М.В.Гусев, Л.А.Минеева. Микробиология

ГЛАВА 3. РАЗМЕРЫ МИКРООРГАНИЗМОВ

Как показывает само название, объекты, относимые к микроорганизмам, были выделены по признаку их малых размеров. Если принять за критерий границу видимости невооруженным глазом, равную 70—80 мкм5, то все объекты, которые лежат за пределами этой границы, можно отнести к микроорганизмам. Мир микроорганизмов — это преимущественно мир одноклеточных форм. Диапазон размеров микроорганизмов велик (табл.2). Величина самых крупных представителей микромира, лежащих на границе видимости невооруженным глазом, приблизительно 100 мкм (некоторые диатомовые водоросли, высшие протисты). На порядок ниже размеры одноклеточных зеленых водорослей и клеток дрожжей, еще ниже размеры, характерные для большинства бактерий. В среднем линейные размеры бактерий лежат в пределах 0,5–3 мкм, но есть среди бактерий свои "гиганты" и "карлики". Например, клетки нитчатой серобактерии Beggiatoa alba имеют диаметр до 50 мкм; Achromatium oxaliferum, считающийся одним из крупных бактериальных организмов, имеет в длину 15—100 мкм при поперечнике примерно 5—33 мкм, а длина клетки спирохеты может быть до 250 мкм.

5 1 миллиметр (мм) = 103 микрометров (мкм) = 106 нанометров (нм) = 107 ангстрем (Å) = 1011 пикометров (пм).

Таблица 2. Размеры различных объектов

Объект Линейные размеры, мкм*
Одноклеточные эукариоты
Некоторые диатомовые водоросли и высшие протисты 100
Зеленая водоросль Chlorella 2-10
Клетка дрожжей Saccharomyces 6-10
Прокариотные организмы
Крупные
Achromatium oxaliferum 5-33х15-100
Beggiatoa alba 2-10х1-50
Cristispira pectinis 1,5х36-72
Macromonas mobilis 6-14х10-30
Thiovulum majus 5-25
Spirochaeta plicatilis 0,2-0,7х80-250
Обычные
Bacillus subtilis 0,7-0,8x2-3
Escherichia coli 0,3-1х1-6
Staphylococcus aureus 0,5-1,0
Thiobacillus thioparus 0,5х1-3
Rickettsia prowazeki 0,3-0,6x0,8-2
Мелкие
Mycoplasma mycoides 0,1х0,25
Bdellovibrio bacteriororus 0,3x1,2
Haemobarfonella muris 0,1x0,3-0,7
Wolbachia melophagi 0,3х0,6
Вирусы
Крупные
табачной мозаики 0,02x0,3
коровьей оспы 0,26
гриппа 0,1
фаг Т2 0,06x0,2
Мелкие
0Х174 0,025
желтой лихорадки 0,022
вирус-сателлит 0,018
Толщина ЦПМ бактериальной клетки 0,01
Рибосома 0,018
Молекула глобулярного белка
крупная 0,013
мелкая 0,004

Самые мелкие из известных прокариотных клеток — бактерии, принадлежащие к группе микоплазм. Описаны микоплазмы с диаметром клеток 0,1–0,15 мкм. Поскольку молекулы всех соединений имеют определенные физические размеры, то, исходя из объема клетки с диаметром 0, 15 мкм, легко подсчитать. что в ней может содержаться порядка 1200 молекул белка и осуществляться около 100 ферментативных реакций. Минимальное число ферментов, нуклеиновых кислот и других макромолекулярных компонентов, необходимых для самовоспроизведения теоретической "минимальной клетки", составляет, по про веденной оценке, около 50. Это то, что необходимо для поддержания клеточной структуры и обеспечения клеточного метаболизма. Таким образом, в группе микоплазм достигнут размер клеток, близкий к теоретическому пределу клеточного уровня организации жизни. Мельчайшие микоплазменные клетки равны или даже меньше частиц другой группы микроскопических организмов — вирусов.

Если бактериальные клетки обычно можно увидеть в световой микроскоп, то вирусы, размеры большинства которых находятся в диапазоне 16–200 нм, лежат за пределами его разрешающей способности. Впервые наблюдать вирусы и выяснить их структуру удалось после изобретения электронного микроскопа. По своим размерам вирусы занимают место между самыми мелкими бактериальными клетками и самыми крупными органическими молекулами. Размер частиц вируса-сателлита (18 нм) и величина крупной молекулы глобулярного белка (13 нм) близки. Таким образом, если раньше между известными биологам организмами и неживыми молекулами химиков существовала пропасть, то теперь этой пропасти нет: она заполнена вирусами.

Размеры всех живых организмов, выраженные в одних единицах, например в ангстремах, располагаются в диапазоне от 102 (самые мелкие вирусы) до 1011 (размеры кита). Если за границу, разделяющую микро- и макромиры, принять предел видимости невооруженным глазом, т. е. приблизительно 106Å. то, как можно видеть из приведенных значений, на долю микромира приходится огромный диапазон величин.

