστή μελέτη της χημικής σύστασης μαστιγίων, μεμβρανών, πρωτοπλάστων, μεμβρανών, ριβοσωμάτων, νουκλεοειδών, καθώς και των περιεχομένων του πρωτοπλάστη: διάφορα αποθεματικά θρεπτικά συστατικά - γλυκογόνο, πτητικότητας, λίπη, χρωστικές, βιταμίνες και άλλους μεταβολίτες.[ ...]

Οι κληρονομικές ιδιότητες των βακτηρίων ή των επιμέρους χαρακτηριστικών κωδικοποιούνται σε μονάδες κληρονομικότητας - γονίδια, που βρίσκονται γραμμικά στο χρωμόσωμα κατά μήκος του κλώνου του DNA. Επομένως, ένα γονίδιο είναι ένα θραύσμα ενός κλώνου DNA Κάθε χαρακτηριστικό αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο γονίδιο και συχνά σε ένα ακόμη μικρότερο τμήμα DNA - ένα κωδικόνιο. Με άλλα λόγια, πληροφορίες για όλες τις ιδιότητες των βακτηρίων βρίσκονται σε γραμμική σειρά στον κλώνο του DNA. Ωστόσο, τα βακτήρια έχουν ένα άλλο χαρακτηριστικό. Οι πυρήνες των ευκαρυωτικών συνήθως περιέχουν πολλά χρωμοσώματα, ο αριθμός τους στον πυρήνα είναι σταθερός σε κάθε είδος. Το βακτηριακό νουκλεοειδές περιέχει μόνο έναν δακτύλιο κλώνου DNA, δηλαδή ένα χρωμόσωμα. Ωστόσο, το άθροισμα των κληρονομικών χαρακτηριστικών ενός βακτηριακού κυττάρου δεν εξαντλείται από το απόθεμα πληροφοριών που περιέχονται σε ένα χρωμόσωμα ή σε μια δακτυλιοειδή κλειστή δίκλωνη έλικα DNA. Τα πλασμίδια περιέχουν DNA, το οποίο μεταφέρει επίσης γενετικές πληροφορίες που μεταδίδονται από το μητρικό κύτταρο στο θυγατρικό κύτταρο[ ...]

Το κεντρόπλασμα των κυανοπράσινων κυττάρων φυκιών αποτελείται από υαλόπλασμα και διάφορες ράβδους, ινίδια και κόκκους. Τα τελευταία είναι στοιχεία χρωματίνης που βάφονται με πυρηνικές βαφές. Το υαλόπλασμα και τα στοιχεία χρωματίνης γενικά μπορούν να θεωρηθούν ανάλογο του πυρήνα, καθώς αυτά τα στοιχεία περιέχουν DNA. κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης, διαιρούνται κατά μήκος και τα μισά κατανέμονται εξίσου μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων. Όμως, σε αντίθεση με έναν τυπικό πυρήνα, στα κύτταρα των γαλαζοπράσινων φυκών γύρω από τα στοιχεία της χρωματίνης δεν είναι ποτέ δυνατός ο εντοπισμός της πυρηνικής μεμβράνης και των πυρήνων. Περιέχει επίσης ριβοσώματα που περιέχουν RNA, κενοτόπια και πολυφωσφορικούς κόκκους.[ ...]

Η αποφασιστική άμεση απόδειξη του γενετικού κανόνα του DNA δόθηκε από την ανάπτυξη μεθόδων γενετικής μηχανικής, που κατέστησαν δυνατό τον σχεδιασμό μορίων ανασυνδυασμένου DNA με επιθυμητές ιδιότητες. Μέχρι σήμερα, οι δυνατότητες της γενετικής μηχανικής έχουν δείξει το παράδειγμα της κλωνοποίησης πολλών γονιδίων διαφόρων οργανισμών. Όσον αφορά τα περιστασιακά στοιχεία, είναι γνωστά εδώ και πολύ καιρό και υπάρχουν αρκετά από αυτά. Το DNA χαρακτηρίζεται από συγκεκριμένο εντοπισμό στα κύτταρα, αφού βρίσκεται μόνο στους κυτταρικούς πυρήνες (χρωμοσώματα), στα μιτοχόνδρια (στα ζώα) και στους χλωροπλάστες (στα φυτά). Σε πολλούς μικροοργανισμούς, το DNA εντοπίζεται μόνο στην πυρηνική περιοχή (νουκλεοειδές) ή στο κυτταρόπλασμα με τη μορφή πλασμιδίων. Για οργανισμούς κάθε είδους, μια ορισμένη ποσότητα DNA ανά κύτταρο είναι χαρακτηριστική (Πίνακας 10).[ ...]

Τα κύτταρα υφών περιέχουν έναν ή περισσότερους πυρήνες. Σε ορισμένους φυτομύκητες, ένα σποραγγειοφόρο κύτταρο μπορεί να περιέχει πολλές δεκάδες ή και εκατοντάδες πυρήνες. Ο πολυπυρήνας παρατηρείται και στα κονιδιοφόρα των ασκομυκήτων· στους βασιδιομύκητες είναι λιγότερο έντονο. Η δομή του πυρήνα στους μύκητες είναι χαρακτηριστική των ευκαρυωτών σε φυτικούς οργανισμούς. Ο πυρήνας καλύπτεται με ένα κέλυφος - πυρηνόλημα - και έχει έναν πυρήνα και μια ουσία χρωματίνης ή νήμα χρωματίνης, που διασπάται σε ένα συγκεκριμένο ηλικιακό στάδιο του κυττάρου σε έναν σταθερό αριθμό χρωμοσωμάτων εγγενών σε κάθε γένος. Η παρουσία πυρηνικής μεμβράνης στους πυρήνες των ευκαρυωτικών μικροοργανισμών (μύκητες και φύκια) είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα της δομής των κυττάρων τους. Τα νουκλεοειδή των προκαρυωτικών μικροοργανισμών στερούνται μεμβρανών και τα νήματα της χρωματίνης δεν διασπώνται σε χρωμοσώματα[ ...]

Το κυτταρόπλασμα είναι ένα κολλοειδές διάλυμα, η διεσπαρμένη φάση του οποίου είναι σύνθετες πρωτεϊνικές ενώσεις και ουσίες κοντά στα λίπη, και το μέσο διασποράς είναι το νερό. Σε ορισμένες μορφές βακτηρίων, το κυτταρόπλασμα περιέχει εγκλείσματα - σταγονίδια λίπους, θείο, γλυκογόνο κ.λπ. Μόνιμα συστατικά των βακτηριακών κυττάρων είναι ειδικές εκβολές της κυτταροπλασματικής μεμβράνης - μεσοσώματα, που περιέχουν ενζυμικά οξειδοαναγωγικά συστήματα. Σε αυτούς τους σχηματισμούς, υπάρχουν κυρίως διεργασίες που σχετίζονται με την αναπνοή των βακτηρίων. Σε μικρά εγκλείσματα - ριβοσώματα που περιέχουν ριβονουκλεϊκό οξύ, πραγματοποιείται βιοσύνθεση πρωτεϊνών. Τα περισσότερα βακτηριακά είδη δεν έχουν ξεχωριστό πυρήνα. Η πυρηνική ουσία, που αντιπροσωπεύεται από το DNA, δεν διαχωρίζεται από το κυτταρόπλασμα και σχηματίζει ένα νουκλεοειδές. Η μεταφορά ουσιών απαραίτητων για τη ζωή του κυττάρου και η απομάκρυνση των μεταβολικών προϊόντων πραγματοποιείται μέσω ειδικών καναλιών και κοιλοτήτων, που διαχωρίζονται από το κυτταρόπλασμα με μια μεμβράνη που έχει την ίδια δομή με την κυτταροπλασματική. Αυτός ο δομικός σχηματισμός ονομάζεται ενδοπλασματικό δίκτυο (δικτύωμα).

Αρχικά, τα βακτήρια θεωρούνταν οι απλούστερες μορφές ζωής, αναφερόμενοι στα ζώα. Μόνο με την εμφάνιση βελτιωμένων μικροσκοπίων, νέων μεθόδων στο ερευνητικό έργο, οι επιστήμονες μπόρεσαν να εξερευνήσουν πλήρως τα κύτταρα των βακτηρίων και να ανακαλύψουν τον βιολογικό ρόλο κάθε κυτταρικής δομής. Ήταν δυνατό να διαπιστωθεί ότι τα βακτηριακά κύτταρα έχουν μια διατεταγμένη δομή και καθένα από τα βακτήρια είναι ένα ξεχωριστό άτομο που δεν έχει βασική ομοιότητα με τα ζώα.

Μπορεί να διακρίνει μεταξύ μόνιμων και προσωρινών κυτταρικών δομών. Τα κυριότερα, πολλά από τα οποία βρίσκονται επίσης σε ζωικά κύτταρα, περιλαμβάνουν:

• κυτταρικό τοίχωμα;
• κυτταροπλασματική μεμβράνη;
• κυτόπλασμα;
• νουκλεοειδές (πυρηνική συσκευή);
• εγκλείσματα?
• ριβοσώματα.

Οι προσωρινές περιλαμβάνουν:

• μεσοσωμα?
• σταγονίδια λίπους?
• ήπιε (λάχνες)?
• θυλακοειδή;
• μαστίγια;
• χρωματοφόρα;
• πολυσακχαρίτες.

Μεταξύ της μεμβράνης, που βρίσκεται επίσης στα ζώα, και της κάψουλας βρίσκεται ένα κυτταρικό τοίχωμα. Λόγω της πυκνότητάς του, λειτουργεί ως σκελετός. Είναι αόρατο χωρίς ειδικό μικροσκόπιο. Είναι απαραίτητο τα κύτταρα να διατηρήσουν το μόνιμο σχήμα τους. Έτσι, για παράδειγμα, είναι ξεκάθαρα ορατό σε ένα τόσο μεγάλο βακτήριο όπως το Beggiatoa mirabilis. Τα βακτήρια σε σχήμα L και το μυκόπλασμα δεν έχουν τέτοιο τοίχωμα, άλλα είδη έχουν. Καταλαμβάνει το 20% του συνολικού βάρους του μικροοργανισμού, το πάχος του είναι περίπου 50 nm.

Το κυτταρικό τοίχωμα είναι απαραίτητο για τα βακτήρια να:

• προστασία από αρνητικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες·
• συμμετοχή σε διαδικασίες ανταλλαγής·
• διαδικασία σχάσης?
• μεταφορά μεταβολιτών?
• επιλεκτική πρόσληψη θρεπτικών συστατικών.

Αφού εξέτασαν τα τμήματα, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι είναι διαποτισμένο από πόρους μέσω των οποίων εισέρχονται θρεπτικά συστατικά και απομακρύνονται από το κύτταρο. Ο ίδιος ο τοίχος είναι στρωμένος και η συμπίεση και το πάχος είναι τα ίδια σε όλο το κελί.

Το πλάσμα διαχωρίζει το κυτταρόπλασμα από το κυτταρικό τοίχωμα. Είναι μια ημιπερατή κατασκευή που αποτελείται από τρία στρώματα. Από τη συνολική ξηρή ουσία είναι 8-15%. Βασικά, η σύνθεσή του αποτελείται από πρωτεΐνες (50-70%) και λιπίδια (20-50%).

Στη ζωή ενός κυττάρου, οι λειτουργίες του είναι οι εξής:

• παίζει το ρόλο του εμποδίου.
• συμμετέχει σε μεταβολικές διεργασίες.
• έχει επιλεκτική απόδοση.
• συμμετέχει στην ανάπτυξη των κυττάρων.

Όταν το κύτταρο μεγαλώνει, η κυτταροπλασματική μεμβράνη δημιουργεί ιδιόμορφες προεξοχές, οι οποίες ονομάζονται μεσοσώματα. Η λειτουργία τους δεν έχει ακόμη πλήρως εδραιωθεί, αλλά πολλοί επιστήμονες έχουν προτείνει ότι είναι απαραίτητα για τις αναπνευστικές και μεταβολικές διεργασίες.

Κυτόπλασμα

Ο κύριος όγκος ολόκληρου του βακτηρίου καταλαμβάνεται από το κυτταρόπλασμα, το οποίο υπάρχει και στα ζώα, το οποίο είναι μια ημι-υγρή μάζα, στην οποία περίπου το 90% του νερού. Το κυτταρόπλασμα αποτελείται από το κυτταρόπλασμα και περιλαμβάνει τα ακόλουθα συστατικά:

• ριβοσώματα;
• διάφορα εγκλείσματα?
• ένζυμα;
• εσωτερικές μεμβράνες?
• πυρηνικό συστατικό·
• διαλυτά στοιχεία RNA.
• μεταβολικά προϊόντα.

Δημιουργεί την εσωτερική κοιλότητα του κυττάρου και εξασφαλίζει τη διασύνδεση μεταξύ όλων των συστατικών του.

Νουκλεοειδές

Τα ζώα και όλοι οι ευκαρυώτες έχουν πυρήνα, αλλά τα βακτήρια δεν έχουν. Το νουκλεοειδές είναι το πρωτότυπο του πυρήνα. Είναι ένα δίκλωνο DNA, διπλωμένο σε πηνίο και βρίσκεται ελεύθερα στην κεντρική ζώνη. Σε αντίθεση με τα ζωικά κύτταρα, τα βακτήρια δεν έχουν καλά καθορισμένο πυρήνα. Το νουκλεοειδές δεν έχει πυρήνες, πυρηνικό περίβλημα και βασικές πρωτεΐνες, ενώ τα ζωικά κύτταρα έχουν.

Παρά το γεγονός ότι το νουκλεοειδές δεν έχει πολλά χαρακτηριστικά του πυρήνα, συνήθως αναφέρεται ως ξεχωριστή δομή του κυττάρου. Συχνά το νουκλεοειδές αποτελείται από ξεχωριστά μέρη. Αυτή η ιδιαιτερότητά του εξηγείται από το γεγονός ότι είναι ο φορέας της γενετικής πληροφορίας και από τον τρόπο που συμβαίνει η πραγματική κυτταρική διαίρεση. Σε πολλούς τύπους προκαρυωτών, εκτός από το νουκλεοειδές που εκτελεί τη λειτουργία του πυρήνα, υπάρχουν και πλασμίδια, τα οποία είναι μόρια DNA και χαρακτηρίζονται από την ικανότητα ανανέωσης.

Ριβοσώματα

Τα ριβοσώματα ονομάζονται ριβονουκλεϊκά σωματίδια που έχουν σχήμα σφαίρας και διάμετρο 15 έως 20 nm. Τα κύτταρα πολλών βακτηρίων έχουν 5-20 χιλιάδες ριβοσώματα. Σε ένα μόριο RNA υπάρχουν πολλά ριβοσώματα διασυνδεδεμένα σύμφωνα με την αρχή των σφαιριδίων σε ένα κόσμημα. Τα ριβοσώματα που συνδυάζονται με αυτόν τον τρόπο ονομάζονται πολυσώματα. Η κύρια λειτουργία των ριβοσωμάτων είναι η πρωτεϊνοσύνθεση, η οποία είναι η πιο σημαντική διαδικασία στη ζωή των βακτηρίων και των ζώων.

Κάψουλα

Εκτός από τις κύριες δομές, στερεά, αέρια και υγρά εγκλείσματα απομονώνονται στο κυτταρόπλασμα - αυτά είναι προϊόντα μεταβολικών διεργασιών και παροχή θρεπτικών συστατικών.

Η κάψουλα είναι ένας βλεννογόνος που έχει σαφείς οριοθετήσεις από το περιβάλλον και συνδέεται στενά με το κυτταρικό τοίχωμα. Δεν υπάρχει τέτοιο οργανίδιο στα ζωικά κύτταρα. Μπορείτε να το δείτε μόνο κάτω από ένα ειδικό μικροσκόπιο φωτός με χρώση. Δεν είναι οργανίδιο του κυττάρου που σχηματίζει ζωή· όταν χαθεί, ο μικροοργανισμός δεν χάνει τη βιωσιμότητά του. Σε ένα βακτήριο όπως το leuconostoc, περισσότερα από ένα μικροβιακά κύτταρα περιλαμβάνονται σε μία κάψουλα. Τα αντιγόνα συγκεντρώνονται στην κάψουλα, τα οποία καθορίζουν την ιδιαιτερότητα, τη λοιμογόνο δύναμη και την ικανότητα να επάγουν μια ανοσολογική απόκριση των βακτηρίων.

Προστατεύει επίσης τον μικροοργανισμό από τέτοιες αρνητικές επιπτώσεις:

• ξήρανση;
• μηχανική κρούση?
• λοιμώξεις.

Σε πολλά είδη, η προσκόλληση του μικροοργανισμού στο θρεπτικό μέσο είναι απαραίτητη χωρίς αυτό.

Οργανίδια κίνησης

Για να μετακινούνται, τα βακτήρια έχουν ειδικά οργανίδια - μαστίγια, τα οποία βρίσκονται επίσης στα πρωτόζωα. Αποτελούνται από μόρια πρωτεΐνης και μοιάζουν με λεπτές, νηματώδεις, επιμήκεις δομές. Το μήκος του ίδιου του μαστιγίου είναι αρκετές φορές μεγαλύτερο από τον μικροοργανισμό. Τα μαστίγια έχουν μήκος 3 έως 12 μm και πάχος 12 έως 20 nm. Στερεώνονται στην κυτταροπλασματική μεμβράνη με τη βοήθεια ειδικών δίσκων. Μπορείτε να τα δείτε μόνο κάτω από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο ή μετά από προεπεξεργασία με χρωστικές παρασκευές κάτω από ελαφρύ μικροσκόπιο. Δεν παρέχουν τη ζωή του μικροοργανισμού και ο αριθμός τους σε διαφορετικά άτομα μπορεί να κυμαίνεται από 1 έως 50. Ανάλογα με το πού είναι προσκολλημένα τα μαστίγια, διακρίνουν:

• Μονότριχο, με ένα μαστίγιο.
• αμφίτριχο, που έχει δύο ή πολλά κομμάτια συλλεγμένα σε μια δέσμη, που βρίσκονται πολικά το ένα σε σχέση με το άλλο.
• Lophotrichous, έχουν μια δέσμη στη μία πλευρά?
• περιτριχώδη, έχουν μαστίγια σε όλο το μήκος του κυττάρου.
• ατρίχια, δεν έχουν καθόλου μαστίγια.

Βρίσκονται κυρίως σε μικροοργανισμούς με ελικοειδή μορφή και ζουν σε υγρό μέσο, ​​κατ' εξαίρεση, βρίσκονται σε κόκκους. Η κίνηση των βακτηρίων, κατά κανόνα, είναι ακανόνιστη, αλλά υπό την επίδραση εξωτερικών παραγόντων, κάνουν μια κίνηση που έχει μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, που ονομάζεται ταξί.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι σκόπιμων κινήσεων:

• χημειοταξία - όταν στο εξωτερικό περιβάλλον υπάρχει διαφορετικός κορεσμός με χημικές ουσίες.
• aerotaxis ─ διάφορες συσσώρευση οξυγόνου.
• φωτοταξία ─ ποικίλοι βαθμοί φωτισμού.
• Η μαγνητοταξία είναι η ικανότητα απόκρισης σε ένα μαγνητικό πεδίο.

Villi

Οι λάχνες είναι κάπως πιο κοντές από τα μαστίγια και υπάρχουν τόσο σε κινητικούς όσο και σε μη κινητικούς μικροοργανισμούς. Μπορούν να φανούν μόνο με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Στην επιφάνεια τους μπορεί να είναι από χίλιες έως εκατοντάδες χιλιάδες. Είναι δύο τύπων: συνηθισμένα και σεξουαλικά. Οι συνηθισμένες λάχνες είναι υπεύθυνες για την προσκόλληση, την πρόσφυση και το μεταβολισμό νερού-αλατιού. Τα γεννητικά όργανα είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά κληρονομικών πληροφοριών.

αμφισβήτηση

Αυτοί οι σχηματισμοί, που δεν είναι χαρακτηριστικός των ζωικών κυττάρων, έχουν ωοειδές σχήμα και μέγεθος από 0,8 έως 1,5 μικρά. Υπάρχουν δύο τύποι σπορίων: οι βάκιλλοι που δεν ξεπερνούν το μέγεθος του ίδιου του βακτηρίου και τα κλωστρίδια που είναι μεγαλύτερα από το ίδιο το βακτήριο. Μπορούν να βρίσκονται στο κεντρικό τμήμα του κελιού, προς το τέλος και στο τέλος. Όλα τα βακτήρια έχουν την ίδια δομή σπορίων. Στο κέντρο βρίσκεται το σπορόπλασμα, το οποίο περιλαμβάνει πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα. Έχει φορέα κληρονομικών πληροφοριών, ριβοσώματα και αμυδρά εκφρασμένη μεμβράνη. Το πολυστρωματικό κέλυφος προστατεύει τα σπόρια από αρνητικές επιπτώσεις και το καθιστά σταθερό. Ο κύριος σκοπός των σπορίων είναι να διατηρούν τα βακτήρια ζωντανά, παρά τις αντίξοες συνθήκες όπως η υψηλή θερμοκρασία και η χημική επεξεργασία. Μπορούν να μείνουν αδρανείς για εκατοντάδες χρόνια.

Μια βαθιά μελέτη της δομής των βακτηριακών κυττάρων έδωσε τη δυνατότητα στην ανθρωπότητα να καταπολεμήσει πολλές ασθένειες και να τις εφαρμόσει σε διάφορους τομείς της δραστηριότητάς της.

Το βακτηριακό νουκλεοειδές μοιάζει με μια διάχυτη μάζα DNA, αλλά χαρακτηρίζεται από υψηλή τάξη και μη τυχαία διάταξη γονιδίων.

Τα βακτήρια δεν έχουν νουκλεοσώματα, αλλά η οργάνωση του DNA υποβοηθάται από διάφορες πρωτεΐνες που σχετίζονται με το νουκλεοειδές

Ακριβώς όπως λαμβάνει χώρα για τον πυρήνα και το κυτταρόπλασμα ενός ευκαρυωτικού κυττάρου, στα βακτήρια, η μεταγραφή λαμβάνει χώρα σε ολόκληρη τη μάζα του νουκλεοειδούς, μετάφραση - στην περιφερειακή ζώνη του.

Η RNA πολυμεράση παίζει σημαντικό ρόλο στην οργάνωση των νουκλεοειδών.

Θεμελιώδης διαφορά κύτταραπροκαρυωτικά από ευκαρυωτικά κύτταρα είναι η απουσία πυρηνικού περιβλήματος. Η παρουσία πυρηνικής μεμβράνης στους ευκαρυώτες προβλέπει την ύπαρξη διαμερισμάτων που διαχωρίζουν τις διαδικασίες μεταγραφής και μετάφρασης. Στα προκαρυωτικά, αυτές οι διεργασίες δεν διαχωρίζονται από μια μεμβράνη και το mRNA μπορεί να μεταφραστεί κατά τη μεταγραφή. Η ταυτόχρονη εμφάνιση αυτών των διεργασιών έχει σημαντικές συνέπειες για τη ρύθμιση της δραστηριότητας ορισμένων γονιδίων.

Όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα, χρωμοσωμικό DNAΤα βακτήρια έχουν την εμφάνιση μιας άμορφης μάζας, ενός νουκλεοειδούς που καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος του όγκου στο κέντρο του κυτταροπλάσματος. Ένα νουκλεοειδές αποτελείται από χρωμοσωμικό DNA και τις σχετικές πρωτεΐνες του. Τα βακτήρια δεν περιέχουν νουκλεοσώματα, τα οποία εμπλέκονται στη συσκευασία του DNA των ευκαρυωτικών και των αρχαϊκών χρωμοσωμάτων. Ωστόσο, το βακτηριακό DNA είναι συμπαγές και γεμάτο με πολυάριθμες πρωτεΐνες που σχετίζονται με νουκλεοειδή, οι οποίες παρατίθενται στο παρακάτω σχήμα.

Από τα σημαντικότερα από αυτά πρωτεΐνεςπεριλαμβάνουν τοποϊσομεράσες. Ελέγχουν την υπερέλιξη του DNA, που παίζει σημαντικό ρόλο στη συμπίεσή του, και διασφαλίζουν τη ροή διαδικασιών όπως η αντιγραφή και η μεταγραφή, που απαιτούν το ξετύλιγμα του μορίου του DNA. Οι πρωτεΐνες της οικογένειας SMC, οι οποίες διατηρούν τη δομική οργάνωση των χρωμοσωμάτων, εμπλέκονται επίσης στην οργάνωση του νουκλεοειδούς. Αυτό αποδεικνύεται από τον φαινότυπο των αντίστοιχων μεταλλαγμένων, αλλά ο συγκεκριμένος μηχανισμός συμμετοχής τους παραμένει ασαφής.

Πρωτεΐνες σε ευκαρυωτικά κύτταρα κοντά στο SMC, συμμετέχουν στη σύνδεση των χρωμοσωμάτων μεταξύ τους και στη συμπύκνωση τους στη μίτωση και τη μείωση. Αυτές οι πρωτεΐνες ποικίλης φύσης, που σχετίζονται με το νουκλεοειδές, εμπλέκονται στη διατήρηση του απαιτούμενου επιπέδου υπερέλιξης και συμπίεσης του. Ωστόσο, μένει να δούμε πώς επιτυγχάνεται και διατηρείται μια τέτοια κατάσταση ομοιόστασης νουκλεοειδών.

Αν και το νουκλεοειδές έχει άμορφη δομή, μεμονωμένα γονίδια είναι διατεταγμένα σε αυτό με τακτοποιημένο τρόπο. Η θέση των γονιδίων στο νουκλεοειδές αντανακλά τη σχετική θέση τους στον χάρτη των χρωμοσωμάτων. Ευτυχώς, η πρώτη επιβεβαίωση αυτού ελήφθη με τη μελέτη των ιδιοτήτων των μεταλλαγμάτων B. subtilis ελαττωματικών στο γονίδιο spoIIIE. Το μετάλλαγμα αυτού του οργανισμού δεν είναι σε θέση να διαχωρίσει σωστά το χρωμόσωμα κατά τη διάρκεια της ασύμμετρης διαίρεσης που συνοδεύει τα πρώιμα στάδια του σχηματισμού σπορίων. Αντίθετα, το διάφραγμα διαίρεσης κλείνει γύρω από ένα αντίγραφο του χρωμοσώματος. Σε αυτό το μεταλλαγμένο, ορισμένα γονίδια πέφτουν σχεδόν πάντα σε ένα μικρό διαμέρισμα κοντά στον πόλο, ενώ άλλα πάντα αποκλείονται από αυτό.

Αυτή η παρατήρηση επιτρέπει υποθέτωότι πριν από τη διαίρεση, το χρωμόσωμα βρίσκεται πάντα σε μια συγκεκριμένη θέση και σε έναν συγκεκριμένο προσανατολισμό.

Τα άμεσα δεδομένα ελήφθησαν στο έρευναχρησιμοποιώντας in situ υβριδισμό και φθορίζουσα επισήμανση (FISH). Αυτή η μέθοδος σάς επιτρέπει να παρακολουθείτε απευθείας τη θέση στο κύτταρο ορισμένων γονιδίων. Ωστόσο, κατά τη χρήση του, πριν από τον υβριδισμό του ανιχνευτή με DNA, είναι απαραίτητο να στερεωθούν τα σκευάσματα και να πραγματοποιηθούν άλλες σκληρές ενέργειες. Μια άλλη προσέγγιση είναι η χρήση μιας πράσινης φθορίζουσας πρωτεΐνης σύζευξης με την πρωτεΐνη LacI που δεσμεύει το DNA. Αυτό το συζυγές μπορεί να προσκολληθεί σε θέσεις δέσμευσης που βρίσκονται σε διαφορετικές θέσεις στο κελί. Με βάση όλα αυτά τα πειράματα, αποδείχθηκε ότι τα γονίδια δεν διαχέονται ελεύθερα μέσω του βακτηριακού κυττάρου, αλλά εντοπίζονται σε συγκεκριμένα, αυστηρά περιορισμένα σημεία.

