Фимбрии (пили)

Образование

В образовании пилей, помимо самих белков-пилинов, участвуют дополнительные белки, способствующие правильной сборке. У грамотрицательных бактерий они должны пройти через клеточную мембрану, периплазматическое пространство и наружную мембрану. Ключевую роль в сборке пилей играет периплазматический шаперон PapD и транспортный белок внешней мембраны, известный как Usher-белок. PapD связывается с пилинами, вышедшими в периплазму, и доставляет их к Usher-белку, после чего высвобождается назад в периплазму. Доставленные к Usher-белку пилины приобретают активированную конформацию и далее собираются в пили.

образуются по специфическому, тщательно регулируемому механизму. У E. coli в их сборке задействованы белковые продукты оперонов csgBA и csgDEFG. Фибрилла кудряшки образована белком CsgA, который, наряду с минорным белком CsgB, участвует в фазе нуклеации фибриллы. Когда нуклеация пройдена и начинается рост ворсинки, CsgB включается в неё. Фибриллы CsgA очень устойчивы и разрушаются лишь под действием 75 %-ной муравьиной кислоты. Оперон csgDEFG кодирует транскрипционный фактор CsgD и три предполагаемых фактора сборки пилей.

Фимбрии, или пили, представляют собой тонкие, нитевидные структуры, которые играют ключевую роль в адгезии бактерий к клеткам хозяев и поверхностям. Врачи и микробиологи подчеркивают важность этих структур в патогенезе многих инфекционных заболеваний. Например, фимбрии Escherichia coli способствуют развитию инфекций мочевыводящих путей, позволяя бактериям прикрепляться к стенкам мочевого пузыря.

Специалисты отмечают, что понимание механизмов действия фимбрий может помочь в разработке новых методов лечения и профилактики инфекций. Исследования показывают, что блокирование фимбрий может снизить вирулентность бактерий и предотвратить их прикрепление к клеткам. Таким образом, фимбрии являются не только важным объектом изучения в микробиологии, но и потенциальной мишенью для создания эффективных антибактериальных препаратов.

#fimbriae #pili #bacteria #biologyvocabulary #biologyshorts

черты

Фимбрии являются характерными приложениями грамотрицательных бактерий (тех, которые не реагируют на окраску по Граму). Известно очень мало грамположительных бактерий (те, которые окрашивают в синий или фиолетовый цвета по Граму), которые имеют эти структуры, однако они были обнаружены у стрептококков, коринебактерий и видов рода. Actynomicetes.

Они имеют прямые и жесткие нитевидные формы, короче и тоньше (3-10 нм в диаметре), чем жгутики. Большинство состоит из одного типа очень гидрофобного глобулярного белка, который называется пилин..

Они около 17-25 килодальтон (кДа), а их субъединицы расположены в спиральной матрице, которая оставляет небольшое центральное отверстие.

Фимбрии имплантируются на уровне цитоплазматической мембраны бактерий. Их число варьируется в зависимости от вида и между особями одной и той же популяции, даже наблюдаются виды, которые могут представлять от нескольких фимбрий до нескольких сотен или тысяч на человека …

Фимбрии могут наблюдаться по всему периметру клетки, включая концы клетки, также называемые полярными областями..

Для чего прокариотам пили

К примеру, если жгутики бактерий обеспечивают возможность передвигаться, то фимбрии не имеют никакого отношения к перемещению в пространстве и присутствуют как у движущихся, так и у неподвижных бактерий.

Неподтвержденным исключением можно считать участие пилей 4 типа в скользящем движении прокариотов всей колонией, характерном для многих протеобактерий (и миксобактерий), скользящих бактерий, циано-, несерных бактерий и других.

В отличие от жгутиков функции пилей бактерий изучены достаточно слабо, но совершенно очевидно, что одной из них является способность обеспечить прикрепление клетки бактерии к питательному субстрату.

