Bakteriraku ehitus (0)

Bakteriraku ehitus Bakteri koostisosad
Bakteriraku keemiline koostis:

• 70% vett,
  
• 26% makromolekule,
  
• 4% väikeseid molekule ja ioone.
  

Prokarüootse raku (bakteri) ehitus on eukarüootse raku omast lihtsam, välja arvatud rakuseina ehitus .
Prokarüootse ja eukarüootse raku võrdlus
Omadused
Eukarüoot
Prokarüoot
Suurus
>5 μm
0,3−20 μm
Tuumamembraan
Olemas
Ei ole
Genoom
DNA ahelad
DNA rõngasmolekul
Endoplasmaatiline võrgustik
Olemas
Ei ole
Golgi aparaat
Olemas
Ei ole
Mitokondrid
Olemas
Ei ole
Ribosoomid
Olemas
Olemas
Plasmiidid
Ei ole
Olemas

• Genoom − rakus sisalduv pärilikkust kandev materjal (DNA). Bakteri genoom koosneb tavaliselt ühest üksikust ringjast kromosoomist, mille moodustab DNA kaksikspiraal.
  

Genoom pole piiritletud tuumamembraaniga.

• Plasmiidid − on osades bakterites genoomist eraldi olevad DNA rõngasmolekulid, mis annavad bakterirakule lisainformatsiooni.
  

Plasmiidid suurendavad bakteri ellujäämise võimalusi erinevates tingimustes. Osades bakterites esinevad ka antibiootikumide suhtes resistentsust kodeerivad plasmiidid.
Tsütoplasma − on bakteri osa ilma kapsli, rakuseina ja plasmamebraanita.

• Tsütoplasmas puuduvad mitokondrid, kloroplastid ja Golgi aparaat.
  
• Tähtsaimad organellid on seal ribosoomid, kus toimub valkude süntees.
  
• Tsütoplasmas leidub veel mitmeid lahustunuid ensüüme, aminohappeid , suhkruid ja vitamiine. Lisaks nendele on veel ka reservmaterjali terad ehk inklusioonkehad, mis salvestatakse lahustumatute graanulitena. Siia alla kuuluvad nt tärklis ja glükogeen.
  

Tsütoplasma membraan − ümbritseb kõikide rakkude tsütoplasmasid. Ta koosneb 50% ulatuses lipiididest ja 50% ulatuses proteiinidest. Tsütoplasmal on järgnevad funktsioonid:

• laseb läbi vajalikke toitaineid;
  
• eritab ensüüme ( Gram -positiivsed eritavad ensüüme väliskeskkonda, Gram-negatiivsed suunavad need periplasmaatilisse ruumi);
  
• vajalik raku hingamiseks ja energia tootmiseks.
  

