Микроағзалар. Микроағзалардың табиғаттағы маңызы

Микроағзалар. Микроағзалардың табиғаттағы маңызы. Жасушалардың пішіні мен көлемі. Ағза жасушаларындағы судың ролі.

Табиғатта микроағзалар барлық жерде көп мөлшерде кездеседі.Тыңайтқыштың əр граммында, өзен суының əр миллилитрінде миллиондаған микроағзалар болады.
Табиғатта ең жиі кездесетін жəне микробиологиялық өндірісте кең қолдангылатын топтарға микроскопиялық саңырауқұлақтар (ашытқылар мен көгергендер), сəулелік саңырауқұлақтар, сонымен қатар бактериялар жатады. Олардың клеткаларының өлшемдері 0,5-10 мкм аралығында болады, олар жарық микроскоптарында жақсы көрінеді. Адамның, жануарлардың, өсімдіктердің көп ауруларының қоздырушысы болып вирустар табылады. Оларды тек электрондық микроскоп арқылы ғана көруге болады, себебі вирустардың өлшемі 10 нан 400 нм Ге дейін өзгереді.
Бактериялардың пішіндері.
Бактериялар шар- немесе коккитəріздес, таяқшатəріздес жəне тармақталған пішінді болады.
1) Коккитəріздес бактериялар – өлшемі 0,5-10 мкм шамасындағы шартəріздес жасушалар. Егер шартəрізді бактериялар топта екі-екіден орналасса оларды диплококка (пневмококк, менингококк), топта төрттен орналасса – тетракокка, топта сегізден орналасса – сарцина, тізбектеліп орналасса — стрептококка, жүзім шоғы тəрізді орналасса – стафилококка деп атайды.


Сурет 1. Бактериялардың негізгі формалары:
1-стафилококтар; 2 – стрептококтар; 3- сарциндер, 4- гонококтар; 5 — пневмококтар; 6
– пневмакок капсуласы; 7- дифтерия бактериясы; 8 – клострищалар; 9-бациллалар; 10- вибриондар; 11-спиральдар; 12-трепонемдар.

2) Таяқшатəріздес бактериялар өлшемдеріне, жасушалардың аяқталуына, жасушалардың өзара орналасуына қарай ерекшеленеді. Жасушалардың ұзындығы 1,0 –ден 10 мкм-ге дейін болады. Олар бактерия, бацилла, клостридияларға жіктеледі. Бактериялар- спора түзбейтін (ішек, дизентерия, туберкулез жəне т.б) таяқша тəріздес микробтар. Бациллалардың споралары жасуша диаметрінен аспайды (сибирь жарасы бацилласы). Клостридия споралары жасуша диаметрінен үлкенірек(батулизм, столбняк клостридиясы) 3) Имек пішіндес бактерияларға – виброндар, спиральдар, спирохеттер жатады. Вибриондар үтір белгісіне ұқсас имек таяқша(холера, су вибриондары). Спиралдар – бір немесе бірнеше орамы бар спиралды бактериялар. Спирохеттер жіңішке, ұзынша, имек, штопр тəрізді бактериялар (сифилис жəне тифтің қоздырғыштары). Саңырауқұлақтардың құрылысы.
Саңырауқұлақтар – сапрофиттер жəне өсімдік, жануар, адам паразиттері болып бөлінеді. Саңырауқұлақтар жасушалық құрылымға ие. Саңырауқұлақтар ашытқы(сопақша) жəне мицелия (зең) пішінді болып бөлінеді. Мицелиялы саңырауқұлақтар ұзын,жіңішке өрімделген жіпшелерден- мицелиялардан құралады. Споралары арқылы жынысты жəне жыныссыз жолмен көбейетін саңырауқұлақтар — жетілген (мінсіз) деп есептеледі. Ал, жынысты жолмен көбейе алмайтын саңырауқұлақтар – жетілмеген (міні бар) түрлеріне жатқызылады. Медицинада көбіне кездесетіні адамда ауру туғызатын саңырауқұлақтардың — жетілмеген, яғни жынысты жолмен көбейе алмайтын түрлері.

Сурет 2. Саңырауқұлақтардың құрылысы

Вирустардың құрылымы.
Вирустардың жасушалық құрылымы, ақуыз синтездеуші жүйесі жоқ, тек бір текті нуклеин қышқылдары (ДНК немесе РНК) бар. Вирустар біріккен генетикалық құрылымға ие жəне көбею тəсілі арқылы ерекшеленеді: жасушада жеке нуклеин қышқылы жəне вирус ақуызы синтезделеді, кейін вирус бөлшектерінің жинақталуы жүреді. Түзілген вирус бөлшегі “вирон” деп аталады. Вирондардың пішіндері əр түрлі: таяқша тəрізді (табак мозаикасының вирусы), оқ тəрізді (құтырғақ вирусы), шар тəрізді (полиомелит вирусы, ВИЧ). Ең ұсақ вирустардың бірі – полиомелит вирусы(20 нм шамасында), ең ірі вирус шешек ауруыныкі (350 нм шамасында). Вирустар құрамында ДНК жəне РНК-сы бар болып екіге бөлінеді. Вирустардың геномдары алтыдан бірнеше жүзге дейінгі гендерден тұрады. Қадімгі вирустардан басқа ақуызды жұқпалы бөлшектер –приондар белгілі. Приондар адам жəне жануарларда энцефалопатия тудырады. Вирустарға өте жақын бөлшектердің тағы бір түрі – вироидтар. Олар сақина тəрізді, спиралданған РНК- сы бар, құрамында ақуызы жоқ, өсімдіктерде ауру туғызады.

Сурет 3. Вириондардың əртүрлі формалары
1-оспа вирусы; 2-герпес вирусы; 3-аденовирус; 4-паповавирус; 5-гепалнавирус; 6- парамиксовирус; 7-тұмау вирусы; 8-коронавирус; 9-аренавирус; 10-островирус.

Жасушаның құрылымы. Микроскопиялық техниканың жақсаруы, люминисцентті жəне электрондық микроскоптардың пайда болуы микроағзалардың клеткаларының құрылымдық элементтерін жəне құрылысын нығайы зерттеуге мүмкіндік тудырды. Негізінде жануарлардың, өсімдіктердің жəне микроағзалардың клетка құрылымдары бір-біріне ұқсас. Сыртқы ортадан клетканы қабықша бөліп тұрады. Қабықша астында цитоплазматикалық мембрана орналасады. Цитоплазма ядро, митохондриялар, рибосомалар сияқты органоид- тардан құралады.




