Некоторые микроорганизмы размножаются спорообразовани-ем (актиномицеты и грибы) и почкованием (дрожжи), у некоторых микроорганизмов наблюдается половое размножение, но большин-ство из них размножается бесполым (вегетативным) путем. При благоприятных условиях размножение протекает с необыкновен-ной быстротой — каждые 20-30 минут материнская бактериальная клетка делится на две дочерние. Дочерняя клетка со временем становится материнской и также делится. Таким образом, деление бактерий идет в геометрической прогрессии. Если бы такое деле-ние шло беспрепятственно, то через 48 часов одна бактерия могла бы дать потомство в сотни биллионов клеток, а через пять дней такую массу, которая заполнила бы собой бассейны всех морей и океанов. Однако этого не происходит, поскольку на микроорганиз-мы действуют различные факторы окружающей среды.

Делению клетки предшествует равномерное увеличение об-щего азота, РНК и белка в цитоплазме. Затем происходит реплика-ция (удвоение) ДНК. В делящейся клетке между спиралями ДНК разрываются водородные связи и образуются одиночные дочер-ние спирали ДНК (рис.25).

Рис. 25. Процесс бинарного деления па-лочковидных прокариот

3 -вытягивание клетки;

— формирование перегородки;

5 -разделение клеток.

Сразу после репликации ДНК начинается вытяжение клетки и образование поперечной перегородки за счет двух слоев цитоплазматической мембраны, выпячивающейся навстречу друг другу. Чаще всего перегородка образуется посередине материнской клетки, в результате чего дочерние клетки имеют примерно одинако-вые размеры. Между слоями перегородки идет формирование кле-точной стенки.

В процессе размножения одна из половин клетки постоянно сохраняет жгутики. На конечном этапе размножения бактерий жгу-тики вырастают и у другой половины.

Рост и размножение микроорганизмов зависит от различных факторов окружающей среды и видовых характеристик. Наблюде-ние за развитием микроорганизмов, культивируемых в жидкой пи-тательной среде в замкнутых резервуарах, показывает, что для роста биомассы необходимы наличие источника энергии, присут-ствие компонентов, необходимых для синтеза биомассы, отсутствие в среде ингибиторов, подавляющих рост клеток, поддержание в среде необходимых физико-химических условий. В этих условиях рост микроорганизмов условно можно подразделить на несколько последовательных фаз или периодов (рис. 26):

1. лаг-фаза (англ. lag — запаздывание) — период между посевом бактерий и началом размножения. В этот период происходит адап-тация бактериальной культуры к питательной среде. Она проявля-ется в накоплении оптимального количества необходимых фермен-тов, в инактивации некоторого ингибитора, присутствующего в сре-де, в прорастании спор и др. При благоприятных условиях бактерии увеличиваются в размерах и готовятся к делению. Лаг-фаза мо-жет длиться от 10 минут до нескольких часов, но в среднем она составляет 4-5 часов.

3. Фаза логарифмического или экспоненциального роста явля-ется периодом наиболее интенсивного деления бактерий. Бактерии делятся каждые 20-40 минут. Во время этой фазы бактерии осо-бенно ранимы, что объясняется высокой чувствительностью рас-тущих клеток к факторам окружающей среды. Продолжительность экспоненциального роста зависит от концентрации питательных ве-ществ в субстрате и в среднем составляет 5-6 часов.

5. Фаза стационарного роста вызывается постепенным исто-щением среды, накоплением в ней литических ферментов, хими-ческим ингибированием роста микробной клетки продуктами ме-таболизма. Эта фаза отличается от предыдущей повышенной со-противляемостью бактерий многим химическим и физическим фак-торам. К началу этой фазы количество жизнеспособных клеток достигает максимального уровня и остается на этом максимуме в течение нескольких часов в зависимости от вида микроорганизмов и особенностей их культивирования. В конце этой фазы у некоторых микроорганизмов наблюдается процесс спорообразования.

