Сприятливі умови розмноження бактерій. Загальна характеристика мікробів. Будова, розмноження, харчування

Розподіл бактеріальних клітин називається "бінарним", під час якого подвоєні нуклеоїди пов'язані з плазматичною мембраною і розходяться за рахунок розтягування мембрани між нуклеоїдами, а потім утворюється перетяжка або септа, що ділить клітину надвоє. Нуклеоїд являє собою циклічну гігантську (1,6 мм) молекулу ДНК, що утворює численні петлеві домени в стані надспіралізації.

Час між розподілами бактеріальних клітин у середньому становить 20-30 хв. За цей час відбуваються реплікація ДНК нуклеоїду, сегрегація, відділення сестринських нуклеоїдів та їх подальша розбіжність, утворення септи та цитотомія, що ділить вихідну клітину рівно навпіл.

Виявилося, що у бактеріальних клітин на початку синтезу ДНК, який починається з реплікації, обидві молекули ДНК, що ростуть, пов'язані з плазматичною мембраною (рис. 330). Паралельно із синтезом ДНК відбувається деспіралізація петлевих доменів за рахунок роботи ряду ферментів (топоізомерази, гірази, лігази та ін), що призводить до фізичного відокремлення двох дочірніх (або сестринських) хромосом-нуклеоїдів, які ще перебувають у тісному контакті один з одним. Після такої сегрегації нуклеоїдів відбувається їхня розбіжність від центру клітини, місця їхнього колишнього розташування, на чверть довжини клітини у двох протилежних напрямках. В результаті цього в клітині розташовуються два нуклеоїди. Який механізм цієї розбіжності наступний.

Було встановлено, що у процесі розбіжності нуклеоїдів беруть участь кілька спеціальних білків. Один з них Muk, являє собою гігантський білок (мол.маса близько 180 кДа, довжина 60 нм), що складається з центральної спіральної ділянки, і кінцевих глобулярних ділянок, що нагадує за структурою ниткоподібні білки еукаріотів (ланцюг міозину II, кінезину). На N-кінці Muk зв'язується з ГТФ і АТФ, а на С-кінці - з молекулою ДНК. На цій підставі білок Muk В вважають моторним білком, що бере участь у розбіжності нуклеоїдів.

Крім білка Muk У розбіжності нуклеоїдів беруть участь пучки фібрил, що містять білок Caf A, який може зв'язуватися з важкими ланцюгами міозину, подібно до актину (рис. 331).

Утворення перетяжки, або септи, нагадує цитотомію тварин клітин. В освіті септ беруть участь фібрилярні термочутливі білки (родини Fts). Це група кількох білків, серед яких найбільш вивчений білок FtsZ. Він подібний у більшості бактерій, архібактерій, виявлений у мікоплазмах та хлоропластах. Це глобулярний білок, подібний до своєї амінокислотної послідовності з тубуліном. Під час поділу клітини весь цей білок локалізується в зоні септи, утворює скоротливе кільце, що нагадує акто-міозинове при розподілі клітин тварин (рис. 332).

Паралельно утворенню септ відбувається нарощування муреїнового шару бактеріальної клітинної стінки за рахунок роботи поліферментативного комплексу РВР-3, що синтезує пептидоглікани.

Таким чином, при розподілі бактеріальних клітин спостерігаються процеси подібні до поділу еукаріотів: розбіжність хромосом (нуклеоїдів) за рахунок взаємодії моторних і фібрилярних білків, утворення перетяжки за рахунок фібрилярних білків, що утворюють скоротливе кільце. На відміну від еукаріотів у бактерій у цих процесах беруть участь зовсім інші білки.

Бактерії відносяться до прокаріотів(без'ядерним) клітинним організмам.Це найпростіші, найдрібніші ташироко поширені організми,які існують на землі понад 3млрд років, але водночас постійно
розвиваються. Бактерії настількивідрізняються від інших живихорганізмів, які виділяють в окреме царство Бактерії. У всьому світі не такбагато місць, позбавлених бактерій. Вони живуть у воді, грунті, повітрі,всередині та на поверхні тіл тваринта рослин.

