พอร์ทัลเกี่ยวกับการปรับปรุงห้องน้ำ เคล็ดลับที่เป็นประโยชน์

การเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของเซลล์แบคทีเรียมีลักษณะเฉพาะอย่างไร การเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย

คำว่า "การเจริญเติบโต" หมายถึงการเพิ่มขึ้นของมวลไซโตพลาสซึมของแต่ละเซลล์หรือกลุ่มแบคทีเรียอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์วัสดุเซลล์ (ตัวอย่างเช่น โปรตีน, RNA, DNA) เมื่อถึงขนาดที่กำหนด เซลล์จะหยุดเติบโตและเริ่มเพิ่มจำนวน

การสืบพันธุ์ของจุลินทรีย์หมายถึงความสามารถในการสืบพันธุ์ของตัวเอง เพื่อเพิ่มจำนวนตัวต่อหน่วยปริมาตร กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราสามารถพูดได้ว่า การสืบพันธุ์คือการเพิ่มจำนวนบุคคลในประชากรจุลินทรีย์

แบคทีเรียสืบพันธุ์ส่วนใหญ่โดยการแบ่งตามขวางอย่างง่าย (การขยายพันธุ์พืช) ซึ่งเกิดขึ้นในระนาบต่าง ๆ โดยมีการก่อตัวของการรวมกันของเซลล์ที่หลากหลาย (พวงองุ่น - สตาฟิโลคอกคัส, โซ่ - สเตรปโตคอคกี้, สารประกอบเป็นคู่ - ดิพโลคอคกี้, ก้อน, ถุง - ซาร์ซินา, ฯลฯ) กระบวนการแบ่งประกอบด้วยขั้นตอนต่อเนื่องหลายขั้นตอน ระยะแรกเริ่มต้นด้วยการก่อตัวของพาร์ติชันตามขวางในส่วนตรงกลางของเซลล์ (รูปที่ 6) โดยเริ่มแรกประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมที่แบ่งไซโตพลาสซึมของเซลล์แม่ออกเป็นเซลล์ลูกสาวสองคน ควบคู่ไปกับสิ่งนี้ ผนังเซลล์จะถูกสังเคราะห์ขึ้น ทำให้เกิดพาร์ติชันที่เต็มเปี่ยมระหว่างเซลล์ลูกสาวทั้งสอง ในกระบวนการแบ่งแบคทีเรีย เงื่อนไขที่สำคัญคือการจำลอง (สองเท่า) ของ DNA ซึ่งดำเนินการโดยเอนไซม์ DNA polymerase เมื่อ DNA เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า พันธะไฮโดรเจนจะถูกทำลายและเกิดเกลียว DNA สองอัน ซึ่งแต่ละอันจะอยู่ในเซลล์ลูกสาว จากนั้น DNA สายเดี่ยวของลูกสาวจะฟื้นฟูพันธะไฮโดรเจนและสร้าง DNA สายคู่ขึ้นมาอีกครั้ง

การจำลองดีเอ็นเอและการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นที่ความเร็วที่แน่นอนในจุลินทรีย์แต่ละประเภท ซึ่งขึ้นอยู่กับอายุของการเพาะเลี้ยงและธรรมชาติของสารอาหาร ตัวอย่างเช่น อัตราการเติบโตของเชื้อ E. coli อยู่ในช่วง 16 ถึง 20 นาที ใน Mycobacterium tuberculosis การแบ่งตัวเกิดขึ้นหลังจาก 18-20 ชั่วโมงเท่านั้น เซลล์เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมต้องใช้เวลา 24 ชั่วโมง ด้วยเหตุนี้ แบคทีเรียในสายพันธุ์ส่วนใหญ่จึงขยายตัวได้เร็วกว่าเซลล์เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อเกือบ 100 เท่า

ประเภทของการแบ่งเซลล์แบคทีเรีย 1. การแบ่งเซลล์เกิดขึ้นก่อนการแบ่งตัว ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของแท่ง "หลายเซลล์" และ cocci 2. การแบ่งเซลล์แบบซิงโครนัส ซึ่งการแบ่งตัวและการแบ่งตัวของนิวเคลียสจะมาพร้อมกับการก่อตัวของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว 3. การแบ่งตัวของนิวเคลียสเกิดขึ้นก่อนการแบ่งเซลล์ ทำให้เกิดแบคทีเรียหลายนิวคลีโอด์

ในทางกลับกัน การแยกตัวของแบคทีเรียเกิดขึ้นในสามวิธี: 1) การแยกจากกันเมื่อเซลล์สองเซลล์หักซ้ำ ๆ ที่ทางแยก ทำลายสะพานไซโตพลาสซึมและผลักกัน และโซ่ก่อตัวขึ้น (แบคทีเรียแอนแทรกซ์); 2) การแยกแบบเลื่อนซึ่งหลังจากการแบ่งเซลล์แยกจากกันและหนึ่งในนั้นเลื่อนไปบนพื้นผิวของอีกเซลล์หนึ่ง (รูปแบบเฉพาะของ Escherichia) 3) การแบ่งซีแคนต์ เมื่อเซลล์ใดเซลล์หนึ่งที่มีปลายอิสระอธิบายส่วนโค้งของวงกลม ซึ่งจุดศูนย์กลางคือจุดที่สัมผัสกับเซลล์อื่น ก่อตัวเป็นรูปโรมัน quinque หรือ cuneiform (Corynebacterium diphtheria, l ฮิสทีเรีย)

ระยะของการพัฒนาประชากรแบคทีเรีย ในทางทฤษฎีสันนิษฐานว่าหากแบคทีเรียมีเงื่อนไขสำหรับการไหลเข้าอย่างต่อเนื่องและการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในมวลของสารอาหารสดและการไหลออกของผลิตภัณฑ์ขับถ่าย การสืบพันธุ์จะเพิ่มขึ้นในลอการิทึมและความตายทางคณิตศาสตร์

รูปแบบทั่วไปของการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของประชากรแบคทีเรียมักจะแสดงเป็นกราฟในรูปแบบของเส้นโค้งที่สะท้อนการพึ่งพาลอการิทึมของจำนวนเซลล์ที่มีชีวิตตรงเวลา กราฟการเติบโตโดยทั่วไปจะอยู่ในรูปตัว S และช่วยให้สามารถแยกแยะระยะการเติบโตหลายๆ ขั้นที่ติดตามกันในลำดับที่แน่นอนได้:

1. ระยะเริ่มต้น (ระยะนิ่ง ระยะแฝง หรือระยะพัก) มันแสดงถึงเวลานับจากช่วงเวลาที่แบคทีเรียได้รับการฉีดวัคซีนบนอาหารเลี้ยงเชื้อจนกระทั่งพวกมันเติบโต ในระหว่างระยะนี้ จำนวนแบคทีเรียที่มีชีวิตจะไม่เพิ่มขึ้นและอาจลดลงด้วยซ้ำ ระยะเวลาของระยะเริ่มแรกคือ 1-2 ชั่วโมง

2. ระยะการสืบพันธุ์ล่าช้า ในระหว่างระยะนี้ เซลล์แบคทีเรียจะเติบโตอย่างรวดเร็วแต่แพร่พันธุ์ได้ไม่ดี ระยะเวลาของระยะนี้ใช้เวลาประมาณ 2 ชั่วโมงและขึ้นอยู่กับเงื่อนไขหลายประการ: อายุของพืชผล (พืชผลอ่อนจะปรับตัวได้เร็วกว่าพืชเก่า) ลักษณะทางชีววิทยาของเซลล์จุลินทรีย์ (แบคทีเรียของกลุ่มลำไส้มีลักษณะการปรับตัวในช่วงสั้น ๆ ในขณะที่เชื้อมัยโคแบคทีเรียมวัณโรคมีลักษณะเป็นระยะเวลานาน) ประโยชน์ของสารอาหาร, อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น, ความเข้มข้นของ CO2, pH, ระดับการเติมอากาศของตัวกลาง, ศักย์รีดอกซ์ ฯลฯ ทั้งสองเฟสมักจะรวมกับคำว่า "ระยะล่าช้า" (ภาษาอังกฤษ lag - lag, ความล่าช้า)

