Kuinka bakteerit lisääntyvät suotuisissa ja epäsuotuisissa olosuhteissa?

Pienimmät organismit planeetallamme -prokaryoottiset bakteerisolut. Todennäköisesti niiden koko on yksi syy siihen, miksi ne pystyvät kasvattamaan määrää huomattavasti. On arvioitu, että bakteerien normaali lisääntyminen tapahtuu 20-30 minuutin välein. Tietenkin solujen määrä on yksinkertaisesti uskomaton! Päivän kääntämisessä jälkeläisten massaan yksi henkilö on noin 5 tonnia.

Kuitenkin eri rajoittavista tekijöistä johtuen tämä korotus ei tapahdu. Mikä aiheuttaa näiden organismien nopean lisääntymisen? Yritetään ymmärtää tämä kysymys.

Bakteerien lisääntymismenetelmät

Niitä on useita. Tärkein tekijä, joka määrittää tämän tai tämän monistusprosessin muutoksen, on ulkoiset olosuhteet. Miten bakteerit lisääntyvät edullisissa olosuhteissa? On kaksi tapaa:

• kasvava (aseksuaalinen);
• pudottamalla.

Nämä ovat nopeampia, yksinkertaisia ​​ja kehittyneimpiä vanhoja menetelmiä. Tällaisilla menetelmillä ei kuitenkaan ole geneettisen tiedon vaihtoa, joten lapset ovat tarkka äidin kopio.

Mutta miten bakteerit lisääntyvät, jos parametritulkoiset alueet ovat epäsuotuisat? Sitten tulee erityinen prosessi, jolla on sama perusta kuin monisoluisen sukupuolen lisääntyminen - geneettisen tiedon vaihtaminen, joka johtuu vierekkäisten nukleoidien DNA-segmenttien rekombinaatiosta soluissa.

Tarkastellaan jokaista näistä vaihtoehdoista tarkemmin ja selvitetään mikro-organismien populaatioiden keinotekoisen viljelyn ominaisuudet.

Asexual-kopiointi ja sen ominaisuudet

Jokainen bakteerisolu suorittaa kaikki tärkeät prosessit:

• hengitys;
• syötteet;
• liikkuu;
• absorboi ja kuluttaa energiaa;
• lisääntyy;
• kehittyy.

Kaiken elämän tuloksena on seksuaalisen lisääntymisen prosessi, jonka seurauksena äiti solu synnyttää uusia yksilöitä ja vähitellen kuolee.

Prosessin kuvaus

Bakteerien kasvua voidaan kuvata lyhyesti useissa kappaleissa.

1. Bakteeri saavuttaa tietyn koon ja ravintoainepitoisuuden. Sen vuoksi se on valmis aloittamaan prosessin.
2. Sitten solu alkaa venyttää pitkittäin, eli pidentää.
3. Tällä keskellä muodostuu poikittainen septum (supistuminen), joka alkaa lähentyä kohti solun keskustaa puristamalla sitä.
4. Sisällä tapahtuu DNA-molekyylin replikaatioprosessi, eli nukleoidin jakautuminen.
5. Molekyylin molemmissa päissä oleva geneettinen materiaali kiinnitetään bakteerisolun seinämiin.
6. Pää- ja toistuva DNA eroaa eri napeissa.
7. Kavennus sulkeutuu ja solu jakautuu puoleen. Joten syntyy kaksi lasta.
8. Puuttuvat rakenteet (flagella, liman kapselit jne.) Täytetään jokaisessa edustajassa erikseen.
9. Solun nukleotidi jaetaan ensin, ja sen jälkeen sytokiineesi.

On selvää, että bakteerien kasvu ja lisääntyminen tämäntyyppisellä tyypillä on hyvin yksinkertainen ja nopea prosessi, joka ei vaadi valmistelua ja joitain erityispiirteitä.

Joissakin lajeissa (esimerkiksi heinämässäbacillus-bakteerit), prosessi ei pääty sinne. Kaksi tytär-solua muodostaa silta niiden välille, jonka kautta DNA kulkee vapaasti toisistaan. Kokous toisiaan, nukleiinihappomolekyylien vaihtoaikoja, mikä johtaa mutaatioiden esiintymiseen. Tämän jälkeen DNA palaa häkilleen, joka on jo muuttunut, ja ketjuun on lisätty uusia osia. Silta kaatuu, jokainen ihminen alkaa itsenäisen olemassaolon.

Solunjaon tyypit

On olemassa muutamia erityispiirteitä siitä, kuinka bakteerit lisääntyvät epäsuotuisasti. Kun prosessi on valmis, kolme tapahtumamuodonvaihtoa on mahdollista.

