Биопленка или биофильмы — сложный (чаще мультивидовий) слой микроорганизмов, характеризуется выделением внеклеточной матрицы, которая удерживает микроорганизмы вместе, выполняет защитные функции и помогает прикрепляться к поверхностям. Биопленки также обычно характеризуются прикреплением к твердой поверхности, структурную разнородностью, значительным генетическим разнообразием, сложными взаимодействиями в пределах группировки и внеклеточной матрицей, составленной из полимерных веществ.

Одноклеточные организмы в целом проявляют два четкие типы поведения. Первый — свободно плавающие или планктонные формы, в которых отдельные клетки плавают независимо в некотором жидкой среде. Второй — прикрепленный состояние, при котором клетки плотно упакованы друг с другом и обычно прикриплини к твердой поверхности. Изменение в поведении вызывается многими факторами, в частности ощущением кворума, также как и другими механизмами, которые зависят от организма. Когда клетка меняет тип поведения, она проходит через изменения фенотипа, при которой многие гены повышают или уменьшают свою экспрессию.

Образование

Образование биопленки начинается с прикрепления свободно плавающих микроорганизмов к поверхности. Эти первые колонисты сначала прикрепляются к поверхности из-за слабых Ван-дер-Ваальсивськи взаимодействия. Многие микроорганизмы прикрепляются крепче за счет предназначенных для этого внеклеточных структур, например, ворсинок (пили).

Первые колонисты облегчают прибытие других клеток, обеспечивая разнообразные межклеточные взаимодействия и начиная строить внеклеточную матрицу, которая держит биоплавку вместе. Некоторые виды не могут прикрепляться к поверхности самостоятельно, но могут прикрепитися матрице или прямо ранних колонистов. Как только колонизация началась, биоплавка растет через комбинацию делиння клеток и внешнего пополнения.

Свойства

Биопленки обычно находятся на твердой поверхности, затопленной водой или при влажных условиях, хотя они также могут формироваться как плавающие циновки на поверхности воды. При наличии достаточных ресурсов для роста, биопленка быстро расти, становясь макроскопическим. Биоплавка может содержать много различных видов микроорганизмов, например бактерий, архей, простейших и водорослей; каждая группа, выполняет специфические метаболические функции. Однако, некоторые организмы формируют по определенным условиям одновидовые пленки.

Биопленка держится вместе и защищается матрицей составленной из выделенных полимерных смесей, называемый внеклеточными полисахаридами (EPS, exopolysaccharide). Эта матрица защищает клетки в пределах биопленки и облегчает коммуникацию среди них через биохимические сигналы. Некоторые биопленки содержат водные каналы, которые помогают передачи сигналов и питательных веществ. Эта матрица достаточно прочная, так что по определенным условиям биопленка может стать окаменевшим.

Бактерии, обычно живут в биопленках, имеют значительно отличающиеся свойства от свободно плавающих бактерий тех же видов, поскольку плотное и защищенное окружение биопленки позволяет им сотрудничать разными путями. Одна из выгод от окружения — увеличенный сопротивление (резистентность) моющих средств и антибиотикам, так как плотная внеклеточная матрица и внешний слой клеток защищают внутренние зоны группировки. В некоторых случаях сопротивление антибиотикам может быть увеличен в 1000 раз.

Изображения по теме

  • Биопленка
  • Биопленка
  • Биопленка