В этой третьей части будут рассмотрены одноклеточные организмы,
дрожжи и бактерии — возбудители брожений. Вот только сначала нужно дать несколько определений для тех читателей, которые недостаточно знакомы с терминологией микробиологов.
Цитологией называют науку о клетке, ее морфологии, структуре, свойствах и функциях.
Для детального исследования микроорганизмов нужно знать их положение в классификации. Систематика занимается такой классификацией и включает описание видов. Таксономия является наукой, которая исследует законы классификации.
Микроорганизмы подразделяют по сходству их морфологических, цитологических и физиологических характеристик. Их делят на классы, подклассы, порядки, семейства, роды, виды; расами называют разнообразные штаммы дрожжей в масштабах одного вида.
Для того чтобы лучше уяснить место, которое занимают микроорганизмы в живом мире, необходимо иметь в виду, что известны три группы живых существ: две первых представлены растениями и животными, многоклеточными организмами с изрядно развитой дифференциацией тканей; третью образуют простейшие организмы, одноклеточные либо многоклеточные, вот только без тканевой дифференциации; они включают водоросли, простейшие одноклеточные организмы, грибы и бактерии.
Среди простейших организмов выделяют две подгруппы, различающиеся элементарной структурой их клетки: простейшие прокариоты, к которым относятся бактерии, и простейшие аукариоты, включающие грибы, и кстати дрожжи.
Грибы делятся на многие классы, в которых находятся аскомицеты, размножающиеся половым путем и образующие споры (аскоспоры) внутри клетки с уплотненной оболочкой, называемой аском. Аскомицеты включают множество семейств, в которых находятся Saccharomycetaceae (см. табл. 5.2). К этому семейству принадлежат дрожжах опиртового брожения.
Вот только не все дрожжи образуют аски и, следовательно, не все являются аскомицетами; такие дрожжи принадлежат к семейству Cryptococcaceae. Другие дрожжи относятся к классу несовершенных грибов (Fungi imperfeeti), с бесполым размножением; дрожжи находят тоже в классе базидиомицетов.
То есть, в действительности термин «дрожжи» не является в полном смысле слова ботаническим; он обозначает не связанную с другими группу микроорганизмов, рассеянную в то есть семействах грибов. В также время удобство такого термина, некоторое единство структуры, сходство формы и внешнего вида придают данной группе, несмотря на отдельные различия в физиологических свойствах, определенную монолитность.
Цитология дрожжей
В целом структура дрожжевой клетки мало отличается от структуры клеток растения. Для того чтобы увидеть под микроскопом структуру молодой дрожжевой клетки, обнаружить разнообразные органоиды, ее нужно покрасить. В больше старых клетках либо в клетках, содержащих аскоспоры, можно непосредственно при микроскопировании различить кое-какие детали внутреннего строения. Наблюдение при помощи электронного микроскопа позволило осуществить исследование клеток разных видов дрожжей. Как и каждый организм подгруппы аукариотов, дрожжевая клетка включает клеточную оболочку, цитоплазму и ядро
Цитоплазма и ее органоиды
Типично цитоплазма занимает большую часть объема клетки и содержит некоторое число органоидов, растворимые ферменты, кстати те, которые участвуют в процессе гликолиза.
В ней различают включения (гранулы гликогена) и органоиды, главными из которых являются рибосомы, вакуоли, митохондрии.
Рибосомы дрожжевой клетки наблюдаются пол электронным микроскопом рассеянными в цитоплазме. Химически они состоят из примерно одинаковых частей белков и нуклеиновых кислот. Полагают, что рибосомы являются местом синтеза белков.
Гликоген — полисахарид, достаточно похожий на крахмал растении, располагается почти во всех дрожжах; в некоторых условиях он может составлять до 40% их сухой массы. В начале брожения гликоген в клетках появляется в виде небольших скоплений с правильными очертаниями, разбросанных в цитоплазме, которые в переспективе быстро сливаются в большую массу, отталкивающую вакуоль и ядро к периферии. Гликоген легко обнаружить: при окрашивании клеток красителем с иодом он становится коричневым. К концу брожения он постепенно исчезает. Когда дрожжи спорулируют, гликоген накапливается в асках и применяется аскоспорами в эпоху их прорастания. Он является резервным веществом.
Другие часто встречающиеся запасные вещества — липиды — находятся в плазме дрожжей в виде гранул. Эти образования, преломляющие свет, очень не плохо различимы под микроскопом у пленчатых дрожжей, развивающихся на поверхности вин.
Вакуоли — это органоиды клетки, часто неправильной формы, ограниченные одной мембраной. В цитоплазме молодых клеток дрожжей содержится одна вакуоль, если они имеют сферическую либо эллиптическую форму, и две вакуоли, расположенные соответственно на каждом из полюсов и связанных плотным цитоплазменным мостом, в котором располагается ядро, если клетки удлиненные. Содержащие жидкость с кислой реакцией вакуоли отделены полупроницаемой мембраной от цитоплазмы, которая нейтральна либо обладает слабой щелочностью. Вакуоли играют большую роль в явлениях осмоса, содержат соли, кислоты, сахара, белки и другие вещества.
В также самое время фазы роста вакуолярный аппарат не имеет видимых элементов структуры. В старых клетках вакуоль имеет сферические образования, состоящие из полиметафосфатов, которые за их легкую окрашиваемость назвали «метахроматическими корпускулами», и тоже полифосфатов, называемых валюгином.
В вакуолях находят тоже липиды и множество гидролитических ферментов: протеазы, рибонуклеазы, эстеразы и др. Локализация этих гидролаз в вакуолях наводит на мысль, что эти органоиды представляют собой наиболее подходящее место для реализации реакции гидролиза. Вакуоли тоже являются местом аккумуляции пуринов, некоторых аминокислот, ионов калия и прочих веществ, которые тут накапливаются до начала метаболизма.
Митохондрия встречается в разных формах: сферической, в виде палочек, нитей. Дрожжевая клетка содержит в пределах дюжины митохондрий, которые имеют тенденцию располагаться вблизи ядра. Богатые липидами, фосфолипидами, эргостернном, митохондрии содержат нуклеиновые кислоты, отличные от тех, которые находятся в ядре и в рибосомах. Они содержат дыхательные ферменты, цитохромы, флавины, железо, медь и являются местом процесса дыхания; размеры их уменьшаются при дыхательной недостаточности, когда дрожжи культивируют в анаэробиозе либо в среде, лишенной стеринов.
