poverh strukt kletki

в содержимом клетки, ее соме, поэтому и назвали его соматическим

антигеном. Впоследствии оказалось, что этот антиген связан с бактериальной клеточной стенкой. О- антиген грамотрицательных бактерий связан с ЛПС клеточной стенки. Детерминантными группами этого сложного комплек-сного антигена являются концевые повторяющиеся звенья полисахаридных цепей, присоединенные к ее основной части. Состав сахаров в детерминан-тных группах, так же как и их число, у разных бактерий неодинаковы. Чаше всего в них содержатся гексозы (галактоза, глюкоза, рамноза и др.), амино-сахар (N-ацетилглюкозамин). О-антиген термостабилен: он сохраняется при кипячении в течение 1—2 ч, не разрушается после обработки формалином и этанолом. При иммунизации животных живыми культурами, имеющими жгутики, образуются антитела к О- и Н-антигенам, а при иммунизации кипяченой культурой образуются антитела только к О-антигену.

структуры, образующие филаменты бактериальных жгутиков. Это главный компонент жгутиков и

представлен в больших количествах у всех жгутиковых бактерий. Флагеллин является лигандом для рецептора врождённой иммунной системы TLR5.
Флагеллин имеет молекулярную массу от 30 до 60 кДа. Свойство полимеризоваться в спиральные филаменты определяется N- и C- концевыми участками флагеллина, которые в полимерной форме белка обращены внутрь цилиндрической полости и являются консервативными структурами. Средняя часть белка флагеллина обращена наружу и отличается у различных бактерий..
Жгутиковые Н- антигены. Эти антигены входят в состав бактериальных жгутиков. Н-антиген представляет собой белок флагеллин. Он разрушается при нагревании, а после обработки фенолом сохраняет свои антигенные свойства.

также для переноса протонов (Н+) через мембрану клетки, чем обеспечивает

стабильный внутриклеточный рН цитоплазмы. Ученые установили, что при гидролизе АТФ одна из частей энзима совершает вращательное движение.
АТФаза состоит из двух отдельных частей: (1) F0, гидрофобной части, связанной с мембраной, ответственной за транспорт протонов, и (2) F1, гидрофильной части, ответственной за синтез и гидролиз АТФ (см. рис.1).

категории". По эффективности работы и развиваемой ею силе она существенно

превосходит все известные в природе молекулярные моторы. Так, например, молекула АТФсинтазы приблизительно в 10 раз сильнее актомиозинового комплекса - молекулярной машины, специализирующейся в клетках мышц и различных органах на "профессиональном" выполнении механической работы. Таким образом, за сотни миллионов лет до того, как появился человек, который изобрел колесо, преимущества вращательного характера движения были успешно реализованы Природой на молекулярном уровне.

слои); - 2-внутренняя мембрана; - 3-периплазматическое пространство; 4-жгутики; 5-цитозоль

1—1,5 мкм и диаметром 7—10 нм. Различаются по строению и назначению, причём у

одной бактерии могут присутствовать несколько их типов. Во многих случаях функции пилей не до конца установлены, но всегда они так или иначе участвуют в прикреплении бактериальной клетки к субстрату.
Наибольшее количество сведений о данных структурах собрано для пилей кишечных бактерий, прежде всего Escherichia coli.

это прямые полые цилиндры, отходящие от цитоплазматической мембраны (ЦПМ).
Отличие фимбрий

от жгутиков: они не выполняют функцию движения, короче, толще, не согнуты штопорообразно.
Строение фимбрий: состоят из белка – пилина.
Функции фимбрий общего типа:
Прикрепление бактерии к поверхности субстрата.
Прикрепление бактерии к слизистым оболочкам (например, кишечной палочки к эпителию кишечника).
Защита от паразитов (есть бактерии-паразиты).
Скрепляют клетки между собой (зооглеи).

бактерий и служащие для конъюгации.
Строение фимбрий: состоят из белка – пилина.
Функции. Половые

фибрии образуются у мужских клеток бактерий (доноров) благодаря наличию полового фактора (находится в плазмидах). Они необходимы для прикрепления мужской клетки к женской клетки (реципиентов) и введения ей ДНК. Такой процесс называется конъюгацией (половой процесс). Она служит не для размножения, а для передачи новых генетических признаков (устойчивость к антибиотикам в частности ).