Сурет 4. Жасушаның құрылымы

Клеткалық қабырғаның негізін гликопептид құрайды. Бұл N-ацетилглюкозаминнен құралады. Клетка қабырғасының құрамына L-аланин, D-глутамин қышқылы, L-лизин кіреді. клетка қабырғасының мықтылығы осы заттарға байланысты. Клетка қабырғасындағы ақуыздардың мөлшері клетка қабықшасының жалпы массасының 13%-нан аспайды. Клетка қабырғасындағы ақуыздардың жарты бөлігі фермент күйінде болады.(клека қабырғасындағы липидтердің мөлшері биомассаның жалпы мөлшерінің 1-10 %-ын құрайды. Липидтер фракциясын май қышқылдары, фосфолипидтер, стеролдар құрайды.
Клетка қабырғасының микроағзаларының түрлі топтарының химиялық құрылымы əр түрлі. Механикалық жəне химиялық клерка қабырғасы өте мықты дене. Ол клетканың пішінін сақтап, ондағы қажетті осмостық қысымды сақтап тұрады, сонымен қатар, зат тасымалдауына қатысады.
Цитоплазмалық мембрана. цитоплазманы клетка қабырғасынан бөліп тұурады.Ол осмостық қысымның, зат тасымалдауының жəне клетканың өтімділігінің негізгі белгілеушісі болып табылады. Цитоплазмалық мембрана ішінде ақуыз молекулалары мен оның комплекстері еркін жүзіп жүретін липидтердің биомолекулярлы қабатынан құралатындығы анықталған. Клеткалық мембранаға жартылай өтімділік қасиеті тəн болғандықтан заттар олардың концентрациясы қоршаған ортадан аз болған жағдайда клеткаға кіре алады. Сонымен қатар клеткада əр уақытта ол заттардың дефициті болады. Себебі клеткаға түскен заттар сол арада түрлі ферментативті реакцияларға пайдаланылады да клетка насос сияқты жұмыс істейді. Цитоплазмада маңызды клеткалық органоидтар — ядро, митохондриялар, рибосомалар болады.
Ядро – сақина тəрізді тұйықталған, жіп шумағы сияқты тығыздалған екітаспалы ДНК түріндегі нуклеотид. ДНК құрғақ жасуша биомассасының 1-2 %-ын құрайды. Оның негізгі қызметі генетикалық ақпаратты сақтау жəне ақуыз бен ферменттерді түзуші құрылымдық элемент болып табылады. Ядрода сондай-ақ РНК синтезі жүреді. Ядро тесіктері (пора) арқылы əр түрлі заттардың тасымалы жүзеге асады.
Митохондриялар – салыстырмалы түрде үлкен, шамалы майысқан таяқша түрлі құрылымдар, ұзындығы 1500нм. Митохондрияларды екі мембрадан тұратын қабықша өқаптайды. Мембралардың арасында су сияқты сұйық болады. Митохондриялар мембраналары ақуыздардан (80%) жəне липидтерден (20%) құралады, одан басқа полифосфаттар, РНҚ, жəне ДНҚ айқындалған. Митохондрия ембраналары үстінде трикарбон қышқылдары немесе Кребс циклі арасында тотығу-тотықсыздану реакциялары жəне май қышқылдарының тотығуы жүреді. Яғни, дəл осы жерде клетканың осуіне жəне органикалық заттар синтезіне бастапқы заттар мен энергия беретін реакциялар жүреді.Түрлі микроағзалардың митохондриялар пішіні мен құрылысы əр түрлі. Мəдениеті бірдей болғанмен де өсу жағдайлары мен фазалар əр түрлі болған жағдайда митохондриялар пішіні мен құрылысы əр түрлі болады.
Рибосомалар клеткалар цитоплазмасында болады. Олар шар тəріздес келеді де өлшемдері 15-35 нм болады. Рибосомаларда ақуыздың биосинтезі журеді. 1943 жылы рибосомалар бактериялар цитоплазмасында, содан кейін жануарлар, өсімдіктер жəне ашытқылар цитоплазмасында анықталған. Олар цитоплазма беттінде болады немесе цитоплазма ішінде еркін жүзіп жүреді. Рибосомалар құрамына РНҚ жəне ақуыздар комплексі кіреді. Рибосомалардың молекулалық массасы 106-ға жуық. Ақуыздар мен РНҚ рибосомаларда 40-60%-дан болады. Рибосомалар ақуыздары негізінен лизин, аргинин жəне гистидиндерден құралады.
Микроағзалардың клеткаларының органоидтарын гомогенаттан центрифугирлеу арқылы бөліп алуға болады. Ядроның тұнбаға түсуі 800 м/с2 үдеуде 10 минут ішінде, митохондриялар – 12000 м/с2 үдеуде 15 минут ішінде, микросомалар мен мембраналар 105000 м/с2 үдеуде 60 минут ішінде тұнбаға түседі.
Клеткалардың химиялық құрылымы. Микроағзалардың құрғақ клеткалық массасы жалпы массаның тек 15-25 %-ын құрайды. Осы құрғақ заттарды жағып 2-14 % күл заттарын алады. Олардың құрамында 50% фосфор, көп калий, натрий, магний, хлор жəне темір болады. Құрғақ биомассаның жартысы (30-80%) ақуыздарға келеді.
