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細菌 (上級)

細菌 (上級)

細菌は細胞核がなく、大きさが数マイクロメーターの単細胞生物です。

生物

キーワード

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質問

  • 細菌の平均的なサイズがどのくらいですか。
  • 細菌は厳密の言うと、古細菌を示しているというのは本当ですか。
  • 真核生物細胞のDNAのように、細菌のDNAにもヒストンが結合しているというのは本当ですか。
  • プラスミドは物理的に細菌のDNAと別れていますが、役割が関連しているというのは本当ですか。
  • バシラス属がどのような菌ですか。
  • ライム病の病原菌はどの形の菌ですか。
  • 破傷風の病原菌はどの形の菌ですか。
  • 細菌の細胞壁には何がありますか。
  • グラム陽性菌は何色に染められますか。
  • グラム染色法は細菌による感染病の治療を決めるとき重要だというのは本当ですか。
  • 鞭毛の動きが何によって推進されますか。
  • 細菌は何のために芽胞を形成しますか。

シーン

細菌

細菌単細胞で、細胞核がない原核微生物です。最も多くの細菌の大きさは0.5‐10マイクロメーターです。

原核生物真正細菌古細菌に分類されています。細菌は厳密に言うと、真正細菌を示しています。

現在の細菌の原種35億年前に、地球に現れていました。細菌は普遍生物であり、どの環境でも見られます。これらの微生物は主に無性的に、二分裂して生殖します。

構造

  • 外膜
  • 細胞壁 - 細胞壁のタイプに基づいて、細菌はグラム陰性菌とグラム陽性菌に分類されている。区別の基とは、細菌の一部はグラム染色法で染められ(グラム陽性菌)、他の細菌は染められない(グラム陰性菌)。この違いは細菌の細胞壁の構造が異なるためです。
  • 細胞膜 - 脂質二重層です。
  • 細胞質
  • DNA - 細菌のDNAは環状です。DNAは核膜に囲まれていないため、細菌は原核細胞に属している。しかし、真核生物の細胞にはDNAが環状ではなく、核膜に含まれています。人は真核細胞で構成されている。
  • プラスミド - 細胞内の小さなDNAであり、染色体DNAと物理的に分けられ、自分で複製できる。細菌には、一般的に環状DNAが含まれる。
  • 繊毛 - 薄くて管状のタンパク質の構造です。細胞の種類によって、数百本の繊毛がある。主要機能とは、固体の表面、あるいはほかの細胞に密着することです。繊毛の一種は細菌の移動を助ける。
  • 鞭毛 - 細菌の移動を助け、長細いタンパク質から構成されている物です。
  • 線毛 - グラム陰性菌にある繊毛より長い突起。プラスミドの伝達のために二つの細菌を結合し、所謂細菌接合を行うものです。

細菌の細胞の質量の大部分は細胞質に占められています。細菌の環状DNAは細胞質の中にあり、細胞質膜と繋がっています。細菌のDNAには複製転写を行うタンパク質が結合しています。DNAと結合してヌクレオソームを形成するヒストン細菌にはありません。

短くて、環状のDNAであるプラスミド細胞質の中にあるが、物理的に、そして機能上も細菌のDNAと分離されています。

殆どの細菌は細胞壁で囲まれています。細胞には構成的な支持保護を提供しています。多くの細菌は繊毛線毛鞭毛など管状の突起があり、細胞がこれらを使って移動します。

  • 球菌 - 例えば、表皮に生息している非病原細菌、マイクロコッカスルテウス菌。
  • 双球菌 - 例えば、生殖器の感染病の原因となる淋菌。
  • 連鎖球菌 - 例えば、肺炎の原因となる肺炎レンサ球菌がこのような形を持っている。
  • ブドウ状球菌 - 例えば、皮膚の感染病の病原である黄色ブドウ球菌。

細菌の特定形によって行う方法があります。英語でcoccusと呼ばれている球菌は配列によって単球菌双球菌連鎖球菌ブドウ球菌に分類されます。球菌の中で化膿性感染症肺炎淋病を起こすものがあります。

バシラス属桿菌の一種です。バシラス属の細菌の中で、乳酸菌のような無害な細菌もありますが、腺ペスト、結核、サルモネラ中毒と破傷風も桿菌に起こされる病気です。人間の腸内でみつかる大腸菌もバシルス属に属します。

らせん状の細菌も存在しています。 梅毒ライム病レプトスピラ病の病原体はらせん状細菌です。スピロヘータ属はらせん状で、弾力性のある細菌です。コレラ菌は書くときに使われるコンマに似ていて、ジフテリア菌の形が棒のようです。

