10. Транспорт веществ через цитоплазматическую мембрану.

Различают следующие способы поступления веществ в клетку бактерий: ♦ простая, или пассивная, диффузия; ♦ облегченная диффузия; ♦ активный транспорт ♦ транслокация групп.

Простая, или пассивная, диффузия– неспецифическое поступление веществ в клетку за счет разницы концентраций, т. е. происходит передвижение молекул из более концентрированного раствора в менее концентрированный– по градиенту концентрации. Этот процесс не связан с затратой энергии. Таким путем осуществляется транспорт низкомолекулярных веществ, особенно кислорода, липофильных соединений(спир-ты, жирные кислоты), воды, по-видимому, ядов и других чужеродных для клетки веществ, а также удаление продуктов обмена. Скорость перемещения путем простой диффузии невелика. Перенос веществ при облегченой диффузии также происходит по

градиенту их концентрации. Этот процесс не требует затраты энергии и осуществляется с участием специфических пермеаз. Скорость транспорта зависит от концентрации субстрата в среде. Активный транспорт– основной механизм избирательного переноса веществ через ЦМ в клетку против градиента концентрации. Этот процесс, так же как и облегченная диффузия, протекает при участии локализованных в цитоплазматической мембране переносчиков белковой природы– пермеаз, которые высокоспецифичны к субстрату. В отличие от облегченной диффузии, для активного транспорта необходимы затраты энергии либо в виде АТФ, либо за счет протондвижущей силы энергизованной мембраны. У многих бактерий, особенно грамотрицательных, в активном транспорте принимают участие особые связующие белки, не идентичные пермеазам и не входящие в структуру мембраны, а локализованные в периплазматическом пространстве. Связующие белки функционируют только в комплексе со специфическими пермеазами, осуществляющими активный перенос субстрата через мембрану. При транслокации групп происходит химическая модификация переносимых молекул. Так происходит поступление в клетку многих прокариот углеводов, в процессе которого они фосфорилируются. Источником фосфатной группы служит фосфоенолпируват, от которого фосфат с помощью фермента(ферментаI), находящегося в цитоплазме, переносится на молекулу специального термостабильного белка, а с него при участии второго фермента(ферментаII), локализованного в цитоплазматической мембране и обнаруживающего высокое сродство к определенным углеводам, фосфатная группа переносится на углевод на наружной стороне цитоплазматической мембраны.

11. Цитоплазма бактерий (химический состав и организация) и внутрицитоплазматические включения (их природа и значение для клетки); рибосомы бактерий.

Цитоплазма– это содержимое клетки, окруженное цитоплазматической мембраной. Фракция цитоплазмы, имеющая гомогенную консистенцию и содержащая набор растворимых РНК, ферментных белков, продуктов и субстратов метаболических реакций, получила название

цитозоля. Другая часть цитоплазмы представлена структурными элементами: рибосомами, внутрицитоплазматическими включениями, нуклеоидом и мембранными структурами. Рибосомы прокариот имеют константу седиментации 70S. Они образованы двумя субъединицами– 30S и50S. Меньшая субъединица 30S содержит молекулу 16S-рРНК и в большинстве случаев по одной молекуле белков 21 вида. Субъединица 50S состоит из двух типов молекул рРНК(23S и5S) и около35 молекул различных белков, представленных, как правило, также одной копией. Бактериальная клетка содержит от 5 до50 тыс. рибосом, число их тем больше, чем больше скорость роста клетки. Рибосомы служат местом синтеза белка. Внутрицитоплазматические включения подразделяются на активно функционирующие структуры и продукты клеточного метаболизма, не выделяющиеся наружу, а откладывающиеся внутри клетки. К первой группе внутриплазматических включений относятся газовые вакуоли, или аэросомы, обнаруженные у бактерий, обитающих в воде. Аэросомы снижают удельную массу бактериальной клетки и благодаря этому поддерживают ее во взвешенном состоянии в водоеме. К первой группе включений относятся также хлоросомы зеленых бактерий и фикобилисомы цианобактерийКо второй группе включений относятся запасные вещества– полифосфаты, полисахариды, жиры, сера. Из полисахаридов в клетках микроорганизмов откладываются гликоген, крахмал и крахмалоподобное вещество гранулоза. Запасные вещества полисахариды образуются из молекул α-D-глюкозы, которые связаны α-1,4-гликозидными связями. Благодаря такому типу связей полиглюкозные цепи не вытянуты в длину, а закручены винтообразно.