Настоящие бактерии размножаются способом

Бактерии

Люди — редкое исключение в мире бактерий.

Бактерии (греч. bakterion — палочка) — простые одноклеточные микроскопические организмы, принадлежащие к прокариотам. В пищевых цепях они играют важнейшую роль редуцентов: разлагают органические вещества мертвых животных и растений.

Бактерии обладают исключительной устойчивостью: их можно обнаружить даже на стенках ядерного реактора. Такая способность связана с их быстрым размножением — при благоприятных условиях бактерии делятся каждые 20 минут. При изменении условий внешней среды (за счет мутаций) выживают и размножаются те формы, которые устойчивы к действию того или иного фактора (к примеру, радиации).

Строение бактерий

Бактерии имеют клеточную стенку, состоящую из муреина (пептидогликана) и выполняющую защитную функцию. У бактерий (прокариот, доядерных) отсутствуют мембранные органоиды. В их клетке можно найти только немембранные: рибосомы, жгутики, пили. Пили — поверхностные структуры, которые служат для прикрепления бактерии к субстрату.

Наследственный материал находится прямо в цитоплазме (не в ядре, как у эукариот) в виде нуклеоида. Нуклеоид (лат. nucleus — ядро + греч. eidos вид) — одна сложная кольцевидная молекула ДНК, не ограниченная мембранами от остальной части клетки.

Долгое время выделяли «особый органоид» бактерий — мезосомы, считали, что они могут участвовать в некоторых клеточных процессах.

Спешу сообщить, что на данный момент установлено однозначно: мезосомы это складки цитоплазматический мембраны, образующиеся только лишь при подготовке бактерий к электронной микроскопии (это артефакты, в живой бактерии их нет).

При наступлении неблагоприятных для жизни условий бактерии образуют защитную оболочку — спору. При образовании споры клетка частично теряет воду, уменьшаясь при этом в объеме. В таком состоянии бактерии могут сохраняться тысячи лет!

В состоянии споры бактерии очень устойчивы к изменениям температуры, механическим и химическим факторам. При изменении условий среды на благоприятные, бактерии покидают спору и приступают к размножению.

Энергетический обмен бактерий

Бактерии получают энергию за счет окисления веществ. Существуют аэробные бактерии, живущие в воздушной среде, и анаэробные бактерии, которые могут жить только в условиях отсутствия кислорода.

К аэробным бактериям относят многочисленных редуцентов, которые разлагают органические вещества мертвых растений и животных. Анаэробные бактерии составляют микрофлору нашего кишечника — бескислородную среду обитания.

Получают энергию бактерии путем хемо- или фотосинтеза. Среди хемосинтезирующих бактерий можно встретить нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии.

Важно заметить, что клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) не осуществляют хемосинтез: клубеньковые бактерии относятся к гетеротрофам.

Среди фотосинтезирующих бактерий особое место принадлежит цианобактериями (сине-зеленым водорослям). Благодаря им сотни миллионов лет назад возник кислород, а с ним и озоновый слой: появилась жизнь на поверхность земли и аэробный тип дыхания (поглощение кислорода), которым мы сейчас с вами пользуемся 🙂

Что касается бактерий гетеротрофов, то их способ питания основан на разложении останков животных и растений — сапротрофы (редуценты), либо же они питаются органами и тканями животных и растений — паразиты.

Биотехнология

Бактерии широко применяются в направлении биотехнологии — генной инженерии. Их используют для получения различных химических веществ (белков).

В ДНК бактерии вставляют нужный ген (к примеру, ген, кодирующий белковый гормон — инсулин), бактерия принимает новый участок гена за свой собственный, в результате чего начинает синтезировать белок с данного участка. На рибосомах подобных бактерий синтезируется инсулин, который человек собирает, обрабатывает и использует как лекарство.

Бактерии используются для получения антибиотиков (тетрациклина, стрептомицина, грамицидина), широко применяемых в медицине. Бактерии также применяют в пищевой промышленности, где их используют для получения молочнокислых продуктов, алкогольных напитков.

