تكاثر الكائنات الحية الدقيقة

تكاثر الكائنات الحية الدقيقة - زيادة تركيز الكائنات الحية الدقيقة في وحدة حجم الوسط ، بهدف الحفاظ على الأنواع.

تتميز الكائنات الدقيقة بما يلي:

مجموعة متنوعة من طرق التكاثر ؛

التحول من طريقة تربية إلى أخرى ؛

إمكانية استخدام عدة طرق في نفس الوقت ؛

معدل تكاثر مرتفع.

طرق تكاثر الكائنات الحية الدقيقة

أنا. الجنسي معطريقة التربيةشوهد فقط في حقيقيات النوى.

ثانيًا. طرق التكاثر اللاجنسي.

الانشطار الثنائي العرضي المتساوي في المنطقة (انقسام بسيط ، انقسام متماثل ، انقسام) لوحظ في معظم الكائنات الحية الدقيقة أحادية الخلية (البكتيريا ، الريكتسيا ، البروتوزوا ، الخميرة) ، نتيجة لذلك ، يتم تكوين ابنتين جديدتين كاملتين ، تتمتعان بالمعلومات الوراثية للخلية الأم ، متناظرة فيما يتعلق بالمحاور الطولية والعرضية ، الخلية الأم نفسها تختفي.

في الوقت نفسه ، في غالبية بكتيريا جرام + ، يحدث الانقسام عن طريق تخليق حاجز عرضي يمتد من المحيط إلى المركز (الشكل 63 أ). تنقسم خلايا معظم بكتيريا الجرام عن طريق انقباض الخلية (تصبح الخلية أرق في الوسط) (الشكل 63 ب).

مهدها (انشطار ثنائي غير متكافئ) شوهد في أعضاء الجنس فرانسيسيلاو الميكوبلازماوالفطريات الشبيهة بالخميرة. عند التبرعم ، تؤدي الخلية الأم إلى ظهور خلية ابنة: في أحد أقطاب الخلية الأم ، يتم تكوين ثمرة صغيرة (برعم) ، مما يزيد في عملية النمو. تدريجيًا تصل الكلية إلى حجم الخلية الأم ، وبعد ذلك تنفصل. يتم تصنيع CS الكلوي بالكامل من جديد (الشكل 63 ب). في عملية التبرعم ، لوحظ التناظر فيما يتعلق فقط بالمحور الطولي. توجد اختلافات شكلية وفسيولوجية بين خلايا الأم والبنت. تتكيف الخلية الوليدة الجديدة بشكل أفضل مع الظروف المتغيرة.

تجزئة الأشكال الخيطية سمة من سمات الجنس الشعياتو الميكوبلازما.

تشكيل Exospore سمة من سمات العقديةالخميرة والفطريات العفن.

دورة تطوير خاصة تياشوهد في الكلاميديا. فقط الأشكال الخضرية من الكلاميديا ​​(الأجسام الشبكية أو الأولية) هي القادرة على الانقسام في خلايا الكائن الحي. تنتهي دورتهم ، التي تتكون من عدة أقسام ، بتكوين أشكال وسيطة ، تتشكل منها الأجسام الأولية ، مما يؤدي إلى ظهور أشكال نباتية. بعد تدمير جدار الفجوة والخلية المضيفة ، يتم تحرير الأجسام الأولية وتتكرر الدورة. تستغرق الدورة 40-48 ساعة.

تقسيم متعدد وصف لمجموعة واحدة من البكتيريا الزرقاء وحيدة الخلية. يعتمد الانشطار المتعدد على مبدأ الانشطار الثنائي المتساوي. يكمن الاختلاف في حقيقة أنه في هذه الحالة ، بعد الانشطار الثنائي ، لا تنمو الخلايا الوليدة الناتجة ، لكنها تخضع مرة أخرى للانقسام (الشكل 63 د).

انقسام متعدد (انفصام)موصوفة أيضًا في البروتوزوا (الملاريا البلازمية): تنقسم المادة النووية إلى العديد من النوى ، محاطة بأقسام من السيتوبلازم ، مما يؤدي إلى تكوين العديد من الخلايا الوليدة.

آلية ومراحل التقسيم البسيط

أ. النمو إلى درجة معينة من النضج. نمو الخلية ليس غير محدود ، وبعد الوصول إلى حجم معين ، تبدأ الخلية البكتيرية في الانقسام. يتباطأ نمو الخلايا أثناء الانقسام ويبدأ مرة أخرى بعد الانقسام.

B. Karyokinesis ( تكرار الحمض النووي و د الانقسام النووي). من السيتوبلازم الناضج ، تصل إشارة تنشط الجين البادئ على الحمض النووي. تقوم الكائنات الحية الدقيقة تحت تأثير الجين البادئ بتركيب بروتين بادئ يعمل على الجين المضاعف - قسم خاص من الحمض النووي يبدأ منه تكرار الحمض النووي والانقسام إلى شريطين.