Фимбрии, или пили, вызывают множество обсуждений среди людей, особенно среди тех, кто интересуется анатомией и физиологией. Многие отмечают их важную роль в процессе оплодотворения, так как именно они помогают захватывать яйцеклетку и направляют её в матку. Некоторые пользователи форумов делятся личным опытом, подчеркивая, что здоровье фимбрий может влиять на фертильность. В то же время, существуют и мнения о том, что недостаток информации о фимбриях может приводить к недопониманию их функции. Врачи рекомендуют регулярно проходить обследования, чтобы убедиться в их нормальном состоянии. В целом, фимбрии остаются темой интереса и обсуждения, как в медицинских кругах, так и среди широкой аудитории.

Type IV pilus machinery | Bacteria Twitching Motility | Basic Science Series

Внешний вид фимбрий

Внешне пили, или фимбрии, как их называли до 1956 г., выглядят как микроскопические волоски, покрывающие клетку бактерии. На 1 клетку прокариота может приходиться от нескольких единиц до тысяч ворсинок.

Хотя они, как и жгутики, являются поверхностными образованиями, однако между собой имеют больше различий, чем сходств.

По размеру пили намного меньше жгутиков, в среднем в 3 раза тоньше (не более 10 нм), и длиной не превышают 1,5 мкм.

По строению, несмотря на то, что как пили, так и жгутики состоят из белковых клеток, они также различаются:

• пили, или фимбрии, представляют собой легкую цепочку проводящих белков цилиндрической формы, отходящую от поверхностного слоя клетки;
• жгутики являются более громоздкими по строению, с наличием сложных структур (стержень, базальное тело, кольца и другое).

Столь явное различие в строении поверхностных образований прокариотов связано с совершенно разными задачами, которые они решают в процессе жизнедеятельности бактериальной клетки.

Медицинское значение

Объединение бактерий (с адгезивными фимбриями) со специфическими рецепторами клетки человека является первым шагом для установления инфекций в организме; как образование зубного налета, путем коагрегации особей разных видов на факторы колонизации зубов и тканей, Neisseria gonorrhoeae и уропатогенные штаммы Кишечная палочка.

Роль фимбрий как фактора вирулентности грамотрицательных бактерий широко изучена у бактерий. Neisseria gonorrhoeae и N. meningitidis.

Эти патогенные виды продуцируют сходные фимбрии со структурной и антигенной точки зрения. Вирулентные сорта N. gonorrhoeae демонстрируют поверхностные фимбрии от 16,5 до 21,5 кДа и способны прочно прилегать к клеткам слизистой оболочки половых путей.

Хотя грамположительные бактерии с фимбриями встречаются редко, факультативные бациллы этой группы были обнаружены в полости рта. Они показывают два типа фимбрий:

• Тип 1, опосредующий адгезию к поверхности зубов посредством взаимодействия с богатыми пролином солевыми белками слюны.
• Фимбрии типа 2, которые измеряют прилипание бактериальных стрептококков к ротовой полости.

Грамположительный вид Actynomicetes они собираются не так, как грамотрицательные. Они связывают ковалентно с пептидогликановым слоем клеточной стенки.

Емкость вида Actynomicetes Буккально прилипать к клеткам слизистой оболочки и объединяться с кариогенными стрептококками, способствует образованию биопленки и началу зубного налета.

Пили такое молочко?

Функции

Основная функция большинства пилей заключается в обеспечении правильного позиционирования особых молекул, обеспечивающих адгезию клеток. Взаимодействие бактерий с другими про- и эукариотическими клетками, обеспечиваемое пилями, является важным этапом заселения эпителия и проникновения патогенных бактерий в клетки организма хозяина, образования биоплёнок и переноса генетического материала при конъюгации. Некоторые пили задействованы в движении бактериальных клеток. Пили иногда служат рецепторами бактериофагов. Например, при , вызванной патогенными штаммами Escherichia coli, клетки прикрепляются к эпителию мочевого пузыря с помощью пилей, на конце которых находятся молекулы белка-адгезина FimH, который взаимодействует с остатками маннозы на поверхности эпителиальных клеток. Благодаря прикреплению к эпителию клетки бактерии не выводятся из организма с мочой. Пили являются важными многих кишечных бактерий, таких как Salmonella enterica, , Vibrio cholerae. Прикрепление пилей к эукариотическим клеткам может запускать в них определённые сигнальные каскады. Например, прикрепление пилей Neisseria к эпителиальным клеткам вызывает в последних выход ионов кальция в цитоплазму, при этом кальций является важным вторичным посредником в передаче сигнала в эукариотических клетках.

Ворсинки (микробиология)

Ворсинки (англ., Лат. Pili, единственное pilus) или фимбрии (fimbriae) — поверхностные структуры, похожие на волосы на поверхности клетки и найдены во многих бактерий и некоторых архей.

Термины «ворсинки» и «фимбрии» часто используются равнозначно, хотя некоторые исследователи резервируют термин «ворсинки» для ссылки на половые ворсинки (однако, такое использование может считаться устаревшим).

Все ворсинки построены из полимерных цепочек глобулярного белка пилину, хотя это только общее название, которое ссылается на целый класс белков. В классификации ворсинок нет четкой системы.

Четко выделены только несколько типов ворсинок: ворсинки I типа, ворсинки IV типа и половые ворсинки, хотя, кажется, они далеко не покрывают все возможные типы.

Ворсинки / фимбрии 1 типа

Восинкы I типа — кратчайшие, волоссяподибни структуры, обычно расположены перитрихально, то есть на всем теле, неподвижные и очень гибкие. Эти ворсинки основном используются для прикрепления к поверхности и создания биофильмы.

Прикреплению бактерий к поверхности очень важно для колонизации новых территорий и защиты от хищников и неблагоприятных химических агентов. мутантные болезнетворные бактерии, которые не имеют ворсинок, не могут прикрепляться к поверхности тела человека, и поэтому не могут вызвать болезни

Совет

Некоторые ворсинки могут содержать лектины, которые необходимы для прикрепления к другим клеткам определенного типа, так как они могут розпознаваты определенные олигосахариды на поверхности этих целевых клеток. Другие ворсинки могут быть связаны с компонентами внеклеточного матрицы.

Ворсинки I типа найдены как среди грамотрицательных, так и среди грамположительных бактерий, в последний субъединицы пилину ковалентно связаны.

Половые ворсинки

Половые ворсинки (для них термин «фимбрии» обычно не применяется) используются в бактериальной конъюгации. Эти ворсинки имеют обычно от 9 до 10 нм в диаметре и довольно жесткие. Они соединяют бактерию с другой бактерией, конечно того же вида, и строят мост между цитоплазме этих клеток.

Этот процесс позволяет передачу плазмид и иногда бактериальной ДНК от бактерий с ворсинками (доноров) в восприимчивых бактерий. Обмен плазмид может предоставить новые функции бактерии, например резистентность. Через этот механизм некоторые выгодные генетические черты могут распространяться популяцией бактерий.

Не все бактерии обладают способностью создавать половые ворсинки, хотя многие виды и делают это. В одной бактерии может существовать до десяти половых ворсинок.

Несмотря на свое название, «половые ворсинки» не имеют ничего общего с половым размножением или спариванием, и не является бактериальным эквивалентом пениса; хотя такое неправильное употребление термина и используются в популярной литературе.

Ворсинки IV типа

Эти ворсинки участвуют в подвижности бактерий. Они протягиваются вперед на 5 микрон (иногда до 15 микрон), прикрепляются к поверхности и втягиваются обратно, создавая очень большую силу в 80 пН, что влечет бактерию вперед. Эти ворсинки расположены исключительно на полюсах бактерий и достаточно жесткие. Они найдены во многих несвязанных родах бактерий: Neisseria, Vibrio, Myxococcus и других.

функции

Роль фимбрий во многих типах бактерий точно не известна. Несмотря на это, кажется, что в некоторых группах они предпочитают фиксацию или адгезию к различным субстратам, они позволяют формировать биопленки, которые также способствуют адгезии, агрегации, коагрегации и фиксации к жидким поверхностям, на которых они образуют вуали..

Fimbrias adhesivas

Функциональность этих фимбрий заключается в соблюдении специфических и поверхностных рецепторов. Это имеет первостепенное значение, поскольку приверженность живым или инертным субстратам играет основополагающую роль в колонизации различных мест обитания или хозяина в зависимости от вида..

Адгезивная особенность (функция адгезина) связана не с белком пилина, который составляет в основном фимбрию, а с гликопротеином, называемым лектином, который расположен на дистальном конце аппендикса..