Классификация бактерий по форме

При микроскопии становятся заметны явные отличия форм бактерий.

По форме бактериальные клетки подразделяются на:

• Стафилококки — их скопления похожи на виноградные грозди
• Диплококки — округлой формы, расположенные попарно
• Стрептококки — объединяются в цепочки, напоминающие нити жемчуга
• Палочки
• Вибрионы — изогнутые в виде запятой
• Спириллы — спирально извитые палочки
• Спирохеты — сильно извитые (до 10-15 витков) палочки

Размножение бактерий

Бактерии, как прокариоты (доядерные организмы), не могут делиться митозом, так как основное условие митоза — наличие ядра. Бактерии делятся бинарным делением клетки.

В ходе бинарного деления бактерия делится на две дочерние клетки, являющиеся генетическими копиями материнской. Деление в среднем происходит раз в 20 минут, популяция бактерий растет в геометрической прогрессии.

При размножении в лабораторных условиях бактерии образуют колонии. Колонии — видимые невооруженным глазом скопления клеток, образуемые в процессе роста и размножения микроорганизмов на питательном субстрате. Колонии выращиваются в чашках Петри.

Бактериальные инфекции

Многие патогенные бактерии приводят к развитию тяжелых заболеваний у человека. На настоящий момент при бактериальных инфекциях применяются антибиотики, дающие хороший эффект.

От некоторых болезней: дифтерия, коклюш и т.д. разработаны вакцины, дающие стойкий пожизненный иммунитет. После вакцинации образуются антитела к возбудителю, вследствие чего организм становится защищен от подобных инфекций: при встрече с возбудителем человек не заболевает, или переносит болезнь в легкой форме.

К бактериальным инфекциям относятся: чума, дифтерия, туберкулез, коклюш, гонорея, сифилис, тиф, столбняк, брюшной тиф, сальмонеллез, дизентерия, холера. Ниже вы можете видеть возбудителей данных заболеваний и место их локализации в организме.

Для борьбы с бактериями, вирусами и грибами в медицинских учреждениях (уже часто и в домашних условиях) используется кварцевание. Кварцевание — процесс обеззараживания помещения, суть которого в лампе, испускающей ультрафиолетовое излучение, губительное для микроорганизмов.

При проведении медицинских процедур локального кварцевания (облучения УФ отдельных участков) тела следует надевать защитные очки для избежания ожога сетчатки глаза. При кварцевании помещений следует покинуть их по той же причине.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Размножение бактерии

Размножение бактерии – это увеличение количества клеток в популяции [2] .

При завершении роста и достижения физиологической зрелости бактериальная клетка начинает размножаться. Под размножением бактерий, как и прочих микробов, подразумевают их способность к самовоспроизведению и увеличению количества особей на единицу объема [1] .

Размножение бактерий Xanthomonas campestris

2. Увеличения числа бактерий в культуре Xanthomonas campestris в результате размножения [4]

Способы размножения бактерий

Бактерии, как и прочие прокариоты, размножаются бесполым путем. Установлено несколько способов размножения:

1. Поперечное деление (бинарное деление) – основной способ размножения бактериальных клеток, путем простого деления клетки пополам [3] .
2. Фрагментация (дробление) – одновременное образование из одной материнской бактериальной клетки трех и более дочерних клеток, характеризующихся содержанием полного объема генетического материала и части протоплазмы. Фрагментация характерна для представителей порядков: Микоплазмы(Mycoplasmatales),Актиномицеты(Actinomycetales)[2] .
3. Почкование – предварительное образование на материнской клетке шаровидных выпячиваний, в последующем увеличивающихся и отделяющихся в качестве дочерних клеток. Почкованием могут размножаться представители порядка Микоплазмы(Mycoplasmatales)[2].
4. Бесполое спорообразование – это процесс фрагментации концевых отделов спороносцев с образованием бесполых спор, которые могут быть подвижны и заключены в спорангии. Такой способ размножения встречается у представителей порядка Актиномицеты(Actinomycetales)[2] .
5. Циклическое размножение – своеобразный способ размножения, характерный для облигатных внутриклеточных паразитических бактерий – хламидий [2] .

