Факторы роста:

• Аминокислоты. Многие микроорганизмы нуждаются в тех или иных аминокислотах (одной или нескольких), поскольку они не могут их самостоятельно синтезировать, например, клостридии – в лейцине, тирозине; стрептококки – в лейцине, аргинине и др.

• Пуриновые и пиримидиновые основания и их производные. (аденин, гуанин, цитозин, урацил, тимин и др.) являются факторами роста для разных видов стрептококков; некоторые азотистые основания нужны для роста стафилококков и других бактерий. В нуклеотидах нуждаются некоторые виды микоплазм.

• Липиды (жирные кислоты – компоненты фосфолипидов) нужны для роста некоторых стрептококков и микоплазм.

• Витамины, главным образом группы В, входят в состав коферментов. Например:

• Коринебактерии дифтерии, шигеллы нуждаются в никотиновой кислоте или ее амиде, который входит в состав НАД и НАДФ;

• Золотистый стафилококк, пневмококк, бруцеллы – в тиамине (витамин В₁), входящего в состав пирофосфата;

• Стрептококки некоторые виды, бациллы столбняка – пантотеновой кислоте, являющейся составной частью кофермента КоА и т.д.;

• Для многих бактерий факторами роста является фолиевая кислота, биотин, гемы – компоненты цитохромов (гемы необходимы гемофильным бактериям, МКБtbc).

Транспорт питательных веществ в бактериальную клетку.

Микробы ассимилируют питательные вещества в виде небольших молекул, поэтому белки, полисахариды и др. биополимеры могут служить им источниками питания только после расщепления экзоферментами до более простых соединений.

Метаболиты и различные ионы проникают в клетку тремя различными путями:

1. Пассивная диффузия – протекает без энергетических затрат, по градиенту концентрации. Таким путем поступают H₂O, O₂, CO₂, N₂.

2. Облегченная диффузия – не требует энергетических затрат. Протекает при участии мембранных белков – транслоказ.

3. Активный транспорт, протекает с энергетическими затратами против градиента концентрации:

• при участии специальных белков – пермеаз (особые молекулы-переносчики, обладающие специфичностью, т.е. каждая пермеаза переносит в клетку определенные соединения);

• при участии мембранных белков-транслоказ и фосфорилировании переносимой молекулы в процессе ее прохождения через мембрану (таким путем переносится глюкоза).

Из бактериальной клетки.

1. Фосфотрансферазная реакция – фосфорилирование переносимой молекулы.

2. Контрансляционная секреция – в этом случае синтезируемые молекулы должны иметь особую лидирующую последовательность аминокислот, чтобы прикрепится к мембране и сформировать канал, через который молекулы белка смогут выйти в окружающую среду. Т. о. выходят из клетки соответствующих бактерий токсины столбняка, дифтерии.

3. Почкование мембраны. Молекулы, образующиеся в клетке, окружаются мембранным пузырьком, который отшнуровывается в окружающую среду.

Биологическое окисление (дыхание)

Для поддержания процессов жизнедеятельности и синтеза структурных компонентов микробной клетки наряду с питательными веществами требуется достаточное количество энергии. Эта потребность удовлетворяется за счет биологического окисления, в результате которого синтезируются молекулы АТФ. Микроорганизмы по источникам получения энергии очень разнообразны, так, например, железобактерии получают энергию, выделяющуюся при окислении ими железа; но чаще микроорганизмы добывают энергию за счет окисления углеводов (чаще глюкозы), спиртов, органических кислот, жиров и т.д.

По типу дыхания все микроорганизмы делятся:

1. Аэробы живут и размножаются только в присутствии кислорода, поскольку используют молекулярный кислород в качестве акцептора электронов. Молекулы АТФ образуются ими при окислительном фосфорилировании с участием цитохромоксидоз, флавинзависимых оксидаз и флавинзависимых дегидрогеназ. При этом если конечным акцептором электронов является O₂, выделяется значительное количество энергии. Примером может служить окисление глюкозы в аэробных условиях:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ 6CO₂ + 6H₂O + энергия

2. Анаэробы (клостридии столбняка, ботулизма и др.) могут жить и размножаться только в отсутствии свободного кислорода. Они получают энергию путем окисления углеводов, белков и липидов; путем субстратного фосфорилирования до пирувата (пировиноградной кислоты). При этом выделяется небольшое количество энергии.

3. Факультативные анаэробы – могут расти и размножаться как в присутствии кислорода, так и без него. Они образуют АТФ при окислительном и субстратном фосфорилировании. К ним относят большинство патогенных и сапрофитных бактерий.