Форми бактерій

коки (кулясті) - одиночні

диплококи (зібрані по два)

тетракоки (по чотири)

ланцюжки (стрептококи)

у вигляді грона (стафілококи)

бацили (паличкоподібні)

звивисті - вібріони (у вигляді коми)

спірили (один або кілька правильних завитків)

спірохети (довгі та тонкі звивисті форми з численними дрібними завитками)

Життєдіяльність бактерій:

Дихання

Аероби - кисень необхідний для життя

Анаероби – не потрібен кисень для життя

Багато бактерій при диханні можуть світитися (свічення морської води, лісових гнилячок)

За способом харчування діляться на:

а) спорофіти – бактерії, які харчуються готовими органічними речовинами мертвих організмів (молочно-кислі, бактерії гниття);

в) симбіонти - живуть усередині інших організмів та приносять їм користь. (Азотофіксуючі бактерії на коренях бобових рослин, бактерії кишечника)

г) автотрофні бактерії - здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних (фотосинтезуючі - зелені бактерії та хемосинтетики - серобактерії, нітрифікуючі бактерії, залізобактерії, водневі бактерії тощо)

Розмноження

Більшість бактерій розмножуються шляхом поділу клітини на 2 частини (амітоз) за допомогою перетяжки або в результаті утворення перегородки, що ділиться. Циліндричні форми діляться впоперек, кулясті - у будь-якому напрямку. Деякі розмножуються брунькуванням. Статевий процес відмічений лише у небагатьох випадках (у кишкової палички). Для бактерій характерний високий темп розмноження: розподіл відбувається швидко (через 20-30 хвилин). За такої інтенсивності потомство однієї бактерії за 5 діб заповнило б басейни всіх морів та океанів. Однак розмноження їх обмежене кліматичними умовами, дією сонячного світла, боротьбою між видами, накопичення продуктів обміну речовин тощо.

Спороутворення

За несприятливих умов паличкоподібні бактерії здатні утворювати суперечки. Спороутворення перестав бути розмноженням, т.к. з кожної клітини формується одна суперечка і кількість особин у своїй не зростає.Спору розвивається всередині клітини бактерії: до 60% води переходить у зв'язаний стан, протопласт стискається та покривається дуже щільною оболонкою. Оболонка колишньої клітини руйнується та суперечка звільняється. Вона здатна зберігати життєздатність протягом багатьох років (стійка проти висушування, високих та низьких температур, отруйних речовин). При настанні сприятливих умов суперечки набухають, оболонки розриваються і молоді клітини, що сформувалися, виходять назовні. Таким чином, суперечки (у бактерій) - стадія переживання несприятливих умов

Бібліографія.

1. М.В. Гусєв, Л.А. Мінаєва. Мікробіологія. Підручник для спец. вишів. М: "Академія", 2003

2. В.В. Лисак. Мікробіологія. Навчальний посібникдля медичних вишів. Мінськ: БДУ, 2007

Сторінка 2

Основний спосіб розмноження бактерій - поділ клітини надвоє (бінарний поділ). При цьому плазматична мембрана і стінка занурюються і перешнуровують її навпіл. Вп'ячування мембрани відбувається між точками прикріплення двох дочірніх кільцевих молекул ДНК, у результаті дочірні клітини забезпечуються копіями материнської хромосоми. Бактерії мають здатність до утворення ендоспор. Деякі ендоспори мають щільні багатошарові оболонки, стійкі до агресивних факторів зовнішнього середовища і довго зберігають здатність до проростання.

Статевий процес у бактерій полягає у перенесенні ДНК від однієї клітини до іншої з наступною генетичною рекомбінацією. Обмін спадковим матеріаломможе відбуватися шляхом кон'югації (прямий контакт клітин), трансдукції (перенесення ДНК вірусом-бактеріофагом) або трансформації (поглинання фрагментів ДНК ззовні). Однак універсальним джерелом мінливості є мутації. У поєднанні з темпом розмноження бактерій вони забезпечують цим організмам високу здатність адаптації до умов довкілля.

Різні види бактерій можуть використовувати як джерело енергії майже будь-які органічні сполуки - не тільки поживні речовини, як цукру, амінокислоти і жири, але і продукти виділення, наприклад сечовину і сечову кислоту, що містяться в сечі, і речовини, що входять до складу екскрементів. Один з видів бактерій може використовувати як поживний субстрат навіть пеніцилін, що вбиває багато бактерій.

Дивіться також

Структурно-функціональний стан організму людини
Людина - найвища неминуща цінність Землі. Письменники та художники у своїх творах у всі часи розкривали велич розуму та духовну красу людини. Ще давні...

Ґрунтові кліщі
Введення Кліщі представляють величезне зібрання дрібних арахнід, дуже різних за будовою та способом життя і здебільшого сильно змінилися проти іншими. До недавнього часу...

Морфометрична структура швидкої ящірки, що мешкає в різних біотопах гомельського району.
Оцінка сучасного стану досліджуваної проблеми. До останнього часу плазуни залишалися однією із слабовивчених груп, проте останнім часом почалося їх активно...