第二节 细菌的基本结构
细菌的结构包括基本结构和特殊结构。细胞壁、细胞膜、细胞质和核质为都具有的基本结构,荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞为某些细菌才具有的特殊结构。特殊结构1膜2毛1芽胞
(一)细胞壁 细胞壁为包绕在细胞膜外的膜状结构,厚l0~80纳米(nanometer,nm),其组成较复杂,因不同细菌而异,主要组分为肽聚糖,主要功能为保持菌体固有形态和维持菌体内外的渗透压。
(二)细胞膜 细胞膜为包裹细胞质的结构,厚约7.5nm,与真核细胞膜相比,不含胆固醇,具有①渗透和运输作用;②呼吸作用;③生物合成作用;④参与细菌分裂细菌的细胞膜向细胞浆内陷,并折叠形成囊状物,叫中介体,为细菌细胞膜内陷而成。扩大了膜表面积,相应地增加了呼吸酶的含量,可为细菌提供大量能量。功能类似真核细胞的线粒体,故有拟线粒体之称。
(三)细胞质 细胞质位于菌体内部的原生质,内含核蛋白体、质粒等多种重要结构。
(四)核质 核质由细胞质内的细菌本身遗传物质DNA和RNA聚集而成,不具备完整的核结构,故亦称为拟核。
二、肽聚糖的结构
肽聚糖或称粘肽,由N一乙酰葡萄糖胺与N一乙酰胞壁酸借β-1,4糖苷键连接为聚糖骨架,再与四肽侧链及五肽交联桥共同构成。肽聚糖为细菌所特有,在革兰阳性(G+)菌与G一菌有所不同。
三、革兰阳性菌和阴性菌细胞壁的结构及医学意义
G+和G一细菌细胞壁结构的比较见表521。
G+菌与G一菌细胞壁结构不同,导致它们的染色性、抗原性、致病性和免疫性以及对抗生素的敏感性存在差异,从而在诊断方法及防治原则方面也不相同。例如。青霉素和头孢菌素能抑制G+菌肽聚糖的五肽交联桥,万古霉素和杆菌肽可抑制四肽侧链的连结,磷霉素和环丝氨酸能抑制聚糖骨架的合成,溶菌酶和葡萄球菌溶素可水解聚糖骨架的β-1,4糖苷键而发挥抗菌作用。
细胞壁结构 |
革兰阳性菌 |
革兰阴性菌 |
厚度 |
2080nm |
l0-15nm |
强度 |
坚韧 |
疏松 |
肽聚糖组成 |
聚糖、侧链、交联桥 |
聚糖、侧链 |
交联方式 |
侧链间以肽桥交联 |
侧链问以肽键交联 |
交联率 |
75%~l00% |
25%以下 |
结构类型 |
三维立体结构 |
二维网状结构 |
层数 |
可达50层, |
仅1-2层 |
占胞壁干重 |
50%一80% |
5%一20% |
糖类含量 |
约占45% |
约占15% |
脂类含量 |
约占2% |
约占20% |
磷壁酸 |
有 |
无 |
外膜 |
无 |
有 |
脂多糖 |
无 |
有 |
与医学有关的细胞质内亚结构主要有核质、核蛋白体、质粒及胞质颗粒。
(一)核质或称拟核核质或称拟核由裸露的双链DNA盘绕成松散的网状结构与RNA构成,无组蛋白包绕。它相当于细胞核的功能,决定细菌的生物学性状和遗传特征。
(二)核蛋白体或称核糖体核蛋白体或称核糖体每个细菌可含有万余个。它由占70%的RNA及占30%的蛋白质构成,是菌体蛋白质合成的场所。此外,链霉素和红霉素可与核蛋白体结合而起到抗菌作用。
(三)质粒 质粒种类繁多,由闭合环状双链DNA构成,可自我复制,是核质以外的遗传物质能携带多种遗传性状并通过结合、转化等方式在菌间传递质粒而获得新的生物学性状。主要的质粒有耐药性R质粒,产生性菌毛的F质粒,使大肠菌产生细菌素的Col质粒,产生肠毒素的ST、LT质粒等。由于质粒的结构简单,被广泛地用作分子生物学研究的载体。细胞质中粒
(四)胞质颗粒胞质颗粒为细菌贮存的营养物质多糖、脂类及多磷酸盐等。异染颗粒为白喉棒状杆菌、鼠疫杆菌和结核分枝杆菌等所特有的胞质颗粒,它由RNA和偏磷酸盐构成,美兰染色呈紫色。此着色特点用于鉴别诊断。异染、特异特有,就好鉴别!