Transcript מצגת 4 - אברוני התא

‫אברונים תוך תאיים בתאים פרוקריוטים‬
‫מזוזומים )‪– (mesosomes‬‬
‫‪ ‬התקפלויות ממברנליות –‬
‫שלוחות ממברנליות המסתעפות מהממברנה‬
‫המקיפה את התא פנימה‪.‬‬
‫‪ ‬מופיעות בחלק מקבוצות החיידקים‪.‬‬
‫‪ ‬מפותחות בגרם חיוביים יותר מאשר בגרם‬
‫שליליים‪.‬‬
‫מהו תפקידם של המזוזומים ?‬
‫ההשערות לגבי התפקיד המזוזומים ‪:‬‬
‫‪ .1‬הגדלת שטח פנים סיוע בהגברת פעילות מטבולית‬
‫כלשהי‪ ,‬שאתר התרחשותה באיזור ההתקפלות‪.‬‬
‫‪ .2‬ההתקפלויות מרוכזות באיזור התחלקות התא לשני תאי‬
‫תפקיד ביצירת המחיצה‬
‫בת‪ ,‬או בסמוך אליו‬
‫המפרידה בין שני תאי הבת בזמן חלוקה‪.‬‬
‫‪ .3‬השתתפות בהפרשה של חלבונים אל מחוץ לתא‪.‬‬
‫‪ .4‬ייתכן שההתקפלויות הממברנליות הינן תוצר לוואי‬
‫מלאכותי (ארטיפקט) הנובע מדרך הכנת תתקינים‪.‬‬
‫‪ .5‬המזוזומים מופיעים באיזורים מוגדרים‬
‫שמבנה הממברנה באיזורים אלה שונה‪.‬‬
‫מכאן‬
‫אברונים תוך תאיים בתאים פרוקריוטים‬
‫התקפלויות ממברנליות בחיידקים פוטוסינטטיים – כאשר‬
‫מגדלים את החיידקים בחשיכה‪ ,‬נעלמות ההתקפלויות וכן‬
‫נמדדת ירידה משמעותית בכמות הפיגמנטים‬
‫הפוטוסינטיים של החיידקים‪.‬‬
‫התקפלויות ממברנליות בחיידקים בהם מתבצעים תהליכי‬
‫נשימה מוגברים – לדוג‪ .‬בחיידקים קושרי חנקן‪ ,‬חיידקי‬
‫ניטריפיקציה – אינזימי הנשימה קשורים לממברנה‬
‫הציטופלסמטית‪.‬‬
‫הגדלת שטח פני הממברנה‬
‫בכמות אינזימי הנשימה‪.‬‬
‫עלייה משמעותית‬
‫אברונים תוך תאיים בתאים פרוקריוטים‬
‫תילקואידים –‬
‫‪ ‬שקים‪ ,‬המוקפים מערכת של ממברנות‪.‬‬
‫‪ ‬מצויים בקבוצת החיידקים הכחוליים (פוטוסינטטיים)‪.‬‬
‫‪ ‬עליהם קבועים הפגמנטים של הפוטוסינתזה‪.‬‬
‫אברונים תוך תאיים בתאים פרוקריוטים‬
‫כרומוזום –‬
‫‪ ‬ניתן להבחין בו כגוף בציטופלסמה‪.‬‬
‫‪ ‬מכונה – "גוף דמוי‪-‬גרעין" או "גוף גרעיני"‪.‬‬
‫‪ ‬מעגלי‪ ,‬חסר קצוות חופשיים‪.‬‬
‫‪ ‬אורכו – כ – ‪.1,100 m‬‬
‫‪ ‬אריזת ה‪ – DNA -‬הסליל הכפול של ה‪ DNA -‬מפותל‬
‫בפיתולי על )‪.(supercoils‬‬
‫‪ ‬כל פיתול על יכול להתקפל פעמים נוספות – מבחינים‬
‫בפיתולי על מדרגות שניה‪ ,‬שלישית ויותר‪.‬‬
‫‪ ‬הפיתולים אינם ספונטניים – נוצרים באמצעות אנזימים‬
‫מקבוצת הטופואיזומראזות )‪.(topoisomerases‬‬
‫מה מייצב את המבנה הארוז של ה‪DNA -‬‬
‫?‬
‫בתאים פרוקריוטים – ‪RNA‬‬
‫‪ ‬מעורב באריזת הכרומוזום‪,‬‬
‫‪ ‬וייתכן כי גם פוליאמינים )‪(polyamines‬‬
‫(תרכובות פוליקטיוניות)‪ ,‬אשר השכיחים שבניהם הם‬
‫ספרמידים ופוטרסצין‪.‬‬
‫לפוליאמינים זיקה חזקה לפוליאניונים‬