6. Завершающая фаза процесса размножения — фаза старения и гибели — характеризуется отмиранием бактерий из-за истощения питательной среды и накопления в ней продуктов метаболизма. Наблюдается автолиз микроорганизмов как экстремальное прояв-ление нестабильности клетки после прекращения роста. Продол-жительность этой фазы может составлять от нескольких часов до нескольких недель.

Дата публикования: 2015-11-01; Прочитано: 2315 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.002 с)…

Бактерии, как и все живые организмы, размножаются. Проис-ходит это чаще всего путем простого поперечного деления в раз-личных плоскостях. При этом образуются разнообразные сочетания клеток: парные соединения, одиночные клетки, гроздья, цепочки, пакеты и др.

Некоторые микроорганизмы размножаются спорообразовани-ем (актиномицеты и грибы) и почкованием (дрожжи), у некоторых микроорганизмов наблюдается половое размножение, но большин-ство из них размножается бесполым (вегетативным) путем.

При благоприятных условиях размножение протекает с необыкновен-ной быстротой — каждые 20-30 минут материнская бактериальная клетка делится на две дочерние. Дочерняя клетка со временем становится материнской и также делится.

Таким образом, деление бактерий идет в геометрической прогрессии. Если бы такое деле-ние шло беспрепятственно, то через 48 часов одна бактерия могла бы дать потомство в сотни биллионов клеток, а через пять дней такую массу, которая заполнила бы собой бассейны всех морей и океанов. Однако этого не происходит, поскольку на микроорганиз-мы действуют различные факторы окружающей среды.

Делению клетки предшествует равномерное увеличение об-щего азота, РНК и белка в цитоплазме.

Затем происходит реплика-ция (удвоение) ДНК. В делящейся клетке между спиралями ДНК разрываются водородные связи и образуются одиночные дочер-ние спирали ДНК (рис.25).

25. Процесс бинарного деления па-лочковидных прокариот

1 — образование одиночных спиралей ДНК;

2 — удвоение (репликация) ДНК;

3 -вытягивание клетки;

— формирование перегородки;

4 — окончание формирования перего-родки и образование выпуклой клеточной стенки;

5 -разделение клеток.

Сразу после репликации ДНК начинается вытяжение клетки и образование поперечной перегородки за счет двух слоев цитоплазматической мембраны, выпячивающейся навстречу друг другу.

Чаще всего перегородка образуется посередине материнской клетки, в результате чего дочерние клетки имеют примерно одинако-вые размеры. Между слоями перегородки идет формирование кле-точной стенки.

Одиночная спираль ДНК в новых клетках служит матрицей для создания второй спирали, в результате чего образуется двой-ная спираль ДНК с восстановленными водородными связями и формируется новый нуклеоид.

В процессе размножения одна из половин клетки постоянно сохраняет жгутики.

На конечном этапе размножения бактерий жгу-тики вырастают и у другой половины.

Рост и размножение микроорганизмов зависит от различных факторов окружающей среды и видовых характеристик. Наблюде-ние за развитием микроорганизмов, культивируемых в жидкой пи-тательной среде в замкнутых резервуарах, показывает, что для роста биомассы необходимы наличие источника энергии, присут-ствие компонентов, необходимых для синтеза биомассы, отсутствие в среде ингибиторов, подавляющих рост клеток, поддержание в среде необходимых физико-химических условий.

В этих условиях рост микроорганизмов условно можно подразделить на несколько последовательных фаз или периодов (рис. 26):

Рис. 26. Типичная кривая роста популяции микроорганизмов 1 — лаг-фаза;

2 — фаза ускоренного роста; 3 — фаза логарифмического (экспоненциального) роста;

4 — фаза замедления роста; 5 — фаза стационар-ного роста; 6 — фаза старения и отмирания.

лаг-фаза (англ. lag — запаздывание) — период между посевом бактерий и началом размножения. В этот период происходит адап-тация бактериальной культуры к питательной среде. Она проявля-ется в накоплении оптимального количества необходимых фермен-тов, в инактивации некоторого ингибитора, присутствующего в сре-де, в прорастании спор и др. При благоприятных условиях бактерии увеличиваются в размерах и готовятся к делению.

