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

61392. Reading in my life. Modal verbs (should) 17.01 KB
  I’m a tourist. I want to visit your native city. Is it a good place to visit or not? Why? What should I do when I’m there? Where should I go? What should I see? What shouldn’t I do?
61393. Sport in my life. My favourite sport 23.76 KB
  Sport is very important in our life. It is popular among young and old people. People all over the world are fond of sports and games. Sport makes people healthy, keeps them fit, more organized and better disciplined.
61395. Брежневский «застой» 67.94 KB
  СССР обогнал США по производству тракторов и комбайнов в добыче угля и железной руды но по другим показателям советская промышленность и сельское хозяйство продолжали отставать.
61397. Буквы й, Й. Чтение слогов, слов. Слова, которые отвечают на вопросы: какой? какая? какое? какие? 27.5 KB
  Цели: формируем умение анализировать текст; формируем умение классифицировать слова по вопросам; формируем умение различать однозначные и многозначные слова. А что общего вы услышали в словах май пой жуй лей трамвай...
61398. Бумажные фантазии 18.98 KB
  Ознакомить учащихся с техникой выполнения квиллинга. История квиллинга В отличие от оригами родиной которого является Япония искусство бумагокручения возникло в Европе в конце 14 начале 15 века.
61400. ЧЕСТНОЕ ПИОНЕРСКОЕ, ИЛИ УРОКИ ИСТОРИИ (Очерки истории детско-юношеского движения в России) 201.16 KB
  Оборотной стороной богатства процветающего и сверхжадного российского капитала были 12 16-часовой рабочий день не только мужчин но и женщин и детей; штрафы опустошавшие на треть и без того тощий рабочий кошелек; массовый травматизм; тяжелейшие жилищнобытовые условия рабочего люда. Ленин около четырех пятых детей и подростков в России лишено народного образования. Уже в первой Программе партии принятой в 1903 году II съездом РСДРП были изложены основные социально-экономические требования большевиков в области охраны прав детей:...