‫(חומצות גרעין מהוות פוליאניונים)‪.‬‬
‫ספרמידין – ‪H2N-(CH2)3-NH-(CH2)4-NH2‬‬
‫פוטרסצין ‪H2N-(CH2)4-NH2 -‬‬
‫אברונים תוך תאיים בתאים פרוקריוטים‬
‫ריבוזומים –‬
‫‪ ‬תאים פרוקריוטים מכילים מספר רב של ריבוזומים‪.‬‬
‫‪ ‬מספרם עשוי להשתנות בתנאי גידול שונים‪.‬‬
‫‪ ‬חלק מהכרומוזומים מצויים בציטופלסמה‪ ,‬וחלק אחר קשור‬
‫אל הממברנה הציטופלסמטית‪.‬‬
‫‪ ‬מניחים שעל גבי הממברנה הציטו' – מתבצעת סינטזת‬
‫חלבונים המיועדים ליצוא והפרשתם מן התא מתרחשת‬
‫במקביל לייצורם‪.‬‬
‫‪ ‬ריבוזומים בתאים פקרוקריוטים בנויים שתי תת‪-‬יחידות –‬
‫‪ ‬תת‪-‬יחידה קטנה )‪ ,(30S‬תת‪-‬יחידה גדולה )‪(50S‬‬
‫‪ ‬מבנה התת‪-‬יחידה – ‪ RNA‬וחלבונים‪.‬‬
‫אברונים תוך תאיים בתאים פרוקריוטים‬
‫אברונים המוקפים בממברנה חלבונית –‬
‫ניתן למצוא בתאים פרוקריוטים מסויימים ‪:‬‬
‫‪.1‬‬
‫בועיות גז – מאפשרות ציפה‬
‫‪.2‬‬
‫גופיפים של כלורוביום – מכילים פיגמנטים‬
‫פוטוסינטטיים‪.‬‬
‫‪.3‬‬
‫קרבוקסיזומים ‪ -‬מכילים אינזים לקיבוע‬
‫‪.CO2‬‬
‫אברונים תוך תאיים בתאים פרוקריוטים‬
‫בועיות גז –‬
‫‪ ‬חיידקים מסויימים החיים במים מכילים‬
‫בציטופלסמה בועיות גז‪.‬‬
‫‪ ‬ניתן להבחין כאמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני‪.‬‬
‫‪ ‬כל בועית מורכבת מ"בועיות משנה" גליליות‪.‬‬
‫מהו תפקיד בועיות הגז ?‬
‫‪ ‬בועיות הגז מצויות בחיידקים החיים במים‪.‬‬
‫‪ ‬הן מאפשרות לחיידקים אלה להתגבר על השקיעה‪,‬‬
‫ולהתמקם בשכבת המים הנוחה להם ביותר מבחינת‬
‫ריכוז מקורות המזון‪ ,‬עוצמת אור‪ ,‬ריכוז חמצן וכדו'‪.‬‬
‫אברונים תוך תאיים בתאים פרוקריוטים‬
‫גופיפים של כלורוביום –‬
‫‪ ‬מופיעים בקבוצת החיידקים הירוקיים‬
‫(חיידקים פוטוסינטטיים)‪.‬‬
‫‪ ‬אברונים מיוחדים דמויי סיגר‪.‬‬
‫‪ ‬נמצאים בסמיכות לממברנת התא (אינם קשורים‬
‫אליה)‪.‬‬
‫‪ ‬מוקפים בממברנה חד שכבתית עשויה חלבון *‪.‬‬
‫‪ ‬מכילים את הפיגמנטים הפוטוסינטטיים‪.‬‬
‫אברונים תוך תאיים בתאים פרוקריוטים‬
‫קרבוקסיזומים –‬
‫‪ ‬מצויים במספר מינים של חיידקים ‪-‬‬
‫בחיידקים פוטוסינטטיים (חיידקים כחוליים וחיידקים‬
‫ארגמניים מסוימים)‪ ,‬חיידקי ניטריפיקציה וחיידקי גופרית‪.‬‬
‫‪ ‬מבנה רב צלעי אופייני‪.‬‬
‫‪ ‬מכילית מולקולות של האינזים ריבולוז דיפוספט‬
‫קרבוקסילאז – אינזים מפתח בתהליך הקיבוע של פחמן‬
‫דו‪ -‬חמצני באורגניזמים אוטוטרופים‪.‬‬
Figure 4.6a, b
‫אברונים הבולטים מחוץ לתא בחיידקים‬
‫‪.1‬‬
‫שעריות ‪ -‬שעריות סומטיות – תפקיד בהצמדות‪.‬‬