1. Nukleoidin sytokineesi ja jakautuminen tapahtuu aikaisemmin,kuin on aikaa supistuksiin, ja solut hajottavat kahdella rakenteella. Siksi näissä tapauksissa diplocokkien, streptokokkien, stafylokokkien, sauvanmuotoisten monisoluisten muodostelmien ja muiden yhdistettyjen muotojen muodostuminen.
2. Normaali erotus. Tässä tapauksessa tapahtuu molempien solujen oikea-aikaista ja sopusointuista kasvua, sekä geneettistä materiaalia ja sytoplasmaa. Tuloksena saadaan kaksi normaalia tytärsolua yhdestä äidin solusta.
3. Geneettisen materiaalin jatkuva jakautuminen on paljon nopeampaa kuin solujen itsensä erottaminen. Tuloksena syntyy moninukleoidimuotoja.

Minkä tahansa edellä mainitun pesäkkeen muodostumisen jälkeen monissa näistä soluista on myös taipumus erottaa toisistaan ​​ja itsenäinen olemassaolo.

Menetelmät solujen irrottamisesta toisistaan

Bakteerien lisääntymisen erityispiirteet vegetatiivisella menetelmällä sisältävät erilaisia ​​solujen erotusvaihtoehtoja. Yhteensä on kolme.

1. Solut katkaisevat keskenään sytoplasmisen sillan ja repivät toisiaan (rikkomatta erottelua). Esimerkki: pernaruttotangot.
2. Tarkka erottaminen liukumalla yksi henkilö toisen pinnan yli. Esimerkki: Escherichia.
3. Osiossa. Tapa, jolla yksi solu kuvaa toisen V: n muodon ympärillä. Esimerkki: difteriabakteerit.
   

Tällä bakteerilajien eksektiivisen (kasvullisen) lisääntymisen erityispiirteellä.

Seksuaalinen lisääntyminen: ominaisuudet

Miten bakteerien lisääntyminen seksuaalisestitavalla, se perustettiin vasta vuonna 1946. Ennen tätä vain tiedossa olleesta vaihtoehdosta oli tiedossa. Uskottiin, että vastaus kysymykseen siitä, kuinka todelliset bakteerit lisääntyvät, on yksiselitteinen: vain solujen jakautuminen kahteen osaan.

Kuitenkin kokeita Escherichia coli -kannoillaosoitti, että sen solut kykenevät konjugoimaan. Tämä on nimenomainen geneettisen materiaalin vaihdon prosessi. Ja tämä on jo suora merkki seksuaalisen lisääntymisestä.

Sellaisena, naispuoliset ja urosolut sisälsivät mmei bakteereita. Kuitenkin on aina sellainen, joka sisältää alkuperäisen DNA: n (uros) ja sen, joka vastaanottaa sen (nainen). Koko prosessi on seuraava.

1. Kaksi solua lähestyy toisiaan ja muodostavat yhteyden.
2. Kosketuspaikkaa kutsutaan sahaksi, ja se on ontto kuituputki. Se tuotetaan "urospuolisella" solulla.
3. Sitten muodostetun kanavan kautta isän DNA: n siirtyminen äidin soluun alkaa.
4. Tässä geneettinen materiaali rekombinoituu, eli se vaihtaa laastaria. Kukin molekyyli täyttää puuttuvan ketun.
5. Prosessi on hyvin hidasta, joten sen läpi kulkevan "urospuolisen" solun kykenee replikoimaan DNA: nsa useita kertoja.
6. Tämän seurauksena syntyy uusia yksilöitä, joilla on rekombinantti geneettinen materiaali, jolla on merkkejä sekä mies- että naispuolisista soluista. Ja myös olemassa useita alkuperäisiä isä soluja.

Bakteeripesäkkeiden kasvu

Jotta voitaisiin selvittää, miten kasvu jakasvattaa bakteereja, valmistella erityisiä ravintoaineita sopivaksi jokaiselle lajille. Ne istutettiin kantoja ja tarkkailemalla tiettyjä steriilisti välttää kilpailun osakkeita, muut pieneliöt ovat katsomassa tapahtuvia muutoksia ja kasvua koko siirtomaita.

Jos tätä prosessia ei rajoiteta rajoittavilla tekijöillä, väestönkasvu etenee logaritmisessa etenemisessä. Solujen kuolema luonnollisin keinoin on vain aritmeettista.

Spore muodostuminen

Kun kuulet, että mikrobit pystyvät muodostamaan erityisiä rakenteita - kiistat, monet ihmiset ajattelevat, että tämä on toinen variantti siitä, miten bakteerit lisääntyvät. Näin ei kuitenkaan ole.

Spore on vain tilapäinen lepopaikkasolu, jossa hän voi kokea epäsuotuisia ympäristöolosuhteita. Joskus jopa kymmeniä vuosia. Jälkeläisten jäljentämismenetelmillä tämä ei millään tavoin ole yhteydessä toisiinsa.