Протопласт и его производные химический состав и физико химическое состояние протопласта кратко

Обновлено: 02.07.2024

В зависимости от возраста и функций клетки могут быть живыми или без живого содержимого — мертвыми. Их размеры — от микроскопически малых до видимых невооруженным глазом. Весьма разнообразна форма клеток, что обусловлено их функциями. Однако выделяют два морфологических типа клеток: паренхимные, имеющие примерно одинаковые размеры по всем направлениям в пространстве, и прозенхимные, у которых длина более чем в пять, часто в десятки, сотни, иногда в тысячи раз превышает ширину. Растительная клетка состоит из живой части — протопласта и продуктов жизнедеятельности протопласта — эргастических веществ, клеточной ободочки, включений, клеточного сока вакуолей (рис. 1.1, табл. 1.1).

Рис. 1.1. Структура растительной клетки под электронным микроскопом (А) и схема онтогенеза мембранных структур (Б): 1 — цитоплазма; 2 — плазмалемма; 3 — гладкий эндоплазматический ретикулум; 4 — ядро с ядрышком и хроматином; 5 — клеточная оболочка; 6 — плазмодесмы; 7 — срединная пластинка; 8 — свободные рибосомы, рассеянные в цитоплазме; 9 — шероховатый эндоплазматический ретикулум с рибосомами; 10 — пластиды; 11 — митохондрии; 12 — вакуолеточным соком; 13 — тонопласт; 14 — пузырьки Гольджи; 15 — комплекс Гольджи; 16 — лизосомы; 17 — микрофиламенты; 18 — микротельца и микротрубочки

Таблица 1.1. Краткая характеристика клеточных структур

Протопласт

Составные части протопласта — ядро, цитоплазма с мембранными структурами и органеллами, к которым относятся: гладкий и шероховатый эндоплазматическийретикулум (ЭПР), обеспечивающий прохождение различных химических реакций; рибосомы, синтезирующие белок; комплекс Гольджи, или диктиосомы, принимающие участие в синтезе, накоплении и выведении из клеток различных веществ, образовании ЭПР и оболочки; лизосомы, гидролизующие белки, нуклеиновые кислоты и др. соединения; сферосомы, синтезирующие жирные масла; митохондрии, с помощью которых осуществляются процессы освобождения энергии и образование АТФ: пластиды, функции которых будут отмечены далее.

Растительная клетка отличается от животной наличием пластид, углеводной оболочки, плазмодесм, вакуолей и кристаллических включений.

Цитоплазма представляет собой полужидкий, оптически гомогенный, бесцветный биологический коллоид со сложным физикохимическим строением. В дисперсионной водной среде цитоплазмы растворенные вещества не распадаются до молекул или ионов, как это бывает в истинных растворах, а остаются в виде относительно крупных взвешенных частиц (величиной в сотые доли микрона) или гигантских макромолекул. Химический состав цитоплазмы разнообразен, сложен и не постоянен. Вода составляет 75 — 90 %, преобладают сложные белки (15 — 20 %) и их соединения с другими веществами (липопротеиды, нуклеопротеиды, фосфопротеиды, хромопротеиды и др.), фитогормоны, ферменты (энзимы) белковой природы. Содержатся также углеводы (4 — 6 %), жиры и жироподобные вещества (2 — 3 %), аминокислоты (4 — 6 %), нуклеиновые кислоты (1 — 2 %), витамины, неорганические и другие вещества (2 — 6 %). Реакция цитоплазмы близка к нейтральной. Она не смешивается с содержимым вакуолей, имеет более высокую, чем у клеточного сока, вязкость, поверхностное натяжение и оптическую плотность.