Типы и формы деления генетически детерминированы и сохраняются в последующих генерациях. Однако, способ размножения не является систематическим признаком. В частности, у представителей порядка Микоплазмы (Mycoplasmatales) и Актиномицеты (Actinomycetales) установлено наличие различных способов размножения [2] .

Типы деления бактерий

Различают следующие типы деления бактериальных клеток:

• клеточное деление опережает разделение и приводит к образованию «многоклеточных» палочек и кокков;
• синхронное клеточное деление – разделение и деление нуклеотда сопровождаются формированием одноклеточных организмов;
• деление нуклеоида опережает клеточное деление, что приводит к образованию многонуклеоидных бактерий[1] .

Формы разделения бактерий

Разделение бактерий происходит тремя способами:

• разламывающее разделение – две индивидуальные клетки, неоднократно переламываясь в месте сочленения, разрывают цитоплазматический мостик и отталкиваются друг от друга, образуя цепочки, что характерно для сибиреязвенных бацилл;
• скользящее разделение – после деления клетки обособляются, и одна из них скользит по поверхности другой;
• секущее разделение – одна из разделившихся клеток свободным концом описывает дугу круга, центом которого служит точка ее контакта с другой клеткой. При этом образуется форма, напоминающая римскую пятерку или клинопись, что характерно для коринобактерий дифтерии [1] .

Источник

ВГКБ № 2

БУЗ ВО «Воронежская городская клиническая больница №2 им. К.В. Федяевского»

Подцарство настоящие бактерии: виды, размножение, строение, примеры

Эубактерии или настоящие бактерии являются одноклеточными прокариотическими микроорганизмами, которые имеют ряд характеристик и встречаются в различных условиях во всех частях света.

Все виды бактерий подпадают под это название, кроме архебактерии, Поскольку эубактерия очень распространена, она включает в себя одну из трех областей жизни; Три области – это Археи, Бактерии и Эукарья.

Кто такие настоящие бактерии?

Термин эубактерии (лат. Eubacterium) также употребляется как синоним термина «бактерии», обозначает домен (надцарство) прокариотных (безъядерных) микроорганизмов, чаще всего одноклеточных и подчеркивает отличие «настоящих бактерий» от «архебактерий» (археев). В связи с отсутствием среди ученых единого взгляда на систематику живых организмов, термином эубактерии иногда называются другие подобные крупнейшие группы микроорганизмов.

Среды обитания

Эубактерии относятся к основной резидентной микрофлоре как тонкой, так и толстой кишки человека.

Эубактерии — нормальная микрофлора человека.

Эубактерии редко встречаются у детей, находящихся на грудном вскармливании, в то же время могут выявляться у детей, находящихся на искусственном вскармливании в количестве, соответствующем норме взрослого человека. В кале здоровых людей обнаруживается следующее количество эубактерий:

• у детей первого года — 10 6 -10 7 КОЕ/г
• у детей старше года и взрослых, включая пожилых — 10 9 -10 10 КОЕ/г

Эубактерии входят в состав микрофлоры влагалища у четверти всех здоровых женщин.

Эубактерии — причина заболеваний человека

Примерно половина видов эубактерий могут участвовать в развитии воспаления ротовой полости, формировании гнойных процессов в плевре и легких, инфекционного эндокардита, артрита, инфекций мочеполовой системы, бактериального вагиноза, сепсиса, абсцессов мозга и прямой кишки, послеоперационных осложнений.

Антибиотики, активные в отношении эубактерий

Антибактериальные средства, активные в отношении эубактерий: кларитромицин, метронидазол, клиндамицин.

Характеристика эубактерий

Эубактерии, или микроорганизмы, не имеющие определенного мембранного ядра, имеют несколько общих характеристик. Все они заключены в клеточную стенку, которая состоит из пептидогликанов в виде сшитых цепочек. Это дает стенке бактерий силу, необходимую для поддержания ее формы и размера во время изменения окружающей среды.

Малые молекулы могут диффундировать через клеточная стенка, но часто протонный градиент должен быть сначала установлен для того, чтобы молекула обмен должен происходить правильно. В отличие от эукариот, бактерии содержат холестерин в мембране для улучшения проницаемости мембраны и повышения жесткости.

Подобно эукариотам, бактерии также имеют плазматическая мембрана в пределах клетка стены. У некоторых бактерий может быть жгутик или выступ, состоящий из белковых нитей, который используется для движения.

Другие бактерии могут иметь пили, которые представляют собой небольшие выступы по всей внешней стороне клетки и используются для прилипания к поверхности и переноса ДНК. Когда большое количество бактерий прикреплены к поверхности и окружены полисахарид мешочек, это называется биопленка, Этот комплекс обладает высокой антимикробной устойчивостью.

Типы эубактерий

Эубактерии обычно подразделяются на пять типов: хламидии, цианобактерии (сине-зеленые). водоросли ), Грамположительные бактерии, протеобактерии и спирохеты. Хламидии часто являются паразитарными бактериями. Цианобактерии, как правило, известны как водные и получают энергию через фотосинтез, Некоторые, но не все, бактерии имеют дополнительный слой, охватывающий клеточную стенку, называемый слоем липополисахарида или LPS. Этот дополнительный слой не может быть окрашен окраской по Граму, которая часто используется исследователями для классификации бактерий и поэтому называется грамотрицательными бактериями или протеобактериями.

Протеобактерии составляют вторую по величине группу бактерий, и они могут окрашиваться красителем. Эти бактерии называются грамположительными. Спирохеты – это длинные, тонкие, спиралевидные бактерии, которые, как известно, вызывают болезнь Лайма. Они отличаются от других видов бактерий благодаря своей спиральной форме и движению. Они обычно движутся, вращаясь вдоль своей оси.

Бактерии обычно принимают одну из трех форм: бациллы, кокки и спириллы. Бациллы имеют форму стержня, кокки имеют сферическую форму, а спириллы имеют форму спирали или волны. Их форма часто использовалась в качестве системы классификации до недавнего времени. Бактерии могут оставаться связанными после деления, образуя другие формы, такие как скопления, нити и плотные спирали.

Примеры настоящих бактерий

Escherichia coli, сокращенно E. coli, относится к Eubacteria домен, Он классифицируется на протеобактерии филюм, Он имеет форму стержня и является грамотрицательным, поэтому имеет дополнительную мембрану. Кишечная палочка обычно встречается в кишечнике многих различных типов теплокровных хозяев, включая людей. Большинство штаммов безвредны, но некоторые могут вызвать пищевое отравление и другие заболевания. Бактерии могут выживать только вне хозяина в течение ограниченного времени.

Streptococcus pneumoniae, сокращенно S. pneumoniae, является еще одним распространенным эубактерием. Он принадлежит к типу Firmicutes. Это форма кокки, как следует из ее названия, и грамположительная. S. pneumoniae можно обнаружить у здоровых хозяев в дыхательных путях, носовой полости и пазухах.

Однако бактерии могут стать патогенными и распространяться на другие части тела, часто вызывая пневмонию и менингит у хозяев с ослабленным иммунитетом. Бактерии в больших количествах могут вызывать и другие заболевания, включая, помимо прочего, бронхит, острый синусит и сепсис.

• эукариоты – Организмы с клетками, которые можно охарактеризовать как имеющие мембраносвязанное ядро в дополнение к другим органеллам.
• Прокариот – Одноклеточные организмы, у которых отсутствует определенное мембранное ядро.
• фотосинтез – Процесс преобразования света в химическую энергию, которая используется на протяжении организм подпитывать разные процессы.
• с иммунодефицитом – Когда иммунная система нарушена или отсутствует, что лишает человека возможности бороться с инфекцией.

Классификация настоящих бактерий по форме

Эубактерии являются одноклеточными организмами, которые по форме клетки подразделяют на три основные группы.

Круглые

Это кокки различной ориентации. В зависимости от особенностей расположения клеток после деления различают:

• микрококки – клетки располагаются обособленно;
• диплококки – попарно соединенные клетки;
• стрептококки – объединение круглых бактерий в цепочки;
• сарцины – объединение клеток в плотные пачки;
• стафилококки – конгломераты, строение которых подобно грозди винограда.