3. เฟสลอการิทึม ในระยะนี้ อัตราการสืบพันธุ์ของเซลล์และการเพิ่มขึ้นของจำนวนแบคทีเรียจะสูงสุด ระยะเวลาการสร้าง (การกำเนิดภาษาละติน - การกำเนิด การสืบพันธุ์) กล่าวคือ เวลาที่ผ่านไประหว่างการแบ่งแบคทีเรียสองส่วนติดต่อกัน ในขั้นตอนนี้จะคงที่สำหรับสายพันธุ์ที่กำหนด และจำนวนแบคทีเรียจะเพิ่มขึ้นสองเท่าแบบทวีคูณ ซึ่งหมายความว่าในตอนท้ายของรุ่นแรก แบคทีเรียสองตัวถูกสร้างขึ้นจากเซลล์เดียว เมื่อสิ้นสุดรุ่นที่สอง แบคทีเรียทั้งสองตัวแบ่งตัว รูปแบบที่สี่ แปดถูกสร้างขึ้นจากผลลัพธ์สี่อัน เป็นต้น ดังนั้นหลังจาก n รุ่น จำนวนเซลล์ในการเพาะเลี้ยงจะเท่ากับ 2n ระยะเวลาของเฟสลอการิทึมคือ 5-6 ชั่วโมง

4. ระยะการเร่งความเร็วเชิงลบ อัตราการสืบพันธุ์ของแบคทีเรียสิ้นสุดที่สูงสุด จำนวนการแบ่งตัวลดลง และจำนวนการเสียชีวิตเพิ่มขึ้น (ระยะเวลาประมาณ 2 ชั่วโมง) สาเหตุหนึ่งที่เป็นไปได้ที่ทำให้การแพร่กระจายของแบคทีเรียช้าลงคือการสูญเสียสารอาหารนั่นคือการหายไปของสารที่จำเพาะต่อสายพันธุ์แบคทีเรียที่กำหนด

5. เฟสสูงสุดที่อยู่กับที่ ในนั้นจำนวนแบคทีเรียใหม่เกือบจะเท่ากับจำนวนแบคทีเรียที่ตายแล้วนั่นคือความสมดุลเกิดขึ้นระหว่างเซลล์ที่ตายแล้วและเซลล์ที่สร้างขึ้นใหม่ ระยะนี้ใช้เวลา 2 ชั่วโมง

6.ระยะเร่งแห่งความตาย มีลักษณะพิเศษคือจำนวนเซลล์ที่ตายแล้วมีความเหนือกว่าจำนวนเซลล์ที่เกิดใหม่อย่างต่อเนื่อง ใช้เวลาประมาณ 3 ชั่วโมง

7. ระยะตายลอการิทึม การตายของเซลล์เกิดขึ้นในอัตราคงที่ (ระยะเวลาประมาณ 5 ชั่วโมง)

8. ระยะอัตราการเสียชีวิตที่ลดลง เซลล์ที่รอดชีวิตจะเข้าสู่สภาวะพัก

เพื่อที่จะศึกษาจุลินทรีย์ กำหนดปัจจัยสาเหตุของโรคติดเชื้อ จัดการกับปัญหาการป้องกันและรักษาโรคติดเชื้อ และแก้ไขปัญหาอื่น ๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์ จำเป็นต้องมีพวกมันในปริมาณที่เพียงพอ และนั่นหมายถึงการสร้างเงื่อนไขทั้งหมด เพื่อการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของจุลินทรีย์ตามปกติ

คำว่า "การสืบพันธุ์" ของจุลินทรีย์หมายถึงความสามารถในการสืบพันธุ์และเพิ่มจำนวนบุคคล

การสืบพันธุ์ของจุลินทรีย์เกิดขึ้นโดยการแบ่งตามขวาง การแตกหน่อ การสร้างสปอร์ และการสืบพันธุ์

การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์หมายถึงการเพิ่มขึ้นของมวลของจุลินทรีย์อันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์วัสดุเซลล์และการสืบพันธุ์ของส่วนประกอบและโครงสร้างของเซลล์ทั้งหมด

แบคทีเรีย สไปโรเชต แอกติโนไมซีต เชื้อรา ริกเก็ตเซีย มัยโคพลาสมา โปรโตซัว และคลามีเดียมีการสืบพันธุ์ ในขณะที่ไวรัสและฟาจ (ไวรัสจุลินทรีย์) สืบพันธุ์

การสืบพันธุ์ของจุลินทรีย์เป็นไปตามรูปแบบบางอย่าง อัตราการแบ่งตัวของจุลินทรีย์จะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับชนิดของจุลินทรีย์ อายุของการเพาะเลี้ยง ลักษณะของสารอาหารตามธรรมชาติและสารอาหารเทียม อุณหภูมิ ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ และปัจจัยอื่นๆ อีกมากมาย

ในระหว่างกระบวนการสืบพันธุ์ จุลินทรีย์ในระยะต่างๆ จะมีการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยา (รูปร่าง ขนาด ความสามารถในการสี กิจกรรมทางชีวเคมี ความไวต่อปัจจัยทางกายภาพและเคมี ฯลฯ)

จุลินทรีย์มีความแปรปรวนตามอายุ เช่น บุคคลเปลี่ยนแปลงไปตามระยะต่างๆ ของการเจริญเติบโต การสุกแก่ และการแก่ชรา การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สังเกตได้ในวงจรปกติของการพัฒนาจุลินทรีย์แต่ละชนิด ซึ่งขึ้นอยู่กับธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต ความซับซ้อนของโครงสร้าง และลำดับของการพัฒนา

แบคทีเรียมีวงจรการพัฒนาที่ง่ายที่สุดในบรรดาจุลินทรีย์ พวกมันสืบพันธุ์โดยการแบ่งตามขวางอย่างง่ายในระนาบต่างๆ ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ เซลล์สามารถจัดเรียงแบบสุ่ม เป็นกลุ่ม โซ่ บรรจุภัณฑ์ เป็นคู่ สี่เซลล์ ฯลฯ

คุณลักษณะเฉพาะของแบคทีเรียที่แยกพวกมันออกจากสัตว์และพืชหลายชนิดคืออัตราการสืบพันธุ์ที่ไม่ธรรมดา

เซลล์แบคทีเรียแต่ละเซลล์จะมีการแบ่งตัวโดยเฉลี่ยภายในครึ่งชั่วโมง ซึ่งเป็นผลมาจากการเผาผลาญที่เพิ่มขึ้นและความเร็วที่สารอาหารจะเข้าสู่เซลล์

ปัจจัยที่ยับยั้งการแพร่กระจายของแบคทีเรียคือการสูญเสียสารตั้งต้นของสารอาหารและความเป็นพิษของสิ่งแวดล้อมด้วยผลิตภัณฑ์ที่สลายตัว

แบคทีเรียมีแปดขั้นตอนหลักของการสืบพันธุ์

1. ระยะเริ่มต้นหยุดนิ่ง ซึ่งเป็นระยะเวลาหนึ่งถึงสองชั่วโมงนับจากช่วงเวลาที่แบคทีเรียถูกฉีดวัคซีนลงบนอาหารเลี้ยงเชื้อ การสืบพันธุ์ไม่เกิดขึ้นในระยะนี้

2. ระยะของการสืบพันธุ์ล่าช้า (ระยะแล็ก) ซึ่งในระหว่างนั้นการแพร่พันธุ์ของแบคทีเรียเกิดขึ้นช้ามากและอัตราการเจริญเติบโตเพิ่มขึ้น ระยะเวลาของระยะที่สองคือประมาณสองชั่วโมง

3. ระยะนี้กินเวลาห้าถึงหกชั่วโมง ระยะที่สามมีลักษณะเป็นอัตราการแบ่งสูงสุดและขนาดเซลล์ลดลง

