Kako se bakterije razmnožujejo pod ugodnimi in neugodnimi pogoji?

Najmanjši organizmi na našem planetu so prokariotske celice bakterij. Verjetno je njihova velikost eden od razlogov, zakaj so sposobni ogromno povečanje števila. Ocenjuje se, da se normalna reprodukcija bakterij pojavi vsakih 20-30 minut. Seveda je število celic preprosto neverjetno! Za dan v prevajanju mase potomcev od enega posameznika bo okoli 5 ton.

Vendar zaradi tega ne pride do povečanja zaradi različnih omejevalnih dejavnikov. Kakšen je vzrok takega hitrega razmnoževanja teh organizmov? Poskusimo razumeti to vprašanje.

Metode razmnoževanja bakterij

Več jih je. Glavni dejavnik, ki določa to ali drugo varianto procesa razmnoževanja, so zunanji pogoji. Kako se bakterije razmnožujejo pod ugodnimi pogoji? Obstajata dva načina:

• vegetativno (aseksualno);
• s potapljanjem.

To so hitrejše, preproste in evolucijsko stare metode. Vendar s takšnimi metodami ni izmenjave genetskih podatkov, zato so otroci natančna materinska kopija.

Toda kako se bakterije množijo, če so parametri zunanje krogle neugodni? Nato pride poseben proces, ki ima enako osnovo kot spolno množenje večceličnih - izmenjava genetskih informacij zaradi rekombinacije mest Molekule DNA sosednje nukleide v celicah.

Razmislite o vsaki od teh izvedb podrobneje in določitev značilnosti umetno gojenje populacij mikroorganizmov.

Aseksualno razmnoževanje in njene značilnosti

Vsak bakterijska celica zavezuje vse vitalnega procesi:

• diha;
• jede;
• Premikanje;
• absorbira in porabi energijo;
• raste;
• razvija.

Rezultat vsega življenja je proces nespečnega razmnoževanja, zaradi česar matična celica povzroča nove posameznike in postopoma umre.

Opis postopka

Način bakterije raste vegetativno, lahko na kratko opišemo v nekaj odstavkih.

1. Bakterija doseže določeno velikost in zalogo hranila. Kot rezultat, je pripravljen začeti proces.
2. Nato se celica začne vzdolžno razširiti, to pomeni, da se podaljša.
3. V tej sredini se oblikuje prečni septum (zožitev), ki se začne približevati središču celice, ga stiskati.
4. Znotraj ga spremljajo proces replikacije DNA, tj delitev prokariontsko jedro.
5. Genetski material na obeh koncih molekule je pritrjen na stene bakterijske celice.
6. Glavna in ponovljena DNA se razlikuje na različnih polih.
7. Zoženje se zapre in celica se razdeli na polovico. Tako se oblikujejo dva otroka.
8. Manjkajo strukture (flagella, kapsule sluz itd.) So izpolnjene pri vsakem predstavniku posebej.
9. Nukleotid celice se najprej razdeli in po njem pride do citokineze.

Očitno je, da je rast in množenje bakterij po tej vrsti zelo preprost in hiter proces, ki ne zahteva priprave in nekaterih posebnih lastnosti.

Vendar pa se pri nekaterih vrstah (na primer v bakleni baciliji sena) proces ne konča. Dve hčerinski celici tvorijo most med njimi, skozi katere DNK svobodno prehaja iz enega v drugega. Srečanje drug drugega, mesta za izmenjavo molekul nukleinske kisline, kar vodi k pojavu mutacij. Po tem se DNA vrne v svojo kletko, ki se je že spremenila, z novimi deli vgrajeni v verigo. Most se zruši, vsak posameznik začne samostojno življenje.

Vrste delitve celic

Obstaja še nekaj posebnosti v tem, kako bakterije pomnožujejo aseksualno. Ko je postopek zaključen, so možne tri različice razvoja dogodkov.

1. Citokinoza in delitev nukleoze se pojavita prej, kot da imajo zožitve čas, da se oblikujejo, celice pa se razlikujejo po dveh strukturah. Zato v teh primerih nastajajo diplokoki, streptokoki, stafilokoki, paličaste večcelične oblike in druge kombinirane oblike.
2. Normalna ločitev. V tem primeru pride do pravočasne in usklajene vegetativne delitve samih celic, genetskega materiala in citoplazme. Kot rezultat, dve normalni hčerinski celici dobimo iz ene matične celice.
3. Tekoča delitev genskega materiala je veliko hitrejša od ločevanja celic samih. Posledično se oblikujejo multinukleidne oblike.

Po nastanku katere koli od zgornjih kolonij se celice v mnogih izmed njih tudi težijo ločiti drug od drugega in neodvisnega obstoja.

Metode ločevanja celic drug od drugega

Posebnosti bakterijskega množenja z vegetativno metodo vključujejo različne možnosti ločevanja celic. Skupaj jih je tri.

1. Celice prekinijo citoplazemski most med njimi in se odklanjajo med seboj (zlomljena ločitev). Primer: palice iz antraksa.
2. Natančno ločevanje z drsenjem enega posameznika na površino drugega. Primer: Escherichia.
3. Oddelek. Način, kako ena celica opisuje drugo okoli oblike V. Primer: difterična bakterija.

   

O tej posebnosti neseksualnega (vegetativnega) reprodukcije bakterijskih vrst konča.

Spolna reprodukcija: značilnosti

Kako se pojavlja reprodukcija bakterij po spolni metodi, je bila ugotovljena šele leta 1946. Pred tem je bilo znano le možnost, ki smo jo že upoštevali. Verjeli so, da je odgovor na vprašanje, kako se resnične bakterije pomnožijo, nedvoumno: samo nessečni celična delitev v dveh.

Vendar pa poskusi na sevih escherichia coli je pokazala, da so njegove celice sposobne konjugacije. To je ime posebnega procesa izmenjave genskega materiala. In to je že zdaj neposreden znak spolne reprodukcije.

Kot taka med bakterijami ni ženskih in moških celic. Vendar pa vedno obstaja ena, ki vsebuje začetno DNK (moški) in tisti, ki jo bo prejela (ženka). Celoten postopek je naslednji.

1. Dve celici se približata in vzpostavita stik.
2. Kraj stika se imenuje žaga in je votla vlaknasta cev. Izdeluje ga "moški" celica.
3. Nato se po oblikovani poti začne prenos DNA očeta v matično celico.
4. Tu je genetski material rekombiniran, to pomeni, da izmenjuje popravke. Vsaka molekula zaključi manjkajočo verigo.
5. Postopek je zelo počasen, zato je "prehodna" celica sposobna večkrat ponoviti svojo DNK.
6. Posledično se oblikujejo novi posamezniki, ki imajo rekombinantni genski material z znaki moških in ženskih celic. In tudi nekaj začetnih očetovskih celic.

Rast bakterijskih kolonij

Da bi preučili, kako bakterije rastejo in razmnožujejo, je posebna hranilni mediji, primerna za vsako vrsto. So seje sevov in, ob upoštevanju nekaterih sterilnih pogojev, da bi se izognili konkurenci, ko se kolonizirajo drugi mikroorganizmi, spremljajo spremembe, ki se odvijajo, in rast celih kolonij.

Če ta proces ni omejen z omejevalnimi dejavniki, se rast prebivalstva nadaljuje v logaritemskem napredovanju. Smrt celic z naravnimi sredstvi je samo v aritmetiki.

Vzorec spore

Slišati, da so mikrobi sposobni oblikovati posebne strukture - spori, mnogi menijo, da je to še ena različica načina, kako se bakterije razmnožujejo. Vendar to ni tako.

Spor - je le začasno stanje celic počitka, v katerem je lahko preživi škodljive okoljske pogoje. Včasih celo deset let. S procesi razmnoževanja potomcev to nikakor ni povezano.