Краткое рассмотрение различных представителей микромира, занимающих определенные "этажи" размеров, показывает. что, как правило, величина объектов определенно связана с их структурной сложностью. Нижний предел размеров свободноживушего одноклеточного организма определяется пространством, требуемым для упаковки внутри клетки аппарата, необходимого для независимого существования. Ограничение верхнего предела размеров микроорганизмов определяется, по современным представлениям, соотношениями между клеточной поверхностью и объемом. При увеличении клеточных размеров поверхность возрастает в квадрате, а объем — в кубе, поэтому соотношение между этими величинами сдвигается в сторону последнего. У микроорганизмов по сравнению с макроорганизмами очень велико отношение поверхности к объему. Это создает благоприятные условия для активного обмена между микроорганизмами и внешней средой. И действительно, метаболическая активность микроорганизмов, измеренная по разным показателям, в расчете на единицу биомассы намного выше, чем у более крупных клеток. Поэтому представляется закономерным, что низшие формы жизни могли возникнуть и в настоящее время могут существовать только на базе малых размеров, так как последние создают целый ряд преимуществ, обеспечивающих жизнеспособность этим формам жизни.

 

М.В.Гусев, Л.А.Минеева © 1992-2001
Кафедра клеточной физиологии и иммунологии биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова © 2000-2001

  М.В.Гусев, Л.А.Минеева. Микробиология
 
Л. И. Корочкин Биология индивидуального развития
Биология индивидуального развития
В учебнике впервые в России (и в зарубежной литературе) представлена полная информация о достижениях современной экспериментальной эмбриологии на базе молекулярно-генетических исследований, в том числе о механизмах, лежащих в основе индивидуального развития, эмбриональной индукции и клонирования животных. Книга показывает также вклад отдельных ученых в проблему онтогенеза; особое внимание уделено российским исследователям, их приоритетным разработкам и основанным ими научным школам. Учебник написан по программе лекций, читаемых автором на биологических факультетах Московского и Новосибирского университетов.

Для студентов и аспирантов, изучающих биологию, генетику, эмбриологию, молекулярную биологию и др., а также для научных сотрудников, занимающихся проблемами онтогенеза....

Цена:
345 руб

В. С. Идиатулин Основные понятия физики и биофизики
Основные понятия физики и биофизики
Пособие содержит в сжатом виде основные положения, факты и понятия, термины и определения, следствия и выводы, которые составляют содержание курса физики и биофизики в их логической последовательности. В пособии приведены необходимые количественные соотношения между изучаемыми величинами, другие формулы и выражения.

Оно предназначено для преподавателей и студентов вузов очного и заочного обучения по специальностям "Ветеринария" и "Зоотехния", а также для изучения элективного курса "Физика в животноводстве"....

Цена:
319 руб

В. В. Рогожин Биохимия животных
Биохимия животных
Данное издание посвящено биохимии животных - науке о молекулярных процессах, протекающих в клетках живых организмов Знание биохимии необходимо для выяснения причин патологии различных болезней и изыскания путей их эффективного лечения. Учебник отвечает задачам, стоящим перед дисциплиной "Биохимия"; рассматривает строение и свойства основных биогенных молекул (нуклеиновые кислоты, белки, липиды, углеводы, витамины, гормоны и др.), а также метаболические процессы, протекающие в клетках различных органов и тканей.

Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по агрономическому образованию в качестве учебника для студентов, обучающихся по специальности 110305 "Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции"....

Цена:
1099 руб

М. Бородовский, С. Екишева Задачи и решения по анализу биологических последовательностей Problems and Solutions in Biological Sequence Analysis
Задачи и решения по анализу биологических последовательностей
Данное издание является первым и единственным в своем роде задачником по биоинформатике, в котором богатая подборка задач сопровождается подробными решениями. Следуя структуре книги "Анализ биологических последовательностей" Р.Дурбина, Ш.Эдди, А.Крог, Г.Митчисон, авторы значительно расширяют набор поддающихся решению задач. Таким образом, обе эти книги представляют собой полноценный учебный комплект, который был опробован и одобрен в зарубежных университетах, и может успешно использоваться в российских вузах на соответствующих специальностях. Предлагаемый задачник способствует более глубокому пониманию теоретического материала, изложенного в книге Р.Дурбина и др., а также позволяет освоить практические навыки рационального решения биологических задач, что является залогом успешных исследований в таких стремительно развивающихся областях науки, как биоинформатика и системная биология....

Цена:
1039 руб

В. М. Константинов, А. Г. Резанов, Е. О. Фадеева Общая биология
Общая биология
Учебник посвящен общим вопросам современной биологии. В нем приведены основные сведения о структуре живой материи и общие законы ее функционирования. Изложены темы учебного курса: происхождение, эволюция и многообразие жизни на Земле. Показаны взаимосвязи между организмами и условиями их существования, закономерности устойчивости экологических систем.

