Особенности размножения бактерий: общие сведения о размножении, репликация бактериальной хромосомной ДНК, размножение в различных средах

Особенности размножения бактерий

Общие сведения о размножении бактерий

Как размножаются бактерии? Вот некоторые общие положения.

Выделяют следующие способы размножения бактерий:

• бинарное деление бактерий. В результате бинарного деления (на две части), которое осуществляется симметрично относительно поперечной и продольной осей, происходит образование одинаковых дочерних клеток;
• почкование. Это вариант бинарного деления. На одном из полюсов образуется почка, которая растет и отделяется, когда ее размер становится таким же, как у материнской клетки. Что касается симметрии, то соблюдается только относительно продольной оси;
• множественное деление. Оно заключается в том, что с клеткой происходят быстрые последовательные бинарные деления внутри фибриллярного слоя материнской клетки. Благодаря этому образуются баеоциты — мелкие клетки в количестве от 4 до 1000. Когда клеточная стенка материнского организма разрывается, то баеоциты выходит наружу;
• размножение бактерий происходит и при помощи спор;
• способ фрагментации клеток, отличающихся нитевидной формой;
• конъюгация. Обозначает половой процесс, в ходе которого клетки обмениваются генетическим материалом;
• трансформация. В ее основе — перенос «голой» ДНК;
• трансдукция. В этом случае генетическая информация переносится за счет бактериофагов.

Репликация бактериальной хромосомной ДНК

Репликация хромосомы в бактериальной клетке осуществляется согласно полуконсервативному типу. В результате удваивается ДНК нуклеоида — бактериального ядра. Такой тип репликации подразумевает раскрытие двухспиральной молекулы ДНК, а также достраивание каждой отдельной нити ДНК комплементарной нитью.

Репликация ДНК осуществляется от начальной точки ori и катализируется ДНК-полимеразами. Хромосома бактериальной клетки связана с цитоплазматической мембраной именно в области ori.

Первоначально речь идет о деспирализации или раскручивании двойной цепи ДНК. В результате формируется репликативная вилка — это две разветвленные цепи. Одна из этих цепей достраивается и связывает нуклеотиды от 5 к 3 концу. Вторая цепь достраивается посегментно.

Репликация ДНК состоит из нескольких этапов:

• инициации;
• элонгации (роста цепи);
• терминации.

Репликация как процесс дает две хромосомы. Они закрепляются за цитоплазматическую мембрану или ее производные, и с увеличением клетки отдаляются друг от друга. Как только образуется перегородка или перетяжка деления, хромосомы окончательно разъединяются. Перегородки разрушаются под воздействием аутолитических ферментов.

Размножение бактерий в жидкой среде

Бактерии, заселенные в определенную питательную среду, постепенно ее истощают, поскольку непрерывно размножаются и потребляют питательные вещества. Истощение питательной среды же ведет к остановке роста микроорганизмов.

Рост культуры в жидкой питательной среде бывает:

• придонным;
• диффузным;
• поверхностным.

Есть несколько фаз роста и размножения бактерий (периодической культуры). Проще всего их продемонстрировать в виде отрезков кривой размножения.

Фазы размножения бактерий:

1. Лаг-фаза. Затрагивает период, начальной точкой которого является посев бактерий, а конечной — начало процесса размножения. Длительность фазы — от 4 до 5 часов. За это время микроорганизмы увеличиваются в размерах и готовятся делиться. Также наблюдается увеличение количества белка, нуклеиновых кислот и прочих соединений.
2. Фаза логарифмического роста. Это время, когда клетки интенсивно делятся. Длится это 5-6 часов. Особенность фазы в том, что на этом этапе клетки бактерий наиболее чувствительны.
3. Фаза стационарного роста. По-другому ее еще называют фазой максимальной концентрации бактерий. Отмечается постоянное количество жизнеспособных клеток. То есть, М-концентрация (максимальная концентрация). Сколько длится фаза, зависит от вида, особенностей бактерий и культивирования.
4. Фаза гибели бактерий. Бактерии отмирают, когда питательная среда истощается и накапливаются продукты метаболизма. Эта фаза может длиться от десяти часов до нескольких недель.

Размножение бактерий на плотной питательной среде

Бактерии, которые растут на плотной питательной среде, формируют изолированные колонии. Эти колонии отличаются ровными или неровными краями округлой формы, разным цветом и консистенцией. Пигмент бактерии определяет цвет питательной среды.

При помощи формы, цвета, вида колоний на плотной питательной среде бактерии идентифицируются, а также отбираются колонии для создания чистых культур.