В чем заключаются особенности, строение и размножение бактерий

Бактерии относятся к царству организмов, которые обитают на нашей планете со времен ее создания. Это прокариоты. Их особенность в том, что они не имеют четко оформленного ядра. Микроорганизмы обитают повсюду, они занимают очень важное место как в природе, так и в жизнедеятельности человека. Основной критерий, по которому классифицируются простейшие организмы, – это полезные они или вредные. Полезные бактерии участвуют в фотосинтезе растений, обитают в желудке человека, применяются в промышленности.

Направление в науке под названием микробиология занимается изучением строения, размножения, классификации и систематики микроорганизмов. Бактерий на Земле очень много. Ученые-микробиологи выделяют до десяти тысяч видов прокариотов. Они совсем разные, отличаются свойствами, особенностями питания, строением. Одни используются в промышленности, другие необходимы для поддержания дыхания растений, третьи обитают внутри человека, обеспечивая правильное функционирование систем и органов. Есть микроорганизмы, способные выдерживать очень сильную радиацию, а есть те, что гибнут при низких температурах.

Содержание скрыть

1 Строение бактерий

2 Метаболизм бактерий

3 Как микроорганизмы передают наследственный материал

4 Генетический аппарат

Строение бактерий

Большинство бактерий, их строение и размножение изучается микробиологами, относится к одноклеточным прокариотам. Только несколько видов состоят из двух и больше клеток. По форме микроорганизмы могут быть:

круглыми;
в виде палочек;
извитыми;
звездочкообразными;
кубическими.

Очень редко встречаются прокариоты других форм, например, овальные, С-образные. Именно форма во многом определяет свойства простейших организмов. В зависимости от строения микроорганизмов они могут обладать такими свойствами: подвижность, возможность прикрепления к поверхности, стойкость к воздействию окружающей среды. От строения также зависит размножение и питание бактерий.

Основные составляющие прокариотов:

Плазматическая мембрана не имеет различий с мембраной в клетках эукариотов.
Мезосома. С ее помощью прикрепляется наследственный материал.
Нуклеотид – не до конца сформированное ядро прокариотов, в котором содержатся хромосомы.
Рибосомы – немембранные органоиды, которые занимают до 40% клетки.

В строении бактерий есть также такие компоненты, как слизистый чехол, стенка клетки, капсула. Некоторые микроорганизмы могут иметь также дополнительные ворсинки и жгутики, которые облегчают передвижение простейших, их прикрепление к поверхностям.

Вместо ядра в клетки бактерий есть нуклеотид. Это молекула, которая отвечает за перенос генетической информации, включает в себя также плазмиды. Одноклеточные микроорганизмы не имеют в своем составе таких мембранных органоидов, как аппарат Гольджи, митохондрии.

Метаболизм бактерий

В клетках бактерий, как и других организмов, должен осуществляться синтез белков, липидов и углеродов. Метаболизм одноклеточных организмов, как и их строение, отличается от процессов, протекающих в клетках эукариотов. Выделяют автотрофы и гетеротрофы. Первые из них способны синтезировать необходимые для нормальной жизнедеятельности вещества из неорганических соединений. Гетеротрофы только трансформируют органические вещества.

К гетеротрофам относятся преимущественно паразиты. Они полностью питаются за счет веществ, поступающих в клетки хозяина. Есть еще сапрофиты. Они используют в своих целях синтезированные уже умершими организмами вещества. Микробиологи, кроме конструктивного, выделяют и энергетический метаболизм. Энергию бактерии получают за счет фотосинтеза, брожения, дыхания.

Брожение – реакция, в результате которой образовываются специальные молекулы. Их значение в том, что они переносят остатки фосфорной кислоты на АДФ.
Дыхание – процесс, в результате которого синтезируется АТФ. Если эукариотические клетки используют для дыхания кислород, то прокариотические могут дышать за счет минеральных или органических соединений.
Фотосинтез микроорганизмов может осуществляться с участием кислорода или без него. Вместо кислорода некоторые бактерии используют для фотосинтеза бактериохлорофилл, что обусловлено их строением.

Бактерии, которые могут осуществлять фотосинтез только бескислородным способом, лишены фотосистемы. Совсем недавно ученые выделили группу микроорганизмов, которые получают необходимую для нормальной жизнедеятельности энергию из реакций, в которых применяется водород.

Как микроорганизмы передают наследственный материал

Есть три основных способа, которыми бактерии передают наследственный материал. Они зависят от строения прокариотов.

Трансформация. Это когда доноры бактерий передают их наследственную информацию непосредственно реципиентам.
Трансдукция – процесс передачи наследственного материала от бактерии-донора бактерии-реципиенту посредством фагов.
Конъюгация. Это когда генетическая информация передается од одной бактерии другой при их непосредственном контакте.

Большинство микроорганизмов из числа прокариотов размножаются не половым путем, а при помощи почкования или деления. Есть разница в том, как размножаются грамположительные и грамотрицательные микроорганизмы, что обусловлено особенностями строения. Для простейших организмов характерно и половое размножение, но только в самой примитивной форме. Их клетки даже не сливаются. Обмен наследственным материалом происходит в процессе генетической рекомбинации.

В результате слияния двух донорских клеток образуется одна клетка, которая содержит генетическую информацию их обеих. В результате смещения генов происходит образование качественно нового одноклеточного организма, что необходимо для нормального протекания их эволюции.

Генетический аппарат

За систематику микроорганизмов, их специфичность как вида, функции отвечают гены. В клетках прокариотов гены располагаются в хромосоме, единственной замкнутой молекуле ДНК. Благодаря специфическому строению бактерий в их клетке сопряжены процессы трансляции и транскрипции. МРНК, которая только синтезировалась, сразу же связывается с рибосомами, так как область, где располагается хромосома, не окружена мембраной.

Носителем генетической информации являются также плазмиды. Это замкнутая в кольцо ДНК, содержащая гены, которые проявляются только в специфических условиях.

В бактериях гены переносятся горизонтально. Когда происходит процесс конъюгации, перенос генетической информации происходит непосредственно от донора к реципиенту. В процессе горизонтального переноса не происходит образование новых генов, это характерно для мутации, но имеет место образование генных сочетаний.

Бактерии отличаются от других организмов особенностями строения, размножения, жизнедеятельности. Именно от этого зависит, к какому виду и ряду они будут относиться. Знания из микробиологии необходимы также для того, чтобы иметь возможность определить заболевание, так как есть ряд бактерий, которые вызывают их развитие. Изучение одноклеточных микроорганизмов необходимо, так как их значение в природе и жизни человека невозможно переоценить. Существует очень большое количество разнообразных микроорганизмов, но все они имеют свои отличия и характерные признаки.