Крім 5 царств живої природи, існує ще два надцарства: прокаріоти та еукаріоти. Тому якщо розглядати систематичне положення бактерій, то воно буде таким:
- Імперія Клітинні.
- Надцарство Без'ядерне.
- Царство Прокаріоти.
- Підцарство Бактерії.
Чому ці організми виділяються в окремий таксон? Вся справа в тому, що для бактеріальної клітини характерна наявність деяких особливостей, що накладають відбиток на її життєдіяльність і взаємодію з іншими істотами і людиною.
Відкриття бактерій
Відкриття бактеріальних клітин відбулося тільки з розвитком техніки. А конкретно, з винаходом у 1695 році мікроскопа, що дає збільшення в 300 разів. Зроблено це було італійцем Антоніо Ван Левенгуком. Вчений розглядав у свій винахід крапельки брудної води і побачив, що вони просто кишать найдрібнішими організмами. Назвав він їх анімалькулі.
Доказ їхнього безсумнівного існування і безпосередньої участі в розвитку різних захворювань у людини було здійснено завдяки дослідам Луї Пастера.
Після цього відкриття були виявлені і вивчені багато збудників інфекцій. Розвиток мікробілогії (науки про мікроорганізми) пішов інтенсивними кроками вперед.
Конкретно те, які особливості будови бактеріальної клітини, їх різноманітність і форми, значення і спосіб життя, вивчає розділ мікробіології - бактеріологія. В даний час вона тісно корелює з іншими науками: медичною мікробіологією, молекулярною біологією та біохімією, біофізикою, космічною біологією та іншими.
Форми бактеріальних клітин
Таких розрізняють кілька.
1. Кулясті, або коккові структури. Підрозділяються на:
- мікрококи - дуже дрібні, одиночні представники;
- диплококи - приставка «» ді «» означає «» два «» (тобто бактерії, зібрані по парах);
- тетракоки - утворюють чотириструктурні організми;
- стрептококи - колонія шароподібних мікробів, зібрана в єдиний ланцюжок;
- сарцини - формують ніби пакет з 8, 12 або 16 структур;
- стафілококи - колонія бактерій у формі виноградної грозді.
2. Бацили, або паличкоподібні бактерії. Розрізняються за кількома критеріями.
- за формою: правильна і неправильна;
- за розміром: дрібні, середні або великі;
- за формою кінцевих структур: загострені, заокруглені, обрубані, утовщені;
- за угрупованням і розташуванням: одиночні, диплобацили, стрептобактерії.
3. Ізвинені. Діляться на:
- вібріони - злегка вигнуті в півколо;
- спірили - характеризуються різною кількістю завитків.
4. Спірохети. Діляться на:
- лептоспіри - у формі літери S;
- боррелії - до 12 завитків у структурі;
- трепонеми - від 12 до 17 завитків дрібного розміру.
Очевидно, що для бактеріальної клітини характерна наявність різних форм для пристосування до будь-яких умов проживання.
Особливості структурної організації
Бактерії не дарма належать до окремого царства живої природи. Людьми була встановлена їх внутрішня сутність, вивчені механізми процесів і спосіб життя. Тому й стало зрозуміло, що існують деякі особливості будови бактеріальної клітини.
Є декілька основних частин, які обов "язкові для кожного представника цього царства.
- Присутність напівпроникної цитоплазматичної мембрани.
- Рідке внутрішнє середовище - цитоплазма, в якій присутній генетичний матеріал і рибосоми.
Також для бактеріальної клітини характерна присутність і необов'язкових структур. Таких, як:
- клітинна стінка;
- мікрокапсула;
- включення;
- пилі;
- капсула;
- суперечки;
- джгутики;
- навколоклітинний слиз.
Розгляньмо більш детально, які особливості будови бактеріальної клітини.
Будова клітини
Зовні кожна бактерія покрита цитоплазматичною мембраною. Дана структура являє собою тришарову фосфоліпідо-білкову організацію. Дуже схожа за своєю будовою і складом з мембраною тваринної клітини. При розгляді в мікроскоп явно видно верхній і нижній шар, вони більш темні, складаються з фосфоліпідів. Середній - це білки, які немов пронизують всю мембрану, тому відносяться до інтегральних.
