Размножение бактерий.
Начинается
с репликации (удвоения) генома, а затем
происходит деление.
У бактерий вегетативная
репликация – информация передается от
родительской клетки к дочерней.
У
бактерий репликация саморегулируемая
– геноме есть гены, ответственные за
репликацию.
Репликация
носит полуконсервативный характер –
дочерние клетки получают равномерно
распределяющийся генетический материал
(одна нитка ДНК материнская, вторая –
новосинтезированная).
Репликация
начинается с определенной точки, от
которой происходит раскручивание ДНК,
образуется репликационная вилка,
синтезируется SSBбелок,
который препятствует повторному
скручиванию нитей. Процесс осуществляется
ДНК полимеразой, которая способна
присоединять комплиментарные нуклеотиды
к свободному 3″ концу.
Синтез
комплиментарных участков запускается
заправкой праймером. Это участок РНК,
комплиментарен матричной ДНК и у праймера
имеется свободный 3″ конец. Заправка
праймером запускает синтез ДНК, на
матрице строятся фрагменты Оказаки,
которые сшиваются в единую нить
ДНК-лигазами. В бактериальной клетке
образуются 2 идентичные нити ДНК, которые
растаскиваются по полюсам клетки и
после репликации запускается деление
бактерий.
Деление
начинается с удлинения цитоплазматической
мембраны, формируется межклеточная
перегородка по экватору, по которому
бактерия бинарно делится и образуются
2 идентичные дочерние клетки.
Показатели
роста и размножения бактерий:
Увеличение
размеров клетки
Концентрация
бактерий – число клеток в 1 мл
Плотность
бактерий – масса бактерий в мг на мл
Время
генерации – время, за которое число
клеток удваивается.
Особенности строения и метаболизма метаногенов
Все известные метанообразующие анаэробы подразделяют на 3 группы, дифференцируя их по форме и размеру:
- Виды, имеющие форму палочек длиной 307 мкм. Палочки могут быть прямыми или изогнутыми. Характерно образование нитей, большей частью лишенных подвижности.
- Клетки неправильной сферической формы размером от 0,5 до 10 мкм. Могут быть как одиночными, так и сгруппированными попарно или в скопления. Неподвижные и подвижные.
- Крупные неподвижные бактерии сферической формы. Размер клетки колеблется от 1,5 до 2,5 мкм.
Метанообразующие бактерии, относящиеся к анаэробам, не способны взаимодействовать со сложными химическими соединениями. Поэтому они существуют в тесном контакте с кислотообразующими микроорганизмами, получая энергию из преобразования их продуктов жизнедеятельности, которыми являются жирные кислоты.
Получение метана возможно двумя путями:
- восстановление метильной СН3-группы уксусной кислоты или метилового спирта;
- взаимодействие углекислого газа и водорода.
В случае вовлечения в реакции более сложных кислот восстановительный механизм СН3-группы сохраняется, а процесс описывается следующей схемой:
- этанол окисляется до уксусной кислоты + СН4;
- СН3-группа уксусной кислоты восстанавливается до СН4.
Микроорганизмы – кем или чем они являются?
Изучением бактерий, вирусов и водорослей, их строения занимается микробиология, которая сформировалась во второй половине 19 века как наука о возбудителях болезней, то есть как раздел медицины. Основы этой науки заложили известные ученые того времени – Паскаль, Мечников, Кох, Эрлих и другие. Последующие полтора столетия наука стремительно развивалась, от основного течения отделились в самостоятельные отрасли биотехнология и генная инженерия.
Микроорганизмами (или микробами) считают все живые организмы, которые не фиксируются невооруженным глазом, то есть попросту являются невидимыми. Современная наука разделяет микроорганизмы на три домена (области, уровня):
- вирусы;
- простейшие и грибы;
- истинные бактерии, хламидии, микоплазмы, спирохеты, риккетсии, актиномицеты.
Пути созревания
Как говорилось ранее развитие простейших осуществляется путем деления.
Оно бывает:
- простым;
- почкованием;
- конъюгацией, половым путем;
Простой путь
При первом методе бактерии могут плодиться равновеликим поперечным делением. Материнские клетки после удваивания нитей ДНК и органелл образуют две части, а именно дочерние клетки. Генетический код сформирован аналогично материнскому.
Они как бы клонируют сами себя. В течение суток из одной клеточки выходит 70 поколений. Если предположить, что все они могли жить, масса составила более 5 тонн. Конечно такое невозможно в природе.
Вегетативный этап
Или проще почкование обозначается тем, что существа выращивают на одном из полюсов вторую почку, то есть себя. При ответвлении наступает разрыв нитей ДНК. Именно гетероцисты участвуют в процессе. К такому методу прибегают цианобактерии и колониальные породы.
Таким образом прокариоты могут вырастить до 4 почек, после чего наступает старение и гибель. Кокковые колонии отделяясь свободно идут в рост.
Многоклеточная стадия
Одноклеточная фаза способна делать все функции организма, на это не влияют соседствующие рядом микроорганизмы. Одноклеточные образовывают клеточные агрегаты, они скрепляются слизью.
Часто появляется скопление бацилл в одну ветвь. Так микобактерии развивают цисты, получается своеобразный обмен. Явление служит пред посылом к многоклеточному формированию. К ним относятся цианобактерии, актиномицеты.
Каким требованиям должны отвечать особи:
- агрегированностью клеток;
- разделением свойств между ними;
- установка должного контакта между особями;
У нитчатых особей структура описана в клеточной стенке, создает взаимосвязь между индивидуумами. Обмен у бактерий происходит веществами и энергией. Некоторые нитчатые помимо вегетативных особей содержат дифференциальные гетероцисты или акинеты.
