バクテリア細胞の主要部分は何ですか。自然と人間にとっての重要性。追加の細菌オルガネラ

27.09.2021

細菌は原核生物であり（図1.2）、植物や動物の細胞（真核生物）とは大きく異なります。それらは単細胞生物に属し、細胞壁、細胞質膜、細胞質、核様体（細菌細胞の必須成分）で構成されています。一部の細菌には、べん毛、カプセル、胞子（細菌細胞のオプションの成分）が含まれている場合があります。

米。 1.2。原核生物（細菌）細胞とべん毛を組み合わせた概略図。
1-ポリヒドロキシ酪酸の顆粒; 2-脂肪滴; 3-硫黄含有物; 4-管状チラコイド; 5-層状チラコイド; 6-泡; 7-色素胞; 8-核（核様体）; 9-リボソーム; 10-細胞質; 11-基底小体; 12-べん毛; 13-カプセル; 14-細胞壁; 15-細胞質膜; 16-メソソーム; 17-ガス胞; 18-ラメラ構造; 19-多糖類顆粒; 20-ポリリン酸塩顆粒

細胞壁

細胞壁は、ペプチドグリカン（ムレイン）を主成分とする厚さ30〜35nmの細菌の外部構造です。ペプチドグリカンは、N-アセチルグルコサミンとN-アセチルムラミン酸のサブユニットがグリコシド結合で結合した構造ポリマーです（図。
1.3).

米。 1.3。ペプチドグリカンの単層構造の概略図

平行に配置された多糖（グリカン）鎖は、横方向のペプチドブリッジによって一緒に固定されています（図1.4）。

米。 1.4。ペプチドグリカン構造の詳細な構造明るい矢印と黒い短い矢印は、それぞれリゾチーム（ムラミダーゼ）と特定のムロエンドペプチダーゼによって切断された結合を示しています

多糖類の骨格は、動物由来の抗生物質であるリゾチームによって簡単に破壊されます。ペプチド結合はペニシリンの標的であり、ペニシリンの合成を阻害し、細胞壁の形成を防ぎます。ペプチドグリカンの定量的含有量は、グラムによると細菌が染色する能力に影響を与えます。かなりの厚さのムレイン層（90-95％）の細菌は、青紫色のゲンチアナバイオレットで着実に染色され、グラム陽性菌と呼ばれます。

アルコールの作用後に細胞壁にペプチドグリカンの薄層（5-10％）を持つグラム陰性菌は、ゲンチアナバイオレットを失い、さらにピンクのマゼンタで染色されます。グラム陽性菌とグラム陰性菌の両方の原核生物の細胞壁は大きく異なります化学組成（表1.1）、および超微細構造による（図1.5）。

米。 1.5。グラム陽性（a）およびグラム陰性（b）の原核生物における細胞壁の概略図：1-細胞質膜; 2-ペプチドグリカン; 3-ペリプラズム空間; 4-外膜; 5-DNA

ペプチドグリカンに加えて、グラム陽性菌の細胞壁には、少量のテイコ酸（ポリリン酸化合物）が含まれています-脂質、多糖類、タンパク質。

表1.1。グラム陽性およびグラム陰性原核生物の細胞壁の化学組成

グラム陰性原核生物は、脂質（22％）、タンパク質、多糖類、およびリポタンパク質を含む外膜を持っています。

バクテリアの細胞壁は、主に成形と保護の機能を果たし、剛性を提供し、カプセルを形成し、細胞がファージを吸着する能力を決定します。

すべての細菌は、グラム染色との関係に応じて、グラム陽性菌とグラム陰性菌に分けられます。

グラム染色技術

1.ろ紙を塗抹標本に置き、ゲンチアナバイオレットの炭酸溶液を1〜2分間注ぎます。
2.紙を取り除き、染料を排出し、塗抹標本を水で洗わずに、ルゴール液を1分間注ぎます。
3. Lugolの溶液を排出し、96％アルコールで30秒間脱色します。
4.水で洗った。
5.フクシンの水溶液で1〜2分間ペイントします。
6.水で洗浄し、乾燥させます。

染色の結果、グラム陽性菌は紫色に、グラム陰性菌は赤色に染色されます。

グラム染色に対する細菌の態度が異なる理由は、ルゴール液で処理した後、ヨウ素とゲンチアナバイオレットのアルコール不溶性複合体が形成されるという事実によって説明されます。グラム陽性菌のこの複合体は、壁の透過性が弱いため拡散できませんが、グラム陰性菌では、エタノール、次に水で洗浄することで簡単に除去できます。

細胞壁を完全に欠いている細菌はプロトプラストと呼ばれ、球形をしており、タンパク質、核酸、酵素を分裂、呼吸、合成する能力があります。プロトプラストは、浸透圧、機械的影響、および通気の変化に非常に敏感な不安定な構造です。細胞壁の構成部分を合成する能力はありません。

リゾチームや他の要因の影響下で、細胞壁の部分的な溶解が起こると、細菌細胞はスフェロプラストと呼ばれる球状体に変わります。

いくつかの外的要因の影響下で、細菌は細胞壁を失い、L型菌を形成する可能性があります（最初に分離されたD.リスター研究所にちなんで名付けられました）。そのような形質転換は、自発的（例えば、クラミジアにおいて）または、例えば、抗生物質の影響下で誘発され得る。安定したL型菌と不安定なL型菌があります。前者は元に戻すことができませんが、後者は原因となる要因を取り除いた後、元の形に戻ります。

細胞質膜

細菌細胞の細胞質は、細胞膜（CPM）と呼ばれる厚さ5〜10nmの薄い半透膜によって細胞壁から制限されています。 CPMは、タンパク質分子が浸透したリン脂質の二重層で構成されています（図1.6）。

図1.6。原形質膜の構造疎水性の極で互いに向き合い、球状タンパク質分子の2つの層で覆われた2層のリン脂質分子。

CMPは、栄養素の移動に関与する多くの酵素とタンパク質、および生物学的酸化の最終段階の酵素と電子伝達体（デヒドロゲナーゼ、シトクロムシステム、ATPase）に関連しています。

ペプチドグリカン、細胞壁タンパク質、およびそれら自身の構造の合成を触媒する酵素は、CMPに局在しています。膜はまた、光合成中のエネルギー変換の場所でもあります。

ペリプラズム空間

ペリプラズム空間（ペリプラズム）は、細胞壁とCPMの間の領域です。ペリプラズムの厚さは約10nmで、体積は環境条件、とりわけ溶液の浸透圧特性に依存します。

ペリプラズムは、細胞内のすべての水の最大20％を含む可能性があり、いくつかの酵素（ホスファターゼ、パーミアーゼ、ヌクレアーゼなど）を含み、対応する基質を運ぶタンパク質を輸送します。

細胞質

CPMに囲まれた細胞の内容物は、細菌の細胞質です。均一なコロイドの粘稠度を持ち、可溶性RNA、酵素、基質、および代謝産物を含む細胞質の部分は、細胞質ゾルと呼ばれます。細胞質の別の部分は、メソソーム、リボソーム、封入体、核様体、プラスミドなどのさまざまな構造要素によって表されます。

リボソームは、直径15〜20nmの超顕微鏡的リボ核タンパク質顆粒です。リボソームには、すべての細菌RNAの約80〜85％が含まれています。原核生物のリボソームの沈降定数は70Sです。これらは、30 S（小サブユニット）と50 S（大サブユニット）の2つの粒子から構成されています（図1.7）。

米。 1.7。リボソーム（a）とそのサブ粒子-大きい（b）と小さい（c）リボソームはタンパク質合成の部位として機能します。

細胞質封入体

多くの場合、細菌の細胞質にはさまざまな封入体が見られます。これらは、中性脂質、ワックス、硫黄、グリコーゲン顆粒、β-ヒドロキシ酪酸（特にバチルス属）の液滴など、生命の過程で形成されます。グリコーゲンとβ-ヒドロキシ酪酸は、バクテリアの予備エネルギー源として機能します。

いくつかのバクテリアは細胞質にタンパク質の性質の結晶を持っており、それは昆虫に毒性の影響を及ぼします。

一部の細菌は、ポリリン酸塩顆粒（ボルチン粒子、異染性粒子）の形でリン酸を蓄積することができます。それらはリン酸デポーの役割を果たし、主に細胞の極に位置するボールまたは楕円の形の密な形成として検出されます。通常、極には1つの顆粒があります。

核様体

核様体はバクテリアの核装置です。 1つの染色体に対応するDNA分子によって表されます。それは閉じており、核の液胞に位置し、細胞質から制限されている膜を持っていません。

少量のRNAとRNAポリメラーゼがDNAに関連しています。 DNAは中央のRNAコアの周りに巻かれ、高度に秩序化されたコンパクトな構造です。ほとんどの原核生物の染色体の分子量は1〜3 x 109の範囲で、沈降定数は1300〜2000Sです。DNA分子には1.6x10のヌクレオチドペアが含まれています。原核細胞と真核細胞の遺伝的装置の違いがその名前を決定します。前者では、後者の核とは対照的に、核様体（核に似た形成）です。

細菌の核様体には、特定のタンパク質分子の合成で実現される主要な遺伝情報が含まれています。複製、修復、転写、翻訳のシステムは、細菌細胞のDNAに関連しています。

原核細胞の核様体は、光または位相差顕微鏡を使用して染色された標本で検出できます。e。

多くの細菌では、染色体外の遺伝的要素であるプラスミドが細胞質で発見されています。それらはリング状に閉じた二本鎖DNAであり、1500〜40000塩基対で構成され、最大100個の遺伝子を含みます。

