Portal kuhusu ukarabati wa bafuni. Vidokezo muhimu

Ni nini upekee wa ukuaji na uzazi wa seli za bakteria. Ukuaji na uzazi wa bakteria

Neno "ukuaji" linamaanisha kuongezeka kwa misa ya cytoplasmic ya seli ya mtu binafsi au kikundi cha bakteria kama matokeo ya usanisi wa nyenzo za seli (kwa mfano, protini, RNA, DNA). Baada ya kufikia ukubwa fulani, seli huacha kukua na huanza kuongezeka.

Uzazi wa vijidudu unamaanisha uwezo wao wa kujizalisha wenyewe, kuongeza idadi ya watu kwa kila kitengo. Kwa maneno mengine, tunaweza kusema: uzazi ni ongezeko la idadi ya watu binafsi katika idadi ya microbial.

Bakteria huzaa zaidi kwa mgawanyiko rahisi wa kupita (uenezi wa mimea), ambayo hutokea katika ndege tofauti, na kuundwa kwa mchanganyiko mbalimbali wa seli (rundo la zabibu - staphylococci, minyororo - streptococci, misombo katika jozi - diplococci, bales, mifuko - sarcina, na kadhalika.). Mchakato wa mgawanyiko unajumuisha hatua kadhaa mfululizo. Hatua ya kwanza huanza na uundaji wa kizigeu cha kupita katikati ya seli (Mchoro 6), mwanzoni unaojumuisha utando wa cytoplasmic ambao hugawanya saitoplazimu ya seli ya mama katika seli mbili za binti. Sambamba na hii, ukuta wa seli huunganishwa, na kutengeneza kizigeu kamili kati ya seli mbili za binti. Katika mchakato wa mgawanyiko wa bakteria, hali muhimu ni replication (mara mbili) ya DNA, ambayo hufanywa na enzymes ya DNA polymerase. Wakati DNA inapoongezeka mara mbili, vifungo vya hidrojeni huvunjwa na heli mbili za DNA huundwa, ambayo kila moja iko katika seli za binti. Kisha, DNA za binti moja hurejesha vifungo vya hidrojeni na tena kuunda DNA mbili.

Uigaji wa DNA na mgawanyiko wa seli hutokea kwa kasi fulani ya asili katika kila aina ya microbe, ambayo inategemea umri wa utamaduni na asili ya kati ya virutubisho. Kwa mfano, kiwango cha ukuaji wa E. coli ni kati ya dakika 16 hadi 20; katika kifua kikuu cha Mycobacterium, mgawanyiko hutokea tu baada ya masaa 18-20; Seli za utamaduni wa tishu za mamalia zinahitaji masaa 24. Kwa hivyo, bakteria wa spishi nyingi huzidisha karibu mara 100 kuliko seli za utamaduni wa tishu.

Aina za mgawanyiko wa seli za bakteria. 1. Mgawanyiko wa seli hutangulia mgawanyiko, ambayo inasababisha kuundwa kwa vijiti vya "multicellular" na cocci. 2. Mgawanyiko wa seli za synchronous, ambapo mgawanyiko na fission ya nucleoid hufuatana na kuundwa kwa viumbe vya seli moja. 3. Mgawanyiko wa Nucleoid hutangulia mgawanyiko wa seli, na kusababisha kuundwa kwa bakteria ya multinucleoid.

Mgawanyiko wa bakteria, kwa upande wake, hutokea kwa njia tatu: 1) kuvunja kujitenga, wakati seli mbili za mtu binafsi, kuvunja mara kwa mara kwenye makutano, kuvunja daraja la cytoplasmic na kukataa kila mmoja, na minyororo hutengenezwa (bacilli ya anthrax); 2) kujitenga kwa sliding, ambayo baada ya mgawanyiko seli hutengana na moja yao huteleza juu ya uso wa nyingine (aina za mtu binafsi za Escherichia); 3) mgawanyiko wa secant, wakati moja ya seli zilizogawanywa na mwisho wake wa bure huelezea arc ya mduara, katikati ambayo ni hatua ya kuwasiliana na seli nyingine, na kutengeneza quinque ya Kirumi au cuneiform (Corynebacterium diphtheria, l hysteria).

Awamu za maendeleo ya idadi ya bakteria. Kinadharia, inadhaniwa kwamba ikiwa bakteria hutolewa na masharti ya kuongezeka kwa kuendelea na kuongezeka kwa kasi kwa wingi wa kati ya virutubisho safi na nje ya bidhaa za excretory, basi uzazi utaongezeka kwa logarithmically, na kifo kwa hesabu.

Muundo wa jumla wa ukuaji na uzazi wa idadi ya bakteria kwa kawaida huonyeshwa kimchoro katika mfumo wa mkunjo unaoakisi utegemezi wa logariti ya idadi ya chembe hai kwa wakati. Mviringo wa kawaida wa ukuaji una umbo la S na huruhusu mtu kutofautisha awamu kadhaa za ukuaji zinazofuatana katika mfuatano fulani:

1. Awamu (ya kusimama, iliyofichwa, au ya kupumzika). Inawakilisha wakati kutoka wakati bakteria huchanjwa kwenye chombo cha virutubisho hadi kukua. Katika awamu hii, idadi ya bakteria hai haizidi na inaweza hata kupungua. Muda wa awamu ya awali ni masaa 1-2.

2. Awamu ya kuchelewa kwa uzazi. Katika awamu hii, seli za bakteria hukua haraka lakini huzaa kwa unyonge. Kipindi cha awamu hii huchukua muda wa saa 2 na inategemea idadi ya masharti: umri wa mazao (mazao ya vijana hubadilika kwa kasi zaidi kuliko ya zamani); sifa za kibaolojia za seli za microbial (bakteria ya kundi la matumbo ina sifa ya muda mfupi wa kukabiliana, wakati kifua kikuu cha mycobacterium kinajulikana kwa muda mrefu); manufaa ya kati ya virutubisho, joto la kukua, mkusanyiko wa CO2, pH, kiwango cha uingizaji hewa wa kati, uwezo wa redox, nk. Awamu zote mbili mara nyingi huunganishwa na neno "awamu ya lag" (Kiingereza lag - lag, delay).

