Conditions favorables à la reproduction des bactéries. Caractéristiques générales des bactéries. Structure, reproduction, alimentation

La division des cellules bactériennes est appelée "binaire", au cours de laquelle les nucléoïdes dupliqués sont associés à la membrane plasmique et divergent en raison de l'étirement de la membrane entre les nucléoïdes, puis une constriction ou septa se forme, divisant la cellule en deux. Un nucléoïde, en revanche, est une molécule d'ADN géante cyclique (1,6 mm) qui forme de nombreux domaines en boucle dans un état de surenroulement.

Le temps entre les divisions des cellules bactériennes est en moyenne de 20 à 30 minutes. Pendant ce temps, la réplication de l'ADN nucléoïde, la ségrégation, la séparation des nucléoïdes sœurs et leur divergence supplémentaire, la formation d'un septum et la cytotomie, divisant la cellule d'origine exactement en deux, se produisent.

Il s'est avéré que dans les cellules bactériennes au début de la synthèse de l'ADN, qui commence par la réplication, les deux molécules d'ADN en croissance sont associées à la membrane plasmique (Fig. 330). Parallèlement à la synthèse de l'ADN, la déspiralisation des domaines en boucle se produit grâce au travail de plusieurs enzymes (topoisomérase, gyrase, ligase, etc.), ce qui conduit à l'isolement physique de deux chromosomes nucléoïdes filles (ou soeurs), qui sont encore en contact étroit les uns avec les autres. Après une telle ségrégation des nucléoïdes, ils s'écartent du centre de la cellule, lieu de leur ancien emplacement, d'un quart de la longueur de la cellule en deux directions opposées. En conséquence, deux nucléoïdes sont situés dans la cellule. Quel est le mécanisme de cet écart ensuite.

Il a été établi que plusieurs groupes de protéines spéciales participent au processus de ségrégation des nucléoïdes. L'une d'elles, Muk B, est une protéine géante (poids moléculaire environ 180 kDa, longueur 60 nm), constituée d'une section hélicoïdale centrale et de sections globulaires terminales, ressemblant à la structure des protéines filamenteuses eucaryotes (chaîne myosine II, kinésine). À l'extrémité N-terminale, Muk B se lie au GTP et à l'ATP, et à l'extrémité C-terminale, à la molécule d'ADN. Sur cette base, la protéine Muk B est considérée comme une protéine motrice impliquée dans le clivage des nucléoïdes.

En plus de la protéine Muk B, des faisceaux de fibrilles contenant la protéine Caf A, qui peut se lier aux chaînes lourdes de la myosine, comme l'actine, participent à la divergence des nucléoïdes (Fig. 331).

La formation d'une constriction, ou septa, ressemble à la cytotomie des cellules animales. Les protéines thermosensibles fibrillaires (de la famille Fts) sont impliquées dans la formation des septa. Il s'agit d'un groupe de plusieurs protéines, parmi lesquelles la protéine FtsZ est la plus étudiée. Il est similaire chez la plupart des bactéries, les archibactéries, présentes dans les mycoplasmes et les chloroplastes. C'est une protéine globulaire similaire dans sa séquence d'acides aminés à la tubuline. Lors de la division cellulaire, toute cette protéine est localisée dans la zone du septum, forme un anneau contractile ressemblant à l'actomyosine dans la division cellulaire animale (Fig. 332).

Parallèlement à la formation du septum, la couche de muréine de la paroi cellulaire bactérienne se développe grâce au travail du complexe polyenzymatique PVR-3, qui synthétise les peptidoglycanes.

Ainsi, lors de la division des cellules bactériennes, on observe des processus similaires à la division des eucaryotes : la divergence des chromosomes (nucléoïdes) due à l'interaction des protéines motrices et fibrillaires, la formation de constriction due aux protéines fibrillaires formant un anneau contractile. Contrairement aux eucaryotes, les bactéries dans ces processus impliquent des protéines complètement différentes.

Les bactéries sont des procaryotesorganismes cellulaires (non nucléaires).Ce sont les plus simples, les plus petits etorganismes répandus,qui existent sur terre depuis plus de 3milliards d'années, mais en même temps constamment
développement. les bactéries doncdifférent des autres vivantsorganismes qu'ils sont isolés dans un royaume séparé de bactéries. Ce n'est pas pareil partout dans le mondeil existe de nombreux endroits dépourvus de bactéries. Ils vivent dans l'eau, le sol, l'air,à l'intérieur et à la surface des corps d'animaux et plantes.

Formes de bactéries

cocci (sphérique) - simple

diplocoques (collectés par deux)

tétracoques (quatre chacun)

chaînes (streptocoques)

sous forme de bouquet (staphylocoques)

bacilles (en forme de bâtonnet)

alambiqué - vibrions (sous la forme d'une virgule)

spirilla (une ou plusieurs boucles régulières)

spirochètes (formes alambiquées longues et fines avec de nombreuses petites boucles)

Activité vitale des bactéries :

Souffle

Aérobies - l'oxygène est essentiel à la vie

Anaérobies - n'ont pas besoin d'oxygène pour vivre

De nombreuses bactéries peuvent briller lorsqu'elles respirent (lueur de l'eau de mer, pourriture des forêts)

Selon la méthode de nutrition, ils sont divisés en:

a) sporophytes - bactéries qui se nourrissent de substances organiques prêtes à l'emploi d'organismes morts (acide lactique, bactéries de décomposition);

c) symbiotes - vivent à l'intérieur d'autres organismes et leur profitent. (bactéries fixatrices d'azote sur les racines des légumineuses, bactéries intestinales)

d) bactéries autotrophes - capables de synthétiser des substances organiques à partir de substances inorganiques (photosynthétiques - bactéries vertes et chimiosynthétiques - bactéries soufrées, bactéries nitrifiantes, bactéries ferreuses, bactéries hydrogénées, etc.)

la reproduction

La plupart des bactéries se reproduisent en divisant la cellule en 2 parties (amitose) par constriction ou à la suite de la formation d'un septum de division. Les formes cylindriques sont divisées en travers, sphériques - dans n'importe quelle direction. Certains se reproduisent par bourgeonnement. Le processus sexuel n'est noté que dans quelques cas (chez Escherichia coli). Les bactéries se caractérisent par un taux de reproduction élevé : la division se produit rapidement (au bout de 20 à 30 minutes). Avec une telle intensité, la progéniture d'une bactérie en 5 jours remplirait les bassins de toutes les mers et océans. Cependant, leur reproduction est limitée par les conditions climatiques, l'action lumière du soleil, lutte entre espèces, accumulation de produits métaboliques, etc.

sporulation

Dans des conditions défavorables, les bactéries en forme de bâtonnets sont capables de former des spores. La sporulation n'est pas la reproduction, car. une spore est formée à partir de chaque cellule et le nombre d'individus n'augmente pas.La spore se développe à l'intérieur de la cellule bactérienne : jusqu'à 60 % de l'eau passe à l'état lié, le protoplaste se rétracte et se recouvre d'une coque très dense. La coquille de l'ancienne cellule est détruite et la spore est libérée. Il est capable de rester viable pendant de nombreuses années (résistant au dessèchement, aux hautes et basses températures, aux substances toxiques). Lorsque des conditions favorables se présentent, les spores gonflent, les membranes se rompent et les jeunes cellules formées sortent. Ainsi, la spore (dans les bactéries) est le stade de l'expérience des conditions défavorables

Bibliographie.

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Les bactéries se reproduisent principalement en divisant la cellule en deux (fission binaire). Dans ce cas, la membrane plasmique et la paroi s'invaginent et la coupent en deux. L'invagination de la membrane se produit entre les points de fixation des deux molécules d'ADN circulaires filles, à la suite de quoi les cellules filles reçoivent des copies du chromosome maternel. Les bactéries ont la capacité de former des endospores. Certaines endospores ont des membranes multicouches denses, résistent aux facteurs environnementaux agressifs et conservent la capacité de germer pendant longtemps.

Le processus sexuel chez les bactéries est le transfert d'ADN d'une cellule à une autre, suivi d'une recombinaison génétique. Échanger matériel héréditaire peut se produire par conjugaison (contact cellulaire direct), transduction (transfert d'ADN par un virus bactériophage) ou transformation (absorption de fragments d'ADN de l'extérieur). Cependant, les mutations sont une source universelle de variabilité. En combinaison avec le taux de reproduction des bactéries, ils confèrent à ces organismes une grande capacité d'adaptation aux conditions environnementales.

Divers types de bactéries peuvent utiliser presque tous les composés organiques comme source d'énergie - non seulement les nutriments, tels que les sucres, les acides aminés et les graisses, mais aussi les déchets, tels que l'urée et l'acide urique contenus dans l'urine, et les substances qui composent les excréments. Un type de bactérie peut même utiliser la pénicilline comme substrat nutritif, ce qui tue de nombreuses bactéries.

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