Палочковидные

Палочки после деления могут соединяться попарно – диплобактерии или клебсиеллы, создавать цепочки (стептобактерии) или группироваться в форме креста. Однако большая часть палочковидных бактерий после деления не структурируется и располагается хаотично.

Примеры палочковых бактерий: палочка Коха (возбудитель туберкулеза), кишечная палочка, дизентерийная палочка.

Размножение

Настоящие бактерии размножаются непосредственно прямым бинарным делением – клетка увеличивается в размерах, после достижения критической точки происходит деление на две равновеликие клетки. Архебактерии и цианобактерии являются прокариотами, как и настоящие бактерии, и по способу размножения полностью с ними схожи.

Помимо непосредственно прямого деления, для настоящих бактерий характерно несколько способов передачи генетического материала без образования новой клетки.

Различают следующие процессы:

• конъюгация, когда происходит передача части генетического материала от клетки-донора клетке-реципиенту;
• трансформация – привнесение генетического материала в виде растворимых ДНК в клетку;
• трансдукция – перенос бактериофагами фрагментов генетического материала между различными культурами.

Архебактерии и цианобактерии также способны таким образом разнообразить свой генетический материал.

Формирование колоний

Настоящие эубактерии размножаются быстро – клетка способна делиться каждые 20 минут. Помимо скорости, большое значение имеет способность ряда настоящих бактерий выделять в окружающую среду активные вещества, негативно действующие на конкурентные виды. Пример – молочнокислые бактерии понижают значение pH окружающей среды, и другие прокариоты не могут расти и размножаться. Или цианобактерии окрашивают воду водоемов – такая среда является токсичной для многих форм жизни.

После деления сестринские клетки на какое-то время остаются вместе, образуя цепочки, пакеты или гроздья – так образуются колонии. Для этих конгломератов характерно наличие капсулы из слизи, окружающей всю колонию.

Строение колоний, которые образуют цианобактерии, имеют ряд различий от групповых объединений настоящих бактерий. Как пример – рядом расположенные клетки связаны мостиками из цитоплазмы, проходящими клетки насквозь через отверстия в их оболочках. Подобным образом архебактерии, образующие большие колонии, объединяются через длинные трубочки.

Подобные свойства не свойственны архебактериям или настоящим. Для колонии, состоящей из одного или нескольких типов микроорганизмов не имеют значение соседи – каждая клетка функционирует совершенно автономно. Строение колонии и количество клеток может меняться со временем – это не имеет значения для жизнедеятельности отдельной клетки.

Питание

Эубактерии делят на две группы в зависимости от типа питания:

Автотрофные эубактерии способны осуществлять синтез необходимых органических веществ из окружающей неорганики. Их также разделяют на виды по типу энергии, которую микроорганизмы используют при синтезе.

Автотрофные настоящие бактерии делят на:

• хемосинтезирующие; представители – железобактерии, бесцветные серобактерии и др.;
• фотосинтезирующие; представители – пурпурные и зеленые серобактерии.

Если автотрофные эубактерии получают необходимые вещества, синтезируя их, то гетеротрофные питаются уже имеющимися органическими веществами.

Исходя из источника органики, гетеротрофные эубактерии делят на сапрофиты и симбионты (паразиты).

Представители сапрофитов перерабатывают органические вещества, источником которых являются неживые организмы. Они ответственны за процессы брожения, когда расщепляются углеродсодержащие вещества, и гниения – когда разлагаются азотсодержащие вещества. Результатом служит выделившаяся энергия, которая используется настоящими бактериями в процессе жизнедеятельности.

Значение сапрофитов в круговороте веществ невозможно переоценить, поскольку именно ими разлагаются все природные соединения.

Симбиотические эубактерии являются частью здоровой микрофлоры человека, животных и растений. Без них невозможны процессы пищеварения, они участвуют в синтезе некоторых витаминов, расщепляют клетчатку и целлюлозу.

Источник