Структура цитоплазмы неоднородна: к клеточной оболочке примыкает плазматическая мембрана — плазмалемма, а вакуоли отграничены от цитоплазмы вакуолярной мембраной — тонопластом. Это трехслойные белково-липоидные мембраны, регулирующие обмен веществ, избирательную проницаемость, связь клетки с внешней средой, формирование оболочки. Между тонопластом и плазмалеммой находится гиалоплазма с органеллами (их характеристика приведена в табл. 1.1).

Цитоплазме присуши биологические свойства, без которых прекращается жизнь: движение и обмен веществ, избирательная пропускная способность, регулирующая перемещение воды и растворов веществ в клетку и из нее (на чем основаны такие явления, как плазмолиз, деплазмолиз и тургор); раздражимость — способность цитоплазмы реагировать на световые, температурные, химические, механические и другие воздействия; размножение, рост, развитие, обеспечивающие организму индивидуальную жизнь, сохранение и численное увеличение.

Обмен веществ и энергии между организмом и окружающей средой (метаболизм) представляет собой совокупность химических процессов, обеспечивающих жизнедеятельность, самообновление клеток и всего организма. Метаболизм слагается из двух противоположных процессов — ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция (анаболизм, или пластический обмен) — превращение веществ, поступивших извне, в собственные соединения клетки с поглощением энергии. У зеленых растений ассимиляция основана на фотосинтезе. Диссимиляция (катаболизм, или энергетический обмен) — процесс расщепления и окисления органических соединений с выделением энергии.

Движение цитоплазмы, или циклоз, благоприятствует оптимальному размещению органелл, лучшему протеканию биохимических реакций, выделению продуктов обмена и др.

Проникновение веществ через мембрану осуществляется благодаря эндоцитозу, в основе которого лежит способность клетки активно поглощать или всасывать из окружающей среды питательные вещества в виде мелких пузырьков жидкости или твердых частичек. Наиболее легко происходит пассивный транспорт веществ через поры мембран, которые проницаемы для определенных молекул и являются своеобразными молекулярными ситами (селективными каналами). В основе пассивного транспорта лежит явление диффузии по градиенту концентраций или электрохимических потенциалов. Однако чаще вещества проникают через мембраны в направлении градиента концентраций с помощью специальных транспортных систем, так называемых переносчиков. Это могут быть липопротеиды, антибиотики или другие ионофоры, способные временно связываться с необходимыми молекулами на одной стороне мембраны, переносить и освобождать их уже на другой стороне. Если один и тот же переносчик облегчает перенос в одном направлении, а затем другое вещество переносит в противоположном, такой процесс носит название обменной диффузии. Широко распространен и активный транспорт веществ через мембраны. Характерная его особенность — возможность переноса веществ против градиента концентрации, что требует энергетических затрат. Практически во всех типах мембран имеются специальные транспортные белки, обладающие АТФазной активностью.

Ядро — важнейший, обязательный компонент клетки эукариот, центр управления всеми биохимическими процессами, носитель наследственности. Оно участвует в образовании клеточной оболочки, влияет на рост клетки, деление пластид, регулирует процессы фотосинтеза. Деление ядра(кариокинез) предшествует делению клетки — цитокинезу. Из химических соединений в состав ядра входят аминокислоты, нуклеопротеиды, ферменты, жиры, липопротеиды, углеводы, минеральные соли, нуклеиновые кислоты. Структурные компоненты ядра: кариоплазма, или кариолимфа — ядерный сок, отличающийся от цитоплазмы высоким содержанием ДНК; двухмембранная, пористая ядерная оболочка с рибосомами на внешней мембране, связанной с канальцами ЭПР; безмембранные ядрышки, в которых синтезируется РНК и образуются прорибосомы; хроматин — комплекс ДНК и белков, входящий в хромосомы — носители генов с наследственной информацией.

Пластиды — наиболее крупные органеллы, свойственные только растительным клеткам. Образуются из пропластид меристемати- ческих клеток. Подобно митохондриям, обладают генетической автономией, так как имеют собственные ДНК, РНК, рибосомы. Пластиды способны делиться, расти, передвигаться, изменять свою структуру и состав. В отличие от других органелл пластиды могут содержать пигменты — хлорофиллы, каротиноиды и их производные. В зависимости от структуры, окраски и функции пластиды подразделяются на хлоропласты, хромопласты, лейкопласты и хроматофоры (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Пластиды в клетках высших растений и водорослей: 1 — хлоропласты паренхимы листа элодеи; 2 — хромопласты в клетках мякоти плода шиповника; 3,4 — лейкопласты в эпидерме листа традесканции и меристеме элодеи; 5 — спиральный хроматофор в клетках зеленой водоросли спирогиры

Хлоропласты — зеленые пластиды, обеспечивающие фотосинтез, синтез АТФ, липидов, белков. Они обычно дисковидной формы, с высоко организованной, упорядоченной структурой (рис. 1.3). Ограничены двойной, пористой, белково-липоидной мембраной, имеющей внутренние выросты — ламеллы, или тилакоиды. В них погружены фотосинтезирующие хлорофиллы (а, b, с, d) и сопутствующие пигменты — фикобилины и каротиноиды, регулирующие поток лучистой энергии. Дисковидные тилакоиды, собранные в стопки, формируют граны, на поверхности которых протекают световые реакции фотосинтеза. Основное вещество хлоропласта (строма, или матрикс) богато ферментами, липидами, сахарами и обеспечивает темновые реакции фотосинтеза.

Рис. 1.3. Структура хлоропласта: 1 — наружная мембрана; 2 — внутренняя мембрана; 3 — строма; 4 — граны; 5 — тилакоиды; 6 — крахмальные зерна

Хромопласты — пластиды, окрашенные в желтый, оранжевый или красный цвет благодаря наличию каротиноидов — каротина, ксантофилла и их изомеров — ликопина, родоксантина и др. Образуются из лейкопластов или хлоропластов. Структура их проще, чем у хлоропластов. Форма разнообразная (треугольная, пластинчатая, нитевидная, палочковидная, зернистая и др.) и является видоспецифичным признаком. Хромопласты обычны для тканей лепестков, плодов, семян, реже имеются в других органах, например, корнеплодах. Хромопласты способствуют опылению, размножению, распространению плодов и семян, обеспечивают вторичный синтез веществ. Каротин — провитамин витамина А, поэтому необходим животным организмам.

Лейкопласты — бесцветные пластиды, состоящие из белково-липоидной стромы. Они характерны для клеток меристемы, запасающей ткани и эпидермы. В зависимости от природы запасаемых веществ выделяют такие разновидности лейкопластов: амилопласты — синтезируют вторичный крахмал; протеопласты — образуют запасные белки; олеопласты — накапливают жирные масла. В клетках эпидермы лейкопласты играют роль светофильтров.

Все виды пластид высших растений биологически связаны между собой и при определенных условиях переходят друг в друга: лейкопласты — в хлоропласта (позеленение клубней картофеля на свету); хромопласты — в хлоропласта (позеленение освещенной части корнеплода моркови); хлоропласты — в лейкопласты и хромопласты (созревание плодов помидора).

Хроматофоры — пластиды водорослей. Они имеют разнообразную, но видоспецифичную форму (рис. 1.2), содержат, помимо хлорофиллов а, b, с, d, дополнительные специфические пигменты (фи- коцианы, фикоэритрины и др.). Кроме этого, в них имеются белковые тельца — пиреноиды, вокруг которых накапливаются обычно продукты запаса.

Биологическая библиотека - материалы для студентов, учителей, учеников и их родителей.

Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.

Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.

Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.

