Рост и способы размножения бактерий. Механизм и фазы простого деления. Покоящиеся формы микроорганизмов: причины образования, строение, значение

Рост бактерий. Фазы роста культуры

Клеточная культура (популяция) на питательной среде проходит шесть фаз роста:

1. фаза задержки роста – адаптация клеток к среде обитания, деления не происходит;

2. период положительного ускорения – начало деления;

3. фаза экспоненциального роста – максимальная скорость деления, минимальный размер клеток;

4. фаза замедления скорости роста – снижение количества питательных веществ и накопление метаболитов, как следствие – снижение скорости деления;

5. стационарная фаза – почти полная остановка деления, переход на запасенные субстраты; количество клеток относительно постоянно (отмирает, как и делится, малый процент клеток);

6. фаза отмирания – массовая гибель бактерий.

Способы размножения бактерий

Особенности размножения микроорганизмов:

• разнообразие способов и возможность переключения между ними;

• возможность одновременного размножения разными способами;

• высокая скорость.

Прокариоты размножаются исключительно бесполыми способами:

• простое деление (равномерное бинарное деление) – самый распространенный способ, образуются две дочерние особи с генетической информацией материнской клетки;

• множественное деление (шизогония) – равномерное бинарное деление без периодов роста с уменьшением размеров клеток; встречается у цианобактерий и простейших;

• почкование (неравномерное бинарное деление) – выросшая на одном из полюсов материнской клетки почка отделяется от нее; новая клетка первоначально меньше материнской, но содержит тот же набор генетической информации; характерно для грибов;

• фрагментация – деление на несколько фрагментов разной величины, каждый из которых затем продолжает самостоятельное развитие, характерна для актиномицет и микоплазм; (почкование – это частный случай фрагментации);

• образование экзоспор – характерно для стрептомицет и грибов;

• особый цикл развития хламидий.

Механизмы и фазы простого деления

1. Рост:

   • происходит до достижения определенных размеров;

   • в процессе деления рост останавливается.

2. Кариокинез:

   • репликация ДНК по полуконсервативному механизму;

   • в каждую дочернюю клетку отходит одна новая и одна старая нуклеотидная цепь.

3. Цитокинез (деление клетки):

   • начинается параллельно с кариокинезом;

   • у места контакта ДНК с ЦПМ имеется мезосома, рядом с которой синтезируется мембрана для будущей перегородки;

   • после окончания репликации ДНК мембрана образует перегородку, отделяя клетки.

4. Расхождение дочерних клеток:

   • средний слой клеточной стенки лизируется и клетки отделяются друг от друга;

   • если клетки полностью не расходятся, они могут принимать вид цепочек (бациллы и стрептококки), парных клеток (диплококки), гроздьев, пакетов и т.д.

Покоящиеся формы м/о. Механизм образования эндоспор

Вегетативные формы м/о активно растут и размножаются, они не только жизнеспособны, но и жизнедеятельны. Напротив, покоящиеся формы хотя и жизнеспособны, но не жизнедеятельны, их метаболизм резко замедлен. Для них характерно:

• толстая, малопроницаемая оболочка;

• небольшое содержание воды;

• отсутствие роста, размножения, выделения ферментов и токсинов;

• высокая резистентность к повреждающим факторам (внешним и иммунным);

• способность долго сохраняться во внешней среде или организме человека.

Большинство покоящихся форм необходимы м/о для переживания неблагоприятных условий. Некоторые покоящиеся формы – этап циклического развития или размножения.

К покоящимся формам относят:

• споры – бактерии и грибы;

• цисты – спирохеты и простейшие;

• малые формы (риккетсии) и элементарные тельца (хламидии);

• вирионы, лизогенные формы – вирусы;

• L-формы – бактерии (могут размножаться).

Эндоспоры бактерий образуются при попадании в неблагоприятные условия: недостаток питательных веществ, высушивание, накопление токсичных продуктов обмена и т.п. Споры образуют только некоторые Грам+ бактерии.

Стадий спорообразования пять: