Способы размножения у прокариот
Термином "рост" обозначают увеличение размеров отдельной особи, а "размножение" - увеличение числа особей в популяции.
Бактерии размножаются путем бинарного деления пополам, реже путем почкования. У большинства грамположительных бактерий деление клетки происходит путем образования перегородки без изменения диаметра клетки. Сначала в месте будущей перегородки формируются встречные впячивания цитоплазматической мембраны, идущие от периферии к центру. Далее на их основе строится поперечная перегородка из цитоплазматической мембраны и муреинового слоя. Остальные компоненты клеточной стенки синтезируются позднее.
У грамотрицательных бактерий клетки делятся обычно перетяжкой. В месте перетяжки диаметр клетки резко сужается. Клеточная стенка и цитоплазматическая мембрана, постепенно искривляясь внутрь, перетягивают клетку пополам. Расхождение вновь образовавшихся дочерних клеток происходит в результате действия литического фермента на срединный слой клеточной перегородки.
Делению клеток предшествует репликация бактериальной хромосомы по полуконсервативному типу. При этом двуспиральная цепь ДНК раскручивается, каждая нить достраивается комплиментарной нитью и в результате каждая дочерняя клетка получает одну материнскую нить и одну вновь образованную.Бинарное деление бактериальных клеток происходит в одной или нескольких плоскостях. При делении в одной плоскости, если дочерние клетки не расходятся, образуются цепочки кокков и палочек. При делении клеток в нескольких плоскостях образуются скопления клеток разной конфигурации (тетракокки, сарцины, стафилококки).
|
|
|
При равновеликом бинарном делении реализуется так называемый мономорфный клеточный цикл, при котором обычно образуется один морфологический тип клеток.
Разновидностью бинарного деления является почкование. Этот способ неравновеликого деления характерен для бактерий, относящихся к родам Hyphomicrobium, Hyphomonas, Pedomicrobium, Rhodopseudomonas и др.
Рост клетки почкующихся бактерий обычно наблюдается на одном полюсе, и клетка имеет ярко выраженную полярность. У некоторых почкующихся бактерий обнаружена асимметрия внутриклеточных структур. При почковании на одном из полюсов материнской клетки образуется вырост – гифа. На конце гифы формируется почка, в которую переходит один из поделившихся нуклеоидов. Почка разрастается, превращаясь в дочернюю клетку. Последняя приобретает жгутик, отделяется от материнской клетки и уплывает; либо продолжает сохранять с ней связь,формируя многоклеточные комплексы. Процессу отделения почки от материнской клeтки предшествует образование перегородки между почкой и гифой.
|
|
|
У почкующихся бактерий наблюдается диморфный клеточный цикл. В результате неравновеликого деления клетки (почкования) образуются две неравноценные особи, различающиеся по форме, размерам, подвижности и другим признакам. Образовавшиеся клетки проявляют индивидуальность. Одна из них, неподвижная, несет черты старения и является материнской; другая, снабженная жгутиком, – дочерней. При почковании материнская клетка практически не получает вновь синтезируемого материала и постепенно стареет. Дочерняя клетка, наоборот, активно достраивает клеточные структуры. В редких случаях у бактерий встречается полиморфный клеточный цикл, когда при делении образуются два или более морфологически различных типа клеток. Например, у бактерий рода Hyphomicrobium при выращивании их на метаноле происходит образование гиф и овальных почек. В культурах некоторые штаммы Hyphomicrobiilm образуют многогранные и лопастные клетки.
Еще одним вариантом деления клеток является «множественное деление», описанное у цианобактерий. Оно начинается с предварительной множественной репликации хромосомы и существенного увеличения размеров самой клетки, которая затем претерпевает ряд быстрых последовательных бинарных делений, происходящих внутри микрообъема, ограниченного от внешней среды дополнительным фибриллярным слоем родительской клеточной стенки. Результатом этого процесса является образование множества мелких клеток, получивших название «баеоцитов», число которых у цианобактерий колеблется от 4х до 1000. Окончательное же освобождение баеоцитов происходит путем разрыва фибриллярного слоя родительской клеточной стенки. Рис.3
|
|
|
рисунок 3. способы деления у прокариот: равновеликое бинарное деление (а), почкование (б) и множественное деление (в).
Быстрота размножения разных видов бактерий различна. Большинство бактерий делятся каждые 15-30 минут. Микобактерии туберкулеза делятся медленно - одно деление за 18 часов, спирохеты - одно деление за 10 часов.
Если посеять бактерии в жидкую питательную среду определенного объема и затем каждый час брать пробу и определять количество живых бактерий в такой замкнутой среде и составить график, на котором по оси абсцисс откладывать время в часах, а по оси ординат логарифм количества живых бактерий, то получим кривую роста бактерий. Рост бактерий подразделяют на несколько фаз
|
|
|
1) латентная фаза (лаг-фаза) - бактерии адаптируются к питательной среде, количество их не увеличивается;
2) фаза логарифмического роста - количество бактерий увеличивается в геометрической прогрессии;
3) фаза стационарного роста, во время которой число вновь образованных бактерий уравнивается числом погибших, и количество живых бактерий остается постоянным, достигая максимального уровня. Это М-концентрация - величина, характерная для каждого вида бактерий;
4) фаза отмирания, когда число отмирающих клеток начинает преобладать над числом жизнеспособных бактерий вследствие накопления продуктов метаболизма и истощения среды.
Культура бактерий в такой замкнутой несменяющейся среде называется периодической. Если же в засеянный объем непрерывно подают свежую питательную среду и удаляют такое же количество жидкости, то такую культуру называют непрерывной. Количество живых бактерий в такой культуре будет постоянно в М-концентрации. Непрерывное культивирование применяют в микробиологической промышленности.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 2223; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!