カプセル

カプセル-多糖類またはポリペプチドからなる、細菌の細胞壁の粘膜層。マイクロカプセル（厚さ0.2 µm未満）はほとんどのバクテリアを形成することができます。

べん毛

べん毛は、バクテリアが20〜60ミクロン/秒の速度で動くことを可能にする運動器官として機能します。細菌は、体の表面全体に配置された、または1つの極、異なる極に束になって集められた1つまたは複数のべん毛を持っている場合があります。べん毛の厚さは平均10-30nmで、長さは10-20ミクロンに達します。

べん毛の基礎は長いらせん状の糸（フィブリル）であり、細胞壁の表面で太い湾曲した構造に変わります-フックであり、細胞壁とCPMに埋め込まれた基底顆粒に取り付けられています（図1.8）。

米。 1.8。単離されたオルガネラの電子顕微鏡写真に基づく大腸菌べん毛の基底端の概略モデル

基底顆粒は直径約40nmで、いくつかのリングで構成されています（グラム陽性菌では1ペア、グラム陰性原核生物では4ペア）。細胞壁のペプチドグリカン層を除去すると、べん毛は無傷のままですが、細菌の移動能力が失われます。

べん毛はほぼ完全にタンパク質フラジェリンで構成されており、炭水化物とRNAがいくらか含まれています。

論争

活発な成長の期間の終わりにいくつかのバクテリアは胞子を形成することができます。これは、栄養素による環境の枯渇、そのpHの変化、および有毒な代謝産物の蓄積が先行します。原則として、1つバクテリア細胞 1つの胞子を形成します-胞子の局在は異なります（中央、末端、亜末端-図1.9）。

米。 1.9。胞子形成細胞の典型的な形態。

胞子のサイズが棒状の細菌の横方向のサイズを超えない場合、後者はバチルスと呼ばれます。胞子の直径が大きい場合、細菌は紡錘形になり、クロストリジウムと呼ばれます。

化学組成によると、胞子と栄養細胞の違いは、化合物の量的な含有量だけです。胞子はより少ない水とより多くの脂質を含んでいます。

胞子の状態では、微生物は代謝的に不活性であり、高温（140-150°C）および化学消毒剤への曝露に耐え、長期間保管されたままになります。環境.

栄養培地に入ると、胞子は発芽して栄養細胞になります。胞子の発芽過程には、活性化、初期段階、成長段階の3つの段階があります。休息を妨げる活性化剤には、高温、環境の酸反応、機械的損傷など。胞子は水を吸収し始め、加水分解酵素の助けを借りて、それ自体の構造成分の多くを破壊します。外層が破壊された後、栄養細胞の形成期間は生合成の活性化から始まり、細胞分裂で終わります。

L.V. Timoshchenko、M.V. Chubik

バクテリアは微視的な単細胞生物です。バクテリアの細胞の構造には、バクテリアが生きている世界の別の王国に分離する理由である特徴があります。

細胞膜

ほとんどのバクテリアには3つの殻があります：

細胞膜;
細胞壁;
粘液カプセル。

細胞膜は、細胞の内容物である細胞質と直接接触しています。彼女は薄くて柔らかい。

細胞壁は緻密で厚い殻です。その機能は、細胞を保護し、サポートすることです。細胞壁と膜には、必要な物質が細胞に入る細孔があります。

多くのバクテリアは、保護機能を果たし、さまざまな表面に付着することを保証する粘液カプセルを持っています。

トップ4の記事これと一緒に読んだ人

連鎖球菌（バクテリアの一種）が歯に付着して虫歯を引き起こすのは、粘膜のおかげです。

細胞質

細胞質は細胞の内部です。 75％は水で構成されています。細胞質には封入体があります-脂肪とグリコーゲンの滴。それらは細胞の予備栄養素です。

米。 1.細菌細胞の構造のスキーム。

核様体

核様体は「核のように」を意味します。バクテリアは、実際の、または彼らが言うように、形作られた核を持っていません。これは、菌類、植物、動物の細胞のように、核膜や核空間がないことを意味します。 DNAは細胞質に直接存在します。

DNA機能：

遺伝情報を保存します。
このタイプのバクテリアに特徴的なタンパク質分子の合成を制御することにより、この情報を実装します。

真の核がないことは、細菌細胞の最も重要な特徴です。

オルガネラ

植物や動物の細胞とは異なり、バクテリアは膜から作られた細胞小器官を持っていません。

しかし、ある場所ではバクテリアの細胞膜が細胞質に浸透し、メソソームと呼ばれるひだを形成します。メソソームは細胞の再生とエネルギー交換に関与しており、いわば膜細胞小器官に取って代わります。

