Razmnoževanje mikroorganizmov - povečanje koncentracije mikroorganizmov v enoti volumna medija, katerega cilj je ohraniti vrsto.
Za mikroorganizme je značilno:
različne metode razmnoževanja;
prehod z ene metode vzreje na drugo;
možnost uporabe več metod hkrati;
visoka stopnja razmnoževanja.
Metode razmnoževanja mikroorganizmov
jaz. Spolno zmetoda vzreje opazimo le pri evkariontih.
II. Nespolni načini razmnoževanja.
Enakopovršinska binarna transverzalna cepitev (enostavna delitev, izomorfna delitev, mitoza) Opaženi pri večini enoceličnih mikroorganizmov (bakterije, rikecije, praživali, kvasovke), posledično nastaneta dva nova hčerinska polnopravna posameznika, obdarjena z genetsko informacijo matične celice, simetrična glede na vzdolžno in prečno os, sama matična celica izgine.
Istočasno pri večini Gram+ bakterij pride do delitve s sintezo prečnega septuma, ki se razteza od periferije proti sredini (slika 63A). Celice večine bakterij Gram se delijo s celično konstrikcijo (celica se na sredini stanjša) (slika 63B).
Brstenje (neenaka binarna cepitev) opazimo pri članih rodu Frančiška in mikoplazma in kvasovkam podobne glive. Pri brstenju iz matične celice nastane hčerinska celica: na enem od polov matične celice nastane majhen izrastek (brst), ki se v procesu rasti poveča. Postopoma ledvica doseže velikost matične celice, po kateri se loči. Ledvični CS se popolnoma sintetizira na novo (slika 63B). V procesu brstenja opazimo simetrijo le glede na vzdolžno os. Med matičnimi in hčerinskimi celicami obstajajo morfološke in fiziološke razlike. Nova hčerinska celica se bolje prilagaja spreminjajočim se razmeram.
Razdrobljenost nitastih oblik značilnost rodu Actinomyces in mikoplazma.
Nastanek eksospor značilnost Streptomicete, kvasovkam podobne in plesnive glive.
poseben razvojni cikel tiya videl v Klamidija. Samo vegetativne oblike klamidije (retikularna ali začetna telesa) so sposobne delitve v celicah makroorganizma. Njihov cikel, sestavljen iz več oddelkov, se konča s tvorbo vmesnih oblik, iz katerih se oblikujejo osnovna telesa, ki povzročajo vegetativne oblike. Po uničenju stene vakuole in gostiteljske celice se osnovna telesca sprostijo in cikel se ponovi. Cikel traja 40-48 ur.
Večkratna delitev opisano za eno skupino enoceličnih cianobakterij. Večkratna cepitev temelji na načelu enake binarne cepitve. Razlika je v tem, da v tem primeru po binarni cepitvi nastale hčerinske celice ne rastejo, ampak se ponovno delijo (slika 63D).
Večkratna delitev (shizogonija) opisano tudi pri praživalih (malarični plazmodij): jedrski material je razdeljen na veliko jeder, obdanih z deli citoplazme, kar ima za posledico nastanek številnih hčerinskih celic.
Mehanizem in faze enostavne delitve
A. Rast do določene stopnje zrelosti. Rast celic ni neomejena in ko bakterijska celica doseže določeno velikost, se začne deliti. Rast celic se med delitvijo upočasni in se po delitvi znova začne.
B. Kariokineza ( replikacija DNK in d nukleoidna delitev). Iz zrele citoplazme pride signal, ki aktivira iniciatorski gen na DNK. Mikroorganizmi pod delovanjem iniciatorskega gena sintetizirajo iniciatorski protein, ki deluje na replikatorski gen - poseben odsek DNK, iz katerega se začne podvajanje DNK in delitev na dve verigi.
Delitev molekule DNA (replikacija) poteka po polkonzervativnem mehanizmu in običajno vedno pred delitvijo celice. Replikacija DNA se začne na mestu pritrditve krožnega kromosoma na CMP, kjer je lokaliziran encimski aparat, odgovoren za replikacijo.
Mehanizem replikacije DNA se izraža v pretrganju vodikovih vezi med njenima polinukleotidnima verigama, njihovem odvijanju in sintezi s pomočjo DNA polimeraze vzdolž vsake stare verige novih verig s komplementarnim baznim zaporedjem. Po divergenciji v hčerinske celice po eni stari in eni novi polinukleotidni verigi se med njimi obnovijo vodikove vezi in nastane polkonzervativna dvoverižna DNA.
Običajno obstaja določeno časovno razmerje med replikacijo kromosomov in delitvijo bakterijske celice. Izpostavljenost različnim kemikalijam in fizikalnim dejavnikom, ki vodijo v supresijo replikacije DNA, ustavi tudi delitev celic. Vendar pa se lahko pod določenimi pogoji povezava med obema procesoma prekine in celice se lahko delijo brez sinteze DNK.
B. Citokineza (celična delitev). Vzporedno z replikacijo molekul DNA se membrana sintetizira v bližini mezosoma, v območju stika DNA s CPM. Nastanek septuma vodi do delitve celic. Trenutek, ko se začne delitev celice, je konec replikacije DNK. To vodi do ločitve hčerinskih molekul DNK in tvorbe ločenih kromosomov. Novo nastale hčerinske celice se ločijo druga od druge.
Inhibicija membranske sinteze pred koncem replikacije vodi do motenj v procesu delitve: celica se preneha deliti in raste v dolžino. Pri nekaterih bakterijah nastanek septuma ne vodi do delitve celice: nastanejo večkomorne celice.
D. Razhajanje nastalih hčerinskih celic nastane kot posledica lize srednjega sloja COP. Če se celice po večkratni delitvi v isti ravnini ne razhajajo, nastanejo verige v obliki palice (bacil) oz sferične(Streptokok) celice oz parne celice(Neisseria) . Ločitev celic je možna z izolacijo ene od celic s premikanjem po površini druge, posledično se bakterije nahajajo neurejeno (Escherichia). Če se med ločevanjem ena od hčerinskih celic, ne da bi se odtrgala od točke delitve, premakne vzdolž loka, V-oblikovan oblika (Corynebacterium, Bifidobakterija). Po binarni cepitvi in razhajanju celic v več ravninah, celične skupine različnih oblik: grozdi (Stafilokok), paketi (Sarcina) (slika 65). Če je delitev nukleoida pred celično delitvijo, multinukleoid mikroorganizmi. Pod vplivom neugodnih zunanjih dejavnikov (žolčne soli, UV-žarki, površinsko aktivne snovi, antibiotiki) se lahko delitev celic ustavi, medtem ko se ohrani njihova rast. V tem primeru nastanek podolgovate filiformen celice.
riž. 65. Delitev kokov
Generacijsko obdobje- časovni interval, v katerem se število bakterij podvoji Hitrost razmnoževanja mikroorganizmov in obdobje nastajanja sta odvisna od vrste mikroorganizma, velikosti in lastnosti cepiva, sestave hranilnega medija, njegovega pH, zračnosti, temperatura inkubacije in drugi dejavniki. V ugodnih pogojih se številni mikroorganizmi delijo v 15–30 minutah. (E. coli, S. Typhi). Pri muhastih mikroorganizmih se delitev izvede po 45–90 minutah (Streptokok, Corynebacterium) pa tudi po 18 urah (M. tuberkuloza).