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 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. Они 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.

Реверсия протопластов

Протопласты обладают способностью к реверсии в исходные бактериальные формы. Эффективнее всех реверсируют протопласты, полученные из бактерий, находящихся в ранней фазе роста.

Реверсия усиливается при добавлении в регенерационную среду дрожжевого экстракта, аминокислот, входящих в состав клеточной стенки, сыворотки, замена агара желатином в твердой среде.

При реверсии протопластов, в начале может наблюдаться увеличение размеров, затем образование рыхлой, в последствии уплотняющейся клеточной стенки. Одновременно наблюдается формирование поперечных связей в пептидогликане. Это придает ригидность клеточной стенке. Отмечается, что реверсировавшиеся протопласты способны к делению.

(c) Справочник AgroXXI