Строение, химический состав и функции компонентов прокариотной клетки. Цитоплазма. Рибосомы.

Цитоплазма. Делится на цитозоль – гомогенную структуру, с набором растворенных рРНК, Е, продуктов и субстратов, и на внутриклеточные включения – внутриплазматические мембраны, всясие …–сомы и тельца включения.

Рибосомы. кол-во в клетке колеблется в зав от интенсивности синтеза белка. Отношение рРНК к белку колеблется в сторону белка. 70S состоят из 30 и 50 субъединиц. Субъединица 30 содержит 16S-рРНК и неск белков. 50 субъединица содержит 23S и 5S рРНК и до 50 белков. Иногда компануются в полирибосому и прикрепляются к внутр стороне мембраны.

Внутриплазматические мембраны. Фототрофные содержат ВЦП мембраны, кот увел общую мембранную поверхность и содержат фотосинтетический аппарат. Имеют форму везикул, трубочек, стопок или тилакоидов, связаны с ЦПМ, обр в результате ее инвагинаций. Кроме тилакоидов цианобактерий. Для каждой гр бакт характерен свой тип светособирающих систем.

У нефототрофных тоже есть такие структуры. Нитрифицирующие, азотфиксирующие и метанотрофы. Соотношение пов ВЦМ и ЦМП регулируется. Как правило не различаются по дыхательной активности.

мезосомы – складчатые структуры, заполненные чем-нибудь.  Ранее считалось, что они выполняют какие-то функции, связаные с питанием или делением, но сейчас доказано, что это артефакты возникающие во время закрепления препарата.

хлоросомы (хлоробиум-везикулы) – у зеленых бескислородных фототрофов. (напр хлоробиум - серобактерии). Отл от остальных антенных комплексов крупными размерами и малым кол-вом белкового матрикса, поддерживающего фотосинтетические ферменты. Единственные фотосистемы, где пигмент связан с пигментом, и нет пигмент-белкового комплекса. Пигметны – бактериохлорофилл и каротиноиды. Пигменты сязаны др с др и окружены мембраной из галоактолипидов. Крепятся к РЦна ЦПМ.

Фикобилисомы – светособирающие органеллы ФС2 у цианобактерий, красных водорослей и глаукофитов. Прикреплены к мембр тилакоидов.

палочки хромофоровые белки. Красное – фикоэритрин-протеин, синее- фикоцианин-протеин. Серединка – аллофикоцианин.
большая вариабельность самих сруктур. Есть дисковидные, как на рисунке.

Карбоксисомы – полиэдральные тела. Содержат РДФкарбоксилазу и др Е, превращающие органич в-ва в СО2 Многогранные однослойные белковые тела. Концентрируют СО2, что помогает преодолеть оксигеназную активность РДФкарбоксилазы, которая лимитирует скорость синтеза УВ в цикле Кальвина.

Около 100 нм в диаметре. Есть α- и β-карбоксисомы, разл по белковому составу и расположению генов в опероне. α –карбоксисомы имеют РДФСО2азу 1 типа, ее гены скомпанованы в один оперон,  и имеются у цианобактерий, живущих в среде с неогр доступом СО2. а второй тип имеется у цианобакт живущих в среде, лимитированой по СО2 (бактериальные маты, заросшие водоемы), и гены СО2азы скомпанованы в несколько независимых кластеров.

Гидрокарбонат-ион поступает в клетку, идет в кабоксисому, где карбоксиангидраза и сдвиг рН отрывают протон и превращают ион в СО2, который фиксируется РДФкарбоксилазой. Количество клеток с карбоксилазами увеличивается, если СО2 в среде начинает уменьшаться. У нефототрофных тоже есть похожие штуки, энтеросомы. Они вовлечены в различные метабол пути, связаные с фиксацией азота, выделением углерода и получением энергии. Кишечка, например, таким образом разлагает 1,2 – пропандиол и этаноламин для получения энергии. У патогенных энтеросомы появляются в момент заражения организма, те попадания в среду с малым кол-вом СО2. равномерно распоологаются по клетке, что облегчает расхождение во время деления.

Аэросомы – газовые вакуоли, окруженные белковой мембраной. У водных прокариот. Пурпурные, серобактерии, зеленые бактерии, некоторые цианобактерии и клостридии. Обеспечивают плавучесть и позволяют изменять глубину погружения. Всякий раз новые аэросомы образуются с нуля. Если поместить клетку в среду с более высоким атмосферным давлением, то аэросомы исчезают и не восстанавливаются.

Магнитосомы - заполненны железом в форме магнетита (Fe3O4) и выполняющие функцию магнитной стрелки. На долю магнетита может приходиться до 4% сухого вещества бактерий. В северном полушарии такие магниточувствительные бактерии плывут в направлении северного полюса Земли, в южном - в направлении южного.

Запасные в-ва и белковые включения. Называются тельцами включения. Полисахариды, полифосфаты (волютин), сера. Цианобактерии накапливают цианофицин, расходуемый в условиях голодания по азоту. Присутствуют в клетке в химически инертной форме. Некоторые просто лежат в ЦП, другие окружены тонкой мембраной белковой или липидной природы – такими окружены гранулы полигидроксибутирата, гликогена и серы. Используются как строительный материал или для детоксикации.
Параспоральные тельца – откладываются токсины, смертельные для нек личинок насекомых.

Так же к включениям относят дефектных бактериофагов, обл свойствами бактериоцинов. Рапидосомы и светопереломляющие тельца – такие бакт явл эндосимбионтами в клетках парамеций.

Так же откладываются жирные полигидрокислоты и рекомбинантные белки.