バクテリアに見られる唯一の細胞小器官はリボソームです。これらは細胞質に位置し、タンパク質を合成する小天体です。

多くのバクテリアは、液体培地で動くべん毛を持っています。

バクテリア細胞の形

バクテリア細胞の形が違います。ボールの形をしたバクテリアは球菌と呼ばれます。カンマの形で-ビブリオ。桿菌は桿菌です。スピリルムは波線のように見えます。

米。 2.細菌細胞の形態。

バクテリアは顕微鏡でしか見ることができません。平均セルサイズは1〜10ミクロンです。長さ100ミクロンまでのバクテリアがいます。（1 µm = 0.001mm）。

胞子形成

不利な条件が発生すると、細菌細胞は胞子と呼ばれる休眠状態になります。紛争の理由は次のとおりです。

低温と高温;
干ばつ;
栄養不足;
生命を脅かす物質。

移行は18〜20時間以内に迅速に行われ、細胞は何百年もの間胞子の状態にある可能性があります。通常の状態に戻ると、細菌は4〜5時間で胞子から発芽し、通常の生活様式に移行します。

米。 3.胞子形成のスキーム。

再生

バクテリアは分裂によって繁殖します。細胞の誕生から分裂までの期間は20〜30分です。したがって、バクテリアは地球上に広まっています。

私たちは何を学びましたか？

一般的に、細菌細胞は植物や動物の細胞のようなものであり、膜、細胞質、DNAを持っていることを学びました。細菌細胞間の主な違いは、形成された核がないことです。したがって、バクテリアは前核生物（原核生物）と呼ばれます。

トピッククイズ

レポートの評価

平均評価： 4.1。受け取った合計評価：295。

バクテリア細胞の構造真核細胞の構造とは大きく異なります。真核生物とは異なり、細菌には核がなく、ほとんどの場合、膜状の細胞小器官はありません。それらの細胞壁は、細胞壁を持っている真核生物（植物や菌類）のものとは完全に異なります。バクテリアの遺伝物質も真核生物のそれとは異なって組織化されています：それらのDNAはヒストンと関連しておらず、遺伝子はイントロンを持たず、しばしばオペロンに組み立てられます。細菌のリボソームは、真核生物型のリボソームとは質量と構造が異なります。細菌細胞の構造のさまざまな側面について、以下で詳しく説明します。

百科事典YouTube

1 / 5
細菌細胞の形態はそれほど多様ではありません。ほとんどの場合、細菌細胞は球菌（球菌）または桿菌（桿菌）であり、球菌と桿菌の中間の形状をしているものもあり、球菌と呼ばれます。多くのバクテリアは、コンマ（ビブリオ）、スパイラル（スピリルム）、または細長いねじれたDNAヘリックス（スピロヘータ）の形で、糸状または複雑な形状をしています。多くの場合、細菌細胞は、桿体（diplobacilli）または球菌（diplococci）のペア、桿体（streptobacilli）または球菌（streptococci）の鎖、テトラッド、4、8以上の球菌（サルシナ）のパッケージ、クラスター（ブドウ球菌）などの安定した組み合わせを形成します）。一部の細菌は、ロゼット、平板、ネットワーク、および直線状または分岐状の毛状突起（互いに密接に隣接する細胞の鎖）を形成します。バクテリアは非常に珍しい形の細胞（例えば星状細胞）で知られています、いくつかのバクテリア（例えば コリネバクテリウム, マイコバクテリウム, ノカルディア）中に形態を変更するライフサイクル。放線菌は菌糸体、属のメンバーを形成します ヒフォミクロビウムつぼみで菌糸を形成します。いくつかの細菌の細胞（例： カウロバクター）クマの茎やその他の付属肢。

細胞膜

他の生細胞と同様に、細菌細胞は脂質二重層である膜に囲まれています。細胞膜は細胞の浸透圧バランスを維持します他の種類タンパク質分泌を含む輸送は、細胞壁の形成と細胞外ポリマーの生合成に関与し、外部環境からの調節シグナルも受け取ります。多くの場合、細胞膜は膜貫通電気化学ポテンシャル（プロトン原動力）によりATPの合成に関与することができます。細菌の細胞膜は、細胞分裂中の娘細菌染色体の複製と分離、および形質導入または結合を介したDNAの移動に関与しています。
脂質に加えて、細菌の膜にはさまざまなタンパク質が含まれています。化学組成の点では、細菌の細胞膜は真核生物の細胞膜よりもはるかに多様です。古細菌の膜脂質は、アシルおよびアルキルを含むグリセロ脂質（リン脂質を含む）、およびポリイソプレノイドによって表されます。リン脂質とコレステロールの比率を変えることで膜の脂質骨格の性質を変える真核生物とは異なり、細菌は脂質を構成する脂肪酸を変えることで膜の性質を変えます。ステロイドは細菌の膜では非常にまれであり、ステロイドの代わりに、膜には五環性炭化水素であるホパノイドが含まれています。ホパノイドは、細菌の細胞膜の物理的特性の調節に積極的に関与しています。

細胞壁

グラム陽性菌では、ペプチドグリカンの厚い層が膜の上にあり、細胞壁を形成しています。また、グラム陽性菌の細胞壁にはタイコ酸が含まれており、細胞表面に固定されてペプチドグリカンと結合しています。リポテイコ酸は、細胞膜の脂肪酸残基と相互作用します。テイコ酸およびリポテイコ酸は、リン酸化糖またはグリセロール残基の形の繰り返し単位からなるポリアニオンです。テイコ酸の組成中のリン酸基は、グルクロン酸で置き換えることができ、その結果、テイクロン酸が形成されます。タイコ酸の合成を阻害すると細菌が死滅しますが、これらの化合物の特定の機能は正確には確立されていません。

細胞外構造

細胞内構造

休憩フォーム

ノート
1. 、から。 31。
2. 、から。 157-159。
3. ヤングK.D.バクテリアの形の「選択的な」値。（英語）//微生物学および分子生物学のレビュー：MMBR。 -2006年。-9月（vol。70、no。3）。 -P.660-703。 -DOI：10.1128/MMBR.00001-06。 -PMID16959965。[直す ]
4. 、から。 35-36。
5. Jiang C.、Brown P. J.、Ducret A.、Brun Y. V.「発達」調節因子の「コオプテーション」による「細菌」形態学の「連続的進化」。（英語）//自然。 -2014.-2月27日（vol。506、no。7489）。 -P.489-493。 -DOI：10.1038/nature12900。 -PMID24463524。[直す ]
6. 、から。 181-182。
7. 、から。 170-177。
8. Joseleau-Petit D.、LiébartJ. C.、Ayala J. A.、D "Ari R.
最初のバクテリアはおそらく35億年以上前に出現し、ほぼ10億年の間、私たちの惑星で唯一の生き物でした。現在、それらは遍在しており、自然界で発生するさまざまなプロセスを決定します。

バクテリアの形と大きさ

バクテリアは単細胞の微生物です。それらは棒、球、らせんの形をしています。いくつかの種はクラスターを形成しますが、数千の細胞です。棒状菌の長さは0.002〜0.003mmです。そのため、顕微鏡を使っても個々のバクテリアを見るのは非常に困難です。しかし、それらが大量に発達してコロニーを形成するとき、それらは肉眼で簡単に見つけることができます。実験室の条件下では、細菌のコロニーは必要な栄養素を含む特別な培地で増殖します。

バクテリア細胞の構造

植物や動物の細胞のように、細菌の細胞は原形質膜で覆われています。しかし、それらとは異なり、高密度の細胞膜は膜の外側にあります。それは耐久性のある物質で構成されており、保護機能とサポート機能の両方を実行し、細胞に永続的な形状を与えます。細胞膜を通って栄養素が自由に細胞に入り、不要な物質が環境に入ります。多くの場合、粘液の追加の保護層は、細菌の細胞膜の上に生成されます-カプセル。

一部の細菌の細胞膜の表面には、長いべん毛（1つ、2つ、またはそれ以上）または短い細い絨毛などの副産物があります。それらはバクテリアが動き回るのを助けます。細菌細胞の細胞質には、遺伝情報を運ぶ核様体である核物質があります。核物質は、核とは異なり、細胞質から分離されていません。形成された核や他の特徴がないため、すべてのバクテリアは、生きている自然の別の王国、つまりバクテリアの王国に結合されます。

バクテリアの分布と自然におけるそれらの役割

バクテリアは地球上で最も一般的な生物です。彼らはどこにでも住んでいます：水、空気、土壌の中。バクテリアは、温泉、南極の氷、地下の油田、さらには原子炉の内部など、他の生物が生き残れない場所でも生きることができます。それぞれのバクテリア細胞は非常に小さいですが、地球上のバクテリアの総数は膨大です。これ
高率の細菌に関連しています。バクテリアは自然界でさまざまな機能を果たします。

燃料ミネラルの形成におけるバクテリアの役割は素晴らしいです。何百万年もの間、彼らは海洋生物と陸上植物の残骸を分解しました。バクテリアの活力の結果として、石油、天然ガス、石炭の堆積物が形成されました。

バクテリア細胞の構造

細菌の構造は、細胞全体とその超薄切片の電子顕微鏡を使用してよく研究されています。細菌細胞は、細胞壁、細胞膜、封入体を含む細胞質、および核様体と呼ばれる核で構成されています。追加の構造があります：カプセル、マイクロカプセル、粘液、べん毛、線毛（図1）。悪条件のいくつかのバクテリアは胞子を形成することができます。

