Прочитайте фрагмент из книги Карла Циммера «E.coli и новая наука о жизни» и выполните задания.
«..E.coli окружена оболочкой толщиной всего лишь в несколько сотен атомов, но эту оболочку ни в коем случае нельзя назвать простой. На самом деле она состоит из нескольких слоёв, причём каждый из них обладает собственной тонкой структурой и выполняет сложную задачу.
Оболочка E.coli — клеточная стенка — представляет собой капсулу из углеводов — белковых полимеров — пептидогликанов, взбитых, как нити сахарной ваты. Снаружи она покрыта сложно устроенной внешней мембраной, которая несёт множество функций: к примеру, препятствует проникновению в клетку токсических веществ. Под слоем пептидогликанов располатается трёхслойная цитоплазматическая мембрана обычной структуры. Эта мембрана не позволяет крупным молекулам проникнуть в клетку E.coli и удерживает внутри микроорганизма его собственные молекулы. Сама жизнь бактерии зависит от этих молекул, постоянно взаимодействующих между собой. Благодаря тому, что 60 млн молекул E.coli плотно упакованы, химические реакции в ней могут протекать быстро. Если бы внешнего барьера не было, молекулы разбрелись бы кто куда — и E.coli перестала бы существовать.
В то же время жизнь нуждается в связи с внешним миром. Любому организму нужно, чтобы извне к нему поступали необходимые для роста вещества; кроме того, куда−то нужно выбрасывать ядовитые отходы. Если организм не сможет питаться и избавляться от отходов, он превратится в саркофаг. E.coli решает эту проблему при помощи сотен тысяч различных пор, канальцев и насосиков во внешней мембране. Каждое отверстие имеет специфическую форму и пропускает только определённые молекулы. Некоторые из них открываются перед нужными молекулами будто в ответ на пароль... Одновременно с этим через другие канальцы E.coli выводит отходы своей жизнедеятельности. Таким образом, сквозь оболочку E.coli в обоих направлениях постоянно проходят различные вещества, но это не бурный и смертельно опасный поток, а упорядоченный ручеёк тщательно отобранных веществ.
Как вы думаете, почему учёных так интересует строение и жизнедеятельность бактерии Е.coli, обыкновенной кишечной палочки? Найдите дополнительную информацию в Интернете и обсудите этот вопрос с одноклассниками.
Учёных интересует строение и жизнедеятельность бактерии E.coli по нескольким ключевым причинам:
1. Основы клеточной биологии. Изучение структуры оболочки E.coli помогает понять, как организмы защищают свои внутренние процессы и поддерживают обмен веществ с окружающей средой. Комплексная многослойная структура оболочки бактерии — это своеобразный барьер, который защищает клетку от внешних угроз и регулирует поступление питательных веществ.
2. Модель для изучения биохимии и генетики. E.coli — одна из самых изученных бактерий, которая используется в качестве модельного организма в молекулярной биологии, биохимии и генетике. Учёные исследуют её для выяснения того, как происходят основные биохимические процессы, такие как метаболизм, синтез белков и ДНК. Эти исследования позволяют создавать новые методы диагностики и лечения болезней, а также понимать механизмы работы генов и белков.
3. Устойчивость к антибиотикам. Некоторые штаммы E.coli имеют устойчивость к антибиотикам, что делает её исследование жизненно важным для медицины. Понимание механизмов сопротивления этой бактерии может помочь разработать новые эффективные методы борьбы с бактериальными инфекциями.
4. Использование в биотехнологии. В биотехнологии E.coli используется для производства различных продуктов, таких как инсулин и другие рекомбинантные белки. Благодаря генетической простоте и быстрому росту, учёные могут модифицировать её для производства лекарственных препаратов и других полезных молекул.
5. Патогенные свойства. Некоторые штаммы E.coli могут вызывать серьёзные заболевания у людей, такие как кишечные инфекции и пищевые отравления. Изучение этих штаммов позволяет улучшить методы профилактики и лечения инфекционных заболеваний.