Этот белок способен с высокой аффинностью связываться с боковыми полисахаридными цепями, присутствующими в цитоплазматической мембране клеток, к которым они присоединяются..

Сексуальные фимбрии

Они необходимы для бактериальной конъюгации, то есть для обмена генетической информацией между донорской клеткой и реципиентом.

Зачем бактериям перемещаться

Передвигаясь, прокариоты имеют возможность добираться до питательных веществ и других привлекательных вещей, без которых невозможна их жизнедеятельность. Также эта способность помогает им избегать опасности.

Перемещаясь, бактерии попадают в нужные им условия и избегают неблагоприятных.

Двигаясь в сторону источника питания или в противоположном направлении от репеллента (репеллентом называют вещество или явление, «отпугивающее» бактерию), микроорганизмы совершают серию прямолинейных движений. Движения чередуются с остановкой и переориентацией в зависимости от концентрации привлекающего и отпугивающего вещества. Таким способом прокариоты получают возможность добраться до конечной точки назначения, без учета направления движения среды и других тормозящих факторов.

В нормальной (изотропной) среде целенаправленное движение бактерий отсутствует, а длина прямолинейных отрезков перемещения остается примерно одинаковой.

Фимбрия

Типы жгутикования бактерий.

Фимбрии, по-видимому, служат для прикрепленш клеток к субстрату или сцепления друг с другом с последующи. В почвенных суспензия обнаружены бактерии с придатками другой формы: четковидным лентовидными, фагоподобными, корневидными. При попадании н поверхности конструкций с частицами почвы они могут участвс вать в процессах биоповреждений.
 

Фимбрии и пили — это тончайшие ворсинки, которые покрывают сверху всю поверхность бактерий.
 

Фимбрии и пили — нитевидные образования более тонкие и короткие ( 3 — 20 нм х 0 3 — 10 мкм), чем жгутики. Фимбрии отходят от поверхности клетки и состоят из белка, называемого пилином. Среди фимбрий разного типа выделяются: фимбрии, ответственные за адгезию, т.е. прикрепление бактерий к поражаемой клетке ( например, пили 1 общего типа — common pili); фимбрии, ответственные за питание, водно-солевой обмен; половые ( F-тгили), или конъюга-ционные пили. Пили общего типа многочисленны и достигают нескольких сотен в одной клетке. Термин пили применяется чаще для обозначения особых фимбрий — половых пил ей, образуемых так называемыми мужскими клетками-донорами, содержащими трансмиссивные плазмиды ( F, R, Col); их количество 1 — 2 на клетку. Отличительной особенностью половых пилей является взаимодействие с особыми мужскими сферическими бактериофагами.
 

Длина фимбрии составляет 1 5 мкм, диаметр — 7 нм.
 

Палочковидная бактерия с фимбриямп. Увел. X 15 000.| Кокки с фимбриями. Увел. X 12 000.| Схема структуры зоны прикрепления жгутика Схема прикрепления жгутика. в клетке бактерии.

Длина фимбрий от 0 3 — 4 мкм, ширина — 0 01 мкм. Иногда они сливаются в комки, придавая неопрятный вид клетке; в других случаях поверхность клеток покрыта войлокообразным чехлом, состоящим из сплетений тонких нитей. Наряду с фимбриями можно видеть капсульный материал, как бы застрявший между нитями фимбрий, выполняющих роль арматуры.
 

Клетки стебельковой бактерпп из рода Asticcacaulis. Электронная микрофотография. Увел. X 20 000.| Стадии жизненного цикла Caulobacter. Схема ( по Броку, 1970.

Функции фимбрий у стебельковых бактерий неясны.
 

Клетка Escherichia coli, окруженная фимбриями.
 

Формы жгутиковых бактерий.

Поверхность некоторых бактерий покрыта очень тонкими прямыми волосками — фимбриями. Они встречаются как у подвижных, так и у неподвижных форм бактерий. Их количество велико и может исчисляться тысячами. Назначение фимбрии неизвестно, однако есть указание на активное участие фимбрии в процессах адсорбции бактерий частицами минералов. У некоторых бактерий, например Escherichia coli штамм К-12, имеются на поверхности клетки тонкие трубчатые отростки — f — пили, участвующие в половом процессе — конъюгации.
 

На поверхности клеточной стенки могут быть различные образования — жгутики, фимбрии, пили, капсулы и слизь.
 

Ядра септума получают гомолатерально волокна от гиппокампа, приходящие в основном через фимбрию. После перерезки ипсилатеральной фимбрии терминали аксонов подвергаются дегенерации и заменяются астрог-лией. Однако динамика изменений резко отлична от динамики регенерации, описанной для вегетативного ганглия. Регенерация аксонов фимбрии начинается не раньше, чем через 24 часа после перерезки. Далее, несмотря на изменения в структуре аксонов, терминали продолжают сохранять контакт с постсинаптическими участками в течение недели. При этом только половина синапсов на септальных нейронах подвергается дегенерации. Таким образом, если в вегетативном ганглии восстанавливаются исходящие синап-тические связи, то в септуме исходные связи заменяются новыми.
 

ПИЛИ, F-в орсинки, половые волоски, копуляционные ф и м б р и и, разновидность фимбрий — нитевидных поверхностных придатков бактериальных клеток. Состоят почти целиком из белка пилина ( мол. При конъюгации бактерий участвуют в передаче ДНК. Тело покрыто ресничками, образующими на ниж. Рот, расположенный на ниж. Тело немертины развивается из внутр. Молодая немерти-на опускается на дно и переходит к ползающему образу жизни.
 

Классификация

Традиционно пили подразделяют на 4 типа.

• Пили I типа связываются с остатками маннозы на других клетках;
• Пили II типа независимы от маннозы и не вызывают гемагглютинацию;
• Пили III типа вызывают агглюцинацию эритроцитов человека, обработанных танниновой кислотой;
• Пили IV типа также известны как половые пили, они участвуют в процессе конъюгации.

Некоторые учёные подразделяют пили на пили главного типа и альтернативного типа. Пили главного типа включают пили типов I—III по традиционной классификации. Они располагаются по всей поверхности клетки и прикрепляются непосредственно к её наружной поверхности. Пили главного типа выполняют только адгезионные функции. Пили альтернативного типа (тип IV по традиционной классификации) образуются в количестве 1—2 на клетку и располагаются на одном или двух её полюсах. Они, подобно жгутикам, имеют базальное тело и заякорены в клеточной мембране, а потому насквозь проходят периплазму и наружную мембрану. Пили альтернативного типа участвуют не только в адгезии. Они могут быстро разбираться от основания, при этом дистальные их концы остаются прикреплёнными к субстрату или другой клетке

За счёт этого одна клетка может подтягиваться ближе к другой, что особенно важно при конъюгации.

Откуда бактерии знают, куда им двигаться

Направленные движения бактерий определяются наличием в окружающей среде аттрактантов или репеллентов. Их распознавание происходит с помощью многочисленных белковых рецепторов, располагающихся на поверхности клеточных мембран. Каждая группа рецепторов реагирует на конкретный раздражитель, передавая сигнал о его наличии внутрь клетки.

Вместе с другими организмами, получившими аналогичный сигнал, прокариот начинает двигаться короткими прямолинейными отрезками. Но из-за столкновений с окружающими частицами такое движение в одном направлении длится не более 3 секунд. Затем оно может кардинально перенаправиться в противоположную сторону. Не сбиться с пути прокариотам помогает механизм изменения вращения жгутиков. Вращаясь по часовой стрелке, микроорганизм останавливается и кувыркается с растопыренными в разные стороны жгутиками. В этот момент он измеряет концентрацию необходимого вещества, меняет направление вращения, возвращается к прямолинейному движению.

Такая схема позволяет не сбиться с правильного направления среди большого количества бактерий и быстро достигнуть намеченной цели.