Σε γενικές γραμμές, η περιοχή ενός χρωμοσώματος που περιέχει oriC, βρίσκεται στο ένα άκρο του νουκλεοειδούς και η περιοχή που περιέχει το terC βρίσκεται στο αντίθετο άκρο. Τα γονίδια που βρίσκονται μεταξύ αυτών των δύο σημείων του γενετικού χάρτη είναι λίγο πολύ αναλογικά κατανεμημένα στο νουκλεοειδές.

Βακτήρια στο μηχάνημα μεταγραφέςχρησιμοποιείται μία καταλυτική βασική RNA πολυμεράση, που αποτελείται από δύο α-, μία β- και μία β-υπομονάδες. Η εξειδίκευση του προαγωγέα προσδιορίζεται αρχικά από διάφορους παράγοντες σίγμα(α), οι οποίοι απαιτούνται επίσης για την έναρξη της μεταγραφής, αλλά στη συνέχεια αποκόπτονται από τον πυρήνα. Η μεταγραφική ρύθμιση πραγματοποιείται από ένα μεγάλο σύνολο πρόσθετων ρυθμιστών, οι οποίοι συνήθως συνδέονται με το DNA κοντά στον προαγωγέα για να ενεργοποιήσουν ή να καταστείλουν την έναρξη της μεταγραφής. Άλλοι ρυθμιστικοί παράγοντες δρουν στο επίπεδο του τερματισμού (διακοπής) της μεταγραφής ή των αλλαγών στη σταθερότητα του mRNA.

Τα περισσότερα από τα μόρια βασική RNA πολυμεράσηβρίσκεται στο νουκλεοειδές στο κέντρο του κυττάρου. Ως εκ τούτου, πιθανότατα εδώ λαμβάνει χώρα το μεγαλύτερο μέρος της μεταγραφής. Αντίθετα, ριβοσώματα και διάφορες πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη μετάφραση συγκεντρώνονται κατά μήκος της περιφέρειας του κυττάρου. Έτσι, ακόμη και απουσία πυρηνικού περιβλήματος, η μεταγραφή και η μετάφραση σε ένα βακτηριακό κύτταρο διαχωρίζονται χωρικά, όπως ακριβώς συμβαίνει σε ένα ευκαρυωτικό κύτταρο. Ωστόσο, υπάρχουν διάφορα δεδομένα υπέρ του γεγονότος ότι η μεταγραφή και η μετάφραση στα βακτήρια συνδέονται μερικές φορές στενά μεταξύ τους.

Τα στοιχεία αυτά δεν είναι ασυνεπή με τα διαθέσιμα αποτελέσματα, τα οποία το δείχνουν RNA πολυμεράσηκαι ριβοσώματαβρίσκεται σε διαφορετικά σημεία του κελιού. Είναι πιθανό και οι δύο διεργασίες να συμβαίνουν στο όριο της κεντρικής ή του πυρήνα και των περιφερειακών περιοχών του κυττάρου. Μέχρι στιγμής, γνωρίζουμε ελάχιστα για την οργάνωση της κεντρικής ή του πυρήνα και των περιφερειακών περιοχών του νουκλεοειδούς, καθώς και για τις λεπτομέρειες της γενικής οργάνωσης αυτής της δομής.

Η δομή οποιουδήποτε οργανισμού (και ο μηχανισμός, παρεμπιπτόντως, επίσης) εξαρτάται άμεσα από τις λειτουργίες που εκτελούνται. Για παράδειγμα, για ένα άτομο, ο ευκολότερος τρόπος να μετακινηθεί είναι το περπάτημα, άρα έχουμε πόδια, ένα αυτοκίνητο είναι σχεδιασμένο να οδηγεί, άρα έχει τροχούς αντί για πόδια. Ομοίως, οι λειτουργίες ενός βακτηριακού κυττάρου καθορίζουν τη δομή του. Και κάθε μία από τις εσωτερικές της δομές αντιστοιχεί ακριβώς στις λειτουργίες της.

Τα βακτήρια ήταν στην αρχή της ζωής στον πλανήτη μας. Η συμβολή τους στον σχηματισμό ορυκτών και γόνιμων εδαφών είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί. Διατηρούν την ισορροπία μεταξύ διοξειδίου του άνθρακα και οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Η ικανότητά τους να καταστρέφουν νεκρούς οργανισμούς σας επιτρέπει να επιστρέψετε τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά στη φύση. Στο ανθρώπινο σώμα, πολλές διαδικασίες, για παράδειγμα, η πέψη, δεν μπορούν να προχωρήσουν χωρίς τη συμμετοχή τους. Αλλά τα ίδια βακτηριακά κύτταρα που βοηθούν το σώμα να επιβιώσει μπορεί, υπό ορισμένες συνθήκες, να προκαλέσουν ασθένεια ή θάνατο.

Ανάλογα με τον σκοπό, τα βακτήρια διαφέρουν στη δομή. Έτσι, οι μικροοργανισμοί που παράγουν οξυγόνο πρέπει να έχουν χλωροπλάστες. Τα κύτταρα που μπορούν να κινούνται είναι πάντα εξοπλισμένα με μαστίγια. βακτήρια που επιβιώνουν σε ένα επιθετικό περιβάλλον δεν μπορούν να κάνουν χωρίς προστατευτική κάψουλα κ.λπ. Ορισμένα από τα δομικά στοιχεία του κυττάρου υπάρχουν μόνιμα, τα άλλα συστατικά του προκύπτουν ανάλογα με τις ανάγκες ή είναι εγγενή μόνο σε ορισμένους τύπους βακτηρίων. Αλλά κάθε στοιχείο της δομής του είναι ένα παράδειγμα της ιδανικής αντιστοιχίας της δομής με τις λειτουργίες που εκτελούνται.

Πώς είναι ένα βακτήριο

Ένας βακτηριακός οργανισμός είναι μόνο ένα κύτταρο. Αντί για τα συνηθισμένα όργανα που είναι υπεύθυνα για ορισμένες λειτουργίες, έχει μόνο περίεργα εγκλείσματα που ονομάζονται οργανίδια. Το σύνολο τους μπορεί να είναι διαφορετικό ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου ή τις συνθήκες ύπαρξής του, αλλά ένα ορισμένο υποχρεωτικό σύνολο εσωτερικών δομών υπάρχει πάντα στα βακτήρια. Χαρακτηρίζουν το κύτταρο ως βακτηριακό.

Ένα βακτηριακό κύτταρο ανήκει σε προκαρυώτες - μη πυρηνικούς μονοκύτταρους οργανισμούς. Αυτό σημαίνει ότι στη δομή του δεν υπάρχει μεμβράνη που να χωρίζει τον πυρήνα από το κυτταρόπλασμα. Ο ρόλος του πυρήνα στα βακτήρια εκτελείται από το νουκλεοειδές (ένα κλειστό μόριο DNA). Σε ένα προκαρυωτικό κύτταρο, υπάρχουν βασικά και πρόσθετα οργανίδια (δομές). Οι κύριες δομές του περιλαμβάνουν:

• νουκλεοειδές;
• κυτταρικό τοίχωμα (gram-θετικό ή gram-αρνητικό προστατευτικό στρώμα).
• κυτταροπλασματική μεμβράνη (λεπτό στρώμα μεταξύ του κυτταρικού τοιχώματος και του κυτταροπλάσματος).
• το κυτταρόπλασμα, το οποίο περιέχει το νουκλεοειδές και τα ριβοσώματα (μόρια RNA).

Το κύτταρο αποκτά επιπλέον οργανίδια (οργανίδια) κάτω από αντίξοες συνθήκες. Μπορούν να εμφανιστούν και να εξαφανιστούν ανάλογα με το περιβάλλον. Οι προαιρετικές κυτταρικές δομές περιλαμβάνουν κάψουλες, σωρούς, σπόρια, διάφορα εγκλείσματα όπως πλασμίδια ή κόκκους βολουτίνης.

Πυρήνας σε κύτταρο χωρίς πυρήνα

Το νουκλεοειδές («όπως πυρήνα») είναι ένα από τα πιο σημαντικά οργανίδια σε ένα προκαρυωτικό κύτταρο που εκτελεί τις λειτουργίες του πυρήνα. Είναι υπεύθυνο για την αποθήκευση και μεταφορά γενετικού υλικού. Ένα νουκλεοειδές είναι ένα μόριο DNA κλειστό σε έναν δακτύλιο που αντιστοιχεί σε ένα χρωμόσωμα. Αυτό το κυκλικό μόριο μοιάζει με μια τυχαία πλέξη νημάτων. Ωστόσο, με βάση τις λειτουργίες του (η ακριβής κατανομή των γονιδίων μεταξύ των θυγατρικών οργανισμών), γίνεται σαφές ότι το βακτηριακό χρωμόσωμα έχει μια εξαιρετικά διατεταγμένη δομή.

Κατά κανόνα, αυτό το οργανίδιο δεν έχει μόνιμη εξωτερική μορφή, αλλά μπορεί εύκολα να διακριθεί στο φόντο ενός κυτταροπλάσματος που μοιάζει με γέλη σε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Κατά την εξέταση με ένα συμβατικό μικροσκόπιο φωτός, το βακτήριο πρέπει πρώτα να χρωματιστεί, επειδή στη φυσική του κατάσταση, τα βακτήρια είναι διαφανή και αόρατα στο φόντο της γυάλινης πλάκας. Μετά από ειδική χρώση, η περιοχή του πυρηνικού κενοτόπου του βακτηρίου γίνεται καθαρά ορατή.

Το μόριο DNA (νουκλεοειδές) αποτελείται από 1,6 x 107 ζεύγη βάσεων. Ένα νουκλεοτίδιο είναι ένα ξεχωριστό «τούβλο», ένας σύνδεσμος που συνθέτει όλα τα πυρηνικά νουκλεϊκά οξέα (DNA, RNA). Έτσι, ένα νουκλεοτίδιο είναι μόνο ένα μικρό μέρος ενός νουκλεοειδούς. Το μήκος του μορίου του DNA σε ξεδιπλωμένη κατάσταση μπορεί να είναι χίλιες φορές μεγαλύτερο από το μήκος του ίδιου του βακτηριακού κυττάρου.

Ορισμένα βακτηριακά κύτταρα περιέχουν επιπλέον αποθήκες κληρονομικών πληροφοριών - πλασμίδια. Πρόκειται για εξωχρωμοσωμικά γενετικά στοιχεία που αποτελούνται από δίκλωνο DNA. Είναι πολύ μικρότερα από ένα νουκλεοειδές και περιέχουν «μόνο» 1500–40.000 ζεύγη βάσεων. Αυτά τα πλασμίδια μπορούν να περιέχουν έως και εκατοντάδες γονίδια. Η ύπαρξή τους μπορεί να είναι εντελώς αυτόνομη, αν και υπό ορισμένες προϋποθέσεις, επιπλέον γονίδια ενσωματώνονται εύκολα στην κύρια αλυσίδα του DNA.

Πλαίσιο για μονοκύτταρα

Το κυτταρικό τοίχωμα εκτελεί μια λειτουργία διαμόρφωσης, δηλαδή λειτουργεί ταυτόχρονα ως «σκελετός» για το κύτταρο και αντικαθιστά το δέρμα του. Αυτό το σκληρό εξωτερικό κέλυφος:

• προστατεύει τα βακτηριακά "μέσα"?
• υπεύθυνος για το σχήμα των βακτηρίων.
• μεταφέρει θρεπτικά συστατικά και απομακρύνει τα απόβλητα.

Τα βακτηριακά κύτταρα είναι στρογγυλά (κόκκοι), κολποειδή (vibrio, spirilla), σε σχήμα ράβδου. Υπάρχουν μικροοργανισμοί που μοιάζουν με κώνους, αστέρια, κύβους ή έχουν εμφάνιση σε σχήμα C.

Οι μηχανικές και φυσιολογικές λειτουργίες (προστασία και μεταφορά) του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος εξαρτώνται από τη δομή του. Είναι βολικό να μελετηθεί η δομή του κυτταρικού τοιχώματος χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Gram. Αυτός ο Δανός πρότεινε μια μέθοδο για τη χρώση βακτηρίων με βαφές ανιλίνης. Ανάλογα με την αντίδραση της κυτταρικής μεμβράνης στο χρώμα, υπάρχουν:

1. Θετικά κατά Gram (βρώσιμα) βακτήρια. Το κέλυφός τους αποτελείται από ένα στρώμα, η εξωτερική μεμβράνη απουσιάζει.
2. Τα Gram-αρνητικά βακτήρια έχουν ένα κέλυφος που δεν συγκρατεί τη βαφή (μετά το πλύσιμο, το τοίχωμα αποχρωματίζεται). Το εξωτερικό τους κέλυφος είναι πολύ πιο λεπτό από αυτό των θετικών κατά Gram, ενώ έχει δύο στρώματα - την εξωτερική μεμβράνη και το βακτηριακό τοίχωμα που βρίσκεται κάτω από αυτό.

Αυτός ο διαχωρισμός των βακτηρίων έχει μεγάλη σημασία στην ιατρική έρευνα - τις περισσότερες φορές, τα παθογόνα μικρόβια έχουν ένα gram-θετικό τοίχωμα. Εάν η ανάλυση αποκάλυψε θετικά κατά Gram βακτήρια, τότε υπάρχει λόγος ανησυχίας. Τα Gram-αρνητικά κύτταρα είναι πολύ πιο ασφαλή. Μερικά από αυτά είναι συνεχώς παρόντα στο σώμα και μπορούν να αποτελέσουν απειλή μόνο σε περίπτωση ανεξέλεγκτης αναπαραγωγής. Αυτά είναι τα λεγόμενα ευκαιριακά βακτήρια.

