Образование эндоспор

Некоторые палочковидные Грам+ бактерии при неблагоприятных для роста условиях (недостатке питательных веществ в среде, накоплении токсичных продуктов обмена веществ или при несоответствии температуры, влажности и pH среды оптимальным значениям для развития данного вида бактерий) способны переходить в покоящееся состояние, образуя эндоспоры. Спорообразование не является обязательной стадией развития и не является способом размножения спорообразующих бактерии.

Споры в клетке могут располагаться в центре и на периферии, при этом форма клетки может изменяться.

Рис.6. Расположение спор у бактерий:

а – у Bacillus; б,в – уClostridium

Формирование споры начинается с накопления белкового материала, обезвоживания и уплотнения цитоплазмы с ядерным веществом в так называемой спорогенной зоне клетки. Образуется протопласт споры, постепенно отделяющийся от протопласта материнской клетки с помощью образующейся многослойной споровой оболочки (внутренняя, наружная и экзоспориум), под которой затем формирует­ся кора (кортекс) и стенка споры. Процесс спорообразова­ния протекает несколько часов. Когда спора сформируется, оболочка и остальные части клетки разрушаются и спора освобождается.

Рис.6а Схема строение зрелой споры:

1 – нуклеоид; 2 – цитоплазма; 3 – внутренняя мембрана; 4 – кортекс;

5 – наружная мембрана; 6 – покровы, состоящие из нескольких слоев; 7 – экзоспориум

Зрелые споры (рис.6а) чрезвычайно устойчивы к воздействию температу­ры. Например, споры возбудителя тяжелого пищевого отравления - ботулизма - Clostridium botulinium выдерживают нагревание до 100^оС в течение 5 - 6 ч. Споры выносят высушивание, воздействие ультра­фиолетовых лучей, ядовитых веществ и т.п. Эндопоры бактерий могут сохранять жизнеспособность десятки, и даже сотни лет. Устойчивость спор связана с тем, что их покровы трудно проницаемы, в них содержится много липидов, мало воды, ферменты находятся в неактивном состоянии. Попав в благоприятные условия, спора прорастает в вегетативную клетку.

Порчу пищевых продуктов вызывают лишь вегетативные клетки бактерий. Знание факторов, способствующих образованию спор у бак­терий, и факторов, которые вызывают их прорастание в вегетативные клетки, имеет большое значение в выборе способа обработки продук­тов для предотвращения их микробной порчи.

Рост и размножение бактерий

Рост это физиологический процесс, в ходе которого увеличиваются размеры и масса клетки. Достигнув определенной величины, клетка перестает расти и начинает­ся процесс размножения, т.е. увеличение числа особей клетки, когда от материнской клетки отделяется дочерняя. Большинство бактерий раз­множается путем бинарного поперечного деления. Перед клеточным делением происходит расплетение и последующая репликация нити ДНК.

У некоторых бактерий (Escherichia coli) наблюдается и половое размножение в примитивной форме (конъюгация), при котором части ДНК из одной клетки (клетки-донора) передается в другую клетку (клетку-реципиента). В результате у потомства наблюдается заметное разнообразие призна­ков, вызванное смешением генов, что очень важно для эволюции и яв­ляется главным преимуществом полового процесса.

Актиномицеты размножаются главным образом экзоспорами (наружными спорами), которые образуются поодиночке или цепочка­ми на концах спороносящих гиф - спороносцах, имеющих разнообраз­ную форму (рис.2).