Лаг-фаза мо-жет длиться от 10 минут до нескольких часов, но в среднем она составляет 4-5 часов.

2. Фаза ускоренного роста наблюдается после лаг-фазы и характеризуется нарастанием темпов деления микроорганизмов и накопления биомассы.

3. Фаза логарифмического или экспоненциального роста явля-ется периодом наиболее интенсивного деления бактерий.

Бактерии делятся каждые 20-40 минут. Во время этой фазы бактерии осо-бенно ранимы, что объясняется высокой чувствительностью рас-тущих клеток к факторам окружающей среды. Продолжительность экспоненциального роста зависит от концентрации питательных ве-ществ в субстрате и в среднем составляет 5-6 часов.

4. Фаза замедления роста является переходным периодом от экспоненциального роста к фазе стационарного роста. Во время этой фазы наблюдается истощение питательных веществ субстрата и накопление в нем продуктов метаболизма, что снижает интенсив-ность размножения микроорганизмов.

Фаза стационарного роста вызывается постепенным исто-щением среды, накоплением в ней литических ферментов, хими-ческим ингибированием роста микробной клетки продуктами ме-таболизма. Эта фаза отличается от предыдущей повышенной со-противляемостью бактерий многим химическим и физическим фак-торам. К началу этой фазы количество жизнеспособных клеток достигает максимального уровня и остается на этом максимуме в течение нескольких часов в зависимости от вида микроорганизмов и особенностей их культивирования.

В конце этой фазы у некоторых микроорганизмов наблюдается процесс спорообразования.

6. Завершающая фаза процесса размножения — фаза старения и гибели — характеризуется отмиранием бактерий из-за истощения питательной среды и накопления в ней продуктов метаболизма. Наблюдается автолиз микроорганизмов как экстремальное прояв-ление нестабильности клетки после прекращения роста.

Продол-жительность этой фазы может составлять от нескольких часов до нескольких недель.

Дата публикования: 2015-11-01; Прочитано: 2316 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

Размножение микроорганизмов - бинарное деление одноклеточных микроорганизмов (бактерий, риккетсий, простейших, дрожжей), в результате которого образуются две новые дочерние полноценные особи, наделенные генетической информацией материнской клетки. Дрожжеподобные грибы могут размножаться почкованием, спорами; плесневые грибы и актиномицеты размножаются обычно спорами.

Бактерии

Размножаются простым поперечным делением.

Бактерии являются гаплоидными клетками. В состав бактериальной клетки входит капсула, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, где располагаются мезосомы, рибосомы, нуклеоид, и включения. Некоторые бактериальные клетки имеют жгутики и образуют споры.

В отличие от животных клеток такие внутренние структуры бактериальной клетки, как мезосомы, рибосомы, нуклеоид, не имеют мембран, отграничивающих их от цитоплазмы.

По способу питания бактерий делят на автотрофов и гетеротрофов, по способу дыхания - на аэробов и анаэробов.

Актиномицеты

Размножаются спорами и поперечным делением (отшнуровыванием) гиф.

Занимают промежуточное положение между грибами и бактериями. Среди лучистых грибов сеть патогенные виды - возбудители актиномикозов. Многие актиномицеты являются продуцентами антибиотиков. (см.

Антибиотики). В «Определителе» Берджи актиномицеты названы стрептомицетами.

Дрожжи

Существует 2 вида размножения дрожжей - вегетативное (бесполое) и половое с образованием спор. У большинства видов дрожжей вегетативное размножение осуществляется почкованием, редко делением (Schizosaccharomyces). Аспорогенные. дрожжи размножаются только почкованием. Половое размножение происходит при неблагоприятных условиях, когда дрожжи перестают почковаться и превращаются в сумки (аски) со спорами - аскоспоры.

Половой процесс заключается в копуляции (слиянии) 2 вегетативных клеток путем сближения их и образования копуляционного канала, в котором происходит слияние частей плазмы и ядра клеток, называемое кариогамией, с образованием диплоидной зиготы, представляющей 2 клетки, соединенные копуляционным каналом.