ссылки

1. А. Барриентос (2004) Практический курс по энтомологии. Редакционный университет Барселоны. 947 стр..
2. Фимбрия. Получено с http://www.doctissimo.com
3. О. Агуадо Мартин (2007). Суточные бабочки Кастилии и Леона-II (Lepidoptera Ropalóceros) Виды, биология, распространение и сохранение. Глава 3. Анатомия имаго. Хунта де Кастилья и Леон. Министерство окружающей среды Фонд природного наследия. 1029 стр..
4. М. Прескотт, J.P. Харли и Г.А. Кляйн (2009). Микробиология, 7-е издание, Мадрид, Мексика, Mc GrawHill-Interamericana. 1220 стр..
5. Университет Гренады (2006). Прокариотические нитевидные отростки. Получено с www.ugr.es.
6. Селис Серсен (2012). Присутствие porphyromonas gingivalis, генотипов fimA-I, II, III и IV, в группе чилийских школьников в возрасте от 4 до 8 лет. Взято из repositorio.uchile.cl.
7. Gary, M.D. Прокоп, М.С. Элмер, В. Конеман (2008). Микробиологический диагноз. Редакция Medica Panamericana. 1691 стр..
8. Паранчич, Л.С. Мороз (1988). Физиология и биохимия пили. Достижения в микробной физиологии. 
9. Dalrymple, J.S. Mattick (1987). Анализ организации и эволюции субъединичных белков фимбриального (MePhe) типа 4. Журнал молекулярной эволюции. 
10. Бактериальный пили (Fimbriae): характеристики, виды и медицинское значение (2013). Микроб Онлайн Восстановлено с microbeonline.com.

Реснички (Р, фимбрии, пили) и ресничкоподобные образования (РПО)

Р – сложные структуры,
начинающиеся от КС. Их количество – от 2-4 до тысяч.

РПО – похожи на Р, но тоньше и
могут отделяться от клетки. РПО обнаружены у Гр-.

Функции Р:

1. Контакт с внешней средой
   (важнейшая функция!).
2. Адгезия (к субстрату).
3. Формирование «лица» микроба при
   помощи антигенов.
4. Движение (по типу ползанья).

Жгутики (Ж,
флагелла)

Ж состоят из комплекса молекул белка флагеллина,
образующего блоки. Флагеллин обладает определённой сократительной способностью,
которой, однако, недостаточно для обеспечения той скорости, с которой вращается
жгутик (3000 оборотов/мин).

Ж начинается из ПМ, где залегает его основа – М- и S-белки. Здесь и возникает движение Ж за счёт прямого превращения
электрической энергии в механическую. Наружная часть Ж (филамента), начавшись
от М- и S-белков, прикрепляется к 2 дискам и 1 крюку,
расположенным в КС. Если Ж много, то они образуют перитрих, если Ж один, то
монотрих и т. д.

Функции Ж:

1.  Движение.

2.  Антигенные
свойства.

3.  Рецепция.

4.  Адгезия.

Микробы с особым
строением КС

Роды Микоплазма и Уреоплазма – полностью лишены КС.
Их единственная оболочка – ПМ. Они полиморфны, у них есть цитоскелет,
обладающий сократительной функцией.

Снаружи ПМ покрыта белками, липидами; также есть S-слой.

Окраска их не связана со свойствами КС.

Существуют L-формы бактерий
– это Гр+ и Гр-, которые утратили временно или навсегда свою КС. Узнать их по
окраске невозможно, они полиморфны. Нестабильные L-формы
(способные к возврату КС) образуются под действием различных факторов внешней
среды (пенициллин). Стабильные L-формы (всегда
существующие без КС) представлены возбудителями таких заболеваний, как
бруцеллёз, дизентерия, менингит, туберкулёз и другие.

Роды Хламидии и Хламидофилы – по строению КС похожи
на Гр-. У них есть ПМ, есть полисахаридный слой, но нет пептидогликана. Они
являются облигатными внутриклеточными паразитами. У них есть смена цикла
развития, в котором присутствуют 3 формы:

—  элементарные
тельца (мелкие, с большой плотностью ЦП) – являются заражающим элементом;

—  ретикулярные
тельца (крупные, с большим количеством ДНК и РНК) – живут внутри клетки и
размножаются;

—  персистентные
тельца – длительно находятся в организме хозяина, никак себя не проявляя.

Риккетсии,
коксиелы

—  внутриклеточные
паразиты;

—  не
имеют цикла развития;

—  полиморфны;

—  имеют
пептидогликан;

—  очень
мелкие по размеру;

—  вызывают
сыпной тиф и другие заболевания;

—  окрашиваются
по Граму, но лучше – по Здродовскому или серебрением.

Извитые
формы

—  вибрионы
(1/4-1/2 витка) – вибрион холеры;

—  спириллы
(2-4 витка) – язва 12-перстной кишки, желудка;

—  спирохеты
(полностью завиты) – трепонемы (сифилис), боррелии (возвратный тиф) и
лептоспиры (лептоспирозы).

Особенности строения извитых форм:

—  КС
как у Гр-;

—  есть
структуры, идентичные жгутикам, которые тоже крутятся, но находятся в ППП и
фиксируются только на концах клетки; их вращение приводит к
сокращению-удлинению клетки.

Микобактерии

—  кислото-,
спирто- и щёлочеустойчивые;

—  очень
медленно растут;

—  имеют
уникальное строение КС: в ней есть пептидогликан, белки-порины, жирные кислоты
и белки;

—  окрашиваются
специальными методами окраски.

Споры

Спорообразование – способ сохранения вида. В спорах нет
свободной воды (её концентрация не превышает 13%), в них накапливаются ионы Са2+,
белки, богатые дисульфидными связями.

Актиномицеты

Актиномицеты (АМ) поражают мышцы, кости, лёгкие. 90%
антибиотиков вырабатывается актиномицетами.

АМ имеют лучистую форму, являются прокариотами и Гр+; не
имеют дифференцированного ядра; являются бактериями.

Грибы

Грибы относятся к эукариотам (как правило), образуют
компартменты, существуют в 2 формах – половой и неполовой, выделяют токсины
(онкотоксины, приводящие к возникновению рака), в составе КС имеют хитин,
образуют споры половым и вегетативным размножением.

Простейшие

—  эукариоты
– возбудители малярии, амебиаза, трихомониаза;

—  всё
время меняют свой внешний вид и антигены.

Сообщества

1.  Колонии и
микроколонии (образованы бактериями 1 вида).

2.  Смешанные
– биоплёнки на общем матриксе, покрытые поверхностной плёнкой, в основе которой
– липидный слой.

Существуют контакты бактерий (трубочки, каналы), через
которые они осуществляют обмен информацией. Гомосеринлактон – фактор, влияющий
на взаимодействие микробов. Многие микробы не могут заразить, пока не образуют
сообщества.

Способы передвижения бактерий

Различают несколько типов движения бактерий.

1. Скольжение, характерное для миксобактерий, цитофагов и микоплазм. Скорость передвижения невысока – от 2 до 11 мкм/с.
2. Вращение, присущее спирохетам. Они передвигаются с высокой скоростью благодаря собственным колебаниям.
3. Перемещение с помощью жгутиков и ворсинок.

Еще один способ таксиса, или направленного перемещения, обусловлен внешними факторами:

• хемотаксис — за счет присутствия химических реагентов или питательных веществ;
• фототаксис — в зависимости от света;
• аэротаксис — под влиянием кислорода;
• магнитотаксис — в зависимости от присутствия молекул железа;
• вискозитаксис — за счет изменения концентрации или вязкости раствора.

Пили

Органы движения бактерий, называемые пилями, представляют собой цилиндры. Они образованы молекулами белка – пилина. Их толщина составляет от 8.5 до 9.5 нм, а длина не превышает 1 мкм.

Пили имеют различное строение и расположение, покрывая равномерно всю поверхность тела бактерий или концентрируясь на полюсах. Они обуславливают не только движение бактерий, но служат для передачи наследственной информации, отвечают за их выживаемость и адаптацию при изменении условий среды обитания.

Жгутики

Наиболее быстрое перемещение бактерий в пространстве может осуществляться при помощи жгутиков, образованных протеином флагеллином. Эти органоиды представляют собой тонкие спиралевидные структуры, состоящие из спиральной нити и базального тела, соединенных между собой крюком. Крепление к мембране и клеточной стенке осуществляется при помощи парных дисков.

Перемещение микроорганизмов вперед происходит благодаря вращению жгутиков против часовой стрелки, а назад — по ее ходу.

Данный механизм основан на способности бактериальных клеток преобразовывать электрохимическую энергию в механическую, используя разницу между концентрацией заряженных частиц на внешней и внутренней оболочке мембраны. Коэффициент полезного действия при этом настолько высок, что на вращение жгутика тратится лишь 0.1% общей энергии, расходуемой на поддержание всех процессов жизнедеятельности.

Классификация прокариотов по количеству и локализации жгутиков:

• монотрихи, имеющие 1 жгутик;
• перитрихи — жгутики равномерно распределены по всей поверхности стенки бактерий;
• лофотрихи — сосредоточение множества жгутиков на одном конце бактериальной клетки;
• амфитрихи — наличие одиночных жгутиков или их скопления на обоих полюсах.

Эта характеристика определяет направленность перемещения:

• прямолинейное — лофо- и монотрихи;
• беспорядочное движение (кувыркание) — перитрихи.

У некоторых извитых форм бактерий сильно изгибающиеся движения происходят за счет оставшихся моторов жгутиков, утративших свои белковые нити. Еще один вариант – своеобразные «конвейерные ленты» под внутренней оболочкой клетки, по которым двигаются белки внешней мембраны.

Слизь

Безжгутиковые формы бактерий передвигаются с помощью скользящих движений. На полюсах этих прокариотов имеется около 200 структур, секретирующих слизь. Она выделяется через многочисленные поры клетки в направлении, противоположном ее перемещению.

Газовые вакуоли

Органоидами передвижения некоторых бактерий являются газовые вакуоли (аэросомы). Это газовые полости, расположенные внутри клетки. Они состоят из многочисленных продолговатых пузырьков, заключенных в защитную белковую оболочку.

Такой способ передвижения отмечен у некоторых почвенных бактерий, передвигающихся вверх и вниз по многочисленным капиллярам.

При увеличении аэросом происходит автоматическое снижение плотности бактериальной клетки, за счет чего происходит подъем на поверхность. Для обратного погружения микроорганизм избавляется от лишнего воздуха или начинает быстро накапливать тяжелые сахара.

Но при попадании в область высокого давления вакуоли быстро разрушаются, утрачивая способность к восстановлению.

Движение микоплазм

Среди микоплазм встречаются неподвижные формы, а также бактерии, характеристика движений которых носит скользящий тип при помощи выбрасывания порции слизи.

Гипотетические способы

В микробиологии существуют гипотезы относительно некоторых способов движения бактерий. Одна из них — теория «бегущей волны». Согласно ей, на поверхности клетки во время вращения фибрилл, расположенных под наружной мембраной клеточной стенки, образуются движущиеся выпуклости. С их помощью микроорганизм отталкивается от твердого субстрата.

Вопрос-ответ

Какие бывают пили у бактерий?

Адгезивные пили (пили 1 общего типа) обеспечивают адгезию бактерий к определенным клеткам, половые пили 2 типа (конъюгативные или sex pili) участвуют в переносе части генетического материала от клетки донора к реципиенту, частично осуществляют питание и водно-солевой обмен.

Как определить пили?

Выявить пили можно при электронной микроскопии. Жгутики и пили бактерий. Электронная микроскопия. (Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии / Под ред.

Для чего используются фимбрии?

Фимбрии — это длинные нитевидные полимерные белковые структуры, расположенные на поверхности бактериальных клеток. Они позволяют бактериям связываться со специфическими рецепторными структурами и тем самым колонизировать специфические поверхности .

Какая клетка имеет пили?

Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, покрыты клеточной стенкой из гликопротеида муреина. На стенке могут быть тонкие выросты – пили, служащие для прикрепления клеток друг к другу.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите структуру и функции фимбрий, чтобы лучше понять их роль в адгезии бактерий. Это поможет вам осознать, как они влияют на патогенность микроорганизмов и могут быть целью для разработки новых антибиотиков.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на методы исследования фимбрий, такие как микроскопия и молекулярные технологии. Знание современных методов позволит вам следить за последними достижениями в области микробиологии и биотехнологий.

СОВЕТ №3

Если вы работаете в области медицины или биотехнологий, рассмотрите возможность изучения фимбрий как потенциальных мишеней для вакцин или терапий. Это может открыть новые горизонты в борьбе с инфекциями.