Основна функція цитоплазматичної мембрани - напівпроникність і, як наслідок, вибірковий транспорт речовин у клітку і з неї. Також вона є бар'єром, забезпечує нормальний рівень осмотичного тиску і тургор клітини (форму тіла).
Для бактеріальної клітини характерна наявність цитоплазми - напівжидкої внутрішнього середовища, в якій знаходяться важливі елементи. Її склад представлений:
- білками;
- полісахаридами;
- гранулами глікогену;
- бета-масляною кислотою;
- волютином.
Окремої уваги заслуговують органоїди клітини, занурені в цитоплазму.
Нуклеоїд і рибосоми
Як і в будь-якій еукаріотичній клітці, у бактеріальній є свій генетичний апарат. Він являє собою щільно упаковану в клубок двохцепочкову молекулу ДНК, яка становить одну хромосому. Ця структура не відокремлена від цитоплазми каріолемою і тому називається не ядром, а нуклеоїдом.
Додатковим генетичним матеріалом, розподіленим у цитоплазмі, є структури під назвою плазміди. Вони являють собою кільцеві молекули ДНК, тому виконують додаткові спадкові функції бактеріальної клітини.
Рибосоми - найдрібніші структури, у великій кількості розкидані в цитоплазмі. Природа їх представлена молекулами РНК. Ці гранули є матеріалом, за яким можна визначити ступінь споріднення і систематичне положення конкретного виду бактерії. Функція їх - збирання білкових молекул.
Капсула
Для бактеріальної клітини характерна наявність захисних слизових оболонок, склад яких визначається полісахаридами або поліпептидами. Такі структури мають назву капсул. Розрізняють мікро- і макрокапсули. Дана структура формується не у всіх видів, але у переважної більшості, тобто не є обов'язковою.
Від чого захищає капсула бактеріальну клітку? Від фагоцитозу антитілами господаря, якщо бактерія патогенна. Або від висихання і впливу шкідливих речовин, якщо говорити про інші види.
Слиз і ввімкнення
Також необов'язкові структури бактерій. Слиз, або глікокалікс, по хімічній основі є мукоїдним полісахаридом. Може формуватися як всередині клітини, так і зовнішніми ферментами. Добре розчинна у воді. Призначення: прикріплення бактерії до субстрату - адгезія.
Включення - це мікрогранули в цитоплазмі різної хімічної природи. Це можуть бути білки, амінокислоти, нуклеїнові кислоти або полісахариди.
Органоїди руху
Особливості бактеріальної клітини також проявляються і в її русі. Для цього присутні джгутики, які можуть бути в різній кількості (від одного до декількох сотень на клітку). Основа кожного джгутика - білок флагеллін. Завдяки еластичним скороченням і ритмічним рухам з боку в бік бактерія може пересуватися в просторі. Кріпиться джгутик до цитоплазматичної мембрани. Розташування також може варіюватися у різних видів.
Пили.
Ще більш тонкі, ніж джгутики, структури, які беруть участь у:
- прикріпленні до субстрату;
- водно-сольовому харчуванні;
- статевому розмноженні.
Складаються з білка пилина, кількість їх може доходити до декількох сотень на клітку.
Подібність до клітин рослин
Бактеріальна і рослинна клітина мають одну незаперечну схожість - наявність клітинної стінки. Однак якщо у рослин вона є безперечно, то у бактерій присутні не у всіх видів, тобто відноситься до необов'язкових структур.
Хімічний склад бактеріальної клітинної стінки:
- пептидоглікан муреїн;
- полісахариди;
- ліпіди;
- білки.
Зазвичай ця структура має подвійний шар: зовнішній і внутрішній. Функції виконують такі самі, як клітинна стінка рослин. Підтримує і позначає постійну форму тіла і забезпечує механічний захист.
Освіта суперечка
Яка будова бактеріальної клітини, ми розглянули досить докладно. Залишилося тільки згадати про те, як бактерії можуть переживати несприятливі умови, дуже довгий час не втрачаючи життєздатності.
Це їм вдається шляхом формування структури під назвою спору. Вона не має відношення до розмноження і лише оберігає бактерії від несприятливих умов. За формою суперечки можуть бути різними. При відновленні нормальних навколишніх умов спору ініціюється і проростає в активну бактерію.