يحدث انقسام جزيء الحمض النووي (النسخ المتماثل) وفقًا لآلية شبه محافظة وعادة ما يسبق دائمًا انقسام الخلية. يبدأ تكرار الحمض النووي عند نقطة ارتباط الكروموسوم الدائري بـ CMP ، حيث يتم تحديد موقع الجهاز الأنزيمي المسؤول عن النسخ المتماثل.

يتم التعبير عن آلية تكرار الحمض النووي في كسر الروابط الهيدروجينية بين سلسلتي عديد النوكليوتيد ، وفكهما وتوليفهما بمساعدة بوليميراز الحمض النووي على طول كل سلسلة قديمة من السلاسل الجديدة مع تسلسل أساسي تكميلي. بعد الاختلاف في الخلايا الوليدة على طول سلسلة واحدة قديمة وواحدة جديدة من عديد النوكليوتيدات ، تتم استعادة الروابط الهيدروجينية بينهما ويتم تكوين DNA مزدوج الشريطة شبه محافظ.

عادة ، هناك علاقة زمنية معينة بين تكرار الكروموسوم وانقسام الخلايا البكتيرية. كما أن التعرض للعديد من المواد الكيميائية والعوامل الفيزيائية ، مما يؤدي إلى قمع تكرار الحمض النووي ، يوقف أيضًا انقسام الخلايا. ومع ذلك ، في ظل ظروف معينة ، يمكن قطع الاتصال بين العمليتين ، وتكون الخلايا قادرة على الانقسام في غياب تخليق الحمض النووي.

B. الحركية الخلوية (انقسام الخلية). بالتوازي مع تكاثر جزيئات الحمض النووي ، يتم تصنيع الغشاء بالقرب من الميزوزوم ، في منطقة تماس الحمض النووي مع CPM. يؤدي تكوين الحاجز إلى انقسام الخلايا. اللحظة التي يبدأ فيها انقسام الخلية هي نهاية تكرار الحمض النووي. هذا يؤدي إلى فصل جزيئات DNA الابنة وتكوين كروموسومات منفصلة. تنفصل الخلايا الوليدة المشكلة حديثًا عن بعضها البعض.

يؤدي تثبيط تخليق الغشاء قبل نهاية التكرار إلى تعطيل عملية الانقسام: تتوقف الخلية عن الانقسام وتنمو في الطول. في بعض البكتيريا ، لا يؤدي تكوين الحاجز إلى انقسام الخلايا: تتشكل خلايا متعددة الغرف.

د- تشعب الخلايا الوليدة الناتجة يحدث نتيجة لتحلل الطبقة الوسطى من COP. إذا لم تتباعد الخلايا بعد الانقسام المتكرر في نفس المستوى ، فإنها تتشكل سلاسل قضيب (عصية) أو كروي(العقدية) خلايا أو الخلايا المقترنة(النيسرية) . يمكن فصل الخلايا عن طريق عزل إحدى الخلايا عن طريق التحرك على طول سطح الأخرى ، ونتيجة لذلك تتواجد البكتيريا غير منظم (الإشريكية). إذا تحركت إحدى الخلايا الوليدة أثناء الانفصال ، دون أن تنفصل عن نقطة الانقسام ، على طول قوس ، أ الخامسعلى شكلاستمارة (الوتدية, Bifidobacterium). بعد الانشطار الثنائي والتباعد للخلايا في عدة مستويات ، مجموعات الخلايا ذات الأشكال المختلفة:عناقيد (المكورات العنقودية) ، الحزم (سارسينا) (الشكل 65). إذا كان الانقسام النووي يسبق انقسام الخلية ، متعدد النوىالكائنات الدقيقة. تحت تأثير العوامل الخارجية غير المواتية (الأملاح الصفراوية والأشعة فوق البنفسجية والمواد الخافضة للتوتر السطحي والمضادات الحيوية) ، يمكن أن يتوقف انقسام الخلايا مع الحفاظ على نموها. في هذه الحالة ، يتم تشكيل ممدود خيطيالخلايا.

أرز. 65.تقسيم الكوتشي

فترة التوليد- الفترة الزمنية التي يتضاعف خلالها عدد البكتيريا. يعتمد معدل تكاثر الكائنات الحية الدقيقة وفترة التوليد على نوع الكائن الدقيق ، وحجم وخصائص اللقاح ، وتكوين وسط المغذيات ، ودرجة الحموضة ، والتهوية ، درجة حرارة الحضانة وعوامل أخرى. في ظل ظروف مواتية ، تنقسم العديد من الكائنات الحية الدقيقة في 15-30 دقيقة. (ه. القولونية, س. التيفي). في الكائنات الحية الدقيقة غريب الأطوار ، يتم التقسيم بعد 45-90 دقيقة (العقدية, الوتدية) وحتى بعد 18 ساعة (م. مرض الدرن).