93682

Размножение микробов. Механизмы деления бактериальной клетки. Методы культивирования микробов: стационарный, глубинный с аэрацией, проточный. Периодические, непрерывные и синхронные культуры. Фазы роста периодической культуры

Доклад

Медицина и ветеринария

Механизмы деления бактериальной клетки. В условиях скоординированного роста деление клетки происходит когда она удваивает свою биомассу строго посередине. Процесс деления клетки сопряжен с процессом сегрегации распределения дочерних хромосом и дочерних плазмид в дочерние клетки.

Русский

2015-09-04

15.13 KB

0 чел.

Размножение микробов. Механизмы деления бактериальной клетки. Методы культивирования микробов: стационарный, глубинный с аэрацией, проточный. Периодические, непрерывные и синхронные культуры. Фазы роста периодической культуры.

В условиях скоординированного роста деление клетки происходит, когда она удваивает свою биомассу, строго посередине. Процесс деления клетки сопряжен с процессом сегрегации (распределения) дочерних хромосом и дочерних плазмид в дочерние клетки. У бактерий обнаружены белки- гомологи белков РаrА и РаrВ (они осуществляют равномерное распределение плазмид между дочерними клетками) и белок МuсВ. Вместе с белками мембраны они образуют комплекс, растаскивающий хромосомы в дочерние клетки перед образованием межклеточной перегородки. Связь между вегетативной репликацией хромосомы и клеточным делением включает три следующих последовательных события:

1. подготовку к инициации репликации;

2. цикл репликации хромосомы (и плазмиды);

3. интервал времени между завершением репликации хромосомы и клеточным делением. Клеточный цикл бактерий можно выразить следующей формулой:

Т = С + Э,

где Т — время удвоения; С — время цикла репликации; Б — время между завершением цикла репликации и клеточным делением.

При благоприятных условиях роста Т для Е. соli и многих других бактерий составляет около 30 мин. Деление бактериальной клетки находится также под строгим генетическим контролем, нарушение которого приводит и к нарушению механизма клеточного деления.

Деление бактерий наступает в результате формирования межклеточной перегородки, которое происходит следующим образом. В том участке ЦМ, с которым связана с помощью особого рецептора молекула ДНК (хромосома, плазмида), происходят события, инициирующие процесс репликации, в результате которого вновь образующаяся дочерняя молекула ДНК прикрепляется также к рецептору на ЦМ. Область последней между двумя рецепторами, к одному из которых прикреплена родительская, а к другому — дочерняя ДНК, начинает удлиняться, в результате этого расстояние между ними увеличивается в течение времени С. По завершении процесса репликации строго по экватору между отделившимися друг от друга хромосомами начинает формироваться межклеточная перегородка путем встречной инвагинации (врастания навстречу друг к другу) ЦМ и связанной с ней области клеточной стенки.

В результате слияния инвагинирующих участков ЦМ и КС образуется межклеточная перегородка, и родительская клетка разделяется на две дочерние клетки равной длины. Функцию аппарата митоза у бактерий выполняет ЦМ путем своего удлинения, которое раздвигает хромосомы (и плазмиды) таким образом, что они оказываются по ту и другую стороны формирующейся межклеточной перегородки в равных соотношениях.

Для выращивания бактерий используют следующие способы их культивирования: стационарный, глубинный с аэрацией и с использованием проточных питательных сред.

1. Стационарный способ: питательные среды сохраняются постоянными, с ними никаких дополнительных манипуляций не производят. Однако при таком способе культивирования в жидких питательных средах, где преобладают анаэробные энергетические процессы, выход биомассы незначителен. Поэтому в связи с развитием микробиологической промышленности были разработаны принципиально новые способы культивирования, позволяющие получать гораздо больший выход биомассы или биологически активных соединений. К их числу относятся метод глубинного культивирования с аэрацией и метод использования проточных сред.

2. Метод глубинного культивирования с аэрацией. Для выращивания с помощью этого способа применяют специальные устройства — реакторы. Они представляют собой герметические котлы (приспособленные автоклавы), в которые заливается жидкая питательная среда. Реакторы снабжены автоматическими приспособлениями, позволяющими поддерживать постоянную температуру, оптимальные рН и гН2, дозированное поступление необходимых дополнительных питательных веществ. Однако главная особенность таких реакторов в том, что они постоянно продуваются стерильным воздухом и в них установлены мешалки, с помощью которых среда постоянно перемешивается. Поэтому во всей питательной среде создается такая концентрация свободного кислорода, при которой энергетические процессы происходят в аэробных условиях, т. е. достигается максимальное использование энергии, заключенной в глюкозе, а следовательно, и максимальный выход биомассы. Для примера: выход биомассы при стационарном методе культивирования Е. соli в МПБ через 18—20 ч составляет 1—2 млрд клеток на 1 мл среды, а при глубинном методе через 12-14 ч - 50-60 млрд клеток/мл среды.