4. ระยะการเร่งความเร็วเชิงลบ (ใช้เวลาประมาณสองชั่วโมง) อัตราการสืบพันธุ์ของแบคทีเรียลดลง จำนวนเซลล์ที่แบ่งตัวลดลง

5. ระยะอยู่กับที่ซึ่งกินเวลาประมาณสองชั่วโมง จำนวนแบคทีเรียใหม่เกือบเท่ากับจำนวนผู้เสียชีวิต

6. ระยะเร่งการตายของเซลล์ (ใช้เวลาประมาณ 3 ชั่วโมง)

7. ระยะการตายของเซลล์ลอการิทึม (ใช้เวลาประมาณห้าชั่วโมง) ซึ่งการตายของเซลล์เกิดขึ้นในอัตราคงที่

8. ระยะอัตราการเสียชีวิตที่ลดลง บุคคลที่รอดชีวิตจะเข้าสู่สภาวะพักผ่อน

ระยะเวลาของระยะการสืบพันธุ์ไม่คงที่ อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของจุลินทรีย์และสภาวะการเพาะปลูก

วงจรการพัฒนาของแบคทีเรียคอคคอยด์ขึ้นอยู่กับการเจริญเติบโตของเซลล์และการแบ่งตัวในภายหลัง แบคทีเรียแอสพอโรจีนัสรูปแท่งจะเติบโตตั้งแต่อายุยังน้อย โดยมีขนาดสูงสุด จากนั้นจึงแบ่งออกเป็นเซลล์ลูกสาว 2 เซลล์ ซึ่งเกิดซ้ำในวัฏจักรเดียวกัน ในแบคทีเรียและคลอสตริเดีย วงจรการพัฒนารวมถึงกระบวนการสร้างสปอร์ภายใต้เงื่อนไขบางประการ

Spirochetes และ rickettsiae เช่นเดียวกับแบคทีเรีย สืบพันธุ์โดยการแบ่งตัวแบบไบนารี

ในบรรดาไมโคพลาสมา ร่างกายเบื้องต้นที่มีรูปร่างเป็นทรงกลมหรือรูปไข่มีความสามารถในการสืบพันธุ์ได้ ในระหว่างกระบวนการพัฒนา ผลพลอยได้คล้ายด้ายหลายเส้นจะปรากฏบนตัวเครื่องเบื้องต้น ซึ่งจะมีการสร้างวัตถุทรงกลมขึ้นมา เกลียวจะค่อยๆบางลงและโซ่ที่มีตัวทรงกลมที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนจะถูกสร้างขึ้น จากนั้นเส้นใยจะถูกแบ่งออกเป็นชิ้นส่วนและปล่อยวัตถุทรงกลมออกมา

การสืบพันธุ์ของไมโคพลาสมาบางชนิดเกิดขึ้นโดยเซลล์ลูกสาวที่แตกหน่อจากวัตถุทรงกลมขนาดใหญ่ ไมโคพลาสมาจะคูณด้วยการแบ่งตามขวางหากกระบวนการของการแบ่งมัยโคพลาสมาเกิดขึ้นพร้อมกันกับการจำลองแบบของนิวครอยด์ DNA เมื่อการซิงโครไนซ์ถูกรบกวน จะเกิดรูปแบบเส้นใยโพลีนิวครอยด์ ซึ่งต่อมาแบ่งออกเป็นเซลล์คอคคอยด์

Actinomycetes และเชื้อรามีการพัฒนาสองขั้นตอนที่แตกต่างกัน: ระยะการเจริญเติบโตของพืชซึ่งมีลักษณะของการก่อตัวของไมซีเลียมและขั้นตอนของการก่อตัวของสปอร์ที่เกิดขึ้นบนพาหะของสปอร์

คุณสมบัติที่สำคัญของแอคติโนไมซีตและเชื้อราคือวิธีการสืบพันธุ์ที่หลากหลาย มีลักษณะเฉพาะคือการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

การขยายพันธุ์พืชจะดำเนินการโดยการแบ่งเส้นใยออกเป็นส่วน ๆ พร้อมกับการก่อตัวของเซลล์รูปแท่งและเซลล์คอคคอยด์ในภายหลัง

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเกิดขึ้นโดยอาศัยพืช (การเจริญเติบโตของชิ้นส่วนของเส้นใยหรือเซลล์แต่ละเซลล์) และด้วยความช่วยเหลือของอวัยวะสืบพันธุ์เฉพาะทางไม่มากก็น้อย (สปอร์และโคนิเดีย) วิธีการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศที่พบบ่อยที่สุดนั้นแสดงออกมาในรูปแบบของสปอร์จากภายนอกและภายนอก Exospores หรือ conidia ถูกสร้างขึ้นที่ปลายของเส้นใยที่ออกผล แต่จะถูกห่อหุ้มไว้ในถุงทั่วไป - sporangium Hyphae ที่มี sporangia เรียกว่า sporangiophores Sporangiophores อาจเป็นเส้นตรง เป็นคลื่น หรือเป็นเกลียว

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของอวัยวะพิเศษ - แอสโคสปอร์, เบสิดิโอสปอร์, การก่อตัวของกระบวนการทางเพศนำหน้า ตามวัตถุประสงค์ทางชีวภาพ สปอร์ของแอคติโนไมซีตและเชื้อรานั้นอยู่เฉยๆ ทำหน้าที่รักษาสายพันธุ์ไว้ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง และทำหน้าที่ในการแพร่พันธุ์อย่างรวดเร็ว

สปอร์ของแอคติโนไมซีตและเชื้อรานั้นถูกสร้างขึ้นโดยแต่ละคนในปริมาณมาก เนื่องจากสปอร์ของแอคติโนไมซีตและเชื้อรานั้นถูกสร้างขึ้นโดยแต่ละคนในปริมาณมาก เนื่องจากสปอร์ของแอคติโนไมซีตและเชื้อรานั้นมีวัตถุประสงค์เพื่อการสืบพันธุ์เป็นหลัก มีความทนทานต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าสปอร์ของแบคทีเรีย

ในโปรโตซัวเช่นเดียวกับในแอคติโนมัยซีตและเชื้อรารวมถึงการสืบพันธุ์โดยการแบ่งก็มีกระบวนการทางเพศเช่นกัน

Chlamydia ไวรัส และฟาจมีวงจรการพัฒนาที่เป็นเอกลักษณ์

การสืบพันธุ์ของหนองในเทียมเริ่มต้นด้วยการแทรกซึมของร่างกายเบื้องต้นเข้าไปในเซลล์เนื้อเยื่อที่ละเอียดอ่อนผ่านทางเอ็นโดโทซิส ร่างกายเหล่านี้ในแวคิวโอลของเซลล์จะกลายเป็นรูปแบบพืชที่เรียกว่าร่างกายเริ่มต้นหรือตาข่ายซึ่งมีความสามารถในการแบ่ง โครงสร้างตาข่ายมีผนังเซลล์ลาเมลลาร์ และในไซโตพลาสซึมมีไฟบริลนิวเคลียร์และไรโบโซมจำนวนมากตั้งอยู่อย่างหลวมๆ หลังจากการแบ่งตัวซ้ำแล้วซ้ำอีก ร่างกายของตาข่ายจะกลายเป็นรูปแบบระดับกลาง ซึ่งเป็นที่ที่ร่างกายระดับประถมศึกษารุ่นใหม่พัฒนาขึ้น วงจรการพัฒนาของหนองในเทียมทั้งหมดใช้เวลาประมาณ 40–48 ชั่วโมง และจบลงด้วยการก่อตัวของไมโครโคโลนีของหนองในเทียมในไซโตพลาสซึมของเซลล์เจ้าบ้าน

หลังจากที่ผนังแวคิวโอลแตกและเซลล์เจ้าบ้านถูกทำลายอย่างสิ้นเชิง ไมโครโคโลนีของหนองในเทียมซึ่งอยู่นอกเซลล์ทั้งหมด จะสลายตัวไปเป็นอวัยวะเบื้องต้นที่เป็นอิสระ และวงจรของหนองในเทียมที่แทรกซึมเข้าไปในเซลล์ตามด้วยการสืบพันธุ์จะเกิดขึ้นซ้ำ