Редукционное деление, или мейоз, сопровождаемое уменьшением числа хромосом вдвое, происходит сразу, без полового процесса, и зигота превращается в аск с 4 гаплоидными спорами, поэтому вегетативное поколение таких спор гаплоидно. Споры прорастают без копуляции. Так происходит размножение у дрожжей Zygosaccharomyces. У дрожжей Saccharomyces половой процесс происходит при слиянии спор или проросших из них клеток с образованием диплоидной зиготы, которая сразу начинает почковаться, образуя диплоидное потомство.

Мейоз происходит непосредственно перед образованием спор.

Плесневые грибы

У Грибов различают вегетативное, половое и бесполое размножение.

Вегетативное размножение может осуществляться при отделении от основной массы мицелия его частей, которые могут развиваться самостоятельно, а так же путем почкования мицелия или отдельных клеток у дрожжевых грибов.

Половое размножение состоит в слиянии половых клеток, в результате чего возникает зигота.

Бесполое размножение осуществляется при помощи специальных образований, называемых спорами. Споры могут развиваться внутри специальных споровместилищ или на концах особых выростов мицелия – конидиеносцах.

Основной способ размножения плесневых грибов – при помощи спор. Плесень размножается невероятно быстро.

В обыкновенной хлебной плесени можно различить маленькие чёрные точки — спорангии, в которых образуются споры. В одном спорангии содержится до 50.000 спор, каждая из которых способна воспроизвести сотни миллионов новых спор всего за несколько дней! А если условия благоприятные, плесень быстро появится на книге, обуви или на упавшем дереве в лесу.

Бактерии: Жизнедеятельность бактерий характеризуется ростом - фор-мированием структурно-функциональных компонентов клетки и увеличением самой бактериальной клетки, а также размноже-нием - самовоспроизведением, приводящим к увеличению ко-личества бактериальных клеток в популяции.

Бактерии размножаются путем бинарного деления пополам, реже путем почкования.

Актиномицеты, как и грибы, могут размножаться спорами. Для одной группы одноклеточных цианобактерий описано множественное деление (ряд быстрых последовательных бинарных делений, приводящий к образованию от 4 до 1024 новых клеток). Актиномицеты, являясь ветвящимися бактериями, размножаются путем фрагментации нитевидных клеток Грамположительные бактерии делятся путем врастания синтези-рующихся перегородок деления внутрь клетки, синтезируют поперечную перегородку от периферии к центру при участии мезосом.

а грамотрицательные - путем перетяжки(на месте деления обнаруживается постепенно увеличивающееся искривление ЦПМ и клеточной стенки внутрь.), в результате образования гантелевидных фигур, из которых образуются две одинаковые клетки. При почковании на одном из полюсов материнской клетки формируется и растёт почка, материнская клетка проявляет признаки старения и обычно не может дать более 4 дочерних.

У других бактерий кроме размножения наблюдается половой процесс, но в самой примитивной форме.

Половой процесс бактерий отличается от полового процесса эукариот тем, что у бактерий не образуются гаметы и не происходит слияния клеток. Однако главнейшее событие полового процесса, а именно обмен генетическим материалом, происходит и в этом случае. Это называется генетической рекомбинацией.

Делению клеток предшествует репликация бактериальной хро-мосомы по полуконсервативному типу (двуспиральная цепь ДНК раскрывается и каждая нить достраивается комплементарной ни-тью), приводящая к удвоению молекул ДНК бактериального ядра - нуклеоида. Репликация ДНК происходит в три этапа: инициация, элон-гация, или рост цепи, и терминация.

Размножение спирохет: поперечное деление-деление клетки у бактерий, при котором материнская клетка дает начало двум дочерним клеткам. Осуществляется в три стадии:

1) реплика-ция молекулы ДНК кольцевой хромосомы, присоединенной к мезосоме, которая так же делится на две части;

2) разведение с помощью мезосом двух дочерних кольцевых хромосом;

3) раз-деление цитоплазмы поперечной перегородкой, которая образу-ется от периферии к центру клетки.

Размножение грибов:

Большинство грибов способно к вегетативному, собственно бесполому и половому размножению.

Характерен плеоморфизм - наличие одновременно нескольких видов спороношений, например, бесполого и полового.

Вегетативное размножение

• Частями мицелия.
• Специализированными образованиями: артроспорами (оидиями) с тонкими стенками или хламидиоспорами с толстыми, образуются они, с некоторыми отличиями, при распаде мицелия на части, а затем дают начало новому.
• Почкование гиф или отдельных клеток (например, у дрожжей).

Также почкуются аскоспоры у сумчатых и базидиоспоры у головнёвых. Образующиеся почки постепенно отделяются, растут и со временем сами начинают почковаться.

Бесполое размножение

Собственно бесполое размножение идёт посредством спор.

В зависимости от способа образования различают эндогенные и экзогенные споры.

• Эндогенные споры (спорангиоспоры) характерны для низших грибов.

Образуются внутри особых клеток, называемыхспорангиями.

• Экзогенные споры обычно называют конидиями,они имеются у высших и у некоторых низших грибов.

Образуются на вершинах или сбоку специальных гиф - конидиеносцев, ориентированных вертикально, которые могут быть простыми или разветвлёнными.

Покрыты плотной оболочкой, поэтому довольно устойчивы, но неподвижны. Могут подхватываться воздушными потоками или животными и переноситься на значительные расстояния. При прорастании дают ростовую трубку, а затем гифы.

Половое размножение

Конъюгация гамет

Для низших грибов свойственно слияние гаплоидных гамет путём изогамии, анизогамии (гетерогамии) или оогамии.

В случае оогамии развиваются половые органы - оогонии (женские) и антеридии (мужские). При оплодотворении происходит образование ооспоры - это зигота, которая покрывается толстой оболочкой, некоторое время проводит в состоянии покоя, после чего прорастает.

Скорость и фазы размножения бактерий в стационарных условиях.

При выращивании бактерий на жидкой питательной среде наблюдается придонный, диффузный или поверхностный (в виде пленки) рост культуры.

Рост периодической культуры бактерий, выращиваемых на жидкой питательной среде, подразделяют на несколько фаз, или периодов:

1. лаг-фаза;

2. фаза логарифмического роста;

3. фаза стационарного роста, или максимальной концентрации бактерий;

4. фаза гибели бактерий.

Эти фазы можно изобразить графически в виде отрезков кри-вой размножения бактерий, отражающей зависимость логариф-ма числа живых клеток от времени их культивирования.
Лаг-фаза - период между по-севом бактерий и началом размножения.

Продолжительность лаг-фазы в среднем 4-5 ч. Бактерии при этом увеличиваются в раз-мерах и готовятся к делению; нарастает количество нуклеино-вых кислот, белка и других компонентов.
Фаза логарифмического (экспоненциального) роста является периодом ин-тенсивного деления бактерий. Продолжительность ее около 5- 6 ч. При оптимальных условиях роста бактерии могут делиться каждые 20-40 мин.

Во время этой фазы бактерии наиболее ра-нимы, что объясняется высокой чувствительностью компонен-тов метаболизма интенсивно растущей клетки к ингибиторам синтеза белка, нуклеиновых кислот и др.
Затем наступает фаза стационарного роста, при которой количество жиз-неспособных клеток остается без изменений, составляя макси-мальный уровень (М-концентрация). Ее продолжительность вы-ражается в часах и колеблется в зависимости от вида бактерий, их особенностей и культивирования.

Завершает процесс роста бактерий фаза гибели, характеризующаяся отмиранием бак-терий в условиях истощения источников питательной среды и накопления в ней продуктов метаболизма бактерий. Продолжи-тельность ее колеблется от 10 ч до нескольких недель. Интен-сивность роста и размножения бактерий зависит от многих фак-торов, в том числе оптимального состава питательной среды, окислительно-восстановительного потенциала, рН, температуры и др.

Скорость роста бактерий зависит как от внешних условий, так и от физиологических особенностей самой клетки.

При наличии благоприятных условий рост бактериальной клетки завершается размножением. Основным способом размножения большинства бактерий является простое деление клетки пополам. Делению предшествует репликация (удвоение) хромосомы. Эти два процесса тесно взаимосвязаны. Частота репликации регулируется скоростью роста клетки. Репликация бактериальной хромосомы осуществляется описанным ранее способом (см. п. 3.2.5).

Изучение закономерности равномерного распределения генетического материала между дочерними клетками, образовавшимися в результате деления материнской клетки, позволило Г. Жакобу, С. Бреннеру и Т. Кузену (1963) сформулировать концепцию репликона. Репликон — единица репликации, это участок ДНК, содержащий регуляторные элементы, необходимые для независимой репликации. У бактерий таковым являются хромосома и плазмиды. Каждый репликон содержит не менее двух локусов, участвующих в контроле репликации: структурный ген-репликатор (ген-инициатор), детерминирующий синтез белка-инициатора и специальный сайт-репликатор, который распознает сигналы на начало удвоения хромосомы.

После некоторого периода роста клетка достигает определенного физиологического состояния. Из цитоплазматической мембраны в репликон поступают сигналы о необходимости репликации хромосомы и готовности клетки к делению. Под влиянием сигналов активизируется деятельность структурного гена и синтезируется белок-инициатор.

Он, воздействуя на репликатор, запускает репликацию.
Между системой репликации хромосомы и делением клетки существует координированное взаимодействие: делению клетки всегда предшествует удвоение хромосомы. После завершения репликации начинается процесс деления клетки. У грамположительных бактерий и цианобактерий это осуществляется образованием поперечной перегородки, разделяющей материнскую клетку на две равноценные дочерние.
Деление происходит следующим образом.

Вначале
синтезируется двуслойная цитоплазматическая мембрана. Затем на внутренней стороне клеточной стенки образуются два бугорка. Они интенсивно растут и, проникая кольцеобразно внутрь клетки между слоями образовавшейся цитоплазматической мембраны, образуют двойную перегородку, делящую клетку пополам.

Деление большинства грамотр тщательных бактерий
происходит путем перетяжки. При этом геномы расходятся по полюсам клетки, цитоплазматическая мембрана и клеточная стенка растягиваются, впячиваясь от периферии к центру клетки до контакта друг с другом. В результате клетка перешнуровывается на две дочерние. Деление клеток образованием перегородки или перетяжкой получило название бинарного в связи с формированием двух одинаковых дочерних клеток.

Кроме описанного бинарного деления, у бактерий известен другой способ размножения * почкование. Почкованием размножаются бактерии родов Hyphomicrobium, Pedomicrobium и других, объединенных в группу почкующихся бактерий.

Эти организмы имеют вид вытянутых палочек (0,5х 2 мкм), иногда грушевидных, оканчивающихся гифами, или простеками (выростами).
Размножение у этих бактерий начинается с образования почки на конце гифы или непосредственно на материнской клетке.

Почка разрастается в дочернюю клетку, формирует жгутик и отделяется от материнской клетки. По достижению зрелого состояния жгутик теряется и процесс развития повторяется.
В отличие от бинарного деления при почковании исходная клетка остается материнской, а вновь образованная — дочерней.

Между ними имеются морфологические и физиологические различия.
Актиномицеты размножаются фрагментами мицелия и спорами. У одних (род Micromonospora) единичные споры формируются на гифах вегетативного мицелия, у других (род Streptomyces и др.) цепочки спор образуются на концах гиф воздушного мицелия, так называемых конидиеносцах.

Фрагменты мицелия и споры в благоприятных условиях влажности, температуры прорастают и дают начало новым организмам.

Нитчатые цианобактерии кроме бинарного деления размножаются участками трихом и гормогониями. Последние представляют собой укороченные нити, состоящие из мелких вегетативных клеток одинаковой формы и размеров. При отмирании средних клеток трихома (нити) гормогонии выскальзывают из чехла материнского трихома, растут, делятся, образуя новые трихомы.

Гормогонии, в отличие от материнского трихома, не имеют гетероцист и никогда не окружены чехлом.
Независимо от того, каким путем идет процесс размножения бактерий, скорость этого процесса огромна: за 24 ч может смениться столько поколений, сколько у человека за пять тысяч лет.

Скорость размножения зависит от многих условий и для каждого вида бактерий различна. При наличии в среде необходимых питательных веществ, благоприятной температуры и кислотности среды деление каждой клетки может повторяться через 20-30 мин (Е. coli). При такой скорости размножения из одной клетки за сутки возможно образование 472 * 1019 клеток (273, 72 генерации).

Интенсивное размножение имеет для бактерий большое биологическое значение. Оно обеспечивает сохранение микроорганизмов на земной поверхности. При наступлении неблагоприятных условий они погибают массами, но достаточно сохраниться где-нибудь нескольким клеткам, как при подходящих условиях они дадут большое потомство клеток.
Численность популяции микроорганизмов в естественных местообитаниях, например, в почве или воде, постоянно меняется в соответствии с изменением условий существования.

Но в лабораторных условиях на питательных средах изменение численности популяции микроорганизмов происходит закономерным образом.

А так же в разделе «РАЗМНОЖЕНИЕ БАКТЕРИЙ»

Актиномицеты (Actinomyces) в переводе с латинского — лучистый гриб, обособленная группа микроорганизмов обладающая рядом морфологических признаков низшего вида гриба и не образующей спор бактерии.

Морфология актиномицетов

Строение актиномицитов имеет схожие черты с мицелиальными грибами, грифы мицелия имеют толщину в среднем 0.7 мк, изменяющуюся в пределах 0,5-1,2 мм, что на много меньше чем у грибов.

Для нитей, прямого или немного изогнутого вида, не имеющих поперечных перегородок, характерно моноподиальное или в отдельных случаях мутовчатое ветвление. Клеточная оболочка по составу имеет ряд черт грамположительных бактерий.

Размножение актиномицетов

Actinomyces размножаются с помощью субстрационного мицелия прорастающего в субстрате и воздушного мицелия вырастающего с плодоносцев-спорангиофоров.

Плодоносцы в зависимости от вида имеют различную форму завитков от закрученной формы, до прямой или волнистой.

Некоторые виды актиномицетов имеют спороносные ветки расположенные в виде мутовок или пучков, часто они моноподиально висят на нитях мицелия.

Образование спор происходит с помощью фрагментации или сегментации.

Фрагментация — это процесс дробления протопласта спороносной ветки на сто и более меленьких комков содержащих базофильное а также ядерное вещество.

Комки, превращаясь в споры, располагаются длинной цепочкой в спороносце.

Сегментация — это процесс разделения спороносца на сегменты с палочковидной формой, с помощью поперечных перегородок, они округляются и преобразовываются в споры.

Оболочки спор у разных видов имеют гладкую иногда бугристую, зубчатую, шиповидную, волосистую поверхность. Выросты на поверхности оболочек хорошо видны через электронный микроскоп.

В большинстве случаев актиномицеты аэрофилы и мезофилы, но получили распространение и термофилы, многие их виды способны образовывать пигменты разных цветов.

Актиномицеты, имея разнообразный набор ферментов способны синтезировать различные вещества и выделять их большими количествами в окружающую среду. Среди этих веществ, обладающих высокой физиологической активностью, встречаются многие витамины, некоторые аминокислоты, токсины, каротиноиды, фитогормоны и другие.

Также стоит упомянуть способность актиномицетитов образовывать разнообразные виды антибиотиков.

Бактерии - прокариоты (безъядерные) простейшие формы организации живых организмов. Узнать о том, что собой представляют эти организмы, вы сможете из нашей статьи .

Как размножаются бактерии: способы

Способов, как размножаются бактерии, не так уж и много: простое деление, почкование, конъюгация (ее некоторые ученые считают половым процессом у бактерий). Остановимся подробно на каждом из них.

Самый распространенный способ размножения у бактерий в естественной среде - равновеликое поперечное деление. Это означает, что материнская клетка после удвоения нити ДНК и всех органелл делится надвое, образуя две дочерние клетки, у которых генетический материал будет аналогичным материнскому. Таким образом, бактерия буквально клонирует сама себя. Процесс деления происходит путем формирования перетяжки или поперечной перегородки в экваториальной части клетки.

Еще одним способом размножения, который используют бактерии в природе и человеческом организме - почкование, которое немного отличается от деления. Так, материнская клетка не делится «пополам», а «выращивает» на одном из своих полюсов дочернюю клетку (почку). Материнская клетка чаще всего может вырастить до 4-х дочерних, после чего стареет и погибает. Почкование, также как деление, дает генетических клонов материнской клетки.

Половой процесс у бактерий

Еще одним способом размножения бактерий, в котором присутствует простейший половой процесс, является конъюгация. Чаще к ней прибегают бактерии, живущие в организме человека или животных. У них, в отличие от эукариот (ядерных организмов), не формируются гаметы и не происходит слияния половых клеток (гамет).

В ходе такого размножения две бактериальные клетки соприкасаются, образуют коньюгационный мостик и обмениваются генами, в результате чего образуются генетически новые клетки. Этот процесс также называется генетической рекомбинацией. Половым способом размножаются такие бактерии, как кишечные палочки (Escherichia coli) и некоторые другие грамотрицательные и грамположительные бактерии.

Микробиология: конспект лекций Ткаченко Ксения Викторовна

1. Рост и размножение бактерий

Рост бактерий – увеличение бактериальной клетки в размерах без увеличения числа особей в популяции.

Размножение бактерий – процесс, обеспечивающий увеличение числа особей в популяции. Бактерии характеризуются высокой скоростью размножения.

Рост всегда предшествует размножению. Бактерии размножаются поперечным бинарным делением, при котором из одной материнской клетки образуются две одинаковые дочерние.

Процесс деления бактериальной клетки начинается с репликации хромосомной ДНК. В точке прикрепления хромосомы к цитоплазматической мембране (точке-репликаторе) действует белок-инициатор, который вызывает разрыв кольца хромосомы, и далее идет деспирализация ее нитей. Нити раскручиваются, и вторая нить прикрепляется к цитоплазматической мембране в точке-прорепликаторе, которая диаметрально противоположна точке-репликатору. За счет ДНК-полимераз по матрице каждой нити достраивается точная ее копия. Удвоение генетического материала – сигнал для удвоения числа органелл. В септальных мезосомах идет построение перегородки, делящей клетку пополам.

Двухнитевая ДНК спирализуется, скручивается в кольцо в точке прикрепления к цитоплазматической мембране. Это является сигналом для расхождения клеток по септе. Образуются две дочерние особи.

На плотных питательных средах бактерии образуют скопления клеток – колонии, различные по размерам, форме, поверхности, окраске и т. д. На жидких средах рост бактерий характеризуется образованием пленки на поверхности питательной среды, равномерного помутнения или осадка.

Размножение бактерий определяется временем генерации. Это период, в течение которого осуществляется деление клетки. Продолжительность генерации зависит от вида бактерий, возраста, состава питательной среды, температуры и др.

Фазы размножение бактериальной клетки на жидкой питательной среде:

1) начальная стационарная фаза; то количество бактерий, которое попало в питательную среду и в ней находится;

2) лаг-фаза (фаза покоя); продолжительность – 3–4 ч, происходит адаптация бактерий к питательной среде, начинается активный рост клеток, но активного размножения еще нет; в это время увеличивается количество белка, РНК;

3) фаза логарифмического размножения; активно идут процессы размножения клеток в популяции, размножение преобладает над гибелью;

4) максимальная стационарная фаза; бактерии достигают максимальной концентрации, т. е. максимального количества жизнеспособных особей в популяции; количество погибших бактерий равно количеству образующихся; дальнейшего увеличения числа особей не происходит;

5) фаза ускоренной гибели; процессы гибели преобладают над процессом размножения, так как истощаются питательные субстраты в среде. Накапливаются токсические продукты, продукты метаболизма. Этой фазы можно избежать, если использовать метод проточного культивирования: из питательной среды постоянно удаляются продукты метаболизма и восполняются питательные вещества.