31. Образование, функции, прорастание эндоспор

Образование спор

• Дифференцировка приводит к образованию клеток с различными функциями.

• Формируется особый тип клеток - покоящиеся формы (споры)

• Споры образуют в основном Гр(+) бактерии:

• 6 родов: Bacillus,

Clostridium,

Streptomyces и др.

• Гр(-) спорообразующая бактерия р. Sporomasa (имеет форму банана)

Споруляция – особая форма дифференцировки клеток

• Споруляция- образование спор - диморфный клеточный цикл.

• начинается с ассиметричного деления клетки и образования 2-х компартментов:

• предспоры (развивается в эндоспору)

• и материнской клетки (после формирования споры лизируется, высвобождая эндоспору).

Стадии образования спор B. subtilis:

1-я стадия

• в оптимальных условиях клетки

B. subtilis размножаются бинарным делением, при котором образуется перегородка в центре материнской клетки.

• при исчерпании питательного субстрата и высокой плотности популяции появляется первый признак споруляции – ассиметрично расположенная перегородка (спорулирующая септа)

2 – стадия

• клетка делится септой на 2 части:

• 1 – большой клеточный компартмент - развивается материнская клетка

• 2-й - меньший компартмент – будущая спора (предспора).

• Мембраны материнской клетки окружают меньший компартмент, формируя двойную мембрану вокруг предспоры.

3 стадия - образуется протопласт предспоры, покрытый 2-мембранной структурой (зародышевой клеточной стенкой).

4 стадия- между двумя мембранами откладывается пептидогликан – образование кортекса споры.

5 стадия – сборка белковых покровов споры.

6-я стадия - созревание - спора становится устойчивой к действию ф-х факторов и приобретает свойства покоящейся формы

На последней 7-й стадии происходит лизис материнской клетки с освобождением споры – обезвоженной покоящейся формы клетки, сильно преломляющей свет.

Функции эндоспор:

Способны выдерживать стресс, сохраняя жизнеспособность

Практически лишены воды, находясь в состоянии покоя, устойчивы к различным ф-х воздействиям:

• химические вещества,

• пониженная Т°

• повышенная Т°

• частично УФ-излучение.

Прорастание эндоспор

• Необходимо снять внутренний и внешний покой

• (напр. нагреванием - чтобы рецепторы споры восприняли сигнал).

• Для Bacillus subtilis сигналом служит аминокислота –аланин, при ее добавлении в среду споры начинают прорастать.

• Для других бактерий сигналы: глюкоза, фруктоза, ионы К⁺

Механическая стимуляция прорастания спор вызывает

• нарушение структуры оболочек,

• инициацию репарации ДНК,

• репликацию ДНК.

• В результате из споры может образоваться новая бактерия.

32. Бактериальные фимбрии (пили, ворсинки), классификация фимбрий

• Специализированные белковые структуры (пилин) на поверхности бактериальных КС.

• Цилиндрические образования, как правило, цельные внутри, реже полые (конъюгативные).

• Средняя длина 4-10 нм - до нескольких мкм.

• Ширина от 2 до 20 нм.

• Наряду с адгезией выполняют ряд других функций: реже перемещение (Pseudomonas aeruginosa) и передачу генетической информации.

• У клеток может быть одновременно несколько типов пилей.

Классификация фимбрий

1. Общего типа - к любым субстратам, контроль генами в составе хромосомы

2. Только к клеткам эпителия кишечника, контроль плазмидами - внехромосомная ДНК (E.coli)

3. Определяют повышенную способность к колонизации (Neisseria gonorrhoeae и N. meningitidis)

4. Для прикрепления и перемещения по субстрату с целью его колонизации (Pseudomonas aeruginosa)

5. Половые пили (sex-pili) - передача генетического материала в процессе конъюгации