5. 5. Рост и размножение бактерий

Жизнедеятельность бактерий характеризуется ростом — форми­рованием структурно-функциональных компонентов клетки и увеличением самой бактериальной клетки и размножением — самовоспроизведением, приводящим к увеличению количества бактериальных клеток в популяции.

Бактерии размножаются бинарным делением пополам, реже почкованием. Актиномицеты, как и грибы, могут размножаться' спорами. Актиномицеты, являясь ветвящимися бактериями, размножаются также путем фрагментации нитевидных клеток. Грамположительные бактерии делятся путем врастания синтези­рующихся перегородок деления внутрь клетки, а грамотрица- тельные — путем перетяжки в результате образования гантеле­видных фигур, из которых затем образуются две одинаковые клетки (рис.3.1).

Делению клеток предшествует репликация бактериальной хро­мосомы по полуконсервативному типу: двунитевая цепь ДНК раскрывается и каждая нить достраивается комплементарной нитью. Это приводит к удвоению молекул ДНК бактериального ядра - нуклеоида. Репликация хромосомной ДНК осуществля­ется от начальной точки ori (от англ. origin — начало). Хромосома бактериальной клетки связана в области ori с цитоплазматичес­кой мембраной. Репликация ДНК катализируется ДНК-полиме- разами. Сначала происходит раскручивание (деспирализация) двойной цепи (нити) ДНК, в результате чего образуется реп­ликативная вилка (разветвленные цепи): одна из цепей, дост­раиваясь, связывает нуклеотиды от 5'- к З’-концу, другая до­страивается посегментно.

Репликация ДНК осуществляется в 3 этапа: инициация, элон­гация (рост цепи) и терминация. Образовавшиеся в результате репликации две хромосомы расходятся, чему способствует уве­личение размеров растущей клетки: прикрепленные к цитоплаз­матической мембране или ее производным (например, мезосомам) хромосомы по мере увеличения объема клетки удаляются друг от друга. Окончательное их обособление завершается обра­зованием перетяжки (или перегородки) деления. Клетки с перегородкой деления расходятся в результате действия аутоли- тических ферментов, разрушающих сердцевину перегородки. Аутолиз при этом может происходить неравномерно: делящиеся клетки на одном участке остаются связанными частью клеточ­ной стенки в области перегородки деления. Такие клетки рас­полагаются под углом друг к другу, что характерно для диф­терийных коринебактерий.

Размножение бактерий в жидкой питательной среде. Бактерии, засеянные в определенный, но не изменяющийся объем жидкой питательной среды, размножаясь, потребляют питательные эле­менты, что в дальнейшем приводит к истощению питательной среды и прекращению роста бактерий. Культивирование бакте­рий в такой системе называют периодическим, а культуру — периодической. Если же условия культивирования поддерживают­ся путем непрерывной подачи свежей питательной среды и от­тока такого же объема культуральной жидкости, то такое куль­тивирование называется непрерывным, а культура — непрерывной.

При выращивании бактерий на жидкой питательной среде наблюдается придонный, диффузный или поверхностный (в виде пленки) рост культуры.

Рост периодической культуры бактерий подразделя­ют на несколько фаз, или периодов: 1) лаг-фаза;