Протопласт - активное содержимое растительной клетки. Основной компонент протопласта - белок . У большинства зрелых растительных клеток центральную часть занимает крупная, заполненная клеточным соком вакуоль , главное содержимое которой - вода с растворенными в ней минеральными и органическими веществами. Клеточная оболочка и вакуоль представляют собой продукты жизнедеятельности протопласта .Большую часть протопласта растительной клетки занимает цитоплазма , меньшую по массе - ядро . От вакуоли протопласт отграничен мембраной, называемой тонопластом , от клеточной стенки - другой мембраной - плазмалеммой . В протопласте осуществляются все основные процессы клеточного метаболизма. Наследственный материал клетки главным образом сосредоточен в ядре . От цитоплазмы ядро также отделено мембранами.Протопласт представляет собой многофазную коллоидную систему. Обычно это гидрозоль, где дисперсной средой является вода (90-95% массы протопласта), а дисперсной фазой - белки , нуклеиновые кислоты , липиды и углеводы - основные классы соединений, слагающих протопласт. В живой растительной клетке содержимое цитоплазмы находится в постоянном движении. Можно видеть, как органоиды и другие включения вовлекаются в это движение, называемое током цитоплазмы или циклозом . Циклоз прекращается в мертвых клетках. Следует сказать, что основное назначение циклоза неизвестно.Помимо белков , нуклеиновых кислот , липидов и углеводов , в клетке обычно имеется от 2 до 6% неорганических веществ (в виде солей), а также имеются витамины , контролирующие общий ход обмена веществ, и гормоны - физиологически активные вещества, регулирующие процессы роста и развития.Белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы синтезируются в самой растительной клетке. В основе этого синтеза лежат процессы фотосинтеза , осуществляемые за счет энергии света. Непосредственным накопителем и переносчиком энергии при всех реакциях метаболизма служат молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) . Энергия АТФ накапливается в виде фосфатных связей. При необходимости она легко высвобождается, а АТФ переходит в аденозиндифосфат (АДФ) .Плазматическая мембрана клетки. Строение плазматической мембраны. Функции плазматической мембраны.Животные клетки ограничены плазматической мембраной. На ее строении, очень сходном со строением многих внутриклеточных мембран, мы остановимся несколько подробнее. Основной матрикс мембраны состоит из липидов, главным образом фосфатидил-холина. Эти липиды состоят из головной гидрофильной группы, к которой присоединены длинные гидрофобные углеводородные цепи. В воде такие липиды спонтанно формируют двуслойную пленку толщиной 4-5 нм, в которой гидрофильные группы обращены к водной среде, а гидрофобные углеводородные цепи располагаются в два ряда, образуя безводную липидную фазу. Клеточныемембраны представляют собой липидные бислои именно такого типа и содержат гликолипиды, холестерол и фосфолипиды.Гидрофильная часть гликолипидов образована олигосахаридами. Гликолипиды всегда располагаются на наружной поверхности плазматической мембраны, причем олигосахаридная часть молекулы ориентирована подобно волоску, погруженному в окружающую среду. Разбросанные среди фосфолипидов в почти равном с ними количестве молекулы холестерола стабилизируют мембрану. Распределение различных липидов во внутреннем и наружном слоях мембраны неодинаково, и даже в пределах одного слоя имеются участки, в которых концентрируются отдельные виды липидов. Такое неравномерное распределение, вероятно, имеет какое-то, пока еще неясное, функциональное значение.Главными функциональными элементами, погруженными в сравнительно инертный липидныи матрикс мембраны, являютсябелки. Белок по массе составляет от 25 до 75% в различных мембранах, но, поскольку белковые молекулы намного крупнее, чем липидные, 50% по массе эквивалентны соотношению: 1 молекула белка на 50 молекул липида. Одни белки пронизывают мембрану от ее наружной до внутренней поверхности, другие же закреплены в каком-то одном слое. Белковые молекулы обычно ориентированы так, что их гидрофобные группы погружены в липидную мембрану, а полярные гидрофильные группы на поверхности мембраны погружены в водную фазу. Многие белки наружной поверхности мембраны представляют собой гликопротеины; их гидрофильные сахаридные группы обращены во внеклеточную среду.

