Primele ființe vii care au apărut pe planeta noastră erau bacterii. Aceste organisme uimitoare reușesc să existe, bazându-se pe posibilitatea unei singure celule. În majoritatea bacteriilor, trăsăturile de structură, nutriție și reproducere au fost studiate destul de pe deplin, ceea ce le permite să le folosim pe larg în biotehnologie.
Metabolismul animalelor unicelulare și rata multiplicării lor sunt zeci de mii de ori mai mari decât în alte ființe vii. Adaptabilitatea lor la condițiile externe în schimbare și capacitatea de a supraviețui depășesc cu mult capacitățile oricărui alt organism din natură. De ce bacteriile încă nu umple întreaga noastră planetă? În absența unor restricții naturale (concurență, lipsa alimentelor, particularități ale reproducerii etc.), acest lucru ar putea avea loc.
Bile, cărucioare, lanțuri, asteriscuri ...
Nu, acestea nu sunt decoratiuni de Anul Nou, sunt variante ale aparitiei celor unicelulare. Semnele morfologice (dimensiunea, forma și structura) microorganismelor în natură sunt foarte diverse. Bacteriile sunt împărțite în:
- cocci (formă sferică sau rotundă);
- stick-uri;
- spirale (formă convoluată);
- există stelate, cubice, în formă de C, etc.
Kokki poate fi găsit:
- singur (micrococci);
- legat de două celule (diplococi);
- patru celule (tetracocci);
- formează un lanț de celule conectate în serie (streptococi);
- ia forma unei grămezi de struguri (stafilococi).
Dimensiunile bacteriilor variază de la cele mai mici (Brucella) la mediu (E. coli) și cea mai mare (bacilii). Diametrul coci este cuprins în intervalul de 0,5 -2.5 micrometri, bețișoare și spirale cresc la 0,1-2 um (celule individuale) și un compus al acestuia poate fi de 10 microni (tijă) și 50 de microni (spirale).
Formele în formă de tijă se disting:
- În funcție de forma capetelor:
- plat (tocat);
- emisfere (rotunjite);
- conic (ascuțit);
- cu îngroșare.
2. Prin natura conexiunilor:
Imagine simplă pentru săptămână!
- celule singulare;
- conectate prin perechi;
- formarea unui lanț (streptobacterii).
Strict vorbind, formele spirale sunt de asemenea denumite în formă de tijă. Ele se disting prin numărul și tipul de bucle:
- ușor curbat (vibrio);
- un singur buclat sau o cantitate mică (spirilă);
- mai mult de patru bucle (boreli au 4-12 bucăți de treponema de la 14 la 17);
- Forma este similară cu latina S (leptospira).
Caracteristicile formei determină proprietățile celulelor - mobilitatea, atașarea la suprafață, absorbția nutriției. Toată această diversitate se referă numai la apariția celulelor.
"Arhitectura" bacteriilor
Structura microorganismelor este destul de simplă - o singură celulă, delimitată de o cochilie, conține o citoplasmă cu o moleculă de ADN închisă într-un inel (nucleoid). De regulă, bacteriile se mulțumesc cu o singură celulă. Dar, în orice regulă de auto-respectare, pur și simplu trebuie să existe excepții. O caracteristică a cianobacteriilor filamentoase și a actinomiacetelor este structura lor multicelulare. Adevărat, biologii nu au ajuns niciodată la o concluzie clară - indiferent dacă aceste microorganisme ar trebui să fie considerate bacterii sau atribuite regatului vegetal.
CUM SĂ FACEȚI FUMATUL!
Cum în 2 zile să renunți la fumat. Milioane folosesc această metodă, inclusiv. Aflați cum >>
Celulele procariote (un organism fără nuclee) au în mod necesar:
- membrana celulară (stratul protector exterior, este gram-pozitiv și gram-negativ);
- membrana (o barieră subțire între citoplasmă și peretele celular);
- citoplasma (mediu semilichid care conține molecule de ADN (nucleoid) și ARN (ribozomi).
La structurile suplimentare ale celulei se numără capsule, flageluri, ferăstraie, diferite incluziuni și spori. Capsulele sunt distribuite pe scară largă, deoarece sunt formate, de regulă, ca răspuns la un mediu extern agresiv. Sunt necesare litigii pentru a supraviețui în condiții de mediu nefavorabile. Includerile pot avea o semnificație funcțională sau reprezintă o sursă de nutrienți. Cu ajutorul flagelului, celula se poate mișca, iar băutul ajută să se atașeze la suprafață.
Acoperire bacteriană
Peretele celular preia toate funcțiile mecanice și fiziologice, adică este responsabil pentru forma exterioară, protejează împotriva daunelor mecanice, asigură transportul nutrienților în interiorul celulei și eliminarea deșeurilor în exterior.
Particularitățile structurii cochiliei exterioare sunt clar vizibile atunci când sunt colorate în conformitate cu metoda doctorului danez Gram:
- Gram-pozitive (adică, colorant) microorganismele au o coajă mai groasă. Peretele lor constă dintr-un strat, fără o membrană exterioară, ca în Gram-negativ.
- Gram-negative nu rețin vopseaua și după spălare sunt aproape incolore. Peretele lor celular este mult mai subțire decât Gram-pozitiv, dar constă din două straturi - membrana celulară și membrana exterioară.
Metoda de divizare a celulelor în celule gram-pozitive și gram-negative este deosebit de importantă în medicină și de aceea majoritatea bacteriilor patogene care sunt periculoase pentru sănătate sunt Gram-pozitive. Microorganismele gram-negative sunt patogenice condiționate, adică prezența lor în organism nu provoacă neapărat boala (numai în anumite condiții).
Ce este înăuntru?
Un strat subțire între membrană și citoplasmă este membrana. Este responsabil pentru reținerea fluidului în celulă, furnizarea de nutrienți, sintetizează peretele exterior și formarea de dispute. În plus, în membrană are loc procesul de respirație, fixarea azotului, chemosinteza și alte procese necesare pentru existența celulelor în natură.
Un nucleoid, care este un genofor sau un cromozom bacterian, este o moleculă de ADN închis care conține toate informațiile necesare supraviețuirii celulelor. În citoplasma lor pot exista fragmente izolate sau ADN suplimentar (plasmide) care conțin informații utile, dar nu obligatorii.
Agregatul genelor (genomului) unei celule bacteriene determină proprietățile și trăsăturile morfologice. Procariotele sunt, de obicei un cromozom închis, dar exista celule cu doi cromozomi circulari sau un inel și o plasmidă mare (fragment de ADN), m. E. Au un genom complex.
Unul dintre organele cele mai importante ale bacteriilor este ribozomul. În ea, proteina este sintetizată din aminoacizi pe baza informațiilor genetice înregistrate în matricea ARN. O altă componentă a celulei procariote (denuclearizate) este veziculele (veziculele) formate de faltele membranei din interiorul bacteriei. Particularitatea procariotelor este că toate formațiunile interne constau numai în membrana citoplasmică. Veziculele pot acționa ca cloroplaste (în bacterii fototrofice și nitrificatoare) sau în vacuole de gaze pentru a regla densitatea citoplasmei.
Particularitatea compoziției chimice a procariotelor este că 70-80% din conținutul celulei este apă. Dacă excludeți lichidul, jumătate din reziduul uscat este proteină (50%), iar restul este distribuit după cum urmează:
Compoziția celulei include: carbon (50%), oxigen (20%), azot (14%) și puțin hidrogen (8%). Dintre constituenții minerali prezenți fosfor, potasiu, sodiu, sulf, fier, calciu, magneziu si urme de minerale (cupru, zinc, bariu, mangan, și așa mai departe. D.).
Modalități de obținere a energiei
Bacteriile pot primi energie din substanțe organice și anorganice. Procesul de obținere a alimentelor se desfășoară pe întreaga suprafață a microorganismului. Rata de metabolizare și reproducere a procariotelor este foarte mare, în special în condiții confortabile. De exemplu, drojdia convențională, dacă nu este limitată, își poate mări masa de 50.000 de ori pe zi.
Apropo, în plus față de utilizarea în industria alimentară, drojdia este folosită în biotehnologie pentru producerea de xilitol (un substitut pentru zahăr), enzime, aditivi alimentari și chiar pentru curățarea rezervoarelor de pete pe bază de ulei.
În funcție de tipul microbilor alimentari sunt împărțiți în:
- Autotrofe ("auto-hrănire") - celule care produc compuși organici din minerale. Prin energia utilizată pentru metabolism, ele pot fi împărțite în:
- fototrofe - bacterii care trăiesc în detrimentul energiei solare (fotosinteza);
- hemotrofs - organisme care primesc energie din reacțiile chimice de oxidare, acestea sunt bacterii nitrificatoare, bacterii de sulf, bacterii de fier etc.
2. Heterotrofe ("alte produse alimentare") - organisme care utilizează substanțe organice gata preparate. Potrivit surselor de hrană folosite, acestea sunt împărțite în:
- saprofitele descompun rămășițele organice moarte;
- paraziții primesc componente nutritive din celulele vii.
Fototrofii și hemotrofii, cu ajutorul energiei solare și a substanțelor anorganice, creează un material de construcție pentru compușii organici. Paraziții există și se înmulțesc pe celulele vii, acestea fiind bacterii patogene și patogenice condiționate. Acestea sunt cele care provoacă boală.
În natură, saprofitele descompun fragmente organice moarte cu ajutorul hranei saprotrofice la compuși organici anorganici și elementari. Saprofitele sunt cele care circulă în cerc, revenind la componentele nutritive naturale, potrivite pentru utilizarea ulterioară de către alte organisme.
Recent, noii termeni "organotrofe" și "litotrofe" sunt folosiți din ce în ce mai mult pentru a caracteriza tipurile de alimente și de aceea:
- organotrofe - bacterii care utilizează substanțe organice;
- litotrofe (greaca "litos" - piatra) - microorganisme care traiesc pe medii minerale.
Cu toate acestea, este destul de dificilă separarea clară a bacteriilor în funcție de obiceiurile alimentare - unii microbi schimbă cu ușurință modul în care obțin energia, adaptându-se la natura mediului.
Una dintre principalele condiții pentru reproducerea bacteriilor - anumite enzime, numite factori de creștere. Începutul diviziunii celulare apare sub acțiunea unui aparat enzimatic special (un segment ADN) care conține informații despre dublarea genomului. Cu toate acestea, ele nu pot sintetiza enzimele pe cont propriu. De aceea, bacteriile au nevoie de compuși gata preparați (vitamine, aminoacizi pentru sinteza proteinelor) și alte substanțe. Această caracteristică a bacteriilor este utilizată pe scară largă în tehnologiile biochimice, care reglează creșterea lor.
Caracteristicile celulelor de respirație
Microorganismele de oxigen sunt percepute în moduri diferite:
- Anaerobii fac bine fără aer;
- pentru anaerobe stricte sau obligatorii, prezența oxigenului molecular este inacceptabilă;
- Aerobii trăiesc numai într-un mediu care conține oxigen.
Principiul respirației bacteriilor este direct opus celui al nostru. O persoană extrage energia din alimente și o direcționează spre a susține viața. Bacteriile, dimpotrivă, iau energie în procesul de respirație în timpul oxidării biologice și o folosesc pentru metabolism.
Microorganismele au nevoie de condiții diferite de supraviețuire:
- aerobii strict necesită 20% oxigen;
- microaerofilele sunt mulțumite cu un procent mai mic, dar au nevoie de oxigen;
- facultativ anaerobe, care includ majoritatea boli cauzatoare de microbi, exista pasnic in oxigen si mediu lipsit de oxigen, schimbarea tipurilor de respirație;
- pentru anaerobii stricți, prezența oxigenului liber este complet inacceptabilă.
Procesul de fermentare sau de descompunere a anaerobelor organice este însoțit de eliberarea de energie. În domeniul biotehnologiei utilizate pe scară largă multe tipuri de fermentare: .. alcool, lactic, butiric, etc. De altfel, atunci când putrezire exoterma turbă, fân, bumbac, sau, uneori, duce la incendii. Aceasta explică de ce turba poate arde spontan într-o perioadă fierbinte.
De ce biotehnologia este importantă?
Biotehnologia, ca știință, studiază posibilitatea utilizării organismelor vii și a produselor din funcțiile lor vitale pentru a rezolva problemele tehnologice. Una dintre direcțiile tehnologiei biologice este ingineria genetică care are ca scop studierea genomului și crearea de organisme cultivate artificial cu proprietăți predeterminate. Nimeni nu trebuie să explice de ce acest lucru este vital. Strict vorbind, creșterea diferitelor rase de bovine sau crearea de hibrizi noi de plante este, de asemenea, o biotehnologie care schimbă genomul unui organism viu.
Nu numai inginerie, medicină, farmacologie au un prefix "bio". Sa dezvoltat recent o disciplină relativ nouă - bioinformatică. Datorită metodelor matematice și de înaltă tehnologie, oamenii de știință sunt capabili de a investiga gene de ființe vii, pentru a construi modelul tridimensional al proteinei, pentru a studia existența strategiei și managementul sistemelor biologice complexe.
Genetica si de celule de inginerie, nanotehnologie, biotehnologie, și diverse alte ramuri ale științei moderne sunt utilizate pe scară largă caracteristici ale unicelular, crearea de noi forme de organisme viabile care pot ajuta omenirea în lupta pentru o existență mai confortabilă și în condiții de siguranță.
Ai paraziți în corpul tău?
În viața de zi cu zi este atât de ușor să "ridici" paraziți, pentru că contactul cu ei este pur și simplu inevitabil, mai ales dacă frecvent folosiți transportul public, vizitați locuri aglomerate și pur și simplu sunteți pe stradă.
Simptomele apariției paraziților în organism pot fi:- frecvente răceli, infecții respiratorii acute, boli de gât, tuse;
- alergii, ochi roșii neclintiți;
- alergie la piele, mâncărime, eczemă;
- verucile și papiloamele;
- dureri de cap, precum și diferite dureri și spasme în organele interne.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: