Otoczka bakteryjna

Porównanie otoczki, warstwy śluzowej i biofilmu. W wyniku barwienia negatywnego bakterii otoczkowych otrzymuje się obraz jasnych otoczek na ciemnym tle. Śluzy są łatwo wymywane z powierzchni komórek. Tworząc biofilm, mikroorganizmy pokrywają powierzchnię ciała stałego oraz powodują adhezję substancji organicznych i kolejnych komórek w wielowarstwowej strukturze

Otoczka bakteryjna – warstwa o charakterze żelu lub śluzu otaczająca od zewnątrz ścianę komórkową wielu bakterii[1].

W skład otoczki bakteryjnej wchodzi głównie woda, a ponadto polisacharydy: homopolisacharydy takie jak celuloza, dekstran, lub heteropolisacharydy jak kwas hialuronowy[2]. Takie polisacharydy umiejscowione na zewnątrz komórki nazywane są egzopolisacharydami[3]. U niektórych szczepów bakterii skład ten jest odmienny, przykładowo u laseczki wąglika składa się z polimeru kwasu glutaminowego[2][4]. Różnice w składzie obserwowane są nawet w obrębie jednego gatunku. Zdolność do wytwarzania substancji otoczkowych jest uwarunkowana genetycznie[5].

Gęsta warstwa tego typu substancji związana z powierzchnią komórki bakterii nazywana jest otoczką[5]. Trudno jest ją zmyć z powierzchni komórki[6]. Wyróżnić można:

Wodnista wydzielina swobodnie przylegająca do powierzchni komórek nazywana jest śluzem[2][5]. Można ją łatwo wypłukać z powierzchni komórki[6]. W środowisku płynnym często rozprzestrzenia się ona do podłoża[2]. Przykładowo heterofermentatywne bakterie kwasu mlekowego Leuconostoc mesenteroides wytwarzają dużo śluzu w środowisku zawierającym cukry, tworząc ciągliwą masę złożoną z dekstranów[3]. Sieć polisacharydów występująca na powierzchni komórek bakterii, obejmująca zarówno otoczki, jak i śluzy, nazywana bywa glikokaliksem[5][6]. Niektóre bakterie nitkowate tworzą rurkowate osłonki określane jako pochewki[3].

Synteza otoczek zależy od fazy wzrostu bakterii, składu chemicznego środowiska i natlenienia. Niektóre bakterie wytwarzają otoczkę jedynie w określonej fazie wzrostu. Wielkość otoczki często jest większa od samej komórki[5]. Wytwarzanie otoczek wpływa na typ tworzonych kolonii bakteryjnych. Szczepy otoczkowe tworzą kolonie typu S (smooth – gładkie), a bezotoczkowe – kolonie typu R (rough – szorstkie)[7].

Otoczki nie są niezbędne bakteriom do życia[3]. Mogą pełnić rozmaite funkcje:

  • chronią przed wysychaniem[5]
  • regulują wchłanianie różnych substancji do wnętrza komórki[5]
  • chronią bakterie przed wirusami i toksycznymi dla nich substancjami[6]
  • biorą udział w zapewnianiu przylegania komórek bakterii do różnych powierzchni stałych[5], np. do tkanek zwierząt lub roślin pełniących rolę gospodarza[6]
  • mogą wspomagać ruchliwość bakterii[6]
  • chronią przed fagocytozą[2]
  • pomagają niektórym gatunkom bakterii utrzymywać pojedyncze komórki w zespołach[3]
  • u bakterii chorobotwórczych są skorelowane z patogennością – szczepy bezotoczkowe zwykle nie wywołują chorób[2]
  • związki polisacharydowe o właściwościach adhezyjnych biorą udział w formowaniu biofilmu[8].

Niektóre z wydzielanych polisacharydów wykorzystuje się w przemyśle, np. ksantan produkowany przez bakterie Xanthomonas campestris[2].

Przypisy

  1. ↑ J. Stenesh: Dictionary of biochemistry and molecular biology. Wiley, 1989, s. 88. ISBN 0-471-84089-0.
  2. ↑ a b c d e f g h i j Paul Singleton (red.): Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2000, s. 25–26. ISBN 83-01-13212-4.
  3. ↑ a b c d e f Hans G. Schlegel: Mikrobiologia ogólna. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2005, s. 83–86. ISBN 83-01-13999-4.
  4. ↑ Leon Jabłoński (red.): Podstawy mikrobiologii lekarskiej. Podręcznik dla studentów. Warszawa: PZWL, 1979, s. 25. ISBN 83-200-0181-1.
  5. ↑ a b c d e f g h Jadwiga Moneta, Anna Piątkiewicz, Bakterie, [w:] Zdzisława Libudzisz, Krystyna Kowal, Zofia Żakowska (red.), Mikrobiologia techniczna. Tom 1, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2007, s. 29, ISBN 978-83-01-15221-5.
  6. ↑ a b c d e f J.P. Harley, L.M. Prescott: Laboratory Exercises in Microbiology. McGraw-Hill Companies, 2002, s. 61. ISBN 978-0-07-232041-1.
  7. ↑ a b T. Dingerman, Kreis, Rimpler, I. Zündorf: Laboratory Exercises in Microbiology. McGraw-Hill Companies, 2012, s. 10–12. ISBN 978-83-62283-85-9.
  8. ↑ Zdzisława Libudzisz, Podstawy ekologii mikroorganizmów, [w:] Zdzisława Libudzisz, Krystyna Kowal, Zofia Żakowska (red.), Mikrobiologia techniczna. Tom 1, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2007, s. 180, ISBN 978-83-01-15221-5.

Media użyte na tej stronie

Bacteria Capsules and Slime Layers.jpg
Autor: Carlahayden11, Licencja: CC BY-SA 4.0
A bacteria capsule has a semi-ridged border that follows the contour of the cell. The capsule excludes India Ink when dyed. A slime layer is a non-ridged matrix that is easily deformed and is not able to exclude India Ink. Biofilms are composed of many cells and their outer barriers. The primary functions of both capsules and slime layers are for protection and adhesion.