Химический состав и физические свойства протопласта. Вещества, из которых построена живая "клетка и которые она выделяет в определенные периоды жизнедеятельности, чрезвычайно разнообразны, их насчитывается десятки и сотни тысяч. Эти вещества грубо можно объединить в конституционные, т. е. входящие в состав живой материи и участвующие в обмене веществ (метаболизме), запасные (временно выключенные из обмена) и отбросы (конечные его продукты). Запасные вещества и отбросы вместе часто называют эргастическими (греч. эрг — работа) веществами клетки. Основными классами конституционных органических веществ являются белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы.Белки — вещества, определяющие строение и свойства живой материи. Они представляют собой полимерные соединения, макромолекулы которых, построенные из аминокислот, создают особую структуру протопласта. На долю белков приходится значительная часть органических веществ клетки. Они участвуют в построении структуры и функциях всех органелл. В химическом отношении белки подразделяются на простые (протеины) и сложные (протеиды). В последнем случае они образуют комплексы с другими веществами — липидами (липопротеиды), углеводами (гликопро-теиды), нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды).Белки служат не только строительным материалом протопласта, но в качестве ферментов регулируют жизненные процессы. Огромная роль белков как ферментов обусловлена тем, что жизнедеятельность клетки включает множество химических реакций, лежащих в основе функций различных органелл. Даже в клетке, которая не растет (не увеличивает массы), происходит постоянное обновление ее структурных элементов, связанное с процессами синтеза и распада конституционных веществ протопласта.Относительное постоянство химического состава протопласта, выявляемое химическим анализом, является результатом динамического равновесия между этими двумя группами процессов. Кроме ферментативной, белки могут выполнять структурную, сократительную и транспортную функции, в некоторых случаях они служат источниками энергии. Белки могут быть и эргастическими веществами, откладываясь в запас в определенные фазы развития клетки.Нуклеиновые (лат. nucleus — ядро) кислоты — ДНК и РНК— составляют вторую важнейшую группу биополимеров протопласта. Хотя содержание их невелико (1—2% массы сырого протопласта), роль их огромна, поскольку они являются веществами хранения и передачи информации, необходимой для синтеза белков и других веществ протопласта. Основное количество ДНК сосредоточено в ядре клетки, а РНК встречается как в ядре, так и в цитоплазме.

Липиды (греч. липос — жир; эйдос — вид) включают большую группу соединений биологического происхождения. Они характеризуются относительной нерастворимостью в воде и растворимостью в органических растворителях. Протопласт растительной клетки содержит простые (жирные масла) и сложные липиды (липоиды, или жироподобные вещества). К липоидам относятся фосфо- и гликолипиды, некоторые пигменты (к а р о-тиноиды). Они являются структурными компонентами клетки (входят в состав клеточных мембран). Большая часть липидов представляет собой эргастические вещества.

Углеводы также входят в состав протопласта каждой клетки в виде простых соединений (растворимых в воде Сахаров) и сложных углеводов (нерастворимых или слаборастворимых) — полисахаридов. Примеры Сахаров — глюкоза, фруктоза и сахароза; полисахаридов — целлюлоза, крахмал. Последние являются эргастическими веществами клетки. В клетке углеводы играют роль источника энергии для реакций обмена веществ. Сахара рибоза и дезоксирибоза входят в состав РНК и ДНК. Связываясь с другими биологически активными веществами, сахара могут образовывать гликозиды, а полисахариды — гликопротеиды, играющие важную роль в молекулярной организации живой материи. Состав углеводов растительных клеток значительно более разнообразен, чем животных клеток; содержание углеводов в них выше за счет продуктов выделения — полисахаридов клеточной оболочки и Сахаров клеточного сока вакуолей.Каждая клетка обычно сама синтезирует для себя все белки, нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды и другие сложные вещества, а не получает их из других клеток.Непосредственным источником доступной энергии для всех живых клеток служит в основном АТФ, обладающий макроэргическими связями, при разрыве которых освобождается большое количество энергии. Хотя содержание АТФ невелико (сотые доли процента), это соединение является необходимым и всегда присутствует в клетке. Энергия, заключенная в фосфатной (химической) связи АТФ, используется во всех важнейших реакциях метаболизма (прежде всего в реакциях синтеза биологических макромолекул и транспорте веществ).Из всех химических соединений живая клетка больше всего содержит воды (60—90%), в которой растворено большинство других веществ. Высокое содержание воды в протопласте необходимо главным образом для того, чтобы эти вещества могли вступать в характерные для жизнедеятельности клетки реакции, происходящие только тогда, когда они находятся в водных растворах. В состав растительной клетки входят, наконец, неорганические вещества, главным образом ионы минеральных солей. Концентрация солей в клетке может значительно отличаться от концентрации их в окружающей среде. Различия наблюдаются и между разными типами клеток. Неорганические ионы играют важную роль в создании осмотического давления, необходимого для поступления в клетку воды; некоторые из них обеспечивают активность ферментов.Все компоненты протопласта растительных клеток обычно бесцветны, за исключением пластид, которые могут быть окрашены в зеленый, красный или оранжевый цвет. По физическим свойствам протопласт представляет собой многофазный коллоидный раствор (плотность 1,03—1,1), поскольку биологические макромолекулы и некоторые липиды являются типичными коллоидами. Поэтому протопласт в целом имеет слизистую консистенцию, напоминающую консистенцию яичного белка. Обычно он представляет собой гидрозоль, т. е. коллоидную систему с преобладанием дисперсионной среды — воды.

Клеточная оболочка состоит из 2 слоев: внутренний - мембрана (цитоплазматическая мембрана, плазматическая мембрана, клеточная мембрана) и внешнего - у животных (гликокаликс), у растений (клеточная стенка (в состав которой входит целлюлоза)).

То есть протоплазму + мембрану.

Выделение протопластов широко используется в исследованиях клеток и генной инженерии. Жизнеспособные протопласты получают, в частности, в результате обработки клеток специальными ферментами, разрушающими клеточную оболочку.

Это позволяет путем химических и механических методов выделять и исследовать структурные компоненты и даже отдельные молекулы, вносить изменения в генетическую структуру и так далее. Протопласты могут регенировать клеточную оболочку, что используется, в частности, для получения полноценных генетически измененных клеток.

После слияния (соматической гибридизации) протопласты образуют целые живые организмы — регенеранты. Таким путем могут быть получены соматические гибриды растений.

L-формы бактерий и микоплазмы изначально лишены клеточных стенок, по этому признаку их относят к протопластам. [источник не указан 1060 дней]

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Протопласт" в других словарях:

протопласт — протопласт … Орфографический словарь-справочник

ПРОТОПЛАСТ — (от прото. и греческого plastos вылепленный, образованный), содержимое растительной клетки; состоит из клеточной мембраны, цитоплазмы и ядра, но не включает внешнюю клеточную оболочку. Протопласт получают искусственно для клонирования и… … Современная энциклопедия

Протопласт — (от прото. и греческого plastos вылепленный, образованный), содержимое растительной клетки; состоит из клеточной мембраны, цитоплазмы и ядра, но не включает внешнюю клеточную оболочку. Протопласт получают искусственно для клонирования и… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ПРОТОПЛАСТ — (от прото. и греч. plastos вылепленный образованный), содержимое растительной клетки; состоит из клеточной мембраны, цитоплазмы и ядра, но не включает внешнюю клеточную оболочку. Протопласты получают искусственно для их клонирования и… … Большой Энциклопедический словарь

ПРОТОПЛАСТ — ПРОТОПЛАСТ, у растений КЛЕТКА, полностью лишенная клеточной стенки и имеющая только клеточную мембрану, которая ограничивает ЦИТОПЛАЗМУ с ЯДРОМ и другими ОРГАНОИДАМИ. см. также ПРОТОПЛАЗМА … Научно-технический энциклопедический словарь

ПРОТОПЛАСТ — (от прото. и греч. plastos вылепленный, образованный), у растений клетка, полностью лишённая клеточной стенки и имеющая только клеточную мембрану, к рая ограничивает цитоплазму с разл. органоидами и др. включениями. П. растений получают… … Биологический энциклопедический словарь

протопласт — сущ., кол во синонимов: 1 • клетка (126) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

протопласт — (от прото. и греч. plastós вылепленный, образованный), содержимое растительной клетки; состоит из клеточной мембраны, цитоплазмы и ядра, но не включает внешнюю клеточную оболочку. Протопласт получают искусственно для клонирования и регенерации … Энциклопедический словарь

Протопласты – это бактериальные клетки, округлой формы, полностью лишенные клеточной стенки и окруженные только цитоплазматической мембраной. Их можно получить из любой бактериальной клетки [2] [1] .

Клеточная стенка бактерий может быть удалена в определенных условиях. В этом случае грамположительные бактерии образуют обычно протопласты, а грамотрицательные – сферопласты. Не исключено получение протопластов из грамотрицательных бактерий, а сферопластов – из грамположительных. Бактерии без клеточной стенки существуют и в природе. Они относятся к классу Микоплазмы (Mollicutes) [3] [1] .

Получение в лабораторных условиях

Протопласты получают в лабораторных условиях путем обработки клеток бактерий лизоцимом (разрушает муреин), антибиотиками пенициллинового ряда, циклосерином (подавляет синтез муреина) [1] .

Лизоцим действует на β-1,4-гликозидные связи муреина, что и является причиной разрушения муреина у бактерий со сформировавшейся клеточной стенкой [1] .

Антибиотики пенициллинового ряда и циклосерин действуют только на растущие бактерии. Они нарушают синтез муреина клеточной стенки, препятствуя поперечной сшивке пептидогликановых цепей и образованию пептидных связей [1] .

Протопласты получают с помощью других ферментов, разрушающие пептидные связи, участвующие в поперечной сшивке гетерополимерных цепей муреина [1] .

Свойства протопластов

Кроме того, протопласты характеризуются следующими свойствами:

протопласты в 3–10 раз крупнее исходных клеток бактерий;
в гипертонических и изотонических условиях протопласты осуществляют обмен веществ, характерный для исходных клеток: сохраняют дыхательную активность, синтезируют необходимые биополимеры, образуют эндоспоры (если был инициирован процесс споруляции);
иногда может наблюдаться рост протопластов, а иногда и их деление;
в отличие от исходных клеток, на протопластах не адсорбируются бактериофаги и бактериоцины;
у протопластов отсутствуют мезосомы – производные цитоплозматической мембраны;
при снятии фактора, действующего на образование муреина, протопласты обычно отмирают, иногда регенерируют клеточную стенку и возвращаются в исходное состояние или превращаются в L-формы[1] .

Реверсия протопластов

Протопласты обладают способностью к реверсии в исходные бактериальные формы. Эффективнее всех реверсируют протопласты, полученные из бактерий, находящихся в ранней фазе роста [3] .

Реверсия усиливается при добавлении в регенерационную среду дрожжевого экстракта, аминокислот, входящих в состав клеточной стенки, сыворотки, замена агара желатином в твердой среде [3] .

При реверсии протопластов, в начале может наблюдаться увеличение размеров, затем образование рыхлой, в последствии уплотняющейся клеточной стенки. Одновременно наблюдается формирование поперечных связей в пептидогликане. Это придает ригидность клеточной стенке. Отмечается, что реверсировавшиеся протопласты способны к делению [3] .

Читайте также: