สภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ลักษณะทั่วไปของแบคทีเรีย โครงสร้าง การสืบพันธุ์ โภชนาการ

การแบ่งเซลล์แบคทีเรียเรียกว่า "ไบนารี" ซึ่งในระหว่างนั้นนิวครอยด์ที่ทำซ้ำจะสัมพันธ์กับพลาสมาเมมเบรนและแยกออกเนื่องจากการยืดตัวของเมมเบรนระหว่างนิวคลอยด์ จากนั้นเกิดการหดตัวหรือผนังกั้นแบ่งเซลล์ออกเป็นสองส่วน นิวครอยด์เป็นโมเลกุล DNA ขนาดยักษ์แบบไซคลิก (1.6 มม.) ซึ่งก่อตัวเป็นโดเมนลูปจำนวนมากในสภาวะซูเปอร์คอยล์

เวลาระหว่างการแบ่งเซลล์แบคทีเรียเฉลี่ยประมาณ 20-30 นาที ในช่วงเวลานี้ การจำลองดีเอ็นเอของนิวครอยด์ การแบ่งแยก การแยกนิวคลอยด์น้องสาวและความแตกต่างเพิ่มเติม การก่อตัวของกะบังและไซโตโตมีเกิดขึ้น โดยแบ่งเซลล์ดั้งเดิมออกเป็นสองส่วนพอดี

ปรากฎว่าในเซลล์แบคทีเรียที่จุดเริ่มต้นของการสังเคราะห์ DNA ซึ่งเริ่มต้นด้วยการจำลองแบบโมเลกุล DNA ที่กำลังเติบโตทั้งสองนั้นสัมพันธ์กับพลาสมาเมมเบรน (รูปที่ 330) ควบคู่ไปกับการสังเคราะห์ DNA การสูญเสียโดเมนลูปเกิดขึ้นเนื่องจากการทำงานของเอนไซม์จำนวนหนึ่ง (โทพอยโซเมอเรส, ไจราส, ลิกาส ฯลฯ ) ซึ่งนำไปสู่การแยกทางกายภาพของโครโมโซมนิวเคลียสของลูกสาวสองคน (หรือน้องสาว) ซึ่งยังคงอยู่ ติดต่อกันอย่างใกล้ชิด หลังจากการแยกนิวคลอยด์ดังกล่าวแล้ว พวกมันจะแยกออกจากศูนย์กลางของเซลล์ซึ่งเป็นตำแหน่งเดิม โดยแบ่งออกเป็นสองส่วนของความยาวหนึ่งในสี่ของความยาวของเซลล์ ทิศทางตรงกันข้าม- เป็นผลให้มีนิวเคลียสสองตัวอยู่ในเซลล์ กลไกของความคลาดเคลื่อนนี้คืออะไรมีดังนี้

เป็นที่ยอมรับว่ามีโปรตีนพิเศษหลายกลุ่มมีส่วนร่วมในกระบวนการแยกนิวเคลียส หนึ่งในนั้นคือมุกบีเป็นโปรตีนขนาดยักษ์ (มวลโมลประมาณ 180 kDa ยาว 60 นาโนเมตร) ประกอบด้วยส่วนเกลียวกลางและส่วนปลายทรงกลมซึ่งชวนให้นึกถึงโครงสร้างของโปรตีนใยของยูคาริโอต (สายไมโอซิน II, ไคเนซิน) . ที่ปลาย N มุก B จับกับ GTP และ ATP และที่ปลาย C กับโมเลกุล DNA บนพื้นฐานนี้ โปรตีน Muk B ถือเป็นโปรตีนมอเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการแยกนิวเคลียส

นอกจากโปรตีนมุกบีแล้ว กลุ่มไฟบริลที่มีโปรตีน Caf A ซึ่งสามารถจับกับสายโซ่หนักของไมโอซิน เช่น แอกติน ยังมีส่วนร่วมในการแยกนิวเคลียส (รูปที่ 331)

การก่อตัวของการหดตัวหรือกะบังนั้นมีลักษณะคล้ายกับการทำเซลล์สัตว์ โปรตีนที่ไวต่อความร้อนของไฟบริลลาร์ (ตระกูล Fts) มีส่วนร่วมในการก่อตัวของกะบัง นี่คือกลุ่มของโปรตีนหลายชนิด โดยมีการศึกษาโปรตีน FtsZ มากที่สุด มีความคล้ายคลึงกันในแบคทีเรียส่วนใหญ่ ได้แก่ อาร์ชิแบคทีเรีย และพบได้ในไมโคพลาสมาและคลอโรพลาสต์ มันเป็นโปรตีนทรงกลมคล้ายกับลำดับกรดอะมิโนกับทูบูลิน ในระหว่างการแบ่งเซลล์ โปรตีนทั้งหมดนี้จะถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในโซนกะบังและสร้างวงแหวนหดตัวชวนให้นึกถึงแอคโตมีโอซินระหว่างการแบ่งเซลล์ของสัตว์ (รูปที่ 332)

ควบคู่ไปกับการก่อตัวของกะบังชั้น murein ของผนังเซลล์แบคทีเรียจะเติบโตขึ้นเนื่องจากการทำงานของโพลีเอ็นไซม์คอมเพล็กซ์ PBP-3 ซึ่งสังเคราะห์ peptidoglycans

ดังนั้นในระหว่างการแบ่งเซลล์แบคทีเรียจะสังเกตกระบวนการที่คล้ายกับการแบ่งยูคาริโอต: ความแตกต่างของโครโมโซม (นิวครอยด์) เนื่องจากปฏิสัมพันธ์ของมอเตอร์และโปรตีนไฟบริลลาร์การก่อตัวของการหดตัวเนื่องจากโปรตีนไฟบริลลาร์สร้างวงแหวนที่หดตัว ต่างจากยูคาริโอตตรงที่แบคทีเรียมีส่วนร่วมในกระบวนการเหล่านี้ด้วยโปรตีนที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

แบคทีเรียเป็นโปรคาริโอตสิ่งมีชีวิตเซลล์ (ที่ไม่ใช่นิวเคลียร์)สิ่งเหล่านี้ง่ายที่สุดเล็กที่สุดและสิ่งมีชีวิตที่แพร่หลายที่มีอยู่บนโลกมานานกว่า 3 ปีพันล้านปีแต่ในขณะเดียวกันอย่างต่อเนื่อง
การพัฒนา แบคทีเรียก็เป็นเช่นนั้นแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตอื่นๆสิ่งมีชีวิตที่พวกมันถูกจำแนกออกเป็นอาณาจักรที่แยกจากกันคือแบคทีเรีย มันไม่ใช่อย่างนั้นทั่วโลกมีหลายแห่งที่ปราศจากแบคทีเรีย พวกมันอาศัยอยู่ในน้ำ ดิน อากาศภายในและภายนอกร่างกายของสัตว์และพืช

รูปร่างของแบคทีเรีย

cocci (ทรงกลม) - โดดเดี่ยว

diplococci (รวบรวมเป็นสอง)

tetracocci (สี่อัน)

โซ่ (สเตรปโตคอคกี้)

มีลักษณะเป็นพวง (staphylococci)

บาซิลลี (รูปแท่ง)

ซับซ้อน - vibrios (รูปลูกน้ำ)

spirilla (ลอนปกติหนึ่งลอนขึ้นไป)

spirochetes (รูปร่างซับซ้อนยาวและบางมีวงเล็ก ๆ จำนวนมาก)

กิจกรรมสำคัญของแบคทีเรีย:

ลมหายใจ

แอโรบิก - ออกซิเจนจำเป็นต่อชีวิต

Anaerobes - ไม่ต้องการออกซิเจนในการดำรงชีวิต

แบคทีเรียหลายชนิดสามารถเรืองแสงได้เมื่อหายใจ (แสงของน้ำทะเล ป่าเน่าเปื่อย)

ตามวิธีการทางโภชนาการแบ่งออกเป็น:

ก) สปอโรไฟต์ - แบคทีเรียที่กินสารอินทรีย์สำเร็จรูปของสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้ว (กรดแลคติค, แบคทีเรียที่เน่าเปื่อย)

c) symbionts - อาศัยอยู่ภายในสิ่งมีชีวิตอื่นและเป็นประโยชน์ต่อพวกมัน (แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนที่รากพืชตระกูลถั่ว, แบคทีเรียในลำไส้)

d) แบคทีเรียออโตโทรฟิค - สามารถสังเคราะห์สารอินทรีย์จากอนินทรีย์ได้ (สังเคราะห์แสง - แบคทีเรียสีเขียวและเคมีสังเคราะห์ - แบคทีเรียซัลเฟอร์, แบคทีเรียไนตริไฟดิ้ง, แบคทีเรียเหล็ก, แบคทีเรียไฮโดรเจน ฯลฯ )

การสืบพันธุ์

แบคทีเรียส่วนใหญ่สืบพันธุ์โดยการแบ่งเซลล์ออกเป็น 2 ส่วน (อะมิโทซีส) โดยการหดตัวหรือเป็นผลมาจากการก่อตัวของผนังกั้นน้ำที่แบ่งตัว รูปร่างทรงกระบอกแบ่งออกเป็นทรงกลม - ไปในทิศทางใดก็ได้ บ้างก็สืบพันธุ์โดยการแตกหน่อ กระบวนการทางเพศพบได้ในบางกรณีเท่านั้น (ใน E. coli) แบคทีเรียมีอัตราการสืบพันธุ์สูงโดยการแบ่งตัวเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว (หลังจาก 20-30 นาที) ด้วยความรุนแรงดังกล่าว ลูกหลานของแบคทีเรียตัวหนึ่งจะเต็มแอ่งของทะเลและมหาสมุทรทั้งหมดภายใน 5 วัน อย่างไรก็ตามการสืบพันธุ์ของพวกเขาถูกจำกัดด้วยสภาพภูมิอากาศและการกระทำ แสงแดดการต่อสู้ระหว่างสายพันธุ์ การสะสมของผลิตภัณฑ์การเผาผลาญ ฯลฯ

การสร้างสปอร์

ภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย แบคทีเรียรูปแท่งสามารถสร้างสปอร์ได้ การสร้างสปอร์ไม่ใช่การสืบพันธุ์เพราะว่า สปอร์หนึ่งตัวถูกสร้างขึ้นจากแต่ละเซลล์และจำนวนบุคคลไม่เพิ่มขึ้นสปอร์พัฒนาขึ้นภายในเซลล์แบคทีเรีย โดยน้ำมากถึง 60% จะถูกจับตัวกัน โปรโตพลาสต์จะหดตัวและถูกปกคลุมไปด้วยเปลือกที่หนาแน่นมาก เปลือกของเซลล์เดิมถูกทำลายและสปอร์จะถูกปล่อยออกมา สามารถคงอยู่ได้นานหลายปี (ทนต่อการอบแห้ง อุณหภูมิสูงและต่ำ สารพิษ) เมื่อสภาวะที่เอื้ออำนวยเกิดขึ้น สปอร์จะบวม เยื่อหุ้มเซลล์จะแตก และเซลล์ที่ก่อตัวเป็นหนุ่มจะออกมา ดังนั้นสปอร์ (ในแบคทีเรีย) จึงเป็นขั้นตอนของการประสบสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย

บรรณานุกรม.

1. เอ็ม.วี. กูเซฟ, แอล.เอ. มิเนวา. จุลชีววิทยา. หนังสือเรียนพิเศษ มหาวิทยาลัย อ.: "สถาบันการศึกษา", 2546

2. วี.วี. ลีสัก. จุลชีววิทยา. บทช่วยสอนสำหรับมหาวิทยาลัยการแพทย์ มินสค์: BSU, 2007

หน้า 2

วิธีหลักในการแพร่พันธุ์ของแบคทีเรียคือการแบ่งเซลล์ออกเป็นสองส่วน (ฟิชชันแบบไบนารี) ในกรณีนี้พลาสมาเมมเบรนและผนังจะ invaginated และเจือลงครึ่งหนึ่ง การบุกรุกของเมมเบรนเกิดขึ้นระหว่างจุดยึดของโมเลกุล DNA ทรงกลมลูกสาวสองคน ส่งผลให้เซลล์ลูกสาวได้รับสำเนาของโครโมโซมแม่ แบคทีเรียมีความสามารถในการสร้างเอนโดสปอร์ เอนโดสปอร์บางชนิดมีเปลือกหลายชั้นหนาแน่น ทนทานต่อปัจจัยแวดล้อมที่รุนแรง และรักษาความสามารถในการงอกได้เป็นเวลานาน

กระบวนการทางเพศในแบคทีเรียเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอน DNA จากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง ตามด้วยการรวมตัวกันทางพันธุกรรมอีกครั้ง แลกเปลี่ยน วัสดุทางพันธุกรรมสามารถเกิดขึ้นได้โดยการผัน (การสัมผัสโดยตรงของเซลล์), การถ่ายโอน (การถ่ายโอน DNA ด้วยไวรัสแบคทีริโอฟาจ) หรือการเปลี่ยนแปลง (การดูดซึมชิ้นส่วน DNA จากภายนอก) อย่างไรก็ตาม การกลายพันธุ์เป็นสาเหตุสากลของความแปรปรวน เมื่อรวมกับอัตราการแพร่พันธุ์ของแบคทีเรียแล้ว พวกมันทำให้สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีความสามารถสูงในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม

แบคทีเรียหลายประเภทสามารถใช้สารประกอบอินทรีย์เกือบทุกชนิดเป็นแหล่งพลังงาน ไม่เพียงแต่สารอาหาร เช่น น้ำตาล กรดอะมิโน และไขมัน แต่ยังรวมถึงผลิตภัณฑ์ขับถ่าย เช่น ยูเรียและกรดยูริกที่มีอยู่ในปัสสาวะและสารที่พบในอุจจาระด้วย แบคทีเรียประเภทหนึ่งสามารถใช้เพนิซิลลินเป็นสารตั้งต้นของสารอาหารซึ่งฆ่าเชื้อแบคทีเรียจำนวนมากได้

ดูเพิ่มเติม

สถานะโครงสร้างและการทำงานของร่างกายมนุษย์
บทนำ มนุษย์คือคุณค่าที่ยั่งยืนสูงสุดในโลก นักเขียนและศิลปินในผลงานของตนตลอดเวลาได้เผยให้เห็นความยิ่งใหญ่ของจิตใจและความงามทางจิตวิญญาณของมนุษย์ ยังโบราณอยู่...

ไรดิน
บทนำ เห็บเป็นตัวแทนของกลุ่มแมงขนาดเล็กจำนวนมาก ซึ่งมีโครงสร้างและวิถีชีวิตที่แตกต่างกันมาก และโดยส่วนใหญ่แล้วจะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากเมื่อเทียบกับตัวอื่นๆ จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ใน...

โครงสร้างทางสัณฐานวิทยาของกิ้งก่าทรายที่อาศัยอยู่ใน biotopes ต่างๆ ของภูมิภาค Gomel
บทนำ การประเมินสถานะปัจจุบันของปัญหาที่กำลังศึกษา จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ สัตว์เลื้อยคลานยังคงเป็นหนึ่งในกลุ่มที่ได้รับการศึกษาไม่ดี แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ พวกมันได้กลายมาเป็น...