Микробты биомасса 5-30% РНҚ жəне ДНҚөдан құралады. ДНҚ құрамына пуриндік жəне пиримидинді негіздер кіреді: гуанин (Г), аденин (А), тимин (Т), цитозин (Ц). Аденин қашанда тиминмен, ал гуанин цитозинмен байланысады. Г+Ц/А+Т негіздердің гетероциклдік жұптардың қатынасы микроағзалардың жүйелі қатысуына байланысты өзгереді. Сонымен, адамның Г+Ц/А+Т қатынасы 0,66, бидайда -0,94, ашытқыларда – 0,56, кейбір бактерияларда ө 2,5 –ке тең. Культивирлеу кезінде микроағзалардағы ДНҚ шамалы ғана азяды да, РНҚ көп есе көбеюі мумкін. Бактерияларда РНҚ саны көбею кезінде 3-4 %-дан 18-20%-ға дейін өседі. РНҚ молекуласының ДНҚ молекуласынан ерекшелігі, онда тиминнің орнында урацил болады. Г+Ц/А+У қатынасы микроағзалардың РНҚ –да ДНҚ-ға қарағанда тұрақты болады да 1,0-1,6 шамасында болады. Пурин жəне пиримидин негіздерін, олардың инозип қышқылы сияқты нуклеотидтері немесе мононуклнотидтерін микробиологиялық синтез арқылы алу экономика жағынан иімді.
Микроағзалардың клеткалары – витаминдердің, əсіресе В тобы витаминдерінің бай қорек көзі. Олардың құрамында рибоплавин, тиамин, биотин, инозит т.с.с. тұрады. Кейбір бактериялар мен актиномицеттер В12 витаминін синтездейді. Ашытқы клеткаларында эргостерин табылды, оны сəулелендіру арқылы D2 витаминін алады.
Микробты клеткалардағы липидтер биомембраналарды құрап артық зат ретінде жинақталады. Кейбір ашытқылар құрғақ массада 50 % липид жинуы мүмкін. Нан жəне сыра ашытқыларында липидтер саны 7%-дан аспайды. Стероидтардан микроағзаларда эргостерин кездеседі. Су мөлшері клеткаларда басқа компоненттерден көп болады.
Өмір сүру процестеріндегі судың ролі. Клеткаларда су мөлшері 65-80% болады. Протоплазмада əр ақуыз молекуласына 1800 су молекуласы келеді. Судың бір бөлігі клеткалар арасындағы кеңістікте болады, бұл клеткадан тыс су, ал екінші бөлігі клетканың өзінде болады. Өз кезегінде клеткадағы су бос жəне макромолекула бетімен байланысқан күйде бола алады.
Биологиялық жүйелерде байланысқан деп биополимер молекулаларының бетімен мықты байланысқан суды айтады. ДНҚ-ның əр граммы қалыңдығы 0,3 нм қалыңтықта гидратты қабықша құрайтын 0,45 г сумен байланысады. 1 г№ жұмыртқа альбумині 0,25 нм қалыңдықта гидратты қабықша құрайтын 0,25 г сумен байланысады. Микроағзаларда 15-18 % байланысқан су анықталған. Құрамында макромолекула болғандықтан байланысқан су кəдімгі судан ерекше. Оны еріткіш ретінде қолдануға болмайды. Себебі ол -700С температурада да қатпайды. Байланысқан судың электр өтімділігі төмен. Термодинамикалық жағынан ол мұздан ерекшеленбейді. Байланысқан суды орта емес, құрылымдық элемент ретінде қарастыру керек.
Клеткадағы судың көп бөлігін заттардың еріткіші мен реакциялық ортасы болатын бос су құрайды. Гидролитикалық ферменттердің қатысуымен ол нəтижесінде өзгеше қасиеттерге ие жаңа заттар құралатын көп реакцияларға қатысады. Осылайша, су тек биохимиялық процестер жүретін орта болып қоймай, заттардың белсеңді қайта құраушысы болады. Осы маңызды функцияларды ол аз молекулалық массасы мен құрылымдық ерекшелігіне байланысты атқарады. Су молекулалары өзара тартылысып басқа заттардың аниондар мен катиондарға ыдырауын тудыратын , сонысымен реакциондық қабілетке ие болатын дипольді құрайды. Су молекуласында оттегінің алты электронының екеуі сутегі молекулалрының электрондарымен байланысады да, төртеуі бос қалғандықтан сутек байланысына қатысады. Ақуыз молекуласындағы кейбір атомдар топтары суды сутек байланысы арқылы байланыстырады.
Клетка биомассасының түрлі физикалық қасиеттерін зерттеу кезінде биомассаның 20%-дан жоғары ылғалдылығында су клетканы толығымен толтырады да, үздіксіз орта ретінде функция атқаратындығы анықтады. Бұл жағдайда клеткада барлық ферментативті процестер еркін жүреді. Егер биомассаның ылғалдылығы 10-20% болса, онда су байланысқан күйде болады. Клеткалық коллоидтар бұл жағдайда гельге ауысады да ферментативті процестердің жүруі қиынға түседі. Егер биомасса ылғалдылығы 5-10% болса, оның физикалық қасиеттері күрт өзгереді, бірақ зат алмасу жүре алады. 5% ылғалдылықтан төмен жағдайда клетканың бөлігі бұзылып, белсеңділігі жоғалады. Сонымне қатар, құрғақ күйде клеткалардың өмір сүру қабілеттігі көп сақталады, себебі су аз болғандықтан барлық реакциялар баяу жүреді. Клеткадағы барлық белеңді процестердің баяулатылып немесе тоқтатылған жағдайын анабиоз деп атайды.
Анабиоз клеткалар мұздатылғанда, клетка ішіндегі бос су мұзға айналған кезде басталады. Бұл жағдайда физиологиялық процестер максималды баяулатылып немесе тоқтатылады. Себебі биохимиялық реакциялар мұздың қатты фазасында молекулалардың еркін қозғалысы болмағандықтан жүрмейді. Микроағзалардың сусыздандырылған немесе мұздатылған клеткалары температура, радиация сияқты факторлардың əсеріне төзімдірек.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *