Hvordan formeres bakterier under gunstige og ugunstige forhold?

De mindste organismer på vores planet -prokaryote bakterieceller. Sandsynligvis er deres størrelse en af ​​grundene til, at de er i stand til en kolossal stigning i nummeret. Det skønnes, at den normale reproduktion af bakterier opstår hver 20-30 minutter. Naturligvis er antallet af celler simpelthen utroligt! For en dag i oversættelsen til massen af ​​afkom fra en person vil være omkring 5 tons.

På grund af forskellige begrænsende faktorer forekommer imidlertid denne stigning ikke. Hvad er årsagen til en så hurtig multiplikation af disse organismer? Lad os prøve at forstå dette spørgsmål.

Metoder til reproduktion af bakterier

Der er flere af dem. Hovedfaktoren, der bestemmer denne eller den variant af reproduktionsprocessen, er de ydre forhold. Hvordan formeres bakterier under gunstige forhold? Der er to måder:

• vegetativ (aseksuel);
• ved spirende.

Disse er hurtigere, enkle og evolutionært gamle metoder. Men med sådanne metoder er der ingen udveksling af genetisk information, så børnene er en nøjagtig maternisk kopi.

Men hvordan multiplicerer bakterierne, hvis parametreneekstern sfære er ugunstig? Derefter kommer en særlig proces, der har samme grundlag som seksuel multiplikation af multicellulær - udveksling af genetisk information på grund af rekombination af DNA-segmenter af nabokernoider i celler.

Lad os overveje hver af disse muligheder mere detaljeret og finde ud af funktionerne ved kunstig dyrkning af populationer af mikroorganismer.

Ældre reproduktion og dens funktioner

Hver bakteriecelle udfører alle vitale processer:

• vejrtrækning;
• feeds;
• moves;
• absorberer og bruger energi
• stigninger;
• udvikler sig.

Resultatet af alt liv er processen med aseksuel reproduktion, som følge af, at modercellen giver anledning til nye individer og gradvist dør.

Beskrivelse af processen

Den måde bakterierne vokser vegetativt på, kan kort beskrives i flere afsnit.

1. Bakterien når en vis størrelse og en reserve af næringsstoffer. Som følge heraf er den klar til at starte processen.
2. Så begynder cellen at strække sig langsgående, det vil sige at forlænge.
3. I denne midte dannes en tværgående septum (indsnævring), som begynder at konvergere mod midten af ​​cellen, klemme den.
4. Inden foregår replikationsprocessen af ​​DNA-molekylet, dvs. divisionen af ​​nukleoid.
5. Det genetiske materiale i begge ender af molekylet er bundet til bakteriens cellevægge.
6. Hoved- og replikeret DNA afviger ved forskellige poler.
7. Forstramningen lukker og cellen er delt i halvdelen. Så to børn er dannet.
8. Manglende strukturer (flagella, slimkapsler osv.) Udfyldes separat i hver repræsentant.
9. Nukleotidet i cellen er delt først, og efter det forekommer cytokinesis.

Naturligvis er væksten og multiplikationen af ​​bakterier af denne type en meget enkel og hurtig proces, der ikke kræver forberedelse og nogle specifikke træk.

Men i nogle arter (for eksempel i høenbacillus bakterier), slutter processen ikke der. To datterceller danner en bro mellem dem, hvorigennem DNA frit passerer fra den ene til den anden. Møder hinanden, udskifter nukleinsyremolekyler steder, hvilket fører til forekomsten af ​​mutationer. Derefter vender DNA'et tilbage til sit bur, kun allerede ændret, med nye sektioner indbygget i kæden. Broen kollapser, hver enkelt begynder en selvstændig eksistens.

Typer af celledeling

Der er et par mere ejendommelige i, hvordan bakterierne former sig aseksuelt. Når processen er afsluttet, er der tre varianter af udviklingen af ​​begivenheder.

1. Cytokinesis og opdeling af en nukleoid forekommer tidligere,end har tid til at danne sammenbrud, og cellerne spredes af to strukturer. Derfor er der i disse tilfælde dannelsen af ​​diplokokker, streptokokker, stafylokokker, stangformede multicellulære formationer og andre kombinerede former.
2. Normal adskillelse. I dette tilfælde forekommer en rettidig og harmonisk vegetativ opdeling af både cellerne selv og det genetiske materiale og cytoplasma. Som et resultat opnås to normale datterceller fra en modercelle.
3. Den igangværende opdeling af genetisk materiale er meget hurtigere end separationen af ​​cellerne selv. Som følge heraf dannes multinukleide former.

Efter dannelsen af ​​nogen af ​​de ovennævnte kolonier har celler i mange af dem også tendens til at adskille fra hinanden og uafhængige eksistens.

Metoder til frigørelse af celler fra hinanden

De særlige egenskaber ved bakteriel multiplikation ved den vegetative metode indbefatter forskellige celleadskillelsesmuligheder. I alt er der tre af dem.

1. Celler bryder den cytoplasmatiske bro mellem dem og afviser hinanden (brud adskillelse). Eksempel: miltbrandstænger.
2. Nøjagtig adskillelse ved at glide et individ over overfladen af ​​en anden. Eksempel: Escherichia.
3. Sektion. Måden i hvilken en celle beskriver en anden omkring formen af ​​V. Eksempel: difteri bakterier.
   

På denne ejendommelighed af aseksuelle (vegetative) reproduktion af bakteriearter ender.

Seksuel gengivelse: funktioner

Hvordan virker reproduktion af bakterier ved seksuel behandlingmåde blev den etableret først i 1946. Før det var kun den mulighed, vi allerede havde overvejet, kendt. Det blev antaget, at svaret på spørgsmålet om, hvordan de reelle bakterier multipliceres, er entydige: kun aseksuel opdeling af cellen i to.

Men eksperimenter på Escherichia coli stammerviste, at dets celler er i stand til konjugation. Dette er navnet på en særlig proces med udveksling af genetisk materiale. Og dette er allerede et direkte tegn på seksuel reproduktion.

Som sådan er kvindelige og mandlige celler blandtingen bakterier. Der er dog altid en, der indeholder den oprindelige DNA (han) og den der vil modtage den (hun). Hele processen er som følger.

1. To celler nærmer hinanden og etablerer kontakt.
2. Kontaktstedet hedder en sav, og det er et hult fibrøst rør. Det produceres af en "mandlig" celle.
3. Derefter begynder overførslen af ​​DNA fra faderen til modercellen gennem den dannede kanal.
4. Her er det genetiske materiale rekombineret, det vil sige, det udveksler pletter. Hvert molekyle fuldender den manglende kæde.
5. Processen er meget langsom, så under sin passage er den "mandlige" celle i stand til at replikere dens DNA flere gange.
6. Som et resultat dannes der nye individer, der har et rekombinant genetisk materiale med tegn på både mandlige og kvindelige celler. Og der er også flere indledende faderceller.

Vækst af bakterielle kolonier

For at studere, hvordan vækst ogmultiplikation af bakterier, tilbered særlige næringsmedier egnet til hver art. De er sået stammer, og iagttagelse af visse sterile betingelser for at undgå konkurrence, når andre mikroorganismer bliver koloniseret, observerer de de ændringer, der finder sted og væksten af ​​hele kolonier.

Hvis denne proces ikke er begrænset af begrænsende faktorer, fortsætter befolkningstilvæksten i en logaritmisk progression. Cellernes død på naturlige måder er kun i det aritmetiske.

Spordannelse

Hør at mikrober er i stand til at danne specielle strukturer - tvister, mange mennesker tror, ​​at dette er en anden variant af, hvordan bakterierne formere sig. Dette er dog ikke tilfældet.

Spore er kun en midlertidig hvilestillingen celle, hvor hun er i stand til at opleve ugunstige miljøforhold. Nogle gange selv tiere af år. Med reproduktionen af ​​afkom er det på ingen måde forbundet.