3. Использование проточных питательных сред позволяет создать условия, при которых клетки имеют возможность длительное время находиться в определенной фазе роста (экспоненциальной) при постоянной концентрации питательных веществ и в одних и тех же условиях, обеспечивающих непрерывный рост культуры. Методы получения непрерывных культур основаны на том, что в аппарат, где растут клетки, непрерывно добавляют свежую питательную среду и одновременно из него удаляют соответствующее количество бактерий.

Таким образом, в соответствии со способами культивирования различают:

1) периодические (при стационарном и глубинном методах культивирования) и

2) непрерывные (при проточном способе) культуры микроорганизмов.

3) синхронные культуры, в которых все клетки одновременно (синхронно) делятся. Однако такая синхронность сохраняется, как правило, в течение 2—3 циклов деления, а затем она нарушается. Синхронные культуры используют в основном для изучения тех или иных стадий клеточного цикла бактерий и роли отдельных генов (и их продуктов) в их осуществлении.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

67499. Социальное партнерство как фактор регулирования социально-трудовых отношений 107 KB
  Социальное партнерство как фактор регулирования социально-трудовых отношений. Рассматриваемые в лекции вопросы Социальное партнерство как фактор регулирования социально-трудовых отношений Ключевые понятия лекции Генеральное соглашение Тарифное соглашение Специальное соглашение Двухсторонняя комиссия...
67500. Рассмотрение и разрешение индивидуальных и коллективных трудовых споров 347 KB
  Примирительные процедуры при трудовых спорах. Этапы рассмотрения коллективного трудового спора. Рассмотрение и разрешение индивидуальных трудовых споров Понятие индивидуального трудового спора Индивидуальный трудовой спор неурегулированные разногласия между работодателем...
67501. Забастовка как крайняя форма социально-трудового конфликта 332 KB
  Рассматриваемые в лекции вопросы Забастовка как крайняя форма трудового конфликта: сущность основные виды процедура организации забастовки ограничение на участие в забастовке. Гарантии и правовое положение работников в связи с проведением забастовки. На Западе понятие индустриальный конфликт...
67502. Нормативно-правовое урегулирование конфликта интересов на государственной гражданской и муниципальной службе 1.26 MB
  Рассматриваемые в лекции вопросы Нормативно-правовое урегулирование конфликта интересов на государственной гражданской службе Нормативно-правовое урегулирование конфликта интересов на муниципальной службе Разработка Кодексов этики и служебного поведения государственных и муниципальных служащих...
67503. Исторические предпосылки конфликтности российского общества 158.5 KB
  Все институты власти и саморегуляции общества складывались постепенно и пронизывали все слои общества делая его носителем единой культуры. Страна вошла в круг общеевропейской христианской культуры. Христианство впитало достижения иудейской древнегреческой и древнеримской культуры.
67504. Семь лекций по истории социологии 97.5 KB
  В книге рассматриваются основные принципы истории социологии; анализируются ключевые идеи из которых сформировалась социология и благодаря которым предыстория этой дисциплины превратилась в ее историю; представлены интеллектуальные портреты некоторых классиков социологической мысли...
67505. Структура конфликта 3.02 MB
  Структура конфликта Рассматриваемые в лекции вопросы Конфликт: сущность и специфика конфликтного взаимодействия. Структура конфликта: характеристика основных элементов конфликтного взаимодействия. Объективные и личностные элементы конфликта. Конструктивные и деструктивные функции конфликта.
67506. Классификация и параметры сетей 780.5 KB
  Информационно вычислительные сети являются сегодня мощным средством обработки информации. Компонентами Вычислительной сети могут быть ЭВМ и периферийные устройства являющиеся источниками и приемниками данных. ООД и АКД вместе представляют собой Станцию данных или узел сети...
67507. Теоретические основы финансово-коммерческих вычислений 64.5 KB
  Фактор времени в финансово-коммерческих расчетах Российская экономика все более интегрируется в мировую экономику что требует использования финансового инструментария применяемого развитыми странами и международными организациями в финансовой практике. Важность учета фактора времени...