การแพร่พันธุ์ของไวรัสมีลักษณะเป็นลำดับของแต่ละระยะ

1. ขั้นตอนการดูดซับ Virions ถูกดูดซับบนโครงสร้างพื้นผิวของเซลล์ ในกรณีนี้ปฏิสัมพันธ์ของโครงสร้างเสริมของ virion และเซลล์ที่เรียกว่าตัวรับจะเกิดขึ้น

2. ระยะการเจาะของไวรัสเข้าสู่เซลล์เจ้าบ้าน วิธีที่ไวรัสเข้าสู่เซลล์ที่ไวต่อไวรัสนั้นไม่เหมือนกัน virion จำนวนมากเข้าสู่เซลล์โดย pinocytosis เมื่อแวคิวโอล pinocytic ที่เกิดขึ้น "ดึง" virion เข้าไปในเซลล์ ไวรัสบางตัวเข้าสู่เซลล์โดยตรงผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

3. ระยะของการทำลายเปลือกนอกและแคปซิดของ virion ด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์โปรตีโอไลติกของเซลล์เจ้าบ้าน ใน virions บางชนิดกระบวนการทำลายเปลือกของพวกมันเริ่มต้นที่ขั้นตอนการดูดซับในส่วนอื่น ๆ - ในแวคิวโอล pinocytic และอื่น ๆ - โดยตรงในไซโตพลาสซึมของเซลล์โดยมีส่วนร่วมของเอนไซม์โปรตีโอไลติกเดียวกัน

4. ขั้นตอนการสังเคราะห์โปรตีนของไวรัสและการจำลองกรดนิวคลีอิก หลังจากปล่อยกรดนิวคลีอิกของไวรัสทั้งหมดหรือบางส่วน กระบวนการสังเคราะห์โปรตีนของไวรัสและการจำลองกรดนิวคลีอิกจะเริ่มขึ้น

5. ระยะการประกอบหรือการสร้างสัณฐานวิทยาของไวรัส การก่อตัวของ virions เกิดขึ้นได้ก็ต่อภายใต้เงื่อนไขของการเชื่อมต่อโพลีเปปไทด์โครงสร้างของไวรัสและกรดนิวคลีอิกที่ได้รับคำสั่งอย่างเคร่งครัดซึ่งมั่นใจได้จากการประกอบโมเลกุลโปรตีนรอบ ๆ กรดนิวคลีอิกด้วยตนเอง ในไวรัสบางชนิด กระบวนการนี้เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึม ส่วนไวรัสอื่นๆ ในนิวเคลียสของเซลล์เจ้าบ้าน ในไวรัสเชิงซ้อนที่มีเปลือกด้านนอก การประกอบเพิ่มเติมจะเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมระหว่างที่พวกมันออกจากเซลล์

6. ระยะการปล่อยไวรัสออกจากเซลล์โฮสต์ ไวรัสที่ซับซ้อนจำนวนหนึ่งเกิดขึ้นจากเซลล์เจ้าบ้าน ในขณะที่เซลล์ยังคงมีชีวิตอยู่ได้ระยะหนึ่งแล้วจึงตายไป virion ธรรมดาจะออกจากเซลล์ผ่านรูที่เกิดขึ้นในเปลือกของมัน เซลล์เจ้าบ้านจะตายไปโดยไม่มีการคงชีวิตไว้ได้ระยะหนึ่ง

ในบางกรณี การแพร่พันธุ์ของไวรัสในเซลล์สามารถเกิดขึ้นได้ภายในเวลาหลายเดือนหรือหลายปี ไวรัสถูกปล่อยออกมาผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ เมื่อเซลล์ดังกล่าวแบ่งตัว ไวรัสจะถูกถ่ายโอนไปยังเซลล์ลูก ซึ่งจะเริ่มสร้างอนุภาคของไวรัส

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างไวรัสและเซลล์มีสามประเภท: ประสิทธิผล การทำแท้ง และการเกิดไวรัส

มีประสิทธิผลประเภทของปฏิสัมพันธ์คือการก่อตัวของ virions ใหม่

แท้งประเภทของปฏิสัมพันธ์สามารถถูกขัดจังหวะกะทันหันในระหว่างขั้นตอนของการจำลองกรดนิวคลีอิกของไวรัสหรือการสังเคราะห์โปรตีนของไวรัส หรือ morphogenesis ของ virion

ไวรัสเจนิคประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะโดยการรวมตัวกัน (บูรณาการ) ของกรดนิวคลีอิกของไวรัสเข้าไปใน DNA ของเซลล์ซึ่งช่วยให้มั่นใจถึงการจำลองแบบซิงโครนัสของ DNA ของไวรัสและเซลล์

ในระหว่างการสืบพันธุ์ของฟาจ การดูดซับของมันบนพื้นผิวเซลล์ก็เกิดขึ้นเช่นกัน (ระยะที่ 1) อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของกลุ่มอะมิโนของโปรตีนที่อยู่ในบริเวณส่วนปลายของกระบวนการหางของฟาจและกลุ่มคาร์บอกซิลที่มีประจุลบบนพื้นผิวของเซลล์แบคทีเรีย

มีขั้นตอนการดูดซับแบบย้อนกลับและย้อนกลับไม่ได้ เฟสที่ผันกลับได้มีลักษณะเฉพาะคือสามารถแยกฟาจคงที่ออกจากเซลล์ได้โดยการกวนแรงๆ หรือโดยการลดความเข้มข้นของไอออนลงอย่างรวดเร็ว ฟาจที่ถูกปล่อยออกมายังคงมีชีวิตอยู่ได้

ในระหว่างระยะที่สองของการดูดซับที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ฟาจจะไม่ถูกแยกออกจากร่างกายของเซลล์จุลินทรีย์ กระบวนการดูดซับใช้เวลาหลายนาที ภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ที่อยู่ในกระบวนการส่วนหางของฟาจ รูจะเกิดขึ้นในร่างกายของเซลล์จุลินทรีย์ ณ ตำแหน่งที่ฟาจเกาะติดกัน ซึ่ง DNA ของฟาจจะแทรกซึมเข้าไปในเซลล์ เปลือกฟาจยังคงอยู่ภายนอก (ระยะที่ 2)

ฟาจบางชนิดนำกรดนิวคลีอิกเข้าสู่เซลล์โดยไม่เกิดความเสียหายทางกลไกกับผนังเซลล์ก่อน ในช่วงเวลาแฝงที่ตามมาจากการแทรกซึมของกรดนิวคลีอิกฟาจเข้าไปในเซลล์ การสังเคราะห์ทางชีวภาพของกรดนิวคลีอิกของฟาจและโปรตีนฟาจแคปซิดเกิดขึ้น

การสังเคราะห์เอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการจำลองกรดนิวคลีอิกของฟาจและโปรตีนโครงสร้างของฟาจเกิดขึ้น (ระยะที่ 3)

ในขั้นที่สี่ อนุภาคฟาจกลวงจะถูกเติมด้วยกรดนิวคลีอิกของฟาจ และเกิดฟาจเจริญเต็มที่ การเกิด morphogenesis ของฟาจเกิดขึ้น

เมื่อสิ้นสุดระยะแฝง การสลายของเซลล์จุลินทรีย์ที่ติดเชื้อจะเกิดขึ้น และอนุภาคฟาจที่เจริญเต็มที่จะถูกปล่อยออกมา (ระยะที่ 5)

เชื่อกันว่าการดูดซับฟาจคงอยู่ 40 นาที ระยะแฝงคือ 75 นาที วงจรปฏิกิริยาทั้งหมดระหว่างฟาจและเซลล์จุลินทรีย์กินเวลานานกว่าสามชั่วโมงเล็กน้อย

การนำฟาจเข้าสู่เซลล์จุลินทรีย์ไม่ได้มาพร้อมกับการสลายของมันเสมอไป บ่อยครั้งที่อันตรกิริยาของฟาจกับเซลล์จุลินทรีย์ทำให้เกิดการก่อตัวของวัฒนธรรมไลโซเจนิก

ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของการมีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์จุลินทรีย์ ฟาจอุณหภูมิและความรุนแรงจะมีความแตกต่างกัน สถานะของไลโซจีนีเกิดจากฟาจพอสมควร เซลล์จุลินทรีย์ Lysogenic มีความทนทานต่อฟาจที่มีความรุนแรง ฟาจที่มีความรุนแรงทำให้เกิดฟาจใหม่และการสลายของเซลล์จุลินทรีย์

การสืบพันธุ์ของจุลินทรีย์คือการเพิ่มความเข้มข้นของจุลินทรีย์ต่อหน่วยปริมาตรของสิ่งแวดล้อมโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อรักษาสายพันธุ์

จุลินทรีย์มีลักษณะโดย:

    วิธีการสืบพันธุ์ที่หลากหลาย

    เปลี่ยนจากวิธีหนึ่งไปสู่อีกวิธีหนึ่ง

    ความเป็นไปได้ของการใช้วิธีการหลายวิธีพร้อมกัน

    อัตราการสืบพันธุ์สูง

วิธีการแพร่กระจายของจุลินทรีย์

ฉัน. ทางเพศด้วยวิธีการสืบพันธุ์พบเฉพาะในยูคาริโอตเท่านั้น

ครั้งที่สอง วิธีการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

    การหารตามขวางแบบไบนารี่ในพื้นที่เท่ากัน (การแบ่งอย่างง่าย การแบ่งไอโซมอร์ฟิก ไมโทซีส) สังเกตได้ในจุลินทรีย์เซลล์เดียวส่วนใหญ่ (แบคทีเรีย, ริกเก็ตเซีย, โปรโตซัว, ยีสต์) ส่งผลให้มีการสร้างลูกสาวคนใหม่สองคนที่เต็มเปี่ยมไปด้วยข้อมูลทางพันธุกรรมของเซลล์แม่ซึ่งสมมาตรสัมพันธ์กับแกนตามยาวและตามขวาง เซลล์แม่เองก็หายไป

ยิ่งไปกว่านั้น ในแบคทีเรีย Gram+ ส่วนใหญ่ การแบ่งตัวเกิดขึ้นผ่านการสังเคราะห์ของผนังกั้นตามขวางที่วิ่งจากรอบนอกไปยังตรงกลาง (รูปที่ 63A) เซลล์ของแบคทีเรียแกรมส่วนใหญ่แบ่งตามการหดตัวของเซลล์ (เซลล์ตรงกลางจะบางลง) (รูปที่ 63B)

    การแตกหน่อ (ฟิชชันไบนารีไม่เท่ากัน) สังเกตได้จากตัวแทนของสกุล ฟรานซิเซลลาและ ไมโคพลาสมาและเชื้อราที่มีลักษณะคล้ายยีสต์ ในระหว่างการแตกหน่อ เซลล์แม่จะก่อให้เกิดเซลล์ลูก: ที่ขั้วใดขั้วหนึ่งของเซลล์แม่ จะเกิดการเจริญเติบโตเล็กๆ (ตา) ซึ่งจะมีขนาดเพิ่มขึ้นในระหว่างการเจริญเติบโต ตาจะค่อยๆ มีขนาดเท่ากับเซลล์แม่ จากนั้นจึงแยกออกจากกัน CS ของไตถูกสังเคราะห์ขึ้นใหม่อย่างสมบูรณ์ (รูปที่ 63B) ในระหว่างกระบวนการออกดอก จะสังเกตเห็นความสมมาตรสัมพันธ์กับแกนตามยาวเท่านั้น มีความแตกต่างทางสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาระหว่างเซลล์แม่และลูกสาว เซลล์ลูกสาวใหม่ปรับตัวเข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงได้ดีขึ้น

    การกระจายตัวของรูปแบบเส้นใย ลักษณะของสกุล แอกติโนไมซีสและ ไมโคพลาสมา.

    การก่อตัวของเอ็กโซสปอร์ โดยทั่วไปสำหรับ สเตรปโตซีเตส, เชื้อราที่มีลักษณะคล้ายยีสต์และเชื้อรา

    วงจรการพัฒนาพิเศษ เตี้ยสังเกตใน หนองในเทียม. หนองในเทียมในรูปแบบพืชเท่านั้น (ร่างแหหรือร่างเริ่มต้น) เท่านั้นที่สามารถแบ่งเซลล์ของมาโครออร์แกนิกได้ วัฏจักรของพวกเขาประกอบด้วยหลายแผนกจบลงด้วยการก่อตัวของรูปแบบกลางซึ่งก่อตัวเป็นร่างกายเบื้องต้นทำให้เกิดรูปแบบพืช หลังจากผนังแวคิวโอลและเซลล์เจ้าบ้านถูกทำลาย ร่างกายพื้นฐานจะถูกปล่อยออกมาและวงจรจะเกิดซ้ำ วงจรนี้ใช้เวลา 40–48 ชั่วโมง

    หลายฝ่าย อธิบายไว้สำหรับไซยาโนแบคทีเรียกลุ่มเดียว ฟิชชันหลายตัวขึ้นอยู่กับหลักการของฟิชชันไบนารีที่มีพื้นที่เท่ากัน ความแตกต่างก็คือในกรณีนี้ หลังจากการแยกตัวของไบนารี่ เซลล์ลูกสาวที่เกิดขึ้นจะไม่เติบโต แต่จะถูกแบ่งตัวอีกครั้ง (รูปที่ 63D)

หลายฟิชชัน (โรคจิตเภท)ยังอธิบายไว้ในโปรโตซัว (พลาสโมเดียมาลาเรีย): วัสดุนิวเคลียร์แบ่งออกเป็นนิวคลีโอลีจำนวนมากล้อมรอบด้วยพื้นที่ของไซโตพลาสซึม ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของเซลล์ลูกสาวจำนวนมาก

กลไกและระยะของการหารอย่างง่าย

ก. การเติบโตถึงวุฒิภาวะในระดับหนึ่ง การเติบโตของเซลล์ไม่ได้จำกัด และเมื่อถึงขนาดที่กำหนด เซลล์แบคทีเรียก็เริ่มแบ่งตัว ในระหว่างการแบ่งตัว การเติบโตของเซลล์จะช้าลงและเริ่มต้นใหม่อีกครั้งหลังจากการแบ่งตัว

บี. คาริโอไคเนซิส ( การจำลองแบบดีเอ็นเอ และง การแบ่งตัวของนิวเคลียส) สัญญาณมาจากไซโตพลาสซึมที่เจริญเต็มที่ซึ่งจะกระตุ้นยีนตัวริเริ่มบน DNA ภายใต้อิทธิพลของยีนตัวริเริ่ม จุลินทรีย์จะสังเคราะห์โปรตีนตัวริเริ่ม ซึ่งทำหน้าที่กับยีนตัวจำลอง ซึ่งเป็นส่วนพิเศษของ DNA ซึ่ง DNA จะเพิ่มเป็นสองเท่าและแบ่งออกเป็นสองเส้น

การแบ่งโมเลกุล DNA (การจำลองแบบ) เกิดขึ้นตามกลไกกึ่งอนุรักษ์นิยมและโดยปกติจะเกิดขึ้นก่อนการแบ่งเซลล์เสมอ การจำลองดีเอ็นเอเริ่มต้นที่จุดที่โครโมโซมวงกลมเกาะติดกับ CPM โดยที่อุปกรณ์เอนไซม์ที่รับผิดชอบในการจำลองจะถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่น

กลไกของการจำลองดีเอ็นเอแสดงออกมาในการแตกพันธะไฮโดรเจนระหว่างสายพอลินิวคลีโอไทด์ทั้งสองสาย การคลายออก และการสังเคราะห์สายโซ่ใหม่โดยมีลำดับเบสที่เสริมกันตามสายโซ่เก่าแต่ละเส้นโดยใช้ DNA polymerase หลังจากการแยกตัวออกไปสู่เซลล์ลูกสาวตามสายโซ่พอลินิวคลีโอไทด์เก่าและสายโซ่ใหม่ พันธะไฮโดรเจนจะถูกฟื้นฟูระหว่างเซลล์เหล่านั้น และเกิด DNA สายคู่แบบกึ่งอนุรักษ์นิยมขึ้น

โดยปกติจะมีความสัมพันธ์ชั่วคราวระหว่างการจำลองโครโมโซมและการแบ่งเซลล์แบคทีเรีย การสัมผัสกับสารเคมีและปัจจัยทางกายภาพต่างๆ ซึ่งนำไปสู่การยับยั้งการจำลองแบบ DNA ก็หยุดการแบ่งตัวของเซลล์เช่นกัน อย่างไรก็ตาม ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองกระบวนการอาจแตกหักได้ และเซลล์ก็สามารถแบ่งตัวได้หากไม่มีการสังเคราะห์ DNA

B. Cytokinesis (การแบ่งเซลล์) ควบคู่ไปกับการจำลองโมเลกุล DNA การสังเคราะห์เมมเบรนเกิดขึ้นถัดจาก mesosome ในบริเวณที่ DNA สัมผัสกับ CPM การก่อตัวของกะบังนำไปสู่การแบ่งเซลล์ ช่วงเวลาที่เริ่มการแบ่งเซลล์คือจุดสิ้นสุดของการจำลองดีเอ็นเอ สิ่งนี้นำไปสู่การแยกโมเลกุล DNA ของลูกสาวและการก่อตัวของโครโมโซมที่แยกจากกัน เซลล์ลูกสาวที่สร้างขึ้นใหม่จะแยกออกจากกัน

การยับยั้งการสังเคราะห์เมมเบรนก่อนสิ้นสุดการจำลองจะทำให้กระบวนการแบ่งตัวหยุดชะงัก: เซลล์หยุดการแบ่งตัวและเพิ่มความยาว ในแบคทีเรียบางชนิดการก่อตัวของกะบังไม่ได้นำไปสู่การแบ่งเซลล์: เซลล์หลายตาเกิดขึ้น

D. ความแตกต่างของเซลล์ลูกสาวที่เกิดขึ้น เกิดขึ้นเนื่องจากการสลายของชั้นกลางของ CS ถ้าหลังจากการแบ่งซ้ำในระนาบเดียวแล้ว เซลล์ไม่แยกออกจากกัน โซ่ที่มีรูปร่างคล้ายแท่ง (บาซิลลัส) หรือ ทรงกลม(สเตรปโตคอคคัส) เซลล์หรือ เซลล์ที่จับคู่(เนสเซเรีย) . การแยกเซลล์เป็นไปได้ด้วยการแยกเซลล์หนึ่งโดยการเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวของอีกเซลล์หนึ่งซึ่งเป็นผลมาจากการที่แบคทีเรียอยู่ สุ่ม (เอสเชอริเคีย). หากในระหว่างการแยกเซลล์ลูกสาวคนใดคนหนึ่งเคลื่อนไปตามส่วนโค้งโดยไม่แยกออกจากจุดแบ่ง วี-รูปทรงรูปร่าง (Corynebacterium, ไบฟิโดแบคทีเรีย). หลังจากฟิชชันแบบไบนารีและความแตกต่างของเซลล์ในหลายระนาบ กลุ่มเซลล์ที่มีรูปร่างหลากหลาย:อัดแน่น (สแตฟิโลคอคคัส) แพ็คเกจ (ซาร์ซินา) (รูปที่ 65) ถ้าการแบ่งนิวเคลียสเกิดขึ้นก่อนการแบ่งเซลล์ พอลินิวคลีโอลอยด์จุลินทรีย์ ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอกที่ไม่เอื้ออำนวย (เกลือน้ำดี, รังสียูวี, สารลดแรงตึงผิว, ยาปฏิชีวนะ) การแบ่งเซลล์สามารถหยุดได้ในขณะที่การเจริญเติบโตยังคงดำเนินต่อไป ในกรณีนี้การก่อตัวของการยืดออก เส้นใยเซลล์.

ข้าว. 65.กองค็อกกี้

ระยะเวลาการสร้าง- ช่วงเวลาที่จำนวนแบคทีเรียเพิ่มขึ้นสองเท่าอัตราการสืบพันธุ์ของจุลินทรีย์และระยะเวลาการสร้างขึ้นอยู่กับชนิดของจุลินทรีย์ขนาดและคุณสมบัติของหัวเชื้อองค์ประกอบของสารอาหารค่า pH การเติมอากาศการฟักตัว อุณหภูมิ และปัจจัยอื่นๆ ภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวย จุลินทรีย์จำนวนมากจะแบ่งตัวภายใน 15–30 นาที (อี. โคไล, . ไทฟี). ในจุลินทรีย์จุกจิก การแบ่งตัวจะเกิดขึ้นภายใน 45–90 นาที (สเตรปโตคอคคัส, Corynebacterium) และแม้กระทั่งหลังจากผ่านไป 18 ชั่วโมงแล้ว (. วัณโรค).

คำว่า "การเจริญเติบโต" หมายถึงการเพิ่มขึ้นของมวลไซโตพลาสซึมของแต่ละเซลล์หรือกลุ่มแบคทีเรียอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์วัสดุเซลล์ (ตัวอย่างเช่น โปรตีน, RNA, DNA) เมื่อถึงขนาดที่กำหนด เซลล์จะหยุดเติบโตและเริ่มเพิ่มจำนวน

การสืบพันธุ์ของจุลินทรีย์หมายถึงความสามารถในการสืบพันธุ์ของตัวเอง เพื่อเพิ่มจำนวนตัวต่อหน่วยปริมาตร กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราสามารถพูดได้ว่า การสืบพันธุ์คือการเพิ่มจำนวนบุคคลในประชากรจุลินทรีย์

แบคทีเรียสืบพันธุ์ส่วนใหญ่โดยการแบ่งตามขวางอย่างง่าย (การขยายพันธุ์พืช) ซึ่งเกิดขึ้นในระนาบต่าง ๆ โดยมีการก่อตัวของการรวมกันของเซลล์ที่หลากหลาย (พวงองุ่น - สตาฟิโลคอกคัส, โซ่ - สเตรปโตคอคกี้, สารประกอบเป็นคู่ - ดิพโลคอคกี้, ก้อน, ถุง - ซาร์ซินา, ฯลฯ) กระบวนการแบ่งประกอบด้วยขั้นตอนต่อเนื่องหลายขั้นตอน ระยะแรกเริ่มต้นด้วยการก่อตัวของพาร์ติชันตามขวางในส่วนตรงกลางของเซลล์ (รูปที่ 6) โดยเริ่มแรกประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมที่แบ่งไซโตพลาสซึมของเซลล์แม่ออกเป็นเซลล์ลูกสาวสองคน ควบคู่ไปกับสิ่งนี้ ผนังเซลล์จะถูกสังเคราะห์ขึ้น ทำให้เกิดพาร์ติชันที่เต็มเปี่ยมระหว่างเซลล์ลูกสาวทั้งสอง ในกระบวนการแบ่งแบคทีเรีย เงื่อนไขที่สำคัญคือการจำลอง (สองเท่า) ของ DNA ซึ่งดำเนินการโดยเอนไซม์ DNA polymerase เมื่อ DNA เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า พันธะไฮโดรเจนจะถูกทำลายและเกิดเกลียว DNA สองอัน ซึ่งแต่ละอันจะอยู่ในเซลล์ลูกสาว จากนั้น DNA สายเดี่ยวของลูกสาวจะฟื้นฟูพันธะไฮโดรเจนและสร้าง DNA สายคู่ขึ้นมาอีกครั้ง

การจำลองดีเอ็นเอและการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นที่ความเร็วที่แน่นอนในจุลินทรีย์แต่ละประเภท ซึ่งขึ้นอยู่กับอายุของการเพาะเลี้ยงและธรรมชาติของสารอาหาร ตัวอย่างเช่น อัตราการเติบโตของเชื้อ E. coli อยู่ในช่วง 16 ถึง 20 นาที ใน Mycobacterium tuberculosis การแบ่งตัวเกิดขึ้นหลังจาก 18-20 ชั่วโมงเท่านั้น เซลล์เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมต้องใช้เวลา 24 ชั่วโมง ด้วยเหตุนี้ แบคทีเรียในสายพันธุ์ส่วนใหญ่จึงขยายตัวได้เร็วกว่าเซลล์เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อเกือบ 100 เท่า

ประเภทของการแบ่งเซลล์แบคทีเรีย 1. การแบ่งเซลล์เกิดขึ้นก่อนการแบ่งตัว ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของแท่ง "หลายเซลล์" และ cocci 2. การแบ่งเซลล์แบบซิงโครนัส ซึ่งการแบ่งตัวและการแบ่งตัวของนิวเคลียสจะมาพร้อมกับการก่อตัวของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว 3. การแบ่งตัวของนิวเคลียสเกิดขึ้นก่อนการแบ่งเซลล์ ทำให้เกิดแบคทีเรียหลายนิวคลีโอด์

ในทางกลับกัน การแยกตัวของแบคทีเรียเกิดขึ้นในสามวิธี: 1) การแยกจากกันเมื่อเซลล์สองเซลล์หักซ้ำ ๆ ที่ทางแยก ทำลายสะพานไซโตพลาสซึมและผลักกัน และโซ่ก่อตัวขึ้น (แบคทีเรียแอนแทรกซ์); 2) การแยกแบบเลื่อนซึ่งหลังจากการแบ่งเซลล์แยกจากกันและหนึ่งในนั้นเลื่อนไปบนพื้นผิวของอีกเซลล์หนึ่ง (รูปแบบเฉพาะของ Escherichia) 3) การแบ่งซีแคนต์ เมื่อเซลล์ใดเซลล์หนึ่งที่มีปลายอิสระอธิบายส่วนโค้งของวงกลม ซึ่งจุดศูนย์กลางคือจุดที่สัมผัสกับเซลล์อื่น ก่อตัวเป็นรูปโรมัน quinque หรือ cuneiform (Corynebacterium diphtheria, l ฮิสทีเรีย)

ระยะของการพัฒนาประชากรแบคทีเรีย ในทางทฤษฎีสันนิษฐานว่าหากแบคทีเรียมีเงื่อนไขสำหรับการไหลเข้าอย่างต่อเนื่องและการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในมวลของสารอาหารสดและการไหลออกของผลิตภัณฑ์ขับถ่าย การสืบพันธุ์จะเพิ่มขึ้นในลอการิทึมและความตายทางคณิตศาสตร์

รูปแบบทั่วไปของการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของประชากรแบคทีเรียมักจะแสดงเป็นกราฟในรูปแบบของเส้นโค้งที่สะท้อนการพึ่งพาลอการิทึมของจำนวนเซลล์ที่มีชีวิตตรงเวลา กราฟการเติบโตโดยทั่วไปจะอยู่ในรูปตัว S และช่วยให้สามารถแยกแยะระยะการเติบโตหลายๆ ขั้นที่ติดตามกันในลำดับที่แน่นอนได้:

1. ระยะเริ่มต้น (ระยะนิ่ง ระยะแฝง หรือระยะพัก) มันแสดงถึงเวลานับจากช่วงเวลาที่แบคทีเรียได้รับการฉีดวัคซีนบนอาหารเลี้ยงเชื้อจนกระทั่งพวกมันเติบโต ในระหว่างระยะนี้ จำนวนแบคทีเรียที่มีชีวิตจะไม่เพิ่มขึ้นและอาจลดลงด้วยซ้ำ ระยะเวลาของระยะเริ่มแรกคือ 1-2 ชั่วโมง

2. ระยะการสืบพันธุ์ล่าช้า ในระหว่างระยะนี้ เซลล์แบคทีเรียจะเติบโตอย่างรวดเร็วแต่แพร่พันธุ์ได้ไม่ดี ระยะเวลาของระยะนี้ใช้เวลาประมาณ 2 ชั่วโมงและขึ้นอยู่กับเงื่อนไขหลายประการ: อายุของพืชผล (พืชผลอ่อนจะปรับตัวได้เร็วกว่าพืชเก่า) ลักษณะทางชีววิทยาของเซลล์จุลินทรีย์ (แบคทีเรียของกลุ่มลำไส้มีลักษณะการปรับตัวในช่วงสั้น ๆ ในขณะที่เชื้อมัยโคแบคทีเรียมวัณโรคมีลักษณะเป็นระยะเวลานาน) ประโยชน์ของสารอาหาร, อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น, ความเข้มข้นของ CO2, pH, ระดับการเติมอากาศของตัวกลาง, ศักย์รีดอกซ์ ฯลฯ ทั้งสองเฟสมักจะรวมกับคำว่า "ระยะล่าช้า" (ภาษาอังกฤษ lag - lag, ความล่าช้า)

3. เฟสลอการิทึม ในระยะนี้ อัตราการสืบพันธุ์ของเซลล์และการเพิ่มขึ้นของจำนวนแบคทีเรียจะสูงสุด ระยะเวลาการสร้าง (การกำเนิดภาษาละติน - การกำเนิด การสืบพันธุ์) กล่าวคือ เวลาที่ผ่านไประหว่างการแบ่งแบคทีเรียสองส่วนติดต่อกัน ในขั้นตอนนี้จะคงที่สำหรับสายพันธุ์ที่กำหนด และจำนวนแบคทีเรียจะเพิ่มขึ้นสองเท่าแบบทวีคูณ ซึ่งหมายความว่าในตอนท้ายของรุ่นแรก แบคทีเรียสองตัวถูกสร้างขึ้นจากเซลล์เดียว เมื่อสิ้นสุดรุ่นที่สอง แบคทีเรียทั้งสองตัวแบ่งตัว รูปแบบที่สี่ แปดถูกสร้างขึ้นจากผลลัพธ์สี่อัน เป็นต้น ดังนั้นหลังจาก n รุ่น จำนวนเซลล์ในการเพาะเลี้ยงจะเท่ากับ 2n ระยะเวลาของเฟสลอการิทึมคือ 5-6 ชั่วโมง

4. ระยะการเร่งความเร็วเชิงลบ อัตราการสืบพันธุ์ของแบคทีเรียสิ้นสุดที่สูงสุด จำนวนการแบ่งตัวลดลง และจำนวนการเสียชีวิตเพิ่มขึ้น (ระยะเวลาประมาณ 2 ชั่วโมง) สาเหตุหนึ่งที่เป็นไปได้ที่ทำให้การแพร่กระจายของแบคทีเรียช้าลงคือการสูญเสียสารอาหารนั่นคือการหายไปของสารที่จำเพาะต่อสายพันธุ์แบคทีเรียที่กำหนด

5. เฟสสูงสุดที่อยู่กับที่ ในนั้นจำนวนแบคทีเรียใหม่เกือบจะเท่ากับจำนวนแบคทีเรียที่ตายแล้วนั่นคือความสมดุลเกิดขึ้นระหว่างเซลล์ที่ตายแล้วและเซลล์ที่สร้างขึ้นใหม่ ระยะนี้ใช้เวลา 2 ชั่วโมง

6.ระยะเร่งแห่งความตาย มีลักษณะพิเศษคือจำนวนเซลล์ที่ตายแล้วมีความเหนือกว่าจำนวนเซลล์ที่เกิดใหม่อย่างต่อเนื่อง ใช้เวลาประมาณ 3 ชั่วโมง

7. ระยะตายลอการิทึม การตายของเซลล์เกิดขึ้นในอัตราคงที่ (ระยะเวลาประมาณ 5 ชั่วโมง)

