10.Типы и механизмы питания бактерий. Транспорт питательных веществ

В качестве пит. веществ микробные клетки используют различные орг.и минер. соединения.

По своей способности усваивать разнообразн. источники углерода делятся на 2 группы:

1.Автотрофы – синте-ют все углеродсодержащиекомпоненты клетки из СО2 как единственного источника углерода.

2.Гетеротрофы - используют разные орг.углродсодержащие соединения – гексозы, многоатомн.спирты, орг.кислоты…

В зависимости от источников энергии и природы доноров электронов делят на фототрофов(использ.солнечную энергию) и хемотрофы (получ.энергию за счет ОВР)

Прототрофы – способны синтезировать все необходим.орг.соединения (углеводы, АК) из глюкозы и солей аммония.

Микроорганизмы не способные синтезир.какое-либо из указанных соединений наз. АУКСОТРОФАМИ – они ассимилируют эти соединения в готовом виде из окруж.среды или организма хозяина.

Транспорт питательных веществ в клетку

В клетку поступают небольшие молекулы после предварительного расщепления экзоферментами

Пути:

1.Пассивная диффузия.Без затрат энергии, по град.концентрации (Н2О, О2, СО2)

2.Облегченная диффузия. Без энергии. При помощи мембранных белков – транслоказ

3.Активный транспорт

а) при помощи спец.белков - пермеаз

б)при помощи белков-транслоказ и фосфорилировании преносимой молекулы в процессе ее прохождения через мембрану (напр, глюкоза)

Транспорт питательных веществ из клетки:

1.Фофотрансферазная реакция (фосфорилирование переносимой молекулы)

2.КОнтрансляционная секреция (формируется канал, через кот.молекулы белка смогут выйти в окруж.среду)

3.Почкование мембраны(отшнуровывается мембранный пузырек

12.Рост и размножение бактерий. Фазы размножения популяции бактерий в стационарных условиях.

Под ростом понимают координированное воспроизведение всех клеточных компонентов и структур, ведущее в конечном итоге к увеличению массы клетки. Термином «размножение» обозначают увеличение числа клеток в популяции.Большинство прокариот размножаются поперечным делением, некоторые почкованием. При размножении микробной клетки наиболее важные процессы происходят в ядре (нуклеоиде), содержащем всю генетическую информацию в двунитевой молекуле ДНК. Репликация ДНК происходит полуконсервативным способом, обеспечивающим равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками. Репликация начинается в определенной точке (локус) ДНК и происходит одновременно в двух противоположных направлениях. Синтез дочерних нитей ДНК идет ступенчато, короткими фрагментами, равными 1-2 тыс. нуклеотидов, которые «сшиваются» специальным ферментом лигазой.

Параллельно с репликацией ДНК начинается образование межклеточной (поперечной) перегородки. Вначале с обеих сторон клетки происходит врастание двух слоев цитоплазматической мембраны.Затем между ними синтезируется пептидогликан. Этот процесс чувствителен к действию некоторых антибиотиков (пенициллинов), ингибирующих синтез пептидогликана.

В период репликации ДНК и образования перегородки микробная клетка непрерывно растет. Наряду с пептидогликаном синтезируются биополимеры, входящие в состав цитоплазматической мембраны, рибосом и цитоплазмы. На последней стадии дочерние клетки отделяются друг от друга. В этом период у грамотрицательных бактерий синтезируется наружная мембрана, которая встраивается между двумя слоями пептидогликана межклеточной перегородки. В том случае, когда разделившиеся бактериальные клетки сохраняют межклеточные связи,образуются цепочки, состоящие из клеток шаровидных или палочковидных форм ( стрептококки и стрептобактерии).

Риккетсии размножаются так же, как и бактерии, путем бинарного деления Хламидии проходят определенный цикл развития.

У микоплазм основными репродуцирующимися морфологическими единицами являются мелкие элементарные тела сферической или овоидной формы величиной 130-220 нм, которые размножаются путем фрагментации или почкования.Клетки микоплазм могут размножаться также поперечным делением, если оно происходит синхронно с репликацией ДНК.

Фазы размножения бактерий.

1 – исходная стационарная фаза начинается после внесения бактерий в питательную среду. В течение данной фазы число бактериальных клеток не увеличивается.

2 – лаг-фаза, или фаза задержки размножения характеризуется началом интенсивного роста клеток, но скорость их деления остается невысокой. Две первые фазы можно назвать периодом адаптации бактериальной популяции, продолжительность которого определяется возрастом культуры¸а также количеством и качеством питательной среды.

3 – лог-фаза, или логарифмическая (экспоненциальная) фаза, отличается максимальной скоростью размножения клеток и увеличением численности бактериальной популяции в геометрической прогрессии. Логарифмическая фаза у бактерий с коротким временем генерации продолжается несколько часов..

4 – фаза отрицательного ускорения характеризуется меньшей активностью бактериальных клеток и удлинением периода генерации. Это происходит в результате истощения питательной среды, накопления в ней продуктов метаболизма и дефицита кислорода.

5 – максимальная стационарная фаза характеризуется равновесием между количеством погибших, вновь образующихся и находящихся в состоянии покоя клеток. Графически максимальная стационарная фаза изображается в виде прямой линии , параллельной оси абсцисс. При этом количество живых бактерий в популяции обозначают как их максимальную (М) концентрацию в единице объема питательной среды. Данный признак является достаточно стабильным для определенного вида бактерий в стандартных условиях.

6 – фаза логарифмической гибели бактерий происходит с постоянной скоростью и сменяется VII – VIII фазами уменьшения скорости отмирания клеток.

Скорость их размножения, помимо видовой принадлежности, зависит от состава питательной среды, рН, температуры, аэрации и других факторов.