различают:
Микрокапсулы – они толщиной менее 0,2 мкм, видимы лишь только

под электронным микроскопом.
Макрокапсулы – толщиной более 0,2 мкм (до 10 мкм), видны в световом микроскопе.
Слизистый слой – во много раз толще клетки бактерии.
По строению капсулы различают:
Нормального строения (окружают равномерным слоем клеточную стенку).
Содержащие поперечно-полосатые фибриллы из нитей целлюлозы.
Сложные капсулы (состоят из участков полисахаридов и полипептидов).
Прерывистые капсулы (окружают неравномерным слоем клеточную стенку).
Химический состав капсулы: она на 98 % состоит из воды.
По химическому составу капсулы разделяют на: • Капсулы полисахаридной природы. • Капсулы, состоящие из полипептидов и полисахаридов

фагоцитоза, высокой концентрации кислорода).
Создает дополнительный осмотический барьер.
Для некоторых бактерий является

источником запасных питательных веществ (азотобактера).
Для слипания клеток (зооглеи).

так же как О- антигены, тесно связаны с ЛПС клеточной

стенки и капсулой, но в отличие от О- антигена содержат главным образом кислые полисахариды: глюкуроновую, галактуроновую и другие уроновые кислоты. По чувствительности к температуре К-антигены подразделяют на А-, В- и L-антигены. Наиболее термостабильными являются А-антигены, выдерживающие кипячение более 2 ч, В -антигены выдерживают нагревание при температуре 60 °С в течение часа, а L-антигены разрушаются при нагревании до 60°С. К-антигены располагаются более поверхностно, чем О- антигены, и часто маскируют последние. Поэтому для выявления О- антигенов необходимо предварительно разрушить К-антигены, что достигается кипячением культур. К капсульным антигенам относится так называемый Vi - антиген. Он обнаружен у брюшнотифозных и некоторых других энтеробактерий, обладающих высокой вирулентностью, в связи с чем данный антиген получил название антигена вирулентности. Капсульные антигены полисахаридной природы выявлены у пневмококков, клебсиелл и других бактерий, образующих выраженную капсулу. В отличие от группоспецифических О- антигенов они часто характеризуют антигенные особенности определенных штаммов (вариантов) данного вида, которые на этом основании подразделяются на серовары. У сибиреязвенных бацилл капсульный антиген состоит из полипептидов.

и образование септы в начале спорообразования: цпм — цитоплазматическая мембрана;

вм—внутренняя мембрана проспоры; нм — наружная мембрана проспоры; мз—мезосомы; н — нуклеоид; м — инвагинирующие мембраны; 2 — Cl. sporofasciens, образование проспоры, окруженной двумя мембранами: нм — наружная мембрана проспоры; ем — внутренняя мембрана проспоры; кс — клеточная стенка; ят — ядерный тяж; 3 — Cl. sporotrichum, начало закладки споровой оболочки: о — листки оболочки; нм — наружная мембрана проспоры; ят — ядерный тяж; кс — клеточная стенка; ем — внутренняя мембрана проспоры; к — кортекс; 4 — Cl. penicfflum, нуклеоид в проспоре: о — оболочка проспоры; к — кортекс; э — экзоспориум; цпм — цитоплазматическая мембрана; ят— ядерный тяж; кс — клеточная стенка материнской клетки; 5 — Cl. penicillum, завершение образования споровой оболочки, созревание сердцевины: кс — клеточная стенка материнской клетки; о — оболочка; э — экзоспориум; цпм — цитоплазматическая мембрана; к — кортекс; с — сердцевина споры.

Увел. X 3200.

species, шт. 1. Увел. X 3500.

колпачками. Clostridium sp. Увел. X 3500.

3500.

Э — экзоспориум, О — оболочка споры. 1, 2, 3

— слои споровой оболочки.

выростов и экзоспориума: 1 — Clostridium felsincum. Споры с экзоспориумом

в, виде чехла: 2 — Cl. pasteurianum. Споры с выростами различных типов и экзоспориумом: 3 — Cl. sporosetosum; 4 — Cl. sporopenatum; s — Cl. saprogenes; 6 — Cl. sporofasciens; 7 — Cl. sartagoformuin; s — Cl. corinoforum; 9 — Cl. penicillum. Споры с лентовидными выростами, но без экзоспориума: 10 — Cl. taeniosporum.

γ-субъединица части F1-ATФазы вращается по часовой стрелке и идет синтез

АТФ. Гидролиз АТФ происходит при вращении γ-субъединицы против часовой стрелки; при этом направление протекания протонов меняется на обратное. Субъединицы a, b, и c части F0-АТФазы формируют канал переноса протонов через клеточную мембрану. Места катализа и присоединения нуклеотидов были обнаружены исследователями (Kinosita и др., 1998) на трех а и трех b субъединицах части F1-ATФазы. γ-субъединица расположена в центре гексамера α3β3 и вращается при синтезе или гидролизе АТФ.
Самое удивительное заключается в том, что АТФаза представляет собой полную аналогию макроскопических моторов, сделанных человеком, которые тоже состоят из ротора и статора.

попыталась интегрировать этот природный наномотор [1] в НЭМС. Исследователям удалось

измерить радиальное отклонение микросферы при вращении субъединицы, когда они присоединили флуоресцентную микросферу диаметром 1 мкм к γ-субъединице АТФазы  (см. рис.2).При добавлении к набору получившихся наномоторов 2 мM Na2ATФ и при присутствии в растворе 4 мM MgCl2 дифференциальным интерферометром наблюдалось вращение микросферы, составляющее 9.5-10.5 Гц, или 3-4 об/сек. Причем вращение представляло собой дискретные изменения угла, образованного γ-субъединицей и α3β3 - комплексом, каждый раз на 120°.

категории". По эффективности работы и развиваемой ею силе она существенно

превосходит все известные в природе молекулярные моторы. Так, например, молекула АТФсинтазы приблизительно в 10 раз сильнее актомиозинового комплекса - молекулярной машины, специализирующейся в клетках мышц и различных органах на "профессиональном" выполнении механической работы. Таким образом, за сотни миллионов лет до того, как появился человек, который изобрел колесо, преимущества вращательного характера движения были успешно реализованы Природой на молекулярном уровне.

готовая "база" для будущих нанобиороботов. Чтобы плавать, она с помощью

специальных биологических электромоторов вращает свои жгутики. Когда жгутики начинают синхронно вращаться против часовой стрелки, они сплетаются в единый пучок, который образует своеобразный пропеллер. Вращение пропеллера создает силу, заставляющую бактерию двигаться почти по прямой линии. После того как направление вращения жгутиков изменяется на противоположное, пучок расплетается и бактерия останавливается, вместо поступательного движения она начинает хаотически вращаться, ее ориентация изменяется. Как и протонные АТФсинтазы, электромоторы бактерий являются устройствами, которые в качестве источника энергии используют разность протонных потенциалов на цитоплазматической мембране. Принципы работы АТФсинтазы и бактериального мотора одинаковы, хотя сами эти конструкции различаются по своим размерам и устройству (см. рис. 9, 10). Можно с уверенностью сказать, что бактериальный мотор - аналог машины постоянного тока, созданной человеком. Электромоторы бактерий работают очень эффективно. Бактерии плавают со средней скоростью около 25 мкм/с, но некоторые виды могут двигаться поступательно со скоростью больше 100 мкм/с. Это означает, что за одну секунду бактерия перемещается на расстояние, которое в десять или больше раз превышает ее собственную длину. Любопытно провести аналогию с движением систем макроскопических размеров. Например, если бы пловцы преодолевали за одну секунду расстояние, на порядок превышающее их собственный рост, то стометровую дорожку плавательного бассейна они бы проплывали приблизительно за 5 с. Обычно электромотор бактерий вращается со скоростью, достигающей 50-100 оборотов в секунду, однако у некоторых видов бактерий скорость вращения превышает 1000 оборотов в секунду. Электромоторы, которые могут так быстро вращать жгутики бактерий, очень экономичны - они потребляют не более 1% энергетических ресурсов бактериальной клетки.
Роберт Фрайтас и Адриано Кавальканти, одни из ведущих мировых ученых в области наномедицины, неоднократно заявляли, что именно подобные жгутиковые моторы будут наиболее эффективны в наноробототехнике.

Motor Powered Nanomechanical Devices.
ISA: Engineering team working to create

nanomotor
Constantinos Mavroidis, Ph.D., Associate Professor Department of Mechanical and Aerospace Engineering Rutgers University: PROTEIN BASED NANO-MACHINES FOR SPACE APPLICATIONS;
А. Н. Тихонов. Молекулярные моторы, ИР http://www.nature.ru/, 2001
Peixuan Guo, Purdue University: Construction of a Viral Nanomotor Driven by a Synthetic RNA
Свидиненко Юрий: РНК может формировать строительные блоки для наномашин
Richard M Berry, The Randall Institute, King’s College London, London, UK: Bacterial Flagella: Flagellar Motor
2004, Nanotechnology News Network

жгутикового базального тела, EBB».
а) 1 — обычная структура HBB; 2,

4 — «bell» базальная структура [127]; 3 — вид
«вытянутого жгутикового базального тела, EBB» анфас (объяснение в тексте).

слои); - 2-внутренняя мембрана; - 3-периплазматическое пространство; 4-жгутики; 5-цитозоль