8. ระยะอัตราการเสียชีวิตที่ลดลง เซลล์ที่รอดชีวิตจะเข้าสู่สภาวะพัก

№ 10 การเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย ขั้นตอนการสืบพันธุ์
กิจกรรมที่สำคัญของแบคทีเรียนั้นมีลักษณะเฉพาะคือการเจริญเติบโต - การก่อตัวของส่วนประกอบโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์และการเพิ่มขึ้นของเซลล์แบคทีเรียเอง เช่นเดียวกับการสืบพันธุ์- การสืบพันธุ์ด้วยตนเองส่งผลให้จำนวนเซลล์แบคทีเรียในประชากรเพิ่มขึ้น
แบคทีเรียทวีคูณ โดยการแยกตัวของไบนารี่ครึ่งหนึ่ง บ่อยครั้งน้อยกว่าโดยการแตกหน่อ Actinomycetes เช่นเชื้อราสามารถสืบพันธุ์ได้ด้วยสปอร์ Actinomycetes เป็นถังแตกแขนงteria สืบพันธุ์โดยการแตกตัวของเซลล์เส้นใย แบคทีเรียแกรมบวกแบ่งตามการเจริญของผนังกั้นส่วนที่สังเคราะห์เข้าไปในเซลล์ และแบคทีเรียแกรมลบโดยการหดตัว ส่งผลให้เกิดรูปร่างคล้ายดัมเบลล์ซึ่งเกิดเซลล์ที่เหมือนกันสองเซลล์ขึ้นมา
การแบ่งเซลล์เกิดขึ้นก่อนการจำลองโครโมโซมของแบคทีเรียตามประเภทกึ่งอนุรักษ์ (สาย DNA ที่มีเกลียวสองเส้นเปิดออกและแต่ละเส้นจะถูกเติมเต็มด้วยสายเสริม) นำไปสู่การเพิ่มโมเลกุล DNA ของนิวเคลียสของแบคทีเรียเป็นสองเท่า - นิวครอยด์
การจำลองแบบ DNA เกิดขึ้นในสามขั้นตอน: การเริ่มต้น การยืดตัว หรือการเติบโตของสายโซ่ และการสิ้นสุด
การสืบพันธุ์ของแบคทีเรียในตัวกลางที่เป็นสารอาหารเหลว แบคทีเรียที่เพาะในสารอาหารในปริมาณหนึ่งที่ไม่เปลี่ยนแปลง จะเพิ่มจำนวนและบริโภคสารอาหาร ซึ่งต่อมานำไปสู่การหมดสิ้นของสารอาหารและการหยุดการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย การเพาะเลี้ยงแบคทีเรียในระบบดังกล่าวเรียกว่าการเพาะเลี้ยงแบบกลุ่มและการเพาะเลี้ยงเรียกว่าการเพาะเลี้ยงแบบกลุ่ม หากสภาพการเพาะปลูกได้รับการบำรุงรักษาโดยการจัดหาสารอาหารสดอย่างต่อเนื่องและการไหลของของเหลวเพาะเลี้ยงในปริมาณเท่ากัน การเพาะปลูกดังกล่าวจะเรียกว่าต่อเนื่อง และวัฒนธรรมเรียกว่าต่อเนื่อง
เมื่อแบคทีเรียเติบโตบนอาหารเหลว ด้านล่าง การแพร่กระจายหรือพื้นผิว (ในรูปของฟิล์ม) จะสังเกตเห็นการเจริญเติบโตของการเพาะเลี้ยง การเจริญเติบโตของการเพาะเลี้ยงแบคทีเรียแบบกลุ่มที่ปลูกในตัวกลางที่เป็นสารอาหารเหลวนั้นแบ่งออกเป็นหลายระยะหรือช่วงเวลา:
1. ระยะล่าช้า;
2. ระยะการเจริญเติบโตแบบลอการิทึม
3. ระยะการเจริญเติบโตคงที่หรือความเข้มข้นสูงสุดของแบคทีเรีย
4. ระยะการตายของแบคทีเรีย
ขั้นตอนเหล่านี้สามารถแสดงเป็นภาพกราฟิกในรูปแบบของส่วนต่างๆ ของเส้นโค้งการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย ซึ่งสะท้อนถึงการพึ่งพาลอการิทึมของจำนวนเซลล์ที่มีชีวิตในช่วงเวลาของการเพาะเลี้ยง
ระยะหน่วง - ระยะเวลาระหว่างการหว่านแบคทีเรียและจุดเริ่มต้นของการสืบพันธุ์ ระยะเวลาของระยะแล็กเฉลี่ยอยู่ที่ 4-5 ชั่วโมง ขณะเดียวกัน แบคทีเรียจะมีขนาดเพิ่มขึ้นและเตรียมการแบ่งตัว ปริมาณกรดนิวคลีอิก โปรตีน และส่วนประกอบอื่นๆ เพิ่มขึ้น
ระยะการเจริญเติบโตแบบลอการิทึม (เอ็กซ์โปเนนเชียล)เป็นช่วงที่มีการแบ่งตัวของแบคทีเรียอย่างรุนแรง ระยะเวลาประมาณ 5-6 ชั่วโมง ภายใต้สภาวะการเจริญเติบโตที่เหมาะสมแบคทีเรียสามารถแบ่งตัวทุกๆ 20-40 นาที ในระหว่างระยะนี้ แบคทีเรียจะมีความเสี่ยงมากที่สุด ซึ่งอธิบายได้จากความไวสูงของส่วนประกอบการเผาผลาญของเซลล์ที่มีการเติบโตอย่างเข้มข้นต่อสารยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีน กรดนิวคลีอิก ฯลฯ
จากนั้นก็มาถึงช่วงการเติบโตแบบคงที่โดยที่จำนวนเซลล์ที่มีชีวิตยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งประกอบขึ้นเป็นระดับสูงสุด (ความเข้มข้น M) ระยะเวลาแสดงเป็นชั่วโมงและแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของแบคทีเรีย ลักษณะ และการเพาะปลูก
ระยะการตายทำให้กระบวนการเจริญเติบโตของแบคทีเรียสมบูรณ์โดดเด่นด้วยการตายของแบคทีเรียภายใต้เงื่อนไขของการสูญเสียแหล่งที่มาของสารอาหารและการสะสมของผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมของแบคทีเรียในนั้น ระยะเวลามีตั้งแต่ 10 ชั่วโมงถึงหลายสัปดาห์ ความเข้มข้นของการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของแบคทีเรียขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงองค์ประกอบที่เหมาะสมของสารอาหาร ศักยภาพรีดอกซ์ ค่า pH อุณหภูมิ ฯลฯ
การสืบพันธุ์ของแบคทีเรียบนอาหารที่เป็นของแข็ง แบคทีเรียที่เติบโตบนอาหารที่มีความหนาแน่นสูงจะก่อตัวเป็นโคโลนีทรงกลมที่แยกได้โดยมีขอบเรียบหรือไม่สม่ำเสมอ (เอส- และอาร์ -รูปร่าง) ความสม่ำเสมอและสีที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับเม็ดสีของแบคทีเรีย
เม็ดสีที่ละลายน้ำได้จะกระจายเข้าสู่สารอาหารและสร้างสีสัน เม็ดสีอีกกลุ่มหนึ่งไม่ละลายในน้ำ แต่ละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ และสุดท้ายก็มีเม็ดสีที่ไม่ละลายทั้งในน้ำและสารประกอบอินทรีย์
เม็ดสีที่พบมากที่สุดในจุลินทรีย์ ได้แก่ แคโรทีน แซนโทฟิล และเมลานิน เมลานินเป็นเม็ดสีสีดำ สีน้ำตาล หรือสีแดงที่ไม่ละลายน้ำ ซึ่งสังเคราะห์จากสารประกอบฟีนอล เมลานิน พร้อมด้วยคาตาเลส ซูเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเตส และเปอร์ออกซิเดส ช่วยปกป้องจุลินทรีย์จากผลกระทบของอนุมูลออกซิเจนเปอร์ออกไซด์ที่เป็นพิษ เม็ดสีหลายชนิดมีฤทธิ์ต้านจุลชีพและคล้ายยาปฏิชีวนะ