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

47038. Права особи в Україні 47.5 KB
  Особисті права особи в Україні Громадянські та політичні права належать до так званого “першого покоління†прав людини. Саме ці права в першу чергу були проголошені французькою “Декларацією прав людини і громадянина†і “Біллем про права†який увійшов до складу Конституції США. Особисті громадянські права визначають свободу людини в сфері особистого життя його юридичну захищеність від будьякого незаконного втручання. До громадянських прав відноситься право приватної власності право на охорону сім’ї материнства і дитинства...
47041. Дистилляция в коньячном производстве. Её особенности при получении коньячного спирта. Используемое оборудование. Классический способ. Факторы, обуславливающие состав примесей различных фракций 48.12 KB
  Дистилляция вина – сложный физикохимический процесс во многом определяющий качество будущего коньяка. Классическая технология коньяка Шаранты предусматривает двукратную перегонку вина на кубовых аппаратах получивших название шарантских и выдержку полученного спирта дистиллята в дубовых бочках. В эти реакции вовлекаются как нелетучие соединения вина углеводы азотистые фенольные соединения нелетучие кислоты и др. В кубе во время кипячения вина происходит образование альдегидов спиртов кислот эфиров летучих фенолов и других...
47042. Трудовые ресурсы и человеческий капитал. Экономический рост – обобщающий результат функционирования национальной экономики 50.17 KB
  С периодом в несколько лет или десятилетий фаза экономического роста сменяется фазой снижения показателей. Факторами экономического роста именуются те явления и процессы которые определяют масштабы роста настоящего размера производства способности повышения эффективности и свойства роста. На макроэкономическом уровне ведущими показателями динамики экономического роста являются: рост размера ВВП ВНП либо НДС темпы роста ВВП ВНП и НД в расчете на душу населения; темпы роста промышленного производства в целом по главным отраслям и на душу...
47043. Макроэкономическое равновесие на товарном рынке. Модель совокупного спроса и совокуп.предложения 49.14 KB
  Совокупный спрос зависят от уровня цен размера доходов населения намерений на будущее налогов правительственных расходов и денежного предложения. P уровень цен товаровQ реальный объем ВНП. Эффект процентной ставкиэффект богатства и дохода эффект импортных закупок. эффектом процентной ставки повышение цен увеличение спроса на деньги рост процента за кредит на денежном рынке: домохозяйства сокращают закупки потребительских благ чтобы меньше платить за кредит; фирмы уменьшают закупки инвестиционных товаров так как для многих...
47045. Конкурентное Поведение фирмы в условиях несовершенной конкуренции 51.33 KB
  Аналитические показатели изменения уровней ряда динамики: Абсолютный прирост базисный ∆б= yi – yo где yi уровень сравниваемого периода; y0 уровень базисного периода. Коэффициент роста Ki определяется как отношение данного уровня к предыдущему или базисному показывает относительную скорость изменения ряда. Можно выделить 2 категории показателей в этой группе: а средние уровни ряда; б средние показатели изменения уровней ряда. Средние уровни ряда рассчитываются в зависимости от вида временного ряда.
47046. КОЛИЧЕСТВО БАЗ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ БАЗИРОВАНИЯ, И ИХ ОБОЗНАЧЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 48.61 KB
  Так например при обработке плоскости призматической заготовки рис.8 а ориентировка заготовки на станке в направлении горизонтальных осей координат для получения требуемого размера а не имеет значения поэтому боковые поверхности заготовки теряют значение баз. В данном случае требуемая ориентировка заготовки осуществляется только одной установочной базой А а ее боковые поверхности используются только для закрепления п в базировании заготовки не участвуют.