3. Awamu ya logarithmic. Katika awamu hii, kiwango cha uzazi wa seli na ongezeko la idadi ya bakteria ni cha juu. Kipindi cha kizazi (Kilatini generatio - kuzaliwa, uzazi), yaani, wakati uliopita kati ya mgawanyiko mbili mfululizo wa bakteria, katika hatua hii itakuwa mara kwa mara kwa aina fulani, na idadi ya bakteria itaongezeka mara mbili. Hii ina maana kwamba mwishoni mwa kizazi cha kwanza, bakteria mbili huundwa kutoka kwa seli moja, mwishoni mwa kizazi cha pili, bakteria zote mbili, kugawanyika, fomu ya nne, nane huundwa kutoka kwa nne zinazosababisha, nk Kwa hiyo, baada ya vizazi vya n. , idadi ya seli katika utamaduni itakuwa sawa na 2n. Muda wa awamu ya logarithmic ni masaa 5-6.

4. Awamu mbaya ya kuongeza kasi. Kiwango cha uzazi wa bakteria huacha kuwa juu, idadi ya watu wanaogawanyika hupungua, na idadi ya vifo huongezeka (muda wa saa 2). Moja ya sababu zinazowezekana ambazo hupunguza kasi ya kuenea kwa bakteria ni kupungua kwa kati ya virutubisho, yaani, kutoweka kutoka humo kwa vitu maalum kwa aina fulani ya bakteria.

5. Stationary upeo awamu. Ndani yake, idadi ya bakteria mpya ni karibu sawa na idadi ya waliokufa, yaani, usawa hutokea kati ya seli zilizokufa na zile mpya. Awamu hii huchukua masaa 2.

6. Awamu ya kuongeza kasi ya kifo. Inaonyeshwa na ukuu unaoendelea wa idadi ya seli zilizokufa juu ya idadi ya waliozaliwa hivi karibuni. Inachukua kama masaa 3.

7. Awamu ya kifo cha Logarithmic. Kifo cha seli hutokea kwa kiwango cha mara kwa mara (muda wa saa 5).

8. Awamu ya kupungua kwa kiwango cha vifo. Seli zilizobaki huingia katika hali ya kupumzika.

Ili kujifunza microorganisms, kuamua mambo ya etiological ya magonjwa ya kuambukiza, kukabiliana na masuala ya kuzuia na matibabu ya magonjwa ya kuambukiza na kutatua masuala mengine mengi yanayohusiana na microorganisms, ni muhimu kuwa nao kwa kiasi cha kutosha, na hii ina maana ya kuunda hali zote. kwa ukuaji wa kawaida na uzazi wa microorganisms.

Neno "uzazi" wa vijidudu linamaanisha uwezo wao wa kuzaliana wenyewe na kuongeza idadi ya watu.

Uzazi wa microorganisms hutokea kwa njia ya mgawanyiko wa transverse, budding, malezi ya spore, na uzazi.

Ukuaji wa vijidudu inamaanisha kuongezeka kwa wingi wa vijidudu kama matokeo ya usanisi wa nyenzo za seli na uzazi wa vifaa na miundo yote ya seli.

Bakteria, spirochetes, actinomycetes, fungi, rickettsia, mycoplasmas, protozoa, na chlamydia inasemekana kuzaliana, wakati virusi na fagi (virusi vya microbial) huzalisha.

Uzazi wa microorganisms hufuata mifumo fulani. Kiwango cha mgawanyiko wa microorganisms ni tofauti, inategemea aina ya microbe, umri wa utamaduni, sifa za kati ya asili na ya bandia ya virutubisho, joto, mkusanyiko wa dioksidi kaboni na mambo mengine mengi.

Wakati wa mchakato wa uzazi, microorganisms katika hatua mbalimbali hupitia mabadiliko ya kimaadili na kisaikolojia (katika sura, ukubwa, rangi, shughuli za biochemical, unyeti kwa mambo ya kimwili na kemikali, nk).

Microorganisms huonyesha kutofautiana kwa umri, i.e. watu hubadilika katika hatua tofauti za ukuaji, kukomaa na kuzeeka. Mabadiliko haya yanazingatiwa katika mzunguko wa kawaida wa maendeleo ya mtu binafsi ya microorganism, ambayo inategemea asili ya viumbe, utata wa muundo wake na mlolongo wa maendeleo.

Bakteria wana mzunguko rahisi zaidi wa maendeleo kati ya microorganisms. Wanazaa kwa mgawanyiko rahisi wa transverse katika ndege tofauti. Kulingana na hili, seli zinaweza kupangwa kwa nasibu, katika makundi, minyororo, vifurushi, kwa jozi, nne, nk.

Kipengele cha tabia ya bakteria ambayo inawatofautisha kutoka kwa wanyama na mimea mingi ni kiwango chao cha ajabu cha uzazi.

Kila seli ya bakteria hupitia mgawanyiko kwa wastani ndani ya nusu saa, ambayo ni kutokana na kuongezeka kwa kimetaboliki na kasi ambayo nyenzo za lishe huingia kwenye seli.

Sababu inayozuia kuenea kwa bakteria ni kupungua kwa substrate ya virutubisho na sumu ya mazingira na bidhaa za kuoza.

Bakteria wana awamu nane kuu za uzazi.

1. Awamu ya awali ya kusimama, ambayo ni kipindi cha saa moja hadi mbili kutoka wakati bakteria inapochanjwa kwenye kiungo cha virutubisho. Uzazi haufanyiki katika awamu hii

2. Awamu ya kuchelewa kwa uzazi (awamu ya lag), wakati ambapo uzazi wa bakteria hutokea polepole sana, na kiwango cha ukuaji wao huongezeka. Muda wa awamu ya pili ni kama masaa mawili.

3. Awamu huchukua saa tano hadi sita. Awamu ya tatu ina sifa ya kiwango cha juu cha mgawanyiko na kupungua kwa ukubwa wa seli.

4. Awamu mbaya ya kuongeza kasi (huchukua muda wa saa mbili). Kiwango cha uzazi wa bakteria hupungua, idadi ya seli zinazogawanyika hupungua.

5. Awamu ya stationary, hudumu kama masaa mawili. Idadi ya bakteria wapya ni karibu sawa na idadi ya watu waliokufa.

6. Awamu ya kuongeza kasi ya kifo cha seli (hudumu kama saa tatu).

7. Awamu ya kifo cha seli ya logarithmic (huchukua muda wa saa tano), ambapo kifo cha seli hutokea kwa kiwango cha mara kwa mara

8. Awamu ya kupungua kwa kiwango cha vifo. Watu waliosalia huenda katika hali ya kupumzika.

Muda wa awamu ya uzazi sio mara kwa mara. Inaweza kutofautiana kulingana na aina ya microorganisms na hali ya kilimo.

Mzunguko wa maendeleo ya bakteria ya cokoid hupungua hadi ukuaji wa seli na mgawanyiko wake unaofuata. Bakteria ya asporogenous yenye umbo la fimbo hukua katika umri mdogo, kufikia ukubwa wa juu, kisha hugawanyika katika seli mbili za binti, ambazo hurudia mzunguko huo. Katika bacilli na clostridia, mzunguko wa maendeleo ni pamoja na, chini ya hali fulani, mchakato wa sporulation.

Spirochetes na rickettsiae, kama bakteria, huzaa kwa mgawanyiko wa binary.

Miongoni mwa mycoplasmas, miili yote ya msingi ya sura ya spherical au ovoid ina uwezo wa kuzaliana. Wakati wa mchakato wa ukuzaji, miche kadhaa kama nyuzi huonekana kwenye mwili wa kimsingi, ambayo miili ya duara huundwa. Hatua kwa hatua, nyuzi huwa nyembamba na minyororo yenye miili ya spherical iliyofafanuliwa wazi huundwa. Kisha filaments imegawanywa katika vipande na miili ya spherical hutolewa.

Uzazi wa baadhi ya mycoplasma hutokea kwa chembechembe za binti kutoka kwenye miili mikubwa ya duara. Mycoplasmas huzidisha kwa mgawanyiko wa mgawanyiko ikiwa michakato ya mgawanyiko wa mycoplasma hutokea kwa usawa na uigaji wa DNA ya nucleoid. Wakati synchrony inafadhaika, fomu za polynucleoid ya filamentous huundwa, ambayo baadaye hugawanyika katika seli za coccoid.

Actinomycetes na fungi zina hatua mbili tofauti za maendeleo: hatua ya ukuaji wa mimea, ambayo ina sifa ya kuundwa kwa mycelium, na hatua ya malezi ya spores ambayo huunda kwenye flygbolag za spore.

Kipengele muhimu cha actinomycetes na fungi ni aina kubwa ya njia za uzazi wao. Wao ni sifa ya uzazi wa mimea, asexual na ngono.

Uenezi wa mimea unafanywa kwa kugawanya hyphae katika vipande na uundaji unaofuata wa seli za umbo la fimbo na coccoid.

Uzazi wa Asexual hutokea kwa mimea (ukuaji wa vipande vya hyphae au seli zao binafsi) na kwa msaada wa viungo vya uzazi zaidi au chini maalum (spores na conidia). Njia ya kawaida, isiyo ya kijinsia, ya uzazi inaonyeshwa katika malezi ya spores ya nje na endogenous. Exospores au conidia huundwa kwenye mwisho wa hyphae ya matunda, lakini imefungwa ndani ya mfuko wa kawaida - sporangium. Hyphae kuzaa sporangia huitwa sporangiophores. Sporangiophores inaweza kuwa sawa, wavy, au ond.

Uzazi wa kijinsia hutokea kwa msaada wa viungo maalum - ascospores, basidiospores, malezi ambayo hutanguliwa na mchakato wa ngono. Kwa mujibu wa madhumuni yao ya kibaiolojia, spores ya actinomycetes na fungi ni dormant, hutumikia kuhifadhi aina kwa kipindi fulani, na kutumika kwa ajili ya uzazi wa haraka.

Spores ya actinomycetes na fungi huundwa na kila mtu kwa kiasi kikubwa, kwa kuwa, tofauti na spores za bakteria, hutumikia hasa madhumuni ya uzazi. Wao ni sugu kidogo kwa sababu za mazingira kuliko spores za bakteria.

Katika protozoa, pamoja na actinomycetes na fungi, pamoja na uzazi kwa mgawanyiko, pia kuna mchakato wa ngono.

Chlamydia, virusi na phages zina mzunguko wa kipekee wa maendeleo.

Uzazi wa chlamydia huanza na kupenya kwa miili ya msingi ndani ya seli nyeti za tishu kupitia endocytosis. Miili hii katika vakuli ya seli hugeuka kuwa fomu za mimea zinazoitwa miili ya awali au ya reticular, ambayo ina uwezo wa kugawanya. Miili ya reticular ina ukuta wa seli ya lamellar, na katika cytoplasm kuna nyuzi za nyuklia ziko kwa uhuru na ribosomes nyingi. Baada ya mgawanyiko unaorudiwa, miili ya reticular inabadilika kuwa aina za kati, ambayo kizazi kipya cha miili ya msingi hukua. Mzunguko mzima wa maendeleo ya chlamydia huchukua masaa 40-48 na huisha na kuundwa kwa microcoloni ya chlamydia katika cytoplasm ya seli ya jeshi.

Baada ya kupasuka kwa ukuta wa vakuli na seli ya jeshi kuharibiwa kabisa, koloni za chlamydia, mara moja nje ya seli nzima, hutengana katika miili ya msingi ya kujitegemea, na mzunguko wa kupenya kwa chlamydia ndani ya seli ikifuatiwa na uzazi wao hurudiwa.

Uzazi wa virusi una sifa ya mlolongo wa hatua za mtu binafsi.

1. Hatua ya Adsorption. Virions ni adsorbed juu ya miundo ya uso wa seli. Katika kesi hiyo, mwingiliano wa miundo ya ziada ya virion na kiini, kinachoitwa receptors, hutokea.

2. Hatua ya kupenya kwa virioni kwenye seli ya jeshi. Njia ambazo virusi huingia kwenye seli nyeti kwao si sawa. Virioni nyingi huingia kwenye kiini kwa pinocytosis, wakati vacuole ya pinocytic inayotokana "inachota" virion ndani ya seli. Baadhi ya virusi huingia kwenye seli moja kwa moja kupitia utando wake.

3. Hatua ya uharibifu wa shell ya nje na capsid ya virion kwa msaada wa enzymes ya proteolytic ya seli ya jeshi. Katika baadhi ya virioni, mchakato wa uharibifu wa shell yao huanza katika hatua ya adsorption, kwa wengine - katika vacuole ya pinocytic, kwa wengine - moja kwa moja kwenye cytoplasm ya seli na ushiriki wa enzymes sawa za proteolytic.

4. Hatua ya awali ya protini za virusi na replication ya asidi nucleic. Baada ya kutolewa kamili au sehemu ya asidi ya nucleic ya virusi, mchakato wa awali wa protini za virusi na replication ya asidi nucleic huanza.

5. Hatua ya mkusanyiko au morphogenesis ya virion. Uundaji wa virioni unawezekana tu chini ya hali ya uunganisho ulioagizwa madhubuti wa polypeptides ya miundo ya virusi na asidi yao ya nucleic, ambayo inahakikishwa na kujikusanya kwa molekuli za protini karibu na asidi ya nucleic. Katika virusi vingine mchakato huu hutokea kwenye cytoplasm, kwa wengine - katika kiini cha kiini cha jeshi. Katika virusi ngumu ambazo zina bahasha ya nje, mkusanyiko zaidi hutokea kwenye cytoplasm wakati wa kuondoka kutoka kwa seli.

6. Hatua ya kutolewa kwa virioni kutoka kwa seli ya jeshi. Idadi ya virusi changamano hutoka kwenye seli mwenyeji, huku seli zikisalia kuwa hai kwa muda na kisha kufa. Virioni rahisi huondoka kwenye seli kupitia mashimo yaliyoundwa kwenye ganda lake; seli mwenyeji hufa bila kudumisha uwezo wake kwa muda.

Katika baadhi ya matukio, uzazi wa virioni katika seli unaweza kutokea kwa miezi mingi na hata miaka. Virusi hutolewa kupitia membrane ya seli. Wakati seli hizo zinagawanyika, virioni huhamishiwa kwenye seli za binti, ambazo huanza kuzalisha chembe za virusi.

Kuna aina tatu za mwingiliano kati ya virusi na seli: uzalishaji, utoaji mimba na virogenic.

Yenye tija aina ya mwingiliano ni malezi ya virioni mpya.

Kutoa mimba aina ya mwingiliano inaweza kuingiliwa kwa ghafla wakati wa hatua ya urudiaji wa asidi ya nukleiki ya virusi au usanisi wa protini ya virusi, au morphogenesis ya virioni.

Virogenic aina hiyo ina sifa ya kuingizwa (kuunganishwa) kwa asidi ya nucleic ya virusi kwenye DNA ya seli, ambayo inahakikisha uigaji wa synchronous wa DNA ya virusi na seli.

Wakati wa kuzaliana kwa fagio, uwekaji wake kwenye uso wa seli pia hufanyika (hatua ya 1) kama matokeo ya mwingiliano wa vikundi vya amino vya protini vilivyowekwa kwenye sehemu ya pembeni ya mchakato wa mkia wa fagio na vikundi vya kaboksili vilivyo na chaji hasi kwenye uso wa seli ya bakteria.

Kuna awamu zinazoweza kutenduliwa na zisizoweza kutenduliwa za utangazaji. Awamu ya kubadilishwa ina sifa ya ukweli kwamba phages fasta inaweza kutenganishwa na seli kwa kuchochea kwa nguvu au kwa kupunguza kwa kasi mkusanyiko wa ioni. Fagio zilizotolewa huhifadhi uwezo wao.

Wakati wa awamu ya pili isiyoweza kutenduliwa ya adsorption, fagio haijatenganishwa na mwili wa seli ya vijidudu. Mchakato wa adsorption huchukua dakika kadhaa. Chini ya ushawishi wa enzyme iliyo katika mchakato wa mkia wa phaji, shimo hutengenezwa kwenye mwili wa seli ya microbial kwenye tovuti ya kushikamana ya phaji, kwa njia ambayo DNA ya phaji huingia ndani ya seli. Ganda la fagio linabaki nje (hatua ya 2).

Baadhi ya fagio huingiza asidi ya nukleiki ndani ya seli bila uharibifu wa mitambo kwenye ukuta wa seli. Katika kipindi cha latent kinachofuata kupenya kwa asidi ya nucleic ya phaji ndani ya seli, biosynthesis ya asidi ya nucleic ya phage na protini za capsid ya phaji hutokea.

Mchanganyiko wa Enzymes muhimu kwa replication ya asidi ya nucleic ya phaji na protini za muundo wa fagio hufanyika (hatua ya 3).

Katika hatua ya nne, chembe za mashimo ya phaji hujazwa na asidi ya nucleic ya phaji na phages kukomaa huundwa. Morphogenesis ya phage hutokea.

Mwishoni mwa kipindi cha latent, lysis ya seli za microbial zilizoambukizwa hutokea na chembe za phaji kukomaa hutolewa (hatua ya 5).

Inaaminika kuwa adsorption ya phage huchukua dakika 40, kipindi cha latent ni dakika 75. Mzunguko mzima wa mwingiliano kati ya fagio na seli ya vijidudu huchukua zaidi ya masaa matatu.

Kuanzishwa kwa fagio ndani ya seli ya vijidudu sio kila wakati hufuatana na lysis yake. Mara nyingi, mwingiliano wa phaji na kiini cha microbial husababisha kuundwa kwa tamaduni za lysogenic.