細胞壁

  • グラム陰性
  • グラム陽性
  • リポ多糖体 (LPS, エンドトキシン) - 脂質と多糖で構成されている高分子です。グラム陰性菌の外膜の重要な構成成分です。細胞の構造的完全性と化学的な攻撃からの保護を提供します。宿主の体内に激しい免疫反応を引き起こすこともあります。
  • 細胞膜
  • 薄いペプチドグリカン層 - N-アセチルグルコサミン(GlcNAc)とN-アセチルムラミン酸(MurNAc)のヘテロポリマーです。ペプチドに結合されている。
  • 外膜
  • 厚いペプチドグリカン層 - ペプチドに結ばれている多糖鎖で構成されている。
  • タンパク質

細菌の細胞壁ペプチドグリカンで形成されている耐久性のある剛構造です。ペプチドグリカンはN-アセチルグルコサミンN-アセチルムラミン酸が交互配列して形成する多糖鎖とそれを結ぶペプチドから構成されています。研究室では、細菌を色素によって染色する方法で、細菌の外膜、あるいは脂質二重層の有無を調べています。この方法はグラム染色と呼ばれています。
厚いペプチドグリカンの層がある細菌が濃い青に染色されます。これらの細菌はグラム陽性菌と言います。薄いペプチドグリカンの層脂質二重層が細胞壁に含む細菌はピンク色に染められます。このタイプの細菌はグラム陰性菌と言います。この二つのタイプの細菌は抗生物質に対する反応も異なるので、この分類化が重要です。この原因で、細菌の感染に使う抗生物質も病気によって異なります。

鞭毛

  • 外膜
  • ペプチドグリカン層
  • 桿菌
  • 細胞膜
  • リング
  • ローター
  • 固定子
  • 繊維 - 長さが30マイクロメーターに達することもある巨大なタンパク分子です。
  • フック - 曲がっている管に似ているタンパク分子です。
  • 基底小体

多くの細菌には鞭毛があります。一つの細菌が多い場合は鞭毛が30本もあります。鞭毛は動物の体内など水性の環境で、細菌の移動を手伝います。

鞭毛が主に三つの部分、基底小体フック繊維からできています。鞭毛のエンジンである基底小体が細胞壁に挿入しています。固定回転させるために、周辺にリングがあります。鞭毛の大部分を占めている繊維は鞭毛タンパク質から構成されています。らせん状のねじのようであり、細菌の移動に必要なトルクを形成します。回転を推進するのはプロトン駆動力です。細菌の中と外の間の濃度勾配のため、陽子が移動し始めます。これによって、鞭毛は一秒で数百回回転できます。

プラスミド

  • 複製起点 - 宿主細胞の酵素がこれを通じてプラスミドを複製できる。
  • 抗生物質抵抗性遺伝子 - 抗生物質(例えば、アンピシリン)に対する抵抗がコード化されている。

プラスミドの長さがキロ塩基対(kbp)で測定されています。長さが1-200kbpほどです。プラスミドには普通の環境不可欠ではない遺伝子があります。しかし、細菌にとってプラスミドの存在が有利です。例えば、プラスミドには抗生物質抵抗性遺伝子、あるいは毒素遺伝子があります。プラスミドは自分で複製でき、異なる種類の細菌にも移ることができます。これは遺伝子の水平移動と呼ばれています。

被膜と粘液層

  • カプセル - エキソ多糖類から構成され、構造が組織化された。宿主の免疫システムから細菌を隠す役割がある。
  • 粘液 - エキソ多糖類から構成されている。構造がマイクロカプセルほどしっかりしていない。

細菌の細胞壁硬い層、あるいは粘液で覆われていることもあります。構造がしっかりする場合はカプセル、マイクロカプセルと呼ばれ、しっかりした構造がない粘液層と言います。これらの層の役割は細菌が免疫システムから隠し、あるいは表面に接着することです。
細菌によって、不利な状態で抵抗性が強い構造を持つ芽胞を形成します。例えば、桿菌であるクロストリジウムとバシラス属が芽胞を形成します。

アニメーション

  • 外膜
  • 細胞壁 - 細胞壁のタイプに基づいて、細菌はグラム陰性菌とグラム陽性菌に分類されている。区別の基とは、細菌の一部はグラム染色法で染められ(グラム陽性菌)、他の細菌は染められない(グラム陰性菌)。この違いは細菌の細胞壁の構造が異なるためです。
  • 細胞膜 - 脂質二重層です。
  • 細胞質
  • DNA - 細菌のDNAは環状です。DNAは核膜に囲まれていないため、細菌は原核細胞に属している。しかし、真核生物の細胞にはDNAが環状ではなく、核膜に含まれています。人は真核細胞で構成されている。
  • プラスミド - 細胞内の小さなDNAであり、染色体DNAと物理的に分けられ、自分で複製できる。細菌には、一般的に環状DNAが含まれる。
  • 繊毛 - 薄くて管状のタンパク質の構造です。細胞の種類によって、数百本の繊毛がある。主要機能とは、固体の表面、あるいはほかの細胞に密着することです。繊毛の一種は細菌の移動を助ける。
  • 鞭毛 - 細菌の移動を助け、長細いタンパク質から構成されている物です。
  • 線毛 - グラム陰性菌にある繊毛より長い突起。プラスミドの伝達のために二つの細菌を結合し、所謂細菌接合を行うものです。
  • 球菌 - 例えば、表皮に生息している非病原細菌、マイクロコッカスルテウス菌。
  • 双球菌 - 例えば、生殖器の感染病の原因となる淋菌。
  • 連鎖球菌 - 例えば、肺炎の原因となる肺炎レンサ球菌がこのような形を持っている。
  • ブドウ状球菌 - 例えば、皮膚の感染病の病原である黄色ブドウ球菌。
  • 桿菌 - 例えば、腸に一般的に生息している大腸菌がこのような形がある。
  • 双桿菌 - 例えば、眼感染症を起こすモラクセララクナタ菌。
  • 球桿菌 - 例えば、子供に髄膜炎の原因となるインフルエンザ菌。
  • らせん形状 - ヘリコバクター・ピロリの特徴的な形です。胃潰瘍の原因となる細菌です。
  • らせん菌 - 最も大きくて、長さが8-10マイクロメーターである細菌、スピリリウム・ヴォルタンス菌がこのような形を持っている。
  • スピロヘータ属 - 例えば、ライム病(ボレリア・ブルグドルフェリ)と梅毒(梅毒トレポネーマ)の病原菌。
  • コンマ菌 - 例えば、コレラの病原菌であるコレラ菌。
  • クラブ菌 - 例えば、ジフテリアの病原菌であるジフテリア菌はこのような形を持っている。
  • グラム陰性
  • グラム陽性
  • リポ多糖体 (LPS, エンドトキシン) - 脂質と多糖で構成されている高分子です。グラム陰性菌の外膜の重要な構成成分です。細胞の構造的完全性と化学的な攻撃からの保護を提供します。宿主の体内に激しい免疫反応を引き起こすこともあります。
  • 細胞膜
  • 薄いペプチドグリカン層 - N-アセチルグルコサミン(GlcNAc)とN-アセチルムラミン酸(MurNAc)のヘテロポリマーです。ペプチドに結合されている。
  • 外膜
  • 厚いペプチドグリカン層 - ペプチドに結ばれている多糖鎖で構成されている。
  • タンパク質
  • 外膜
  • ペプチドグリカン層
  • 細胞膜
  • 繊維 - 長さが30マイクロメーターに達することもある巨大なタンパク分子です。
  • カプセル - エキソ多糖類から構成され、構造が組織化された。宿主の免疫システムから細菌を隠す役割がある。
  • 粘液 - エキソ多糖類から構成されている。構造がマイクロカプセルほどしっかりしていない。

ナレーション

細菌単細胞で、細胞核がない原核微生物です。細菌は普遍生物であり、どの環境でも見られます。最も多くの細菌の大きさは数マイクロメーターです。

細菌の細胞は細胞壁に囲まれ、その表面には繊毛、線毛と鞭毛など管状の突起があります。細菌の細胞の質量の大部分は細胞膜に囲まれている細胞質に占められています。細胞質の中には細菌の環状DNA短くて、リングのようなDNAであるプラスミドが含まれています。この二つのDNAは物理的に、そして機能上も分離されています。

細菌の特定はによって行う方法があります。英語でcoccusと呼ばれている球菌は配列によって単球菌双球菌連鎖球菌ブドウ球菌に分類されます。球菌の中で化膿性感染症肺炎淋病を起こすものがあります。
バシラス属桿菌の一種です。バシラス属の細菌の中で、乳酸菌のような無害な細菌もありますが、腺ペスト、結核、サルモネラ中毒と破傷風も桿菌に起こされる病気です。人間の腸内でみつかる大腸菌もバシルス属に属します。
梅毒ライム病レプトスピラ病の病原体はらせん状細菌です。スピロヘータ属はらせん状で、弾力性のある細菌です。コレラ菌は書くときに使われるコンマに似ていて、ジフテリア菌の形が棒のようです。

細菌は細胞壁のグラム染色に対する反応によって分類されることもあります。薄いペプチドグリカンの層脂質二重層が細胞壁に含む細菌はピンク色に染められます。このタイプの細菌はグラム陰性菌と言います。厚いペプチドグリカンの層がある細菌が濃い青に染色されます。これらの細菌はグラム陽性菌と言います。

多くの細菌には鞭毛があります。鞭毛は水性の環境で、細菌の移動を手伝います。鞭毛の大部分を占めている繊維は鞭毛タンパク質から構成されています。らせん状のねじのようであり、細菌の移動に必要なトルクを形成します。細菌の細胞壁が硬い層、あるいは粘液で覆われていることもあります。これらの層の役割は細菌が免疫システムから隠し、あるいは表面に接着することです。

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