Основную часть микробной клетки составляет вода - 75-85 % от общей массы клетки. В капсульных бактериях ее больше, в бациллах меньше. В спорах вода находится в связанном состоянии. Связанная вода входит в состав молекул белков, углеводов, жиров и других соединений. Сухого вещества в микробах содержится в среднем 15-25%.
Химические элементы, входящие в состав живой материи, можно разделить на три основные группы:
1. Органогены: углерода –50%, кислорода –20%, азота 10-15%. На их долю приходится 95% сухого вещества.
2. Макроэлементы: - P, S, Cl, K, Mg, Ca, Na. На их приходится около 5 %.
3. Микроэлементы: - Fe, Cu, I, Co, Mo, Ni и др. На их приходятся доли процента, однако микроэлементы играют важную роль в обменных процессах в клетках.
Из органических соединений первое место занимают белки- 50-80%. В состав белков микроорганизмов входят как обычные аминокислоты, так и оригинальные: диаминопимелиновая, D-аланин, D-глютанин. Они входят в состав пептидогликана и капсул некоторых бактерий. В спорах содержится дипиколиновая кислота, придающая им резистентность. Жгутики построены из белка флагеллина, обладающего сократительной способностью, а пили (фимбрии) содержат особый белок – пилин. Пептидную природы имеют капсулы представителей рода Bacillus, возбудителя чумы, поверхностные антигены ряда бактерий, в том числе стафилококков и стрептококков. Белок А - специфический белок S.aureus - фактор, обусловлавливающий ряд свойств этого возбудителя. Белок М - специфический белок гемолитических стрептококков серогруппы А, позволяющий дифференцировать серовары (около 100), что имеет эпидемиологическое значение.
Среди белков наружной мембраны имеются порины, которые образуют диффузные пори, через которые в клетку могут проникать небольшие гидрофильные молекулы.
Липиды(главным образом форфолипиды) (4-40%) содержатся в цитоплазматической мембране (липидный бислой), в также в наружной мембране грамотрицательных бактерий. Есть микроорганизмы, содержащие большое количество липидов (до 40% сухого остатка) - микобактерии. В состав липидов входят различные жирные кислоты, весьма специфичные для разных групп микроорганизмов. Их определение имеет в ряде случаев диагностическое значение, например у анаэробов, микобактерий.
У микобактерий туберкулеза в составе липидов имеется ряд кислотоустойчивых жирных кислот- фтионовая, миколовая и др. Высокое содержание липидов и их состав определяют многие свойства микобактерий туберкулеза:
-устойчивость к кислотам, щелочам и спиртам;
-трудная окрашиваемость красителями (используют специальные методы окраски, чаще- по Цилю- Нильсену);
-устойчивость возбудителя к солнечной радиации и дезсредствам;
- патогенность.
Тейхоевые кислоты встречаются в клеточных стенках грамположительных бактерий. Представляют собой водорастворимые линейные полимеры, содержащие остатки глицерина или рибола, связанные фосфодиэфирными связыми. С тейхоевыми кислотами связаны главные поверхностные антигены ряда грамположительных бактерий.
Углеводывстречаются чаще в виде полисахаридов, кторые могут быть экзо- и эндоклеточными (10-30%). Экзоклеточные входят в состав капсул или выделяются в среду. Некоторые бактериальные полисахариды используются в медицине. Декстраны служат кровезаменителями (6%-ный раствор). Декстрановый гель сефадекс используется в колоночной хроматографии как молекулярное сито. Эндоклеточныеполисахариды - запасные питательные вещества клетки (крахмал, гликоген и др.).
Липополисахарид (ЛПС) клеточной стенки грамотрицательных бактерий имеет две основные функции - определяет антигенную специфичность и является одним из основных факторов патогенности. Это - эндотоксин, токсические свойства которого проявляются преимущественно при разрушении бактериальных клеток. Его токсичность определяется липидом А.
Нуклеиновые кислоты представлены ДНК - 3-4% и РНК - около 16% от сухой массы микробной клетки. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) бывает хромосомная и плазмидная (внехромосомная). Рибонуклеиновые кислоты (РНК) находятся главным образом в рибосомах (р-РНК - 80- 85%), т (транспортные) – РНК - 10%, м (матричные) – РНК – 1 - 2%, главным образом в одноцепочечной форме.