Химический состав прокариот

Клеточная масса (после центрифугирования) содержит 70-85% воды, сухая биомасса соответственно составляет 15-30% от сырой массы. Сухое вещество бактерий - это в основном полимеры (белки - 50%), компоненты клеточной стенки (10-20%), РНК (10-20%), ДНК

(3-4%), а также липиды (10%) (табл. 3). В клетках бактерий примерно следующий состав важнейших химических элементов (%): С - 50, О - 20, N - 14, Н - 8, Р - 3, К - 1, Са - 0,5, Mg - 0,5, Fe - 0,2 - это так называемые универсальные элементы. Они имеют структурнофункциональное значение для всех видов клеток. Другие элементы (микро- и ультрамикроэлементы) рассматривают как минорные: Си, Со, Mo, Zn, Ni, W, Se. Во всех клетках сохраняется более или менее постоянный ионный баланс.

Таблица 3

Химический состав клетки прокариот

Компонент

Содержание,% от сухих веществ

Белки

40-80

Углеводы

10-30

Липиды

1-30

Нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК)

5-30

Все перечисленные элементы образуют молекулы, которые можно подразделить на две условные группы: малые и большие молекулы. К малым относят молекулы-предшественники, поступающие в клетку извне: Н,0, СО,, N,, Mg2+, Са2+, NO3', S042', Р042', Cl*, К+ и другие ионы. К большим молекулам, или макромолекулам, относят нуклеиновые кислоты, белки, полисахариды и липиды.

Природа веществ, входящих в состав бактериальной клетки, даёт представление о химическом составе питательной среды. Поэтому данные о химическом составе бактерий всегда должны сопровождаться точными указаниями, на каких питательных средах была выращена культура, использованная для анализа. Это важно при составлении питательных сред и условий культивирования для микроорганизмов той экологической ниши, в которой организм развивается в естественных условиях обитания.

К примеру, в зависимости от вида бактерий и условий их выращивания содержание белка в протоплазме может колебаться от 15 до 80%. В тех случаях, когда клетки выращиваются на среде, богатой азотистыми соединениями, и содержат много белка, главная масса приходится на резервные клетки и только часть - на белки конститутивные. Если же клетки бактерий выращиваются на среде, бедной азотистыми веществами, и содержат мало белка - весь этот белок является конститутивным. То же самое можно повторить и в отношении липидов и углеводов. При выращивании бактерий на средах, бедных азотом, в составе сухого вещества клетки в больших количествах обнаруживаются жиры и углеводы, а содержание белковых веществ падает до 15-20%.

Изменения, происходящие в химическом составе сред при культивировании, служат для описания химической функции организма. Способность организмов преимущественно расти на каком-либо субстрате составляет основу подбора питательных сред для микроорганизмов.

Р. Кох и медицинские микробиологи были заинтересованы в универсальных средах (мясо-пептонный агар или бульон). Такие среды широко применяют в санитарной практике и в почвенной микробиологии. Элективные среды были введены С. Н. Виноградским для создания предельно жёстких условий, при которых может развиваться только определённый организм, например бсзазотистая среда для выделения азотфиксаторов. Накопительные среды предложил М. Бей- еринк для выделения одного или группы организмов - доминантов за счёт избыточного содержания какого-либо вещества. Оптимальные среды предложил А. А. Имшенецкий для выявления целлюлозоразрушающих микроорганизмов. Создаются наиболее благоприятные условия для роста интересующей группы бактерий за счёт внесения различных стимулирующих добавок.

Пигменты. Яркая окраска, обусловленная выделением окрашенного продукта в окружающую среду, или же пигментация самой клетки присуща многим бактериям и грибам. Среди бактерий можно выделить представителей родов Micrococcus, Corynebacterium, Mycobacterium и Nocardia, среди дрожжей - Rhodotorula. Цвет дрожжей определяется в основном каротиноидами. Дрожжи рода Candida pulcherrima образуют темно-красные колонии на средах, содержащих железо; они выделяются из нектароносных цветков и кишечника пчел.

Некоторые пигменты обладают антибиотическими свойствами, так что многие пигментированные микроорганизмы являются продуцентами антибиотиков и других биологически активных веществ. Например, пигментогенез у Azotobacter chroococcum зависит от возраста (молодые клетки бесцветные), присутствия углекислого кальция, фосфора, микроэлементов, аэрации и т. п. При активном развитии азотобактер способен не только ассимилировать молекулярный азот атмосферы. Он продуцирует витамины и биологически активные вещества, обладающие фунгистатическим действием. Например, антибиотик анисомицин - открытый Е.Н. Мишустиным и В.Г. Марьенко в МСХА имени К. А. Тимирязева.

Довольно большая группа пигментов по биологическим и химическим признакам родственны меланинам (чёрного цвета). Они участвуют в первичном гумусообразовательном процессе. По ряду физико-химических свойств отмечено сходство бурых веществ акти- номицетов с гуминовыми веществами почвы. Некоторым меланоид- ным пигментам приписывают антибиотическую функцию.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >