Фізіологія бактерій
Харчування бактерій
Разом з їжею бактерії, як і інші організми, отримують енергію для процесів життєдіяльності і будівельний матеріал для синтезу клітинних структур. Серед бактерій розрізняють:
© гетеротрофам, які споживають готове органічна речовина. Вони можуть бути:
? сапротрофами, тобто пітатьтся мертвим органічному речовиною;
? паразитами, тобто споживати органічну речовину живих рослин і тварин.
© автотрофом, здатних синтезувати органічні речовини з неорганічних. Серед них розрізняють:
? фотосінтетіков, що здійснюють процеси синтезу за рахунок енергії сонячного світла за допомогою бактериохлорофилла;
? хемосинтетиков, що синтезують органічні речовини за рахунок хімічної енергії окислення сірки, сірководню, аміаку і т. Д.
Серед прокаріотів є група мікроорганізмів, здатних, на відміну від еукаріот, в процесі катаболізму здійснювати окислення неорганічних речовин. До них відносяться нитрифицирующие бактерії, железобактерии, водневі бактерії і т. Д.
Фотосинтез
Невелика група автотрофних бактерій здатна здійснювати фотосинтетичні фосфорилирование. До них відносяться ціанобактерії, зелені і сірчані пурпурні бактерії. Фотосинтез ціанобактерій схожий з фотосинтезом рослин і супроводжується виділенням кисню. Зелені і пурпурні бактерії в якості донора електронів використовують сірководень, сірку, сульфат, молекулярний водень і т. Д., Але не воду. Тому в даному випадку молекулярного кисню не утворюється.
Розмноження бактерій
Бактерії здатні до інтенсивного розмноження. Деякі бактерії при сприятливих умовах здатні ділитися кожні 20 хвилин.
Безстатеве розмноження
Безстатеве розмноження є основним способом розмноження бактерій. Воно може здійснюватися шляхом бінарного поділу і брунькування.
Бінарне поділ
Більшість бактерій розмножується шляхом бінарного рівновеликого поперечного ділення клітин. При цьому утворюються дві однакові дочірні клітини.
Перед поділом відбувається реплікація ДНК.
Розподіл може відбуватися в одній або декількох площинах. Якщо після розподілу дочірні клітини не розходяться, то в першому випадку відбувається утворення ланцюжків різної довжини, а в другому – груп клітин різноманітної форми.
Брунькування
Деякі бактерії розмножуються шляхом брунькування. При цьому на одному з полюсів материнської клітини утворюється короткий виріст – гіфа, на кінці якого формується нирка, в неї переходить один з поділилися нуклеоидов. Нирка розростається, перетворюючись на дочірню клітину, і відокремлюється від материнської в результаті формування перегородки між ниркою і гифой.
Брунькування бактерій можна розглядати як один з варіантів бінарного розподілу клітки – неравновелікіх.
Статевий процес,
Або генетична рекомбінація
Можна говорити про те, що у бактерій спостерігається і статевий процес. Гамети у бактерій не утворюються, злиття клітин немає, але відбувається найголовніша подія статевого процесу – обмін генетичною інформацією. Цей процес називають генетичною рекомбінацією. Частина ДНК (рідше вся) клітиною-донором передає клітці-реципієнту і заміщає частина ДНК клітини-реципієнта. Утворену ДНК називають рекомбінантної. Вона містить гени обох батьківських клітин.
Розрізняють три способи передачі генетичної інформації:
Кон’югація
Кон’югація – це пряма передача ділянки ДНК від однієї клітини іншої під час безпосереднього контакту клітин один з одним (рис. 94). Передача генетичної інформації можлива завдяки освіті клітиною-донором особливих структур, званих F-пілямі, або статевими фімбріями. Їх утворення контролюється особливою плазмидой – F-фактором (поло-
Вим фактором). Плазміда кодує специфічні білки фімбрій. F-пили утворюються дуже швидко, протягом 4-5 хвилин. Кінець статевої фимбрии клітини-донора прикріплюється до білка зовнішньої мембрани клітини-реципієнта і через канал F-пили ДНК клітини-донора переходить в клітину-реципієнта. Після завершення кон’югації статеві пили швидко скидаються кліткою.
Під час кон’югації ДНК передається тільки в одному напрямку (від донора до реципієнта), зворотної передачі немає.
Трансдукція
Трансдукція – це перенесення фрагмента ДНК від однієї бактерії до іншої за допомогою бактеріофага.
Після зараження бактерії ДНК бактеріофага вбудовується в ДНК бактерії і реплицируется разом з нею. При утворенні нових вірусних частинок ДНК фага вивільняється. При цьому вона може захопити з собою частину генетичного матеріалу бактерії. Під час зараження нових клітин таким вірусом в ДНК бактерії вбудовується не тільки вірусна ДНК, але і частина генетичного матеріалу іншої бактеріальної клітини.
Трансформація
Трансформація – це передача генетичної інформації без безпосереднього контакту клітин. Клітка-реципієнт активно поглинає генетичну інформацію загиблих бактерій.
(2 votes, average: 5.00 out of 5)