21. Рост и размножение бактерий. Механизм деления. Фазы развития бактериальной популяции.

Ответ.

Рост бактерий – увеличение массы клеток без изменения их числа в популяции как результат скоординирован­ного воспроизведения всех клеточных компонентов и структур. 

Увеличение числа клеток в популяции микроорганизмов обозна­чают термином "размножение". Оно характеризуется временем генерации (интервал времени, за который число клеток удваи­вается) и таким понятием, как концентрация бактерий (число клеток в 1 мл).

В отличие от митотического цикла деления у эукариотов раз­множение большинства прокариотов (бактерий) идет путем бинарного деления, а актиномицетов — почкованием. При этом все прокариоты существуют в гаплоидном состоянии, поскольку молекула ДНК представлена в клетке в единствен­ном числе.

Механизм деления.

Делению клеток предшествует репликация бактериальной хро­мосомы по полуконсервативному типу (двуспиральная цепь ДНК раскрывается и каждая нить достраивается комплементарной ни­тью), приводящая к удвоению молекул ДНК бактериального ядра — нуклеоида. Репликация ДНК происходит в три этапа: инициация, элон­гация, или рост цепи, и терминация.

1. Г+ деление клетки происходит путем образования перегородки, без изменения диаметра клетки. В районе перегородки образуются инвагинации ЦПМ, далее на их основе строится поперечная перегородка из ЦПМ и пептидогликанного слоя.

2. Г- клетки делятся образуя перетяжку. В месте перетяжки диаметр клетки резко сужается. Клеточная стенка и ЦПМ искривляются внутрь и перетягивают клетку пополам. Литические ферменты действуют на перегородку и происходит расхождение клетки.

Фазы развития бактериальной популяции. 

Бактерии, засеянные в определенный, не изменяющийся объем питатель­ной среды, размножаясь, потребляют питательные элементы, что приводит в дальнейшем к истощению питательной среды и пре­кращению роста бактерий. Культивирование бактерий в такой си­стеме называют периодическим культивированием, 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.

I – исходная стационарная фаза начинается после внесения бактерий в питательную среду.

II – лаг-фаза, или фаза задержки размножения характеризуется началом интенсивного роста клеток, но скорость их деления остается невысокой.

III – лог-фаза, или логарифмическая (экспоненциальная) фаза отличается максимальной скоростью размножения клеток и увеличением численности бактериальной популяции в геометрической прогрессии.

IV – фаза отрицательного ускорения характеризуется меньшей активностью бактериальных клеток и удлинением периода генерации.

V – максимальная стационарная фаза характеризуется равновесием между количеством погибших, вновь образующихся и находящихся в состоянии покоя клеток.

VI – фаза логарифмической гибели бактерий происходит в постоянной скоростью и сменяется VII-VIII фазами уменьшения скорости отмирания клеток.