Kulingana na asili ya mwingiliano na seli ya vijidudu, phaji za wastani na mbaya zinajulikana. Hali ya lysogeny husababishwa na phages ya wastani. Seli za microbial za Lysogenic zinakabiliwa na phages mbaya. Phaji za virusi husababisha kuundwa kwa phages mpya na lysis ya seli ya microbial.

Uzazi wa microorganisms ni ongezeko la mkusanyiko wa microorganisms kwa kitengo cha kiasi cha mazingira, kwa lengo la kuhifadhi aina.

Microorganisms zina sifa ya:

    njia mbalimbali za uzazi;

    kubadili kutoka kwa njia moja ya uzazi hadi nyingine;

    uwezekano wa matumizi ya wakati huo huo wa njia kadhaa;

    kiwango cha juu cha uzazi.

Njia za uenezi wa microorganisms

I. Ngono nanjia ya uzazi kuzingatiwa tu katika eukaryotes.

II. Njia za uzazi wa Asexual.

    Mgawanyiko wa mpito wa binary wa eneo sawa (mgawanyiko rahisi, mgawanyiko wa isomorphic, mitosis) kuzingatiwa katika vijidudu vingi vya unicellular (bakteria, rickettsia, protozoa, chachu), kwa sababu hiyo, watu wawili wapya waliojaa kamili huundwa, wamepewa habari ya maumbile ya seli ya mama, ulinganifu kuhusiana na mhimili wa longitudinal na transverse, seli ya mama yenyewe hupotea.

Zaidi ya hayo, katika bakteria nyingi za Gram+, mgawanyiko hutokea kwa njia ya awali ya septum ya transverse inayoendesha kutoka pembezoni hadi katikati (Mchoro 63A). Seli za bakteria nyingi za Gram hugawanyika kwa kubana kwa seli (seli inakuwa nyembamba katikati) (Mchoro 63B).

    Budding (ugawanyiko wa binary usio na usawa) kuzingatiwa katika wawakilishi wa genera Francisella Na Mycoplasma na fungi-kama chachu. Wakati wa kuchipua, seli ya mama hutoa kiini cha binti: kwenye moja ya miti ya seli ya mama, shina ndogo (bud) huundwa, ambayo huongezeka kwa ukubwa wakati wa ukuaji. Hatua kwa hatua, bud hufikia ukubwa wa seli ya mama, baada ya hapo hutengana. Figo CS imeundwa upya kabisa (Mchoro 63B). Wakati wa mchakato wa budding, ulinganifu huzingatiwa tu kuhusiana na mhimili wa longitudinal. Kuna tofauti za kimofolojia na kisaikolojia kati ya seli za mama na binti. Seli mpya ya binti hubadilika vyema kwa hali zinazobadilika.

    Kugawanyika kwa fomu za filamentous tabia ya jenasi Actinomyces Na Mycoplasma.

    Uundaji wa exospore kawaida kwa Streptomycetes, fungi-kama chachu na mold.

    Mzunguko maalum wa maendeleo Tia kuzingatiwa katika Klamidia. Aina za mimea tu za chlamydia (miili ya reticular au ya awali) ina uwezo wa kugawanyika katika seli za macroorganism. Mzunguko wao, unaojumuisha mgawanyiko kadhaa, huisha na malezi ya fomu za kati, ambazo miili ya msingi huundwa, na kusababisha aina za mimea. Baada ya uharibifu wa ukuta wa vacuole na kiini cha jeshi, miili ya msingi hutolewa na mzunguko unarudia. Mzunguko huchukua masaa 40-48.

    Mgawanyiko mwingi ilivyoelezwa kwa kundi moja la cyanobacteria unicellular. Fission nyingi zinatokana na kanuni ya utengano wa binary wa eneo sawa. Tofauti ni kwamba katika kesi hii, baada ya fission ya binary, seli za binti zinazosababisha hazikua, lakini hupata mgawanyiko tena (Mchoro 63D).

Mgawanyiko mwingi (schizogony) pia ilivyoelezwa katika protozoa (plasmodia ya malaria): nyenzo za nyuklia zimegawanywa katika nucleoli nyingi, zimezungukwa na maeneo ya cytoplasm, na kusababisha kuundwa kwa seli nyingi za binti.

Utaratibu na awamu za mgawanyiko rahisi

A. Ukuaji hadi kiwango fulani cha ukomavu. Ukuaji wa seli sio ukomo na baada ya kufikia ukubwa fulani, kiini cha bakteria huanza kugawanyika. Wakati wa mgawanyiko, ukuaji wa seli hupungua na huanza tena baada ya mgawanyiko.

B. Karyokinesis ( Kujirudia kwa DNA na d mgawanyiko wa nucleoid). Ishara hutoka kwa saitoplazimu iliyokomaa ambayo huwasha jeni ya kuanzisha kwenye DNA. Microorganisms, chini ya ushawishi wa jeni la kuanzisha, kuunganisha protini ya kuanzisha, ambayo hufanya kazi kwenye jeni la replicator - sehemu maalum ya DNA ambayo DNA huongezeka mara mbili na mgawanyiko katika nyuzi mbili huanza.

Mgawanyiko wa molekuli ya DNA (replication) hutokea kulingana na utaratibu wa nusu ya kihafidhina na kwa kawaida daima hutangulia mgawanyiko wa seli. Urudiaji wa DNA huanza katika hatua ya kushikamana kwa kromosomu ya mviringo kwa CPM, ambapo kifaa cha enzymatic kinachohusika na urudufishaji kinajanibishwa.

Utaratibu wa urudufishaji wa DNA unaonyeshwa katika kuvunja vifungo vya hidrojeni kati ya minyororo yake miwili ya polynucleotide, kufunguliwa kwao na usanisi wa minyororo mpya na mlolongo wa ziada wa besi kwenye kila kamba ya zamani kwa kutumia DNA polymerase. Baada ya mgawanyiko katika seli za binti pamoja na mnyororo mmoja wa zamani na mpya wa polynucleotide, vifungo vya hidrojeni hurejeshwa kati yao na DNA ya nusu ya kihafidhina yenye nyuzi mbili huundwa.

Kwa kawaida, kuna uhusiano fulani wa muda kati ya replication ya kromosomu na mgawanyiko wa seli za bakteria. Mfiduo wa kemikali mbalimbali na mambo ya kimwili, na kusababisha ukandamizaji wa replication ya DNA, pia huacha mgawanyiko wa seli. Walakini, chini ya hali fulani, unganisho kati ya michakato yote miwili inaweza kuvunjika, na seli zinaweza kugawanyika kwa kutokuwepo kwa awali ya DNA.

B. Cytokinesis (mgawanyiko wa seli). Sambamba na urudufishaji wa molekuli za DNA, usanisi wa membrane hutokea karibu na mesosome, katika eneo la mawasiliano ya DNA na CPM. Uundaji wa septum husababisha mgawanyiko wa seli. Wakati ambao huanzisha mgawanyiko wa seli ni mwisho wa urudiaji wa DNA. Hii inasababisha mgawanyiko wa molekuli za DNA za binti na uundaji wa chromosomes tofauti. Seli mpya za binti zilizoundwa hujitenga kutoka kwa kila mmoja.

Uzuiaji wa awali wa membrane kabla ya mwisho wa replication husababisha usumbufu wa mchakato wa mgawanyiko: kiini huacha kugawanyika na kukua kwa urefu. Katika baadhi ya bakteria, malezi ya septum haina kusababisha mgawanyiko wa seli: seli za multilocular huundwa.

D. Tofauti ya seli za binti zinazotokana hutokea kama matokeo ya lysis ya safu ya kati ya CS. Ikiwa, baada ya mgawanyiko wa mara kwa mara katika ndege moja, seli hazigawanyika, minyororo ya umbo la fimbo (Bacillus) au ya duara(Streptococcus) seli au seli zilizounganishwa(Neisseria) . Kutenganishwa kwa seli kunawezekana na mgawanyiko wa moja ya seli kwa kusonga kando ya uso wa nyingine, kama matokeo ya ambayo bakteria ziko. nasibu (Escherichia). Ikiwa, wakati wa kujitenga, moja ya seli za binti, bila kujitenga kutoka kwa sehemu ya mgawanyiko, huenda kwenye arc, V-enye umbo fomu (Corynebacterium, Bifidobacteria). Baada ya mgawanyiko wa binary na mgawanyiko wa seli katika ndege kadhaa, makundi ya seli ya maumbo mbalimbali: mashada (Staphylococcus), vifurushi (Sarcina) (Mchoro 65). Ikiwa mgawanyiko wa nucleoid unatangulia mgawanyiko wa seli, polynucleoid microorganisms. Chini ya ushawishi wa mambo yasiyofaa ya nje (chumvi ya bile, mionzi ya UV, surfactants, antibiotics), mgawanyiko wa seli unaweza kuacha wakati ukuaji wake unaendelea. Katika kesi hii, malezi ya vidogo ya filamentous seli.

Mchele. 65. Mgawanyiko wa cocci

Kipindi cha kizazi- muda wa muda ambao idadi ya bakteria huongezeka mara mbili. Kiwango cha uzazi wa viumbe vidogo na kipindi cha kizazi hutegemea aina ya microorganism, ukubwa na mali ya inoculum, muundo wa kati ya virutubisho, pH yake, aeration, incubation. joto, na mambo mengine. Chini ya hali nzuri, microorganisms nyingi hugawanyika ndani ya dakika 15-30 (E. coli, S. typhi). Katika microorganisms fastidious, mgawanyiko hutokea ndani ya dakika 45-90 (Streptococcus, Corynebacterium) na hata baada ya masaa 18 (M. kifua kikuu).

Neno "ukuaji" linamaanisha kuongezeka kwa misa ya cytoplasmic ya seli ya mtu binafsi au kikundi cha bakteria kama matokeo ya usanisi wa nyenzo za seli (kwa mfano, protini, RNA, DNA). Baada ya kufikia ukubwa fulani, seli huacha kukua na huanza kuongezeka.

Uzazi wa vijidudu unamaanisha uwezo wao wa kujizalisha wenyewe, kuongeza idadi ya watu kwa kila kitengo. Kwa maneno mengine, tunaweza kusema: uzazi ni ongezeko la idadi ya watu binafsi katika idadi ya microbial.

Bakteria huzaa zaidi kwa mgawanyiko rahisi wa kupita (uenezi wa mimea), ambayo hutokea katika ndege tofauti, na kuundwa kwa mchanganyiko mbalimbali wa seli (rundo la zabibu - staphylococci, minyororo - streptococci, misombo katika jozi - diplococci, bales, mifuko - sarcina, na kadhalika.). Mchakato wa mgawanyiko unajumuisha hatua kadhaa mfululizo. Hatua ya kwanza huanza na uundaji wa kizigeu cha kupita katikati ya seli (Mchoro 6), mwanzoni unaojumuisha utando wa cytoplasmic ambao hugawanya saitoplazimu ya seli ya mama katika seli mbili za binti. Sambamba na hii, ukuta wa seli huunganishwa, na kutengeneza kizigeu kamili kati ya seli mbili za binti. Katika mchakato wa mgawanyiko wa bakteria, hali muhimu ni replication (mara mbili) ya DNA, ambayo hufanywa na enzymes ya DNA polymerase. Wakati DNA inapoongezeka mara mbili, vifungo vya hidrojeni huvunjwa na heli mbili za DNA huundwa, ambayo kila moja iko katika seli za binti. Kisha, DNA za binti moja hurejesha vifungo vya hidrojeni na tena kuunda DNA mbili.