‫ שעריות מין – תפקיד בתהליך‬‫הקוניוגציה‪.‬‬
‫‪ .2‬שוטונים – משמש לתנועת חיידקים‪.‬‬
Fimbriae allow 
attachment
Pili are used to 
transfer DNA
from one cell
to another
Figure 4.11
‫אברונים הבולטים מחוץ לתא בחיידקים‬
‫שעריות –‬
‫‪ ‬מכונות ‪( pili‬שיער‪ ,‬בלטינית)‪.‬‬
‫‪ ‬מימדיהן קטנים – קוטרן כ‪ 10 -‬ננומטר‪,‬‬
‫‪.1‬‬
‫אורכן – עשוי להגיע עד למיקרומטר‬
‫‪ ‬מבנה – מונומרים של החלבון פילין‪.‬‬
‫‪ ‬תפקיד – מבחינים בשני סוגי שעריות ‪:‬‬
‫שעריות סומטיות )‪(somatic pili‬‬
‫שעריות מין )‪.(sex pili‬‬
‫שעריות‬
Fimbriae are usually involved in specific adherence (attachment)
of procaryotes to surfaces in nature. In medical situations, they are
major determinants of bacterial virulence because they allow
pathogens to attach to (colonize) tissues and/or to resist attack by
phagocytic white blood cells. For example, pathogenic Neisseria
gonorrhoeae adheres specifically to the human cervical or urethral
epithelium by means of its fimbriae
Sex or conjugation Pili for
the transfer of
extrachromosomal DNA
between donor and recipient.
In E. coli, a specialized type of pilus, the F or sex pilus,
mediates the transfer of DNA between mating bacteria
during the process of conjugation.
‫שעריות ‪ -‬המשך‬
‫מאפיינים‬
‫שעריות סומטיות‬
‫שעריות מין‬
‫ארוכות יותר‬
‫אורך השעריות‬
‫קצרות יותר‬
‫מספר השעריות‬
‫רב יותר מזה של שעריות מין מועט ביותר‬
‫(בודדות)‬
‫(עשרות עד מאות)‬
‫פיזור‬
‫אקראי על פני התא‬
‫אקראי על פני‬
‫התא‬
‫שעריות ‪ -‬המשך‬
‫מאפיינים‬
‫תפקיד‬
‫שעריות סומטיות‬
‫שעריות מין‬
‫‪‬יש כנראה תפקיד‬
‫בתהליכים שונים של‬
‫הצמדות‪.‬‬
‫(גרימת מחלות)‬
‫משתתפות בתהליך‬
‫ההיצמדות של תאים‬
‫(קוניוגציה)‪.‬‬
‫מכילות רצפטורים‪,‬‬
‫שאליהם נצמדים‬
‫סוגים שונים של‬
‫בקטריופאז'ים‪.‬‬
‫אברונים הבולטים מחוץ לתא בחיידקים‬
‫שוטונים –‬
‫שוטון ‪flagellum -‬‬
‫שוטונים – ‪flagella‬‬
‫‪ ‬זהו אברון דמוי חוט‪,‬‬
‫‪ ‬חוץ תאי‪,‬‬
‫‪ ‬החיידקים מסתייעים בו לתנועה‪.‬‬
‫שוטונים ‪ -‬מאפיינים‬
‫‪ ‬אורך – ארוך מאוד (עד פי ‪ 10‬מאורכו של‬
‫חיידק)‬
‫‪ ‬מספר שוטונים – אחד או יותר (אופייני למין‬
‫החיידק)‬
‫‪ ‬מיקום השוטון – אופייני למין‬
‫שוטונים – מיקום ומספר‬
Made of the protein flagellin and consists of a filament
and basal region. The basal region has a hook and a
basal body which has a rod and rings.
