35. Особенности размножения бактерий

• У всех живых организмов рост клеток – это увеличение массы с последующим делением и образованием двух идентичных клеток.

Вегетативный клеточный цикл (ВКЦ)

• Период от деления до деления называется – вегетативным клеточным циклом (ВКЦ)

• ВКЦ включает несколько этапов:

• Репликация ДНК – удвоение генетического материала

• Расхождение двух наборов хромосом

• Деление клетки

Особенности клеточного цикла прокариот

• ВКЦ прокариот и эукариот во многом сходен.

• Однако есть отличие:

• Во время быстрого роста в одной бактериальной клетке может происходить 2 - 3 цикла репликации хромосом одновременно.

Этапы клеточного цикла E.coli

• До начала деления клетка накапливает массу и объем.

• Затем наступает период деления:

• репликация ДНК – 42 мин.

• расхождение дочерних хромосом - 64-67 мин.

• Главное условие деления клетки - удвоение ДНК!!!

Начальные стадии репликации ДНК

• Наиболее изучен первый этап клеточного цикла – репликация ДНК

• репликация ДНК включает 3 этапа:

1. инициация

2. элонгация

3. терминация

Инициация репликации

Включает 3 стадии:

1.Узнавание точки начала

репликации - oriC

2.Синтез РНК-затравки

3.Связывание ДНК-геликазы с матрицей

4. Связывание SSB-белков с матрицей

Элонгация

• рост реплицирующегося фрагмента (репликона).

• 1-я цепь (ведущая) – синтезируется непрерывным способом.

• 2-я цепь (отстающая) – синтезируется прерывисто путем образования фрагментов Оказаки (сшиваются лигазой).

• За синтез отвечают холоферменты (от англ. – объединяющие):

• ДНК-полимераза I

• ДНК-полимераза III

Териминация

• окончание процесса синтеза, т.е. завершение репликации - в точке terC.

• после завершения репликации бактерия переходит к следующему - 2-му этапу клеточного цикла -

Расхождению хромосом

• в процессе репликации и разделения цепей ДНК происходит их конденсация и суперспирализация

• непосредственно после завершения репликации 2 дочерние хромосомы спутаны и сцеплены

• чтобы разделиться они должны быть расцеплены

• затем хромосомы расходятся в стороны – в центры будущих дочерних клеток

Расхождение хромосом бактерий - соответствие митозу эукариот

• у бактерий нет микротрубочек как у эукариот в митозе

• аналогов центромер у бактерий пока не обнаружено

Бинарное мономорфное деление клеток

• бинарное деление материнской клетки и расхождение 2-х дочерних клеток происходит после расхождения дочерних хромосом

• сначала в середине клетки образуется инвагинация ЦПМ и клеточной стенки

• процесс активируется пенициллинсвязывающим белком Pbp3 (принимает участие в синтезе пептидогликана клеточных перегородок)

• в центре клетки образуется специфическая белковая структура – перисептальное кольцо

Мономорфное деление

• после разделения материнской бактериальной клетки образуются две одинаковые дочерние клетки.

• нет материнской и дочерней клеток – это мономорфное деление – т.е. деление, при котором образуются две равноценные клетки.

• пример бессмертия!!!

Дифференцировка клеток (диморфный тип деления)

у почкующихся бактерий:

• p. Hyphomicrobium

Материнская клетка дает начало почке – дочерней клетке

Хромосома проходит через гифу

• p. Caulobacter

• водные стебельковые бактерии

• бактерия – мать может дать начало 4 дочерним клеткам

• Деление происходит с образованием двух разных клеток:

1. свободноживущая клетка (дочь или швермерная клетка)

2. стебельковая клетка (прикрепляется к поверхности.