細胞壁 -バクテリアに特定の形を与え、下にある細胞質膜と一緒になって、バクテリア細胞の高い浸透圧を「抑制」する強力で弾力性のある構造。それは細胞分裂の過程と代謝物の輸送に関与しています。グラム陽性菌で最も厚い細胞壁（図1）。したがって、グラム陰性菌の細胞壁の厚さが約15〜20 nmの場合、グラム陽性菌では50nm以上に達する可能性があります。グラム陽性菌の細胞壁には、少量の多糖類、脂質、タンパク質が含まれています。

これらの細菌の細胞壁の主成分は多層です ペプチドグリカン（ムレイン、ムコペプチド）、細胞壁の質量の40-90％を構成します。

Volyutinメソソーム核様体

米。 1.バクテリア細胞の構造。

タイコ酸（ギリシャ語から。 teichos-壁）、その分子はリン酸ブリッジによって接続されたグリセロールとリビトールの8-50残基の鎖です。バクテリアの形と強さは、架橋ペプチドを含む多層ペプチドグリカンの堅い繊維構造によって与えられます。ペプチドグリカンは、繰り返し残基からなるグリカンの平行分子によって表されます N-アセチルグルコサミンと N-グリコシド結合タイプP（1 -> 4).

アセチルムラミダーゼであるリゾチームは、これらの結合を切断します。グリカン分子は、クロスペプチド結合によってリンクされています。したがって、このポリマーの名前-ペプチドグリカン。グラム陰性菌のペプチドグリカンのペプチド結合の基礎は、交互に構成されるテトラペプチドです。 L-と D-アミノ酸。

で 大腸菌ペプチド鎖はを介して互いに接続されています D-一方の鎖のアラニンともう一方のメソジアミノピメリン酸。

グラム陰性菌のペプチドグリカンのペプチド部分の組成と構造は安定していますが、グラム陽性菌のペプチドグリカンはアミノ酸の組成と配列が異なる場合があります。ここでのテトラペプチドは、5つのグリシン残基のポリペプチド鎖によって互いに接続されています。グラム陽性菌は、メソジアミノピメリン酸の代わりにリジンを含むことがよくあります。リン脂質

米。 2.グラム陽性菌（グラム+）およびグラム陰性菌（グラム "）の表面構造の構造。

糖鎖要素（アセチルグルコサミンとアセチルムラミン酸）とテトラペプチドアミノ酸（メソジアミノピメリック酸とL-グルタミン酸、D-アラニン）は、それらとアミノ酸のD-異性体が動物と人間に存在しないため、細菌の特徴です。

グラム陽性菌がグラム染色中にヨウ素（バクテリアの青紫色）と組み合わせてゲンチアナバイオレットを保持する能力は、色素と相互作用する多層ペプチドグリカンの特性に関連しています。さらに、細菌の塗抹標本をアルコールで処理すると、ペプチドグリカンの細孔が狭くなり、細胞壁に色素が保持されます。グラム陰性菌は、アルコールにさらされた後、染料を失い、変色し、フクシンで処理すると赤くなります。これは、ペプチドグリカンの量が少ないためです（細胞壁の質量の5〜10％）。

グラム陰性菌の細胞壁には 外膜、リポタンパク質によってペプチドグリカンの下層と結合します（図2）。外膜は、細胞質と呼ばれる内膜に似た波状の3層構造です。これらの膜の主成分は脂質の二分子（二重）層です。

外膜は、によって表される非対称モザイク構造です。 リポ多糖、リン脂質およびタンパク質 。その外側には リポ多糖（LPS）、 3つの成分で構成されています：脂質 しかし、コア部分、またはコア（緯度。芯-コア）、およびオリゴ糖配列を繰り返すことによって形成される0特異的多糖鎖。

リポ多糖は脂質によって外膜に固定されています しかし、 LPSの毒性を決定し、したがって特定 エンドトキシンを含む。抗生物質による細菌の破壊は、大量のエンドトキシンの放出につながり、患者に内毒素性ショックを引き起こす可能性があります。

脂質から しかしコア、またはLPSのコア部分が出発します。 LPSコアの最も一定した部分は、ケトデオキシオクトン酸（3-デオキシ-g）-マンノ-2-オクツロソン酸です。 0 -LPS分子のコア部分から伸びる特定の鎖は、決定します 血清型、血清型（免疫血清を使用して検出される細菌の一種） バクテリアの特定の菌株。したがって、LPSの概念は、細菌を区別するために使用できる0抗原に関するアイデアに関連付けられています。遺伝的変化は、成分の生合成の変化につながる可能性があります LPSバクテリアとその結果 L-フォーム。

マトリックスタンパク質外膜は、タンパク質分子が ポリン、それらは、水と最大700の相対質量を持つ小分子が通過する親水性の細孔に隣接しています。外膜と細胞質膜の間には、ペリプラズム空間、またはペリプラズム含有酵素があります。リゾチーム、ペニシリン、体の保護因子および他の化合物の影響下で細菌の細胞壁の合成に違反した場合、変化した（しばしば球形の）形状の細胞が形成されます： プロトプラスト-細菌は細胞壁を完全に欠いています。 スフェロプラスト-細胞壁が部分的に保存されている細菌。細胞壁阻害剤を除去した後、そのような改変された細菌は逆転する可能性があります。本格的な細胞壁を手に入れ、元の形に戻します。

抗生物質または他の要因の影響下でペプチドグリカンを合成する能力を失い、増殖することができるスフェロまたはプロトプラストタイプの細菌は、と呼ばれます L字型（リスター研究所の名前から）。 L-突然変異の結果としてフォームが発生することもあります。それらは、細菌フィルターを通過するものを含む、さまざまなサイズの浸透圧に敏感な球形のフラスコ形の細胞です。いくつか L-バクテリアの変化を引き起こした要因を取り除くと、フォーム（不安定）が逆転し、元のバクテリア細胞に「戻る」可能性があります。 L-フォームは、感染症の多くの病原体を形成する可能性があります。

細胞質膜超薄切片の電子顕微鏡検査では、細菌の細胞質の外側を囲む3層の膜です。構造的には、動物細胞の原形質膜に似ており、膜構造を貫通しているかのように、脂質の二重層、主に表面と内在性タンパク質が埋め込まれたリン脂質で構成されています。それらのいくつかは、物質の輸送に関与するパーミアーゼです。細胞質膜は可動成分を伴う動的構造であるため、可動流体構造として提示されます。それは、浸透圧、物質の輸送、および細胞のエネルギー代謝の調節に関与しています（電子伝達系の酵素、アデノシントリホスファターゼなどによる）。（細胞壁の成長と比較して）過剰な成長を伴うと、細胞質膜は陥入を形成します-複雑にねじれた膜構造の形での陥入は、 メソソーム。それほど複雑でないねじれた構造はと呼ばれます 細胞質内膜。メソソームと細胞膜内の役割は完全には解明されていません。それらは、電子顕微鏡の準備の準備（固定）後に発生するアーティファクトであるとさえ示唆されています。それにもかかわらず、細胞質膜の誘導体は細胞分裂に関与し、細胞壁の合成のためのエネルギーを提供し、物質の分泌、胞子形成、すなわち、に関与すると考えられている。エネルギー消費量の多いプロセスで。

細胞質細菌細胞の大部分を占め、可溶性タンパク質、リボ核酸、封入体、および多数の小さな顆粒で構成されています- リボソーム、タンパク質の合成（翻訳）を担当します。バクテリアのリボソームはサイズが約20nmで、沈降係数があります 70年代、真核細胞に特徴的な80^-リボソームとの3つの違い。したがって、一部の抗生物質は、細菌のリボソームに結合することにより、真核細胞でのタンパク質合成に影響を与えることなく、細菌のタンパク質合成を阻害します。細菌のリボソームは2つのサブユニットに解離する可能性があります- 50Sと 30S . 細胞質には、グリコーゲン顆粒、多糖類、ポリ-p-酪酸、ポリリン酸塩（ボルチン）の形でさまざまな封入体があります。それらは環境中に過剰な栄養素とともに蓄積し、栄養とエネルギーの必要性のための予備物質として機能します。 Volyutinは塩基性染料に親和性があり、メタクロマシーがあり、特別な染色法を使用して簡単に検出できます。ボルチン粒の特徴的な配置は、細胞の強く染色された極の形でジフテリア菌に現れます。

核様体 - 核の細菌同等物。それは二本鎖DNAの形でバクテリアの中央ゾーンに位置し、リングで閉じられ、ボールのようにしっかりと詰め込まれています。真核生物とは異なり、細菌の核には核膜、核小体、および塩基性タンパク質（ヒストン）がありません。通常、細菌細胞には、リングで閉じられたDNA分子によって表される1つの染色体が含まれています。分裂が妨げられる場合、それは4つ以上の染色体を含むかもしれません。核様体は、フォイルゲンまたはロマノフスキー-ギムザによるDNA特異的方法で染色した後、光学顕微鏡で検出されます。細菌の超薄切片の電子線回折パターンでは、核様体は、染色体複製に関与する細胞膜またはメソソームの特定の領域に関連するDNAの繊維状の糸状構造を持つライトゾーンの形をしています。

1つの染色体で表される核様体に加えて、細菌細胞には遺伝の染色体外因子があります- プラスミド, 共有結合で閉じたDNAリングです。

カプセル - 厚さが0.2ミクロンを超える粘液構造で、細菌の細胞壁としっかりと結合しており、外側の境界が明確に定義されています。カプセルは、塗抹標本で区別できます-病理学的材料からの痕跡。細菌の純粋な培養では、カプセルが形成される頻度は低くなります。これは、カプセル物質のネガティブコントラストを作成する特別なBurri-Gins染色法で検出されます。