Uigaji wa DNA na mgawanyiko wa seli hutokea kwa kasi fulani ya asili katika kila aina ya microbe, ambayo inategemea umri wa utamaduni na asili ya kati ya virutubisho. Kwa mfano, kiwango cha ukuaji wa E. coli ni kati ya dakika 16 hadi 20; katika kifua kikuu cha Mycobacterium, mgawanyiko hutokea tu baada ya masaa 18-20; Seli za utamaduni wa tishu za mamalia zinahitaji masaa 24. Kwa hivyo, bakteria wa spishi nyingi huzidisha karibu mara 100 kuliko seli za utamaduni wa tishu.

Aina za mgawanyiko wa seli za bakteria. 1. Mgawanyiko wa seli hutangulia mgawanyiko, ambayo inasababisha kuundwa kwa vijiti vya "multicellular" na cocci. 2. Mgawanyiko wa seli za synchronous, ambapo mgawanyiko na fission ya nucleoid hufuatana na kuundwa kwa viumbe vya seli moja. 3. Mgawanyiko wa Nucleoid hutangulia mgawanyiko wa seli, na kusababisha kuundwa kwa bakteria ya multinucleoid.

Mgawanyiko wa bakteria, kwa upande wake, hutokea kwa njia tatu: 1) kuvunja kujitenga, wakati seli mbili za mtu binafsi, kuvunja mara kwa mara kwenye makutano, kuvunja daraja la cytoplasmic na kukataa kila mmoja, na minyororo hutengenezwa (bacilli ya anthrax); 2) kujitenga kwa sliding, ambayo baada ya mgawanyiko seli hutengana na moja yao huteleza juu ya uso wa nyingine (aina za mtu binafsi za Escherichia); 3) mgawanyiko wa secant, wakati moja ya seli zilizogawanywa na mwisho wake wa bure huelezea arc ya mduara, katikati ambayo ni hatua ya kuwasiliana na seli nyingine, na kutengeneza quinque ya Kirumi au cuneiform (Corynebacterium diphtheria, l hysteria).

Awamu za maendeleo ya idadi ya bakteria. Kinadharia, inadhaniwa kwamba ikiwa bakteria hutolewa na masharti ya kuongezeka kwa kuendelea na kuongezeka kwa kasi kwa wingi wa kati ya virutubisho safi na nje ya bidhaa za excretory, basi uzazi utaongezeka kwa logarithmically, na kifo kwa hesabu.

Muundo wa jumla wa ukuaji na uzazi wa idadi ya bakteria kwa kawaida huonyeshwa kimchoro katika mfumo wa mkunjo unaoakisi utegemezi wa logariti ya idadi ya chembe hai kwa wakati. Mviringo wa kawaida wa ukuaji una umbo la S na huruhusu mtu kutofautisha awamu kadhaa za ukuaji zinazofuatana katika mfuatano fulani:

1. Awamu (ya kusimama, iliyofichwa, au ya kupumzika). Inawakilisha wakati kutoka wakati bakteria huchanjwa kwenye chombo cha virutubisho hadi kukua. Katika awamu hii, idadi ya bakteria hai haizidi na inaweza hata kupungua. Muda wa awamu ya awali ni masaa 1-2.

2. Awamu ya kuchelewa kwa uzazi. Katika awamu hii, seli za bakteria hukua haraka lakini huzaa kwa unyonge. Kipindi cha awamu hii huchukua muda wa saa 2 na inategemea idadi ya masharti: umri wa mazao (mazao ya vijana hubadilika kwa kasi zaidi kuliko ya zamani); sifa za kibaolojia za seli za microbial (bakteria ya kundi la matumbo ina sifa ya muda mfupi wa kukabiliana, wakati kifua kikuu cha mycobacterium kinajulikana kwa muda mrefu); manufaa ya kati ya virutubisho, joto la kukua, mkusanyiko wa CO2, pH, kiwango cha uingizaji hewa wa kati, uwezo wa redox, nk. Awamu zote mbili mara nyingi huunganishwa na neno "awamu ya lag" (Kiingereza lag - lag, delay).

3. Awamu ya logarithmic. Katika awamu hii, kiwango cha uzazi wa seli na ongezeko la idadi ya bakteria ni cha juu. Kipindi cha kizazi (Kilatini generatio - kuzaliwa, uzazi), yaani, wakati uliopita kati ya mgawanyiko mbili mfululizo wa bakteria, katika hatua hii itakuwa mara kwa mara kwa aina fulani, na idadi ya bakteria itaongezeka mara mbili. Hii ina maana kwamba mwishoni mwa kizazi cha kwanza, bakteria mbili huundwa kutoka kwa seli moja, mwishoni mwa kizazi cha pili, bakteria zote mbili, kugawanyika, fomu ya nne, nane huundwa kutoka kwa nne zinazosababisha, nk Kwa hiyo, baada ya vizazi vya n. , idadi ya seli katika utamaduni itakuwa sawa na 2n. Muda wa awamu ya logarithmic ni masaa 5-6.

4. Awamu mbaya ya kuongeza kasi. Kiwango cha uzazi wa bakteria huacha kuwa juu, idadi ya watu wanaogawanyika hupungua, na idadi ya vifo huongezeka (muda wa saa 2). Moja ya sababu zinazowezekana ambazo hupunguza kasi ya kuenea kwa bakteria ni kupungua kwa kati ya virutubisho, yaani, kutoweka kutoka humo kwa vitu maalum kwa aina fulani ya bakteria.

5. Stationary upeo awamu. Ndani yake, idadi ya bakteria mpya ni karibu sawa na idadi ya waliokufa, yaani, usawa hutokea kati ya seli zilizokufa na zile mpya. Awamu hii huchukua masaa 2.

6. Awamu ya kuongeza kasi ya kifo. Inaonyeshwa na ukuu unaoendelea wa idadi ya seli zilizokufa juu ya idadi ya waliozaliwa hivi karibuni. Inachukua kama masaa 3.