Gram positive organisms have 2 rings, one in the cell wall and one in
the cell membrane. Gram negative organisms have 4 rings, 2 in the
cell wall and 2 in the cell membrane
‫מבנה השוטון‬
Flagella
Figure 4.8
Figure 4.8
‫שוטונים‬
‫‪Figure 4.7‬‬
Motile Cells
Rotate flagella to run or tumble 
Move toward or away from stimuli 
(taxis)
Flagella proteins are H antigens 
(e.g., E. coli O157:H7)
‫מבנה השוטון‬
‫השוטון בנוי מ‪ 3 -‬חלקים ‪:‬‬
‫‪ .1‬החלק החוטי החיצוני‬
‫‪ .2‬הגופיף הבזאלי הנמצא בתוך המעטפת‬
‫‪ .3‬הקרס‪ ,‬המחבר בין החלק החוטי לבין הגופיף‬
‫הבזאלי‪.‬‬
‫מבנה השוטון ‪ -‬המשך‬
‫מבנה הגופיף הבזאלי –‬
‫* בחיידקים גרם שליליים ‪:‬‬
‫כעין גליל מרכזי הנמצא בתוך טור של טבעות‪.‬‬
‫שתי טבעות – ‪ L‬ו‪: P -‬‬
‫טבעת ‪ – L‬קבועה במישור הממברנה החיצונית‪.‬‬
‫טבעת ‪ – P‬קבועה במישור הפפטידוגליקן‪.‬‬
‫שתי טבעות – ‪ S‬ו‪: M -‬‬
‫טבעת ‪ – M‬קבועה במישור הממברנה הציטופלסמטית‪.‬‬
‫טבעת ‪ – S‬מעל הממברנה‪ ,‬בצמידות לשכבת‬
‫מבנה השוטון ‪ -‬המשך‬
‫מבנה הגופיף הבזאלי –‬
‫* בחיידקים גרם חיוביים ‪:‬‬
‫כעין גליל מרכזי הנמצא בתוך טור של טבעות‪.‬‬
‫שתי טבעות – ‪ S‬ו‪: M -‬‬
‫טבעת ‪ – M‬קבועה במישור הממברנה‬
‫הציטופלסמטית‪.‬‬
‫טבעת ‪ – S‬מעל הממברנה‪ ,‬בצמידות לשכבת‬
‫הפפטידוגליקן‪.‬‬
‫תנועת השוטון‬
‫‪ ‬תנועת השוטון – סיבובית‪ ,‬סביב צירו המרכזי‪.‬‬
‫‪ ‬המנוע – מצוי בבסיס‪ ,‬גורם לטבעות ‪ S‬ו‪ M-‬לנוע‬
‫בתנועות סיבוביות‪.‬‬
‫‪ ‬תנועת הסיבוב מועברת באמצעות הקרס אל‬
‫החוט‪.‬‬
‫‪ ‬החיידק יכול להתחיל‪ ,‬להפסיק‪,‬לשנות את‬
‫תנועת השוטון‪ ,‬מהירות הסיבוב וכיוונו‪.‬‬
‫הכוח המניע את השוטון‬
‫‪ ‬ה"דלק" – ‪ ATP‬הנוצר במעבר פרוטונים דרך‬
‫הממברנה הציטופלסמטית‪.‬‬
‫‪ ‬כמו כן משמשות תרכובות אחרות כחומר דלק‬
‫להנעת השוטון (חמצן‪-L ,‬ארגינין‪.)...‬‬
Flagella have different numbers and arrangements:
Lophotrichous
Monotrichous
Amphitrichous
Peritrichous
Since motility is a primary criterion for the diagnosis and identification
of bacteria, several techniques have been developed to demonstrate
bacterial motility.
1. flagellar stains outline flagella and show their pattern of distribution
2. motility test medium demonstrates if cells can swim in a semisolid
medium
3. direct microscopic observation of living bacteria in a wet mount
shows transient movement of swimming bacteria
Salmonella typhi flagellar stain