通常、カプセルは多糖類（エキソポリサッカライド）で構成され、炭疽菌などのポリペプチドで構成されることもあります。カプセルは親水性で、バクテリアの食作用を防ぎます。

多くのバクテリアが形成されます マイクロカプセル-厚さが0.2ミクロン未満の粘液形成。電子顕微鏡でのみ検出されます。カプセルと区別するために スライム-明確な外部境界を持たないムコイド細胞外多糖類。ムコイドエキソポリサッカライドは、嚢胞性線維症の患者の喀痰にしばしば見られる緑膿菌のムコイド株の特徴です。細菌の細胞外多糖類は接着（基質への付着）に関与し、それらはまた呼ばれます グリコカリックス。細菌によるエキソポリサッカライドの合成に加えて、それらの形成には別のメカニズムがあります。それは、二糖に対する細胞外バクテリア酵素の作用によるものです。その結果、デキストランとレバンが形成されます。カプセルと粘液は、親水性であるため、水とよく結合し、マクロ生物とバクテリオファージの保護因子の作用を防ぐため、細菌を損傷や乾燥から保護します。

べん毛バクテリアはバクテリア細胞の移動性を決定します。べん毛は細胞膜に由来する細いフィラメントで、細胞自体よりも長いです（図3）。べん毛の厚さは12〜20 nm、長さは3〜12 µmです。さまざまな種の細菌のべん毛の数は1つから異なります （モノトリッヒ）コレラ菌では、細菌の周囲に沿って伸びる最大10、数百のべん毛 （ペリトリ）大腸菌、プロテウスなどで。 lophotrichousセルの一方の端にべん毛の束があります。 アンフィトリッヒセルの両端に1つのべん毛またはべん毛の束があります。べん毛は、特殊なディスクによって細胞膜と細胞壁に付着しています。べん毛は、フラジェリンと呼ばれるタンパク質で構成されています。 naT.flagellum-べん毛）抗原特異性を持つ。フラジェリンサブユニットはコイル状です。フラゲラは、重金属を噴霧した製剤の電子顕微鏡を使用して、またはさまざまな物質のエッチングと吸着に基づく特別な方法で処理した後、光学顕微鏡で検出され、フラゲラの厚さが増加します（たとえば、銀メッキ後）。

米。 3.大腸菌。電子線回折パターン（V.S. Tyurinによる作成）。 1-べん毛、2-絨毛、3-F-飲んだ。

絨毛、または線毛（線毛）、 - べん毛よりも薄くて短い（3-10 nm x 0.3-10 µm）糸状の形成（図3）。線毛は細胞表面から伸びており、ピリンタンパク質で構成されています。それらは抗原活性を持っています。線毛の中で、次のものが際立っています：接着に関与する線毛、すなわち。影響を受けた細胞に細菌を付着させるため（タイプ1、または一般的なタイプを飲んだ- 一般的な線毛）飲んだ、栄養、水塩代謝に責任がある; 性器 （F-飲んだ）、または接合線毛（飲んだタイプ2）。一般的なタイプの線毛はたくさんあります-ケージごとに数百。性線毛は、伝染性プラスミドを含むいわゆる「男性」ドナー細胞によって形成されます。 （F、R、Col）。通常、セルごとに1〜3個あります。性線毛の際立った特徴は、性線毛に集中的に吸着される特別な「雄」球状バクテリオファージとの相互作用です。

論争 - 休眠中の硬い細菌の特異な形態、すなわちグラム陽性菌の細胞壁構造を持つ細菌。

胞子は、バクテリアの存在にとって好ましくない条件下（乾燥、栄養不足など）で形成されます。この場合、1つの細菌の内部に1つの胞子が形成されます。胞子の形成は種の保存に貢献し、きのこのように繁殖の方法ではありません。

胞子のサイズが細胞の直径を超えない好気性の胞子形成細菌は、時々呼ばれます bacilli。胞子の大きさが細胞の直径を超え、紡錘体の形をとる胞子形成嫌気性菌は、 クロストリジウム（緯度。 クロストリジウム-スピンドル）。

プロセス 胞子形成（胞子形成）一連の段階を経て、その間に細胞質の一部と染色体が分離され、細胞質膜に囲まれます。前胞子が形成され、次に多層の透過性の低いシェルが形成されます。胞子形成は、前胞子の集中的な消費を伴い、次に、ジピコリン酸およびカルシウムイオンの新たな胞子殻を伴う。すべての構造が形成された後、胞子は熱安定性を獲得します。これは、ジピコリン酸カルシウムの存在に関連しています。胞子形成、細胞内の胞子の形状と位置（栄養）は細菌の種の特性であり、それらを互いに区別することを可能にします。胞子の形は楕円形、球形にすることができ、細胞内の位置は末端です。スティックの端（破傷風の原因物質）、サブターミナル-スティックの端（ボツリヌス中毒、ガス壊疽の原因物質）および中央（炭疽菌）の近く。