Plik zarodniki bakterii są prokariotycznymi strukturami komórkowymi o odporności produkowanej przez bakterie, aby wytrzymać i przetrwać w niekorzystnych warunkach środowiskowych. Gdy warunki środowiskowe są sprzyjające, dają początek nowej osobie.
Synteza przetrwalników bakterii zachodzi w procesie zwanym sporulacją. Zarodnikowanie jest stymulowane przez niedobór składników odżywczych (źródeł węgla i azotu) w środowisku, w którym żyją niektóre typy bakterii.
We wszystkich ekosystemach w biosferze znajdujemy wiele różnych gatunków bakterii, z których większość wytwarza zarodniki. Bakterie są organizmami prokariotycznymi, to znaczy charakteryzują się między innymi tym, że są mikroskopijnymi jednokomórkowymi, pozbawionymi wewnętrznych organelli błoniastych i posiadającymi ścianę komórkową..
Nasza ogólna wiedza na temat bakterii polega na tym, że są one przyczyną wielu chorób (czynników etiologicznych), ponieważ są zdolne do namnażania się w innych organizmach żywych, powodując infekcje i destabilizując funkcjonowanie ich układu fizjologicznego..
Dlatego wiele protokołów sterylizacji stosowanych w przemyśle ludzkim, głównie w przemyśle farmaceutycznym, rolnym i spożywczym, koncentruje się na ograniczaniu, kontrolowaniu i eliminowaniu tych mikroorganizmów i ich zarodników z powierzchni produktów sprzedawanych na różnych rynkach..
Indeks artykułów
Zarodniki bakterii to niezwykle odporne struktury, zaprojektowane tak, aby wytrzymać różne rodzaje „stresu” środowiskowego, takie jak wysokie temperatury, odwodnienie, promieniowanie słoneczne lub obecność różnych związków chemicznych..
Zarodniki bakterii są zwykle otoczone 6 różnymi warstwami; chociaż mogą się one różnić w zależności od gatunku bakterii. Te 6 warstw to:
Wewnątrz każdego zarodnika bakterii znajdują się wszystkie niezbędne składniki, które tworzą osobnika podobnego (jeśli nie identycznego) do tego, który dał początek. Te elementy obejmują:
Zarodniki są uważane za formę rozmnażania bezpłciowego, ponieważ wielokrotnie warunki stają się niekorzystne z powodu nadmiernego wzrostu populacji, a bakterie, które dostrzegają bodziec niedostatku zasobów, zaczynają zarodnikować.
Ważne jest, aby zrozumieć, że wszystkie zarodniki bakterii dają początek osobnikom genetycznie identycznym z tym, który je dał, więc uznanie ich za formę rozmnażania bezpłciowego jest jak najbardziej słuszne.
W najbardziej wewnętrznej części zarodników bakterii znajduje się protoplast, znany również jako „jądro zarodników” lub „komórka zarodkowa”.
Zewnętrzna struktura zarodników została zaprojektowana z podstawową funkcją ochrony protoplastu, który zawiera cytoplazmę, cząsteczki DNA i RNA, białka, enzymy, kofaktory, jony, cukry itp., Które są niezbędne do metabolicznego utrzymania bakterii.
Pierwszą warstwą otaczającą protoplast jest błona komórkowa złożona z lipidów i białek. Ma wiele wyspecjalizowanych struktur w interakcji z najbardziej zewnętrznymi osłonami, aby dostrzec bodźce z otoczenia przez nie odbierane..
Zarówno wewnętrzna, jak i zewnętrzna ściana komórkowa, czyli warstwy poprzedzające błonę komórkową, mają typową budowę ściany komórkowej bakterii: składają się głównie z heteropolisacharydu zwanego peptydoglikanem (N-acetyloglukozamina i kwas N-acetylomuramino).
Ściany, o których właśnie wspomnieliśmy, pokrywa kora, która składa się z dużych łańcuchów peptydoglikanu (45-60% reszt kwasu muraminowego).
Na korze znajduje się wewnętrzna i zewnętrzna warstwa przetrwalników bakterii, zbudowana z białek o wyspecjalizowanych funkcjach dezaktywacji enzymów i toksycznych środków chemicznych, które mogą uszkodzić zarodniki. Dwa najbardziej rozpowszechnione enzymy w tej warstwie to dysmutaza ponadtlenkowa i katalaza..
Exosporium (które nie jest produkowane przez wszystkie gatunki) składa się z białek i glikoprotein, które blokują dostęp dużych białek, takich jak na przykład przeciwciała. Uważa się, że ta warstwa znajduje się w bakteriach, których przetrwanie zależy od charakteru chorobotwórczego..
Tworzenie zarodników rozpoczyna się, gdy komórki bakteryjne aktywują ścieżkę genetyczną kontrolującą funkcje sporulacji. Geny te są aktywowane przez białka i czynniki transkrypcyjne, które wykrywają zmiany środowiskowe (lub przejście od „korzystnych” do „niekorzystnych”)..
Klasyczny model użyty do badania powstawania przetrwalników bakterii to ten, który zaobserwowano w Bacillus subtilis, który jest podzielony na 7 etapów. Jednak tworzenie zarodników u każdego gatunku bakterii ma swoje cechy szczególne i może obejmować więcej lub mniej etapów.
Etapy zarodnikowania można łatwo ocenić pod mikroskopem i obserwując komórki rosnące w środowiskach ubogich w składniki odżywcze. Z grubsza możemy opisać te etapy w następujący sposób:
Komórka zwiększa swoją objętość cytozolową co najmniej trzykrotnie w stosunkowo krótkim czasie.
Wraz ze wzrostem objętości cytozolu genom bakterii ulega duplikacji w wyniku mitozy. Pod koniec mitozy genom „matczyny” ustawia się w kierunku jednego z biegunów komórki, podczas gdy „syn” lub powstały genom ustawia się w kierunku bieguna przeciwnego..
Błona komórkowa zaczyna się kurczyć bardzo blisko bieguna, w którym zlokalizowany jest genom „potomny” wytwarzany podczas mitozy. Ten skurcz kończy się izolacją powstałego genomu od reszty cytozolu komórki..
Segment utworzony przez zwężoną błonę komórkową jest wzmocniony przez inną część błony komórkowej, tworząc podwójną błonę i powodując powstanie niedojrzałego zarodnika zwanego „foresporą”.
Komórka bakteryjna zwiększa produkcję reszt kwasu muraminowego. Są one skierowane na powierzchnię pokrywającą przednią część, tworząc dodatkową warstwę ochronną. Gdy formowanie się tej warstwy jest zakończone, forespora nazywa się exospora.
Wzrost produkcji kwasu muraminowego jest również zorientowany na tworzenie dwóch warstw kompozycji peptydoglikanu, podobnej do tej ze ściany komórkowej bakterii. Te dwie warstwy utworzą wewnętrzną i zewnętrzną powłokę egzospory i przekształcą ją w endosporę..
Ostatnim etapem zarodnikowania lub tworzenia zarodników jest uwolnienie. Ściana komórkowa, błona i wszystkie powłoki komórki „matki” ulegają lizie i uwalniają dojrzałą endosporę do środowiska..
Jeszcze bez komentarzy