Структуру и некоторые функции прокариотических клеток мы рассмо­трим более подробно. Прежде чем перейти к деталям, отметим ос­новные признаки, отличающие прокариотическую клетку от эукариоти-ческой. Как уже было отмечено, клетки прокариот очень малы. Подавляющее большинство бактерий имеет форму палочек не более 1 мкм толщиной и 5 мкм длиной. Многие псевдомонады имеют шири­ну 0,4-0,7 мкм и длину 2-3 мкм. Диаметр микрококков составляет все­го лишь 0,5 мкм. Среди бактерий очень немного «гигантов» (Chromatium okenii, Thiospirillum jenense, Achromatium и др.), и все такие формы растут сравнительно медленно.

Компартментализация клетки значительно менее выражена, чем у эукариотических клеток (рис. 2.4). ДНК не окружена ядерной мембра­ной, а органеллы типа митохондрий и хлоропластов отсутствуют. Область ядра, видимая на электронной микрофотографии ультратонко­го среза клетки в виде сетчатой структуры из тонких нитей, непосред­ственно граничит с заполненной рибосомами цитоплазмой (рис. 2.5). У многих бактерий впячивания плазматической мембраны образуют определенные структуры во внутреннем пространстве протопласта (вну­триклеточные мембраны). С плазматической мембраной связаны про­цессы дыхания или фотосинтеза, доставляющие клетке энергию, т.е. функции, за которые в эукариотических клетках ответственны мем­браны митохондрий и хлоропластов.

Рибосомы прокариот меньше, чем цитоплазматические рибосомы эукариот; они относятся к типу 70S.

Вся генетическая информация протоцита содержится в одной-един-ственной нити ДНК - «бактериальной хромосоме». Эта молекула ДНК у всех до сих пор исследованных бактерий имеет вид кольцевой нити; длина ее контура составляет от 0,25 до 3 мм. Гистонов нет. У многих бактерий была, кроме того, обнаружена внехромосомная ДНК; она со-

стоит из небольших, тоже замкнутых в кольцо молекул ДНК, получив­ших название плазмид. Информация, содержащаяся в плазмидах, не является необходимой для клеток.

Бактерии, как правило, размножаются путем деления надвое (бинар­ное деление). Клетка удлиняется, а затем происходит образование попе­речной перегородки, постепенно врастающей снаружи внутрь (или пере­тяжки), после чего дочерние клетки расходятся. У многих бактерий, однако, после деления в определенных условиях среды дочерние клетки некоторое время остаются связанными между собой, образуя харак-

терные группы. При этом в зависимости от ориентации плоскостей де­ления и числа делений возникают различные формы, например у сфери­ческих бактерий-лары клеток (Diplococcus), цепочки (Streptococcus), пластинки или же пакеты (Sarcina). Палочковидные бактерии также мо­гут образовывать пары или цепочки клеток. Размножение почкованием встречается у прокариот как исключение. Делению клетки предшествует удвоение, или репликация, бактериальной хромосомы. Однако диплоид­ная фаза в клеточном цикле ограничена очень короткой стадией. Таким образом, прокариоты-гаплоидные организмы.

Клетки прокариот, за немногими исключениями (Mycoplasma), окру­жены клеточной стенкой. Основной «каркас» стенки состоит из пептидо-гликана, или муреина. Это характерный для прокариот гетерополимер, который не встречается у эукариот. Многие прокариоты подвижны-они перемещаются путем плавания или скольжения. Органами движения плавающих бактерий служат особые «бактериальные» жгутики. Эти жгутики устроены значительно проще, чем у эукариот, и состоят из одной-единственной фибриллы.

По форме, за немногими исключениями, все бактерии можно отне­сти к сферическим, цилиндрическим (палочковидным) или искри­вленным цилиндрическим. Основными формами считаются поэтому кокки, прямые палочки и изогнутые палочки (рис. 2.6). Как прямые па­лочки под микроскопом выглядят бактерии, относящиеся к родам Pseudomonas и Bacillus. Спириллы имеют штопорообразную форму. Ви­брионами (Vibrio) называют искривленную палочку. Для некоторых бак­терий   характерны  отклонения  от  этих   основных   форм.   Для   рода

Corynebacterium и для коринеформных бактерий характерна булаво-образная или изменчивая неправильная форма. У многих видов Mycobacterium встречаются намеки на ветвление клетки. Стрептомицеты образуют даже мицелий, подобный грибному, но отличающийся от по­следнего меньшим диаметром клетки (менее 1 мкм, тогда как у грибов более 5 мкм).