Η εξωτερική μεμβράνη των Gram-αρνητικών βακτηρίων επεκτείνει τις λειτουργίες του βακτηριακού τοιχώματος. Η διαπερατότητα και οι ιδιότητες μεταφοράς του αλλάζουν. Η εξωτερική μεμβράνη έχει διάφορα κανάλια (πόρους) που αφήνουν επιλεκτικά ουσίες στο κύτταρο - χρήσιμες να περάσουν ελεύθερα και οι τοξίνες απορρίπτονται. Δηλαδή, το εξωτερικό στρώμα ενός gram-αρνητικού κυττάρου λειτουργεί ως «κόσκινο» για τα μόρια. Αυτό μπορεί να εξηγήσει τη μεγάλη αντοχή των gram-αρνητικών οργανισμών σε αντίξοες συνθήκες: κάθε είδους δηλητήρια, χημικά, ένζυμα, αντιβιοτικά.

Στη βιολογία, το «στρώμα» του κυτταρικού τοιχώματος και της κυτταροπλασματικής μεμβράνης ονομάζεται κυτταρικό τοίχωμα.

Τι είναι το CPM και τα μεσοσώματα

Μεταξύ του κυτταρικού τοιχώματος και του κυτταροπλάσματος βρίσκεται ένα άλλο οργανίδιο - η κυτταροπλασματική μεμβράνη (CPM). Οι λειτουργίες του περιλαμβάνουν τον περιορισμό του εσωτερικού περιεχομένου του κυττάρου, τη διατήρηση του σχήματός του, την προστασία του από τη διείσδυση επιθετικών παραγόντων και την ανεμπόδιστη εισαγωγή θρεπτικών συστατικών. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για ένα ακόμη μοριακό «κόσκινο».

Τα ηλεκτρόνια (ενέργεια) και η μεταφορά των υλικών που είναι απαραίτητα για την ύπαρξη του κυττάρου διέρχονται ελεύθερα από την κυτταροπλασματική μεμβράνη. Υπάρχουν δύο ενεργές διεργασίες που ρέουν μέσω της μεμβράνης:

• ενδοκυττάρωση - η διείσδυση ουσιών στα βακτήρια.
• εξωκυττάρωση - απέκκριση αποβλήτων.

Στη διαδικασία της ενδοκυττάρωσης, η μεμβράνη σχηματίζει εσωτερικές πτυχές, οι οποίες στη συνέχεια μετατρέπονται σε κυστίδια (κενά). Ανάλογα με τις λειτουργίες που εκτελούνται, διακρίνονται δύο τύποι ενδοκυττάρωσης:

1. Φαγοκυττάρωση ("τρώγοντας"). Αυτή η λειτουργία είναι διαθέσιμη σε ορισμένους τύπους βακτηρίων, ονομάζονται φαγοκύτταρα. Τέτοια κύτταρα δημιουργούν ένα είδος σάκου από την κυτταροπλασματική μεμβράνη, που περιβάλλει το απορροφημένο σωματίδιο (φαγοκυτταρικό κενοτόπιο). Ένα παράδειγμα είναι τα λευκοκύτταρα του αίματος, που «τρώνε» ξένα σωματίδια ή βακτήρια.
2. Πινοκύττωση («πόσιμο») είναι η απορρόφηση υγρών. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται φυσαλίδες διαφόρων μεγεθών, μερικές φορές πολύ μικρές.

Η εξωκυττάρωση (απέκκριση) λειτουργεί προς την αντίθετη κατεύθυνση. Με τη βοήθειά του απομακρύνονται από το κύτταρο τα άπεπτα υπολείμματα και η κυτταρική έκκριση.

Επιπλέον, η κυτταροπλασματική μεμβράνη:

• ρυθμίζει την πίεση του υγρού μέσα στο κύτταρο.
• λαμβάνει και επεξεργάζεται χημικές πληροφορίες από το εξωτερικό.
• συμμετέχει στη διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης.
• υπεύθυνος για την ανάπτυξη των μαστιγίων και την κίνησή τους.
• ρυθμίζει τη σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος.

Η εσωτερική βακτηριακή μεμβράνη, ανάλογα με τις λειτουργίες που εκτελεί το κύτταρο, σχηματίζει μεσοσώματα (εσωτερικές πτυχές). Ένα παράδειγμα είναι τα ελάσματα και τα θυλακοειδή σε μονοκύτταρους οργανισμούς που ζουν με φωτοσύνθεση. Τα θυλακοειδή είναι στοίβες επίπεδων σάκων που σχηματίζονται από εσωτερικές πτυχές της μεμβράνης (μεσοσώματα) στις οποίες λαμβάνει χώρα η φωτοσύνθεση, και τα ελάσματα είναι τα ίδια επιμήκη μεσοσώματα που συνδέουν στοίβες των θυλακοειδών.

Στα θετικά κατά Gram βακτήρια, τα μεσοσώματα είναι καλά ανεπτυγμένα και μάλλον πολύπλοκα οργανωμένα, σε αντίθεση με τα θετικά κατά Gram. Υπάρχουν τρεις τύποι μεσοσωμάτων:

• ελασματοειδές (lamellae);
• κυστίδια (κυστίδια με παροχή θρεπτικών συστατικών).
• σωληνάρια (σωληνωτά μεσοσώματα).

Οι μικροβιολόγοι δεν έχουν καταλήξει ακόμη σε ένα τελικό συμπέρασμα - εάν τα μεσοσωμάτια είναι η κύρια δομή ενός βακτηριακού κυττάρου ή απλώς ενισχύουν τις λειτουργίες του.

Τα ριβοσώματα είναι η βάση της πρωτεϊνικής ζωής

Το κυτταρόπλασμα των βακτηρίων είναι το εσωτερικό ημι-υγρό (κολλοειδές) συστατικό του κυττάρου, στο οποίο βρίσκονται όλα τα οργανίδια (νουκλεοειδή, πλασμίδια, μεσοσώματα και άλλα εγκλείσματα). Μία από τις κύριες λειτουργίες του κυτταροπλάσματος είναι να δημιουργεί άνετες συνθήκες για τα ριβοσώματα.

Το ριβόσωμα είναι το πιο σημαντικό μη μεμβρανικό οργανίδιο του κυττάρου, που αποτελείται από δύο μέρη: μεγάλες και μικρές υπομονάδες (πολυπεπτίδια που συνθέτουν το πρωτεϊνικό σύμπλεγμα). Η λειτουργία των ριβοσωμάτων είναι η πρωτεϊνοσύνθεση στο κύτταρο. Τα ριβοσώματα είναι σωματίδια ριβονουκλεοπρωτεΐνης μεγέθους έως περίπου 20 nm. Σε ένα κύτταρο μπορεί να υπάρχουν από 5.000 έως 90.000 από αυτά ταυτόχρονα. Αυτά είναι τα μικρότερα και πολυάριθμα οργανίδια των προκαρυωτών. Το μεγαλύτερο μέρος του βακτηριακού RNA βρίσκεται στα ριβοσώματα, επιπλέον, περιλαμβάνουν πρωτεΐνες.

Τα ριβοσώματα είναι υπεύθυνα για τη σύνθεση πρωτεϊνών από αμινοξέα. Η διαδικασία προχωρά σύμφωνα με το σχήμα που ορίζεται στη γενετική πληροφορία του RNA. Πιστεύεται ότι η εξέλιξη των ριβοσωμάτων ξεκίνησε στην προ-πρωτεϊνική εποχή. Με την πάροδο του χρόνου, η συσκευή βιοσύνθεσης βελτιώθηκε, αλλά το RNA συνεχίζει να παίζει την κύρια λειτουργία σε αυτήν. Έτσι, τα ριβοσώματα - προμηθευτές του κύριου συστατικού της ζωτικής δραστηριότητας των πρωτεϊνικών μορφών - βασίζονται τα ίδια στο RNA και όχι στο πρωτεϊνικό συστατικό.

Το πρόβλημα της προέλευσης της ζωής στη Γη είναι ένα είδος παραδόξου - το DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ), το οποίο μεταφέρει γενετικές πληροφορίες, δεν μπορεί να αναπαραχθεί, χρειάζεται κάποιο είδος καταλύτη και οι πρωτεΐνες, ένας εξαιρετικός καταλύτης, δεν μπορούν να σχηματιστούν χωρίς DNA. Εμφανίζεται ένα παράδοξο: κότες και αυγά ή «τι έγινε πριν;».

Αποδείχθηκε ότι στην αρχή υπήρχε RNA (ριβονουκλεϊκό οξύ)! Όλα τα βασικά στάδια της βιοσύνθεσης πρωτεϊνών (μεταφορά πληροφοριών, λειτουργία καταλύτη, μεταφορά αμινοξέων) αναλήφθηκαν από το RNA, το οποίο αποτελεί τη βάση των ριβοσωμάτων. Αυτό χρησίμευσε ως μια από τις αποδείξεις της ύπαρξης ζωής «πριν από το DNA». Η υπόθεση του «κόσμου RNA» δεν έχει βρει ακόμη πειραματική επιβεβαίωση, αλλά η έρευνα νουκλεϊκών οξέων παραμένει ένας από τους πιο «καυτούς» τομείς της επιστήμης.

Πρόσθετες δομές προκαρυωτών

Όπως κάθε ζωντανό ον, ένα βακτηριακό κύτταρο επιδιώκει να προστατευτεί δημιουργώντας διάφορα πρόσθετα στοιχεία. Οι επιφανειακές δομές περιλαμβάνουν:

1. Κάψουλα. Είναι ένα επιφανειακό βλεννώδες στρώμα που σχηματίζεται γύρω από το κύτταρο ως απόκριση στο περιβάλλον. Η κάψουλα όχι μόνο προσφέρει στα βακτήρια επιπλέον προστασία, αλλά μπορεί επίσης να περιέχει ένα απόθεμα θρεπτικών συστατικών για μια βροχερή μέρα.
2. Μαστίγια. Μακριά (μακρύτερα από το ίδιο το κύτταρο) πολύ λεπτά νήματα που συνδέονται με το CPM και το τοίχωμα λειτουργούν ως κινητήρας για την ελεύθερη κυκλοφορία των βακτηρίων. Μπορούν να βρίσκονται σε όλη την επιφάνεια του βακτηρίου ή να αναπτύσσονται σε τσαμπιά κατά μήκος των άκρων του.
3. Ήπιε (λάχνες). Διαφέρουν από τα μαστίγια σε μέγεθος (λεπτότερες και πολύ πιο κοντές). Η λειτουργία των pili δεν είναι να κινούνται, αλλά είναι υπεύθυνα για την προσκόλληση (δέσμευσης) βακτηρίων σε άλλους μικροοργανισμούς ή επιφάνειες. Συμμετέχουν επίσης στο μεταβολισμό νερού-αλατιού και στη διατροφική διαδικασία.
4. Διαφωνίες. Αυτό αποτελεί εγγύηση για τους μικροοργανισμούς να επιβιώσουν από τυχόν δυσμενείς παράγοντες (έλλειψη νερού ή τροφής, επιθετικό περιβάλλον). Σχηματίζονται μέσα σε βακτήρια, ως επί το πλείστον θετικά κατά Gram. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος παρέχει μόνο επιβίωση, αλλά όχι αναπαραγωγή (όπως στην περίπτωση των μυκητιακών σπορίων).

Τα εσωτερικά πρόσθετα εγκλείσματα μπορεί να είναι τόσο ενεργά (χλωροσώματα φωτοσυνθετικών κυττάρων) όσο και παθητικά (αποθέματα τροφής). Τα βακτήρια που ζουν στο νερό έχουν κενοτόπια αερίου, μικροσκοπικές φυσαλίδες αέρα που τα κρατούν αιωρούμενα.

Τα θρεπτικά συστατικά των βακτηρίων εναποτίθενται σε διάφορους κόκκους (λιπίδια, βολουτίνη). Τα λιπίδια παρέχουν στο βακτήριο ένα απόθεμα άνθρακα που παρέχει ενέργεια απουσία άλλων πηγών. Η Volutin (σπόροι που περιέχουν πολυφωσφορικά) γίνεται πηγή φωσφόρου όταν δεν υπάρχει αρκετός στο περιβάλλον. Τα αποθέματα Volutin μπορούν επίσης να χρησιμεύσουν ως πηγή ενέργειας, αν και ο ρόλος τους δεν είναι τόσο σημαντικός. Πρόσθετες δομές κυανοβακτηρίων είναι αποθέματα αζώτου, για βακτήρια θείου - αποθέσεις μοριακού θείου. Το κύριο χαρακτηριστικό όλων των εγκλεισμών με αποθέματα "για μια βροχερή μέρα" είναι ότι είναι απαραίτητα απομονωμένα από το κυτταρόπλασμα και δεν μπορούν να επηρεάσουν το κύτταρο υπό κανονικές συνθήκες. Διαφορετικά, μπορεί να υπάρξει υπερβολική δόση χημικών στοιχείων και το βακτήριο να υποφέρει.

Οι δομές ενός βακτηριακού κυττάρου, τόσο βασικές όσο και πρόσθετες, εκτελούν σαφώς τις λειτουργίες τους, διατηρώντας και παρατείνοντας τη βιωσιμότητά του. Οι πληροφορίες που περιέχονται στο RNA και το DNA των προκαρυωτών επιτρέπουν στο κύτταρο να ανταποκρίνεται γρήγορα στις μεταβαλλόμενες συνθήκες ύπαρξης και να λάβει τα απαραίτητα μέτρα για να διατηρήσει τον μικροοργανισμό και να εκτελέσει με επιτυχία όλες τις λειτουργίες που είναι εγγενείς σε αυτόν από τη φύση.