Raku membraanil on tsütokroomid (rauda sisaldavad heemiühendid) ja nad esinevad endoplasmaatilises ruumis. Lisaks on seal ka dehüdrogenaasid ja ATP-aas. Need aitavd aeroobsetel mikroobidel läbi viia hingamist.
Bakteriraku tsütoplasma membraan
Mesosoomid — rakumembraani sisesopistused, mis võtavad osa DNA replikatsioonist ning bakteri pooldumisest kaheks tütarrakuks. Jagunemise lõppemisel need struktuurid eemaldatakse bakterist ja tekivad uuesti enne tuumaaine ja bakteri uut jagunemist.
Rakusein
Rakusein (ehk rakukest ) − asetseb tsütoplasma membraani ja kapsli (ehk kihnu) vahel. Rakusein annab bakterile kuju ja kaitseb teda kahjulike välismõjude eest. Bakterioloogiliselt on rakusein poolläbilaskev. Ta võtab osa eksotoksiinide eritamisest.
Rakuseina ehitusest sõltuvalt jagatakse bakterid grampositiivseteks (G+) ja gramnegatiivseteks (G+).
Värvimismeetodi võttis kasutusele teadlane
H. C. J. Gram (1884. a). Selle meetodi puhul värvuvad grampositiivsed bakterid violetseteks, gramnegatiivsed bakterid annavad järelvärvimisel punase värvuse.
Gram- positiivse bakteriraku sein
Peptidoglükaan ehk mureiin — polümeer, mille moodustavad polüsahhariidsed glükaan- (glükoosist koosnev polüsahhariid) ja peptiidahelad.
Glükaanilt lähtuvaid peptiidahelaid ühendavad peptiidsed sidemed, moodustades urbse struktuuri.
Gram-positiivse bakteriraku seina komponendid
Teihhoiinhape ja lipoteihhoiinhape (LTA) on mureiini sees asuvad polüsahhariidid või lipiididega kombineeritud polüsahhariidid (LTA).
Nende ülesandeks on tugevdada mikroobiraku seina, hoides katioonide kontsentratsiooni (Mg2+) kõrge.
Teihhoiinhapete abil on võimalik baktereid klassifitseerida.
Gram-negatiivse bakteriraku sein
Gram-negatiivse bakteriraku seina komponendid
Gram-negatiivsete rakkude välismembraan täidab molekulaarse sõela ülesannet, mis hoiab ära periplasmaatiliste proteiinide lekke ja takistab suuremate molekulide sissepääsu. ‚
Gram-negatiivsete rakkude välismembraan koosneb kahest kihist . Sisemine on fosfolipiidide ja väline lipopolüsahhariidide kiht.
Poriinid — proteiinid , mis moodustavad kanaleid ehk poore. Nende kaudu toimub hüdrofiilsete suhkrute, aminohapete ja ioonide mitteselektiivne difusioon rakku. Läbi poriinide liiguvad madalamolekulaarsed ained.
Transportproteiinid ehk permeaasid hoolitsevad ainete aktiivse transpordi eest.
Periplasmaatiline ruum ehk periplasm — asub peptidoglükaani ja tsütoplasmamembraani vahel. See on täidetud geelitaolise ainega ja võib võtta enda alla 30% raku mahust. Periplasm sisaldab mitmesuguseid hüdrolüütilisi ensüüme (fosfataasid, nukleaasid, proteaasid ), millega hüdrolüüsitakse suuremaid molekule.
Sõltuvalt väliskeskonna teguritest või pärilikust mutatsioonist võib häiruda rakuseina biosüntees. Ilmnevad morfoloogiliselt ebatavalised bakterite struktuurid. Neid nimetatakse:

• Protoplastid − moodustuvad grampositiivsete mikroorganismide rakuseina lahustumisel lüsosüümiga. Rakuseina puudumise tõttu bakteriofaage nendele ei fikseeru.
  
• Sferoplastid − on kerajad protoplastidele sarnased, võivad absorbeerida bakteriofaage. Neil on osa rakuseina säilinud. Tekivad nad peamiselt gramnegatiivsete bakterite mõjutamisel penitsilliiniga, aga ka faagide, ensüümide jt tegurite mõjul.
  
• L-vormid (Listeri instituudi järgi) − moodustuvad mikroorganismide kultuurides spontaanselt või söötmetes, mis sisaldab penitsilliini. Rakusein neil puudub ja välisseinaks on plasmamembraan. Rakuseina biosünteesi häirumine on ebaselge.
  

Rakuseina lisakomponendid
Kihn (kapsel) on ekstratsellulaarne (rakust välja toodetav) limane polumeer ehk polüsahhariid, mis ümbritseb tihedalt rakku. Koosneb see 95% ulatuses veest ja väikesest hulgast polüsahhariididest.
Kihnu ülesandeks on kaitsata mikroobe kuivamise ja teiste kahjulike mõjude (bakteriotsiinide, bakteriofaagide, fagotsütoosi) eest. Limakiht aitab osadel mikroobidel kinnituda organismi rakkudele.
Pili (ehk karvakesed ehk fimbriad ) esinevad gramnegatiivsetel bakteritel. Nad on lühikesed karvataolised struktuurid, nende tipus on adhesiivsed proteiinid, mis aitavad ühel bakterirakul kinnituda teise külge. Peale selle on olemas ka spetsiaalsed (F- pilid ), mille kaudu toimub konjugatsioon .
Ka bakteriofaagid kinnituvad raku kestale tänu pilidele.
Viburid on pikad spiraalsed proteiinid, mis kinnituvad raku seinale. Bakterite fenotüübilisel klassifitseerimisel on need üheks oluliseks tunnuseks.
Baktereid klassifitseeritakse viburite asetuse järgi: 1)monotricha − üks vibur raku ühes otsas;
2)amphitricha − üks vibur raku mõlemas otsas 3)lopotricha − viburikimp raku ühes või mõlemas otsas;
4)peritricha − viburid ühtlaselt ümber raku keha 5) atricha − viburid puuduvad.