Внутренняя структура бактерий

Внутренняя часть бактерии — цитоплазма — охватывается одной или двумя мембранами, которые отделяют ее от внешнего среды. Внутренняя из этих мембран называется цитоплазматической мембраной. В случае двух мембран, вторая мембрана называется внешней, а пространство между мембранами — периплазмой. Гомогенная фракция цитоплазмы, которая содержит набор растворимых РНК, белков, продуктов и субстратов метаболичных реакций, называется цитозолем или гиалоплазмой. Другая часть цитоплазмы представлена разными структурными элементами, которые включают хромосому, рибосомы, цитоскелет и прочие, характерные для отдельных видов, немембранные структуры, например, газовые везикулы. Некоторые бактерии формируют внутриклеточные гранулы для хранения питательных веществ, таких как гликоген, полифосфат, сирка или полигидроксиалканоаты, что дают бактериям возможность сохранять эти вещества для дальнейшего использования.

Одной из основных отличий клетки бактерий от клетки эукариотов есть отсутствие ядерной мембраны и, чаще всего, отсутствие вообще мембран внутри цитоплазмы. Много важных биохимических реакций, например, реакции энергетического цикла, происходят благодаря ионным градиентам через мембраны, создавая различие потенциалов подобно к батарее. Отсутствие внутренних мембран в бактериях означает, что эти реакции, например, перенос электрона в реакциях электронно-транспортной цепочки, происходят через цитоплазматическую мембрану, между цитоплазмой и периплазмой. Однако, в некоторых фотосинтезирующих бактерий существует развитая сеть производных от цитоплазматической фотосинтетических мембран. У пурпурных бактерий (например, Rhodobacter) они сохранили связь с цитоплазматической мембраной, которая легко оказывается на срезах под электронным микроскопом, но у цианобактерий эта связь или тяжело оказывается, или утраченный в процессе эволюции. Известным классом мембранных органелл бактерий, которые более напоминают эукариотические органеллы, но, возможно, тоже связанные с цитоплазматической мембраной, есть магнетосомы, присутствующие в магнетотактичных бактерий.

Вся генетическая информация, необходимая для жизнедеятельности бактерий, содержится в одной молекуле ДНК, что имеет форму ковалентно замкнутого кольца (бактериальная хромосома). ДНК в развернутом состоянии имеет длину возле 1 мм. Бактериальная хромосома (обычно в одном экземпляре, то есть все бактерии гаплоидные, хотя в определенных условиях одна клетка может содержать несколько копий своей хромосомы) в одной точке прикрепленная к цитоплазматической мембране и помещается в структуре, отделенной, но физически не отделенной от цитоплазмы, которая называется нуклеоидом. Рибосомы бактерий также несколько отличаются от рибосом эукариотов и архей и имеют константу седиментации 70S (в отличие от 80S у эукариотов).