Для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования....

Цена:
769 руб

Бернхард Хаубольд, Томас Вие Введение в вычислительную биологию. Эволюционный подход (+ CD-ROM) Introduction to Computational Biology: An Evolutionary Approach
Введение в вычислительную биологию. Эволюционный подход (+ CD-ROM)
Предлагаемое введение в вычислительную эволюционную биологию сочетает два основных подхода в анализе данных о молекулярных последовательностях: изучение взаимного расположения биологических последовательностей в пространстве всех последовательностей и их движения в этом пространстве в процессе эволюции. Соответственно, в первой части книги рассматриваются классические методы анализа последовательностей: парное выравнивание, поиск точного совпадения строк, множественное выравнивание и скрытые марковские модели. В центре внимания второй части находятся задачи молекулярной эволюции: подробно рассматриваются филогенетические деревья, анализ изменчивости последовательностей и динамика генов в популяциях.
Кроме того, к учебнику прилагаются компьютерные программы с графическим интерфейсом, что позволяет читателю самому экспериментировать с рядом ключевых описываемых понятий.

Книга предназначена для студентов и аспирантов биологических и других специальностей, изучающих вычислительную биологию и биоинформатику, а также для исследователей в области как молекулярной биологии, генетики, теории эволюции, так и теории вероятностей, алгоритмов и других разделов математики и информатики....

Цена:
1029 руб

И. Ю. Сергеев, В. А. Дубынин, А. А. Каменский Физиология человека и животных. В 3 томах. Том 1. Нервная система. Анатомия, физиология, нейрофармакология. Учебник и практикум
Физиология человека и животных. В 3 томах. Том 1. Нервная система. Анатомия, физиология, нейрофармакология. Учебник и практикум
Первый том учебника "Физиология человека и животных" посвящен строению и функциям нервной системы. Авторами дана подробная характеристика деятельности как отдельных нейронов, так и сложных нервных структур; описано участие различных областей мозга в процессах переработки информации в норме и при ряде расстройств. Учебник подготовлен коллективом преподавателей биологического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова, имеющих большой опыт проведения занятий на факультетах биологического и небиологического профилей (психологии, фундаментальной медицины, экономическом, философском и др.).
Несомненным достоинством учебника является доступное для широкого круга читателей изложение сложных проблем современной физиологии. Большой иллюстративный материал, наличие тестов и контрольных вопросов делают учебник в равной мере полезным как для студентов, так и для преподавателей учебных заведений различного уровня....

Цена:
1319 руб

С. В. Разин, А. А. Быстрицкий Хроматин: упакованный геном
Хроматин: упакованный геном
В учебном издании впервые всесторонне рассмотрены структурные и функциональные особенности эукариотического генома, главное - упаковка ДНК в хроматин. Подробно описан гистоновый код и его влияние на экспрессию генов. Изложение основано на новейших данных и современной концепции об организации генома в хромосомные территории.

Для студентов и аспирантов биологических специальностей, а также специалистов в области молекулярной биологии эукариот....

Цена:
409 руб

В. И. Машкин Методы изучения охотничьих и охраняемых животных в полевых условиях
Методы изучения охотничьих и охраняемых животных в полевых условиях
В пособии приведены прижизненные методы изучения охотничьих животных в полевых условиях: учеты численности и обездвиживание животных, живоотлов и строение убежищ, мониторинг состояния ресурсов животных и методы индивидуального мечения, определение пола и возраста и др.

Пособие может быть использовано студентами, магистрантами, аспирантами и соискателями биологических специальностей университетов, сельскохозяйственных и лесохозяйственных вузов, экологами, учителями средних школ и преподавателями средних специальных учреждений, также практическими работниками охотничьего хозяйства, природоохранных организаций, охотниками и любителями природы....

Цена:
1759 руб

А. М. Анцышкина, Е. И. Барабанов Ботаника. Руководство по учебной практике
Ботаника. Руководство по учебной практике
Руководство написано в соответствии с программой по дисциплине БОТАНИКА для студентов фармацевтических вузов (факультетов). В пособии излагаются цели и задачи летней полевой практики, дается подробный тематический план занятий, рассматриваются вопросы организации и проведения учебной практики. Авторы знакомят с методами сбора растений в природе и гербаризацией. В теоретической части представлены разделы по основам экологии, ботанической географии, геоботаники; даются характеристики различных фитоценозов с описанием растений, в них произрастающих. Приводятся данные об использовании лекарственных растений в медицине. Обращено внимание студентов на охрану редких и исчезающих видов.

Для студентов и преподавателей фармацевтических вузов (факультетов), студентов биологических специальностей, широкого круга читателей, интересующихся ботаникой....

Цена:
339 руб

2010 Copyright © GrinGorod.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт. Партнёрская программа.
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика