Jak se bakterie množí za příznivých a nepříznivých podmínek?

Nejmenší organismy na naší planetě jsou prokaryotické buňky bakterií. Pravděpodobně je jejich velikost jedním z důvodů, proč jsou schopni kolosálně zvyšovat počet. Odhaduje se, že normální reprodukce bakterií nastává každých 20-30 minut. Samozřejmě, počet buněk je prostě neuvěřitelný! Za den v překladu do masa potomků od jednoho jedince bude asi 5 tun.

Vzhledem k různým omezujícím faktorům však toto zvýšení nedojde. Jaká je příčina takového rychlého množení těchto organismů? Pokusme se pochopit tuto otázku.

Metody reprodukce bakterií

Existuje několik z nich. Hlavním faktorem, který určuje tento nebo ten variant reprodukčního procesu, jsou vnější podmínky. Jak se bakterie množí za příznivých podmínek? Existují dva způsoby:

• vegetativní (asexuální);
• buzením.

Jedná se o rychlejší, jednoduché a evolučně staré metody. Nicméně s takovými metodami neexistuje žádná výměna genetických informací, takže děti jsou přesné mateřské kopie.

Ale jak se množí bakterie, pokud jsou parametry vnější koule nepříznivé? Pak přichází zvláštní proces, který má stejný základ jako sexuální multiplicace mnohobuněčných - výměna genetických informací v důsledku rekombinace míst Molekuly DNA sousedních nukleoidů v buňkách.

Zvažme každou z těchto možností podrobněji a zjistíme vlastnosti umělé kultivace populací mikroorganismů.

Asexual reprodukce a její vlastnosti

Každý bakteriální buňka zaváže všechny životně důležité procesy:

• dýchá;
• jí;
• Pohybuje se;
• absorbuje a vynakládá energii;
• roste;
• se rozvíjí.

Výsledkem celého života je proces asexuální reprodukce, v důsledku čehož mateřská buňka dává vznik novým osobám a postupně umírá.

Popis procesu

Způsob, jakým bakterie rostou vegetativně, lze stručně popsat v několika odstavcích.

1. Bakterie dosahuje určité velikosti a zásoby živin. Výsledkem je, že proces je připraven začít.
2. Pak se buňka začne prodlužovat podélně, tj. Prodloužit.
3. V tomto středu se vytvoří příčná septum (konstrikce), která se začne sbírat směrem ke středu buňky a stlačí ji.
4. Uvnitř probíhá proces replikace molekuly DNA, tj. Rozdělení nukleoidu.
5. Genetický materiál na obou koncích molekuly je připojen ke stěnám bakteriální buňky.
6. Hlavní a replikovaná DNA se rozkládá na různých pólech.
7. Zúžení se uzavře a buňka je rozdělena na polovinu. Tak se tvoří dvě děti.
8. Chybějící struktury (flagelly, kapsle sliznice atd.) Jsou vyplněny u každého zástupce samostatně.
9. Nejprve se rozdělí nukleotid buňky a poté se objeví cytokineze.

Je zřejmé, že růst a rozmnožování bakterií na tento typ - velmi jednoduchý a rychle se pohybující proces, který nevyžaduje přípravu a některá specifika.

U některých druhů (například v bakteriích seno bacilu) však tento proces nekončí. Dvě dceřiné buňky tvoří mezi sebou můstek, přes který DNA volně prochází z jednoho do druhého. Setkávají se navzájem, molekuly nukleových kyselin vyměňují místa, což vede k vzniku mutací. Poté se DNA vrátí do své klece, která se již změnila, s novými částmi zabudovanými do řetězce. Most se zhroutí, každý jedinec začíná nezávislou existenci.

Typy dělení buněk

Existuje několik dalších zvláštností, jak se bakterie množí asexuálně. Po dokončení procesu jsou možné tři varianty vývoje událostí.

1. Cytokinéza a rozdělení nukleoidu se objevuje dřív, než mají konstrikce čas na vytvoření a buňky se rozkládají dvěma strukturami. Proto se v těchto případech se jedná o útvar diplokoky, streptokoky, stafylokoky, tyč mnohobuněčné struktury, a jiné formy kloubu.
2. Normální oddělení. V tomto případě nastává včasné a harmonické vegetativní rozdělení samotných buněk a genetického materiálu a cytoplazmy. Jako výsledek, dva normální dceřiné buňky jsou získány z jedné mateřské buňky.
3. Pokračující rozdělení genetického materiálu je mnohem rychlejší než separace samotných buněk. V důsledku toho se vytvářejí mnohoinucleoidní formy.

Po vytvoření kterékoli z výše uvedených kolonií mají buňky v mnoha z nich také tendenci se vzájemně oddělovat a samostatně existovat.

Metody oddělení buněk od sebe navzájem

Zvláštnosti množení bakterií vegetativní metodou zahrnují různé možnosti separace buněk. Celkově jsou tři z nich.

1. Buňky rozbíjejí mezi sebou cytoplazmatický most a navzájem se odpuzují (rozbíjející se separace). Příklad: antraxové tyče.
2. Přesné oddělení posunutím jednoho jednotlivce na povrch jiného. Příklad: Escherichia.
3. Sekce. Způsob, jakým jedna buňka popisuje druhou kolem tvaru V. Příklad: Bakterie záškrtu.

   

Na této zvláštnosti asexuální (vegetativní) reprodukce bakteriálních druhů končí.

Sexuální reprodukce: rysy

Jak se vyskytuje reprodukce bakterií sexuální metodou, byla založena teprve v roce 1946. Předtím byla známa pouze možnost, kterou jsme již uvažovali. Bylo věřeno, že odpověď na otázku, jak se množí pravé bakterie, je jednoznačná: pouze asexuální buněčné dělení ve dvou.

Experimenty na kmenech escherichia coli že jeho buňky jsou schopné konjugace. Toto je jméno zvláštního procesu výměny genetického materiálu. A toto je již přímým znamením sexuální reprodukce.

Jako takové neexistují mezi bakteriemi žádné samice a samčí buňky. Existuje však vždy ten, který obsahuje počáteční DNA (samec) a ten, který ji obdrží (samice). Celý proces je následující.

1. Dvě buňky se navzájem přibližují a vytvářejí kontakt.
2. Místo kontaktu se nazývá pila a je to dutá vláknitá trubka. Vyrábí se "samčí" buňkou.
3. Poté přes vytvořený kanál začne přenos DNA otce do matky.
4. Zde je genetický materiál rekombinován, tj. Výměna záplat. Každá molekula doplňuje chybějící řetězec.
5. Proces je velmi pomalý, takže při jeho průchodu je "mužská" buňka schopna opakovat svou DNA několikrát.
6. V důsledku toho se vytvářejí nové jedinci, kteří mají rekombinantní genetický materiál se známkami jak mužských, tak ženských buněk. A také existuje několik počátečních otcovských buněk.

Růst bakteriálních kolonií

Za účelem studia bakterií růst a množit, zvláštní živné médium, vhodné pro každý druh. Ty byly nasazeny kmeny a pozorování určité sterilních podmínek, aby se zabránilo konkurenci na akcie, jiné mikroorganismy sledují změny, k nimž dochází i růst celé kolonie.

Pokud tento proces není omezen omezujícími faktory, populační růst pokračuje v logaritmické progresi. Smrt buněk přirozenými prostředky je pouze v aritmetice.

Tvorba sporů

Slyšení, že mikroby jsou schopné vytvářet speciální struktury - spory, mnoho lidí si myslí, že je to další varianta toho, jak se bakterie množí. To však není pravda.

Spor je pouze dočasný stav odpočinku v buňce, ve které je schopen zažívat nepříznivé podmínky prostředí. Někdy dokonce desítky let. S procesy reprodukce potomstva to není v žádném případě spojeno.