7. Awamu ya kifo cha Logarithmic. Kifo cha seli hutokea kwa kiwango cha mara kwa mara (muda wa saa 5).

8. Awamu ya kupungua kwa kiwango cha vifo. Seli zilizobaki huingia katika hali ya kupumzika.

№ 10 Ukuaji na uzazi wa bakteria. Awamu za uzazi.
Shughuli muhimu ya bakteria ina sifa ya ukuaji - malezi ya vipengele vya kimuundo na kazi vya seli na ongezeko la seli ya bakteria yenyewe; pamoja na uzazi- uzazi wa kibinafsi, unaosababisha ongezeko la idadi ya seli za bakteria katika idadi ya watu.
Bakteria huzidisha kwa mgawanyiko wa binary katika nusu, mara chache zaidi kwa kuchipua. Actinomycetes, kama kuvu, inaweza kuzaliana na spores. Actinomycetes, kuwa tank ya matawiteria, kuzaliana kwa kugawanyika kwa seli za filamentous. Bakteria ya gramu-chanya hugawanyika kwa ingrowth ya septa ya mgawanyiko wa synthesized ndani ya seli, na bakteria ya gramu-hasi kwa kufinya, na kusababisha kuundwa kwa takwimu za umbo la dumbbell ambayo seli mbili zinazofanana huundwa.
Mgawanyiko wa seli unatanguliwa nauigaji wa kromosomu ya bakteria kulingana na aina ya nusu-hafidhina (nyuzi ya DNA yenye nyuzi mbili hufunguka na kila uzi hukamilishwa na uzi wa ziada), na kusababisha kuongezeka maradufu kwa molekuli za DNA za kiini cha bakteria - nucleoid.
Uigaji wa DNA hutokea katika hatua tatu: uanzishaji, urefu, au ukuaji wa mnyororo, na kusitishwa.
Uzazi wa bakteria katika kati ya virutubishi kioevu. Bakteria iliyopandwa kwa kiasi fulani, isiyobadilika ya kati ya virutubisho, kuzidisha, hutumia virutubisho, ambayo baadaye husababisha kupungua kwa kati ya virutubisho na kukoma kwa ukuaji wa bakteria. Ukuaji wa bakteria katika mfumo kama huo huitwa kilimo cha kundi, na utamaduni huitwa utamaduni wa kundi. Ikiwa hali ya kilimo inadumishwa na ugavi unaoendelea wa kati ya virutubishi safi na utokaji wa kiasi sawa cha maji ya kitamaduni, basi kilimo kama hicho kinaitwa kuendelea, na tamaduni hiyo inaitwa kuendelea.
Wakati bakteria hupandwa kwenye kati ya virutubishi vya kioevu, chini, kuenea au uso (kwa namna ya filamu) ukuaji wa utamaduni huzingatiwa. Ukuaji wa tamaduni ya kundi la bakteria iliyopandwa katika lishe ya kioevu imegawanywa katika awamu kadhaa, au vipindi:
1. awamu ya lag;
2. awamu ya ukuaji wa logarithmic;
3. awamu ya ukuaji wa stationary, au mkusanyiko wa juu wa bakteria;
4. awamu ya kifo cha bakteria.
Awamu hizi zinaweza kuonyeshwa graphically katika mfumo wa makundi ya curve ya uzazi wa bakteria, kuonyesha utegemezi wa logarithm ya idadi ya seli hai wakati wa kukua kwao.
Awamu ya kuchelewa - kipindi kati ya kupanda kwa bakteria na mwanzo wa uzazi. Muda wa awamu ya lag ni wastani wa masaa 4-5. Wakati huo huo, bakteria huongezeka kwa ukubwa na huandaa kugawanyika; kiasi cha asidi ya nucleic, protini na vipengele vingine huongezeka.
Awamu ya ukuaji wa logarithmic (kielelezo).ni kipindi cha mgawanyiko mkali wa bakteria. Muda wake ni kama masaa 5-6. Chini ya hali bora ya ukuaji, bakteria wanaweza kugawanyika kila baada ya dakika 20-40. Wakati wa awamu hii, bakteria wana hatari zaidi, ambayo inaelezewa na unyeti mkubwa wa vipengele vya kimetaboliki ya seli inayokua sana kwa inhibitors ya awali ya protini, asidi ya nucleic, nk.
Kisha inakuja awamu ya ukuaji wa stationary, ambapo idadi ya seli zinazoweza kutumika inabakia bila kubadilika, inayojumuisha kiwango cha juu (M-mkusanyiko). Muda wake unaonyeshwa kwa masaa na hutofautiana kulingana na aina ya bakteria, sifa zao na kilimo.
Awamu ya kifo inakamilisha mchakato wa ukuaji wa bakteria., inayojulikana na kifo cha bakteria chini ya hali ya kupungua kwa vyanzo vya kati ya virutubisho na mkusanyiko wa bidhaa za kimetaboliki za bakteria ndani yake. Muda wake ni kutoka masaa 10 hadi wiki kadhaa. Nguvu ya ukuaji na uzazi wa bakteria inategemea mambo mengi, ikiwa ni pamoja na muundo bora wa kati ya virutubisho, uwezo wa redox, pH, joto, nk.
Uzazi wa bakteria kwenye kati ya virutubisho imara. Bakteria zinazokua kwenye virutubishi mnene huunda koloni zilizotengwa zenye umbo la duara na kingo laini au zisizo sawa ( S- na R -umbo), uthabiti tofauti na rangi, kulingana na rangi ya bakteria.
Rangi ya rangi ya mumunyifu katika maji huenea kwenye kati ya virutubisho na kuipaka rangi. Kundi jingine la rangi ya rangi haipatikani katika maji, lakini mumunyifu katika vimumunyisho vya kikaboni. Na hatimaye, kuna rangi ambazo hazipatikani kwa maji wala katika misombo ya kikaboni.
Rangi ya rangi ya kawaida kati ya microorganisms ni carotenes, xanthophylls na melanini. Melanini ni rangi nyeusi, kahawia au nyekundu isiyoyeyuka ambayo imeundwa kutoka kwa misombo ya phenolic. Melanini, pamoja na catalase, superoxide dismutase na peroxidase, hulinda microorganisms kutokana na athari za radicals yenye sumu ya peroxide ya oksijeni. Rangi nyingi zina antimicrobial, antibiotic-kama madhara.