Протопласты

Клеточная стенка бактерий может быть удалена в определенных условиях. В этом случае грамположительные бактерии образуют обычно протопласты, а грамотрицательные – сферопласты. Не исключено получение протопластов из грамотрицательных бактерий, а сферопластов – из грамположительных. Бактерии без клеточной стенки существуют и в природе. Они относятся к классу Микоплазмы (Mollicutes).

Получение в лабораторных условиях

Протопласты получают в лабораторных условиях путем обработки клеток бактерий лизоцимом (разрушает муреин), антибиотиками пенициллинового ряда, циклосерином (подавляет синтез муреина).

Лизоцим действует на β-1,4-гликозидные связи муреина, что и является причиной разрушения муреина у бактерий со сформировавшейся клеточной стенкой.

Антибиотики пенициллинового ряда и циклосерин действуют только на растущие бактерии. Они нарушают синтез муреина клеточной стенки, препятствуя поперечной сшивке пептидогликановых цепей и образованию пептидных связей.

Протопласты получают с помощью других ферментов, разрушающие пептидные связи, участвующие в поперечной сшивке гетерополимерных цепей муреина.

Свойства протопластов

Одним из главных свойств протопластов является чрезвычайная чувствительность к осмотическому давлению среды. Протопласты способны стабильно сохраняться в гипертонических или изотонических условиях. Для создания гипертонических условий чаще всего используют сахарозу или манит в концентрациях 0,1–1,0 м. В гипотонических условиях протопласты лопаются и образуют «тени».

Кроме того, протопласты характеризуются следующими свойствами:

• протопласты в 3–10 раз крупнее исходных клеток бактерий;
• в гипертонических и изотонических условиях протопласты осуществляют обмен веществ, характерный для исходных клеток: сохраняют дыхательную активность, синтезируют необходимые биополимеры, образуют эндоспоры (если был инициирован процесс споруляции);
• иногда может наблюдаться рост протопластов, а иногда и их деление;
• в отличие от исходных клеток, на протопластах не адсорбируются бактериофаги и бактериоцины;
• у протопластов отсутствуют мезосомы – производные цитоплозматической мембраны;
• при снятии фактора, действующего на образование муреина, протопласты обычно отмирают, иногда регенерируют клеточную стенку и возвращаются в исходное состояние или превращаются в L-формы.