Základní struktura a chemické složení bakteriální buňky

Stránky:	Moodle Veterinární univerzita Brno
Kurz:	Mikrobiologie potravin a mikrobiologické laboratorní metody 1
Kniha:	Základní struktura a chemické složení bakteriální buňky

Vytiskl(a):	Nepřihlášený host
Datum:	sobota, 11. května 2024, 12.55

Popis

Kapitola uvádí základní informace o stavbě a chemickém složení bakteriálních buněk.

Úvod

Od eukaryotních buněk – rostlinných a živočišných, se prokaryotní bakteriální buňka liší podstatně jednodušší vnitřní strukturou. Mimo rozpustné cytoplasmy má bakteriální buňka vlastně pouze čtyři struktury: jádro, ribosomy, cytoplasmatickou membránu a buněčnou stěnu. Je tvořena jediným, membránami dále neděleným prostorem.

Stavba buňky - tabulka

(zpracováno podle: KUMAR, S. Textbook of Microbiology. 1^st ed. New Delhi, India: Jaypee Brothers Medical Publisher (P) Ltd. 2012. 784 p. a SEDLÁČEK, I. Taxonomie prokaryot. 1. vyd. Brno, ČR: Masarykova univerzita. 2007. 270 p.)

Základní stavba

Na povrchu bakteriální buňky se nachází silná a pevná struktura – buněčná stěna, která dává buňce tvar a chrání ji před mechanickými vlivy a účinky osmotického tlaku okolního prostředí.

Pod ní je jemná elastická membrána – cytoplasmatická membrána, která tvoří osmotické rozhraní buňky a umožňuje transport látek. Cytoplasmatická membrána může vytvářet výchlipky (mesosomy).

Cytoplasmatická membrána ohraničuje vnitřní prostor buňky vyplněný cytoplasmou, ve které jsou mimo jádra (nukleotid, bakteriální chromosom) u některých bakterií také plasmidy, dále ribosomy a zrníčka zásobních látek.

Na povrchu buněčné stěny se mohou vyskytovat fimbrie (pili) a polysacharidový slizový obal (pouzdro – kapsule, volný sliz či glykokalyx), pohyblivé bakterie mají jeden nebo více bičíků.

Základní stavba

stavba bakteriální buňky

(upraveno podle: KUMAR, S. Textbook of Microbiology. 1^st ed. New Delhi, India: Jaypee Brothers Medical Publisher (P) Ltd. 2012. 784 p.)

Chemické složení

Obsah vody v buněčné hmotě je 70 – 95 %; nejvyšší je u bakterií s polysacharidovými pouzdry. Zbytek tvoří sušina buněčné hmoty, která je v převážné míře tvořena 6 základními prvky – uhlíkem (50 % hmotnosti sušiny), kyslíkem (20 %), dusíkem (15 %), dále vodíkem, fosforem a sírou (celkem 12 %). Sušinu buněčné hmoty bakterií tvoří z téměř 97 % makromolekuly – bílkoviny, nukleové kyseliny, polysacharidy a lipidy. Funkce makromolekul je stejná jako v jiných buňkách.

Hlavní podíl tvoří bílkoviny (40 – 80 %), takže bakteriální hmota je bohatým zdrojem plnohodnotných bílkovin pro krmivářské účely. Bílkoviny hrají primární roli v konstrukci bakteriální buňky (strukturální bílkoviny) i v její činnosti (enzymy).

Z nukleových kyselin mají větší zastoupení RNA, jejichž podíl v sušině bakterií tvoří 10 – 30 % (rRNA – 80 %, tRNA – 15 % a mRNA – 2 % z celkové RNA). DNA představuje pouze asi 2 – 3 % hmotnosti sušiny. Nukleové kyseliny jsou nositelkami genetické informace (DNA) a realizují její přepis a překlad (RNA).

Polysacharidy představují 5 – 20 % sušiny, přičemž u opouzdřených bakterií je to podstatně více (na úkor ostatních složek, hlavně bílkovin). Polysacharidy hrají v bakteriální buňce dvě role – jednak mohou být zásobními látkami (glykogen), jednak jsou konstrukční a funkční součástí buněčné stěny a také pouzdra a glykokalyxu (peptidoglykan, lipopolysacharid, teichoové kyseliny). Dále jsou nositeli specifické antigenicity buňky bakterie.

Chemické složení

Lipidy představují 5 – 10 % sušiny. U bakterií se vyskytují prakticky jen lipidy složené (fosfoglyceridy složené s glycerol-3-fosfátu a dvou molekul mastných kyselin). Fosfoglyceridy jsou amfipatické molekuly, díky tomu spontánně vytvářejí ve vodním prostředí dvojvrstvy, a jsou tak konstrukčním prvkem biologických membrán. U převážné většiny bakterií se lipidy vyskytují jen v cytoplasmatické membráně. Některé lipidy asociují s proteiny na tzv. lipoproteiny (vazba mezi lipidem a proteinem je hydrofobní – pojí se přes nepolární hydrofobní části), tyto molekuly hrají zásadní roli ve stavbě a funkci cytoplasmatické membrány.

Zbývající organické sloučeniny jsou přítomny v mnohem menších koncentracích – meziprodukty metabolismu, aminokyseliny, vitamíny a jejich deriváty, barviva, příp. i toxiny či antibiotika.

Anorganické složky buněčné hmoty zjistíme zpopelněním suché hmoty buněk. Popel představuje 5 – 10 % sušiny buněk. Jeho hlavní složkou jsou fosfáty (2 – 6 %), dále sírany (1 % včetně síry z organických sloučenin), z iontů kovů je nejvíce zastoupen draslík a pak hořčík.