Дыхание бактерий
Дыхание бактерий – это ОВР процесс с образованием энергии, которая накапливается в виде АТФ.
При ОВР-процессе электроны переносятся от донора к акцептору, при этом выделяется энергия.
Перенос электронов осуществляют дыхательные ферменты, формирую дыхательную цепь, где происходит синтез АТФ.
У бактерий выделяют 2 механизма дыхания:
1. Аэробный механизм – акцептором электронов является O2.
2. Анаэробный механизм – акцептор электронов – неорганические соединения (нитраты, сульфаты)
В зависимости от характера дыхания проводится классификация бактерий по типу дыхания:
1. Облигатные аэробы – им необходим атмосферный кислород – 21%(МБ tbc, вибрион холерный…)
2. Облигатные анаэробы – они развиваются в безкислородных условиях (возбудитель столбняка, газовой гангрены, ботулизма (слостридии).
3. Факультативные анаэробы или аэробы ( кишечная палочка).
4. Микроаэрофилы – нуждаются в кислороде, концентрация которого может быт менее 1% (молочнокислые бактерии).
5. Капнеические м/о – нуждаются в повышенной концентрации СО2и в пониженнойO2(бруцеллы).
Рост и размножение бактерий. Кривая роста.
Рост – это согласованное увеличение всех компонентов клетки, результат роста – размножение.
Размножение бактерий – увеличение числа клеток в популяции.
В процессе роста бактериальная клетка увеличивается в 2-3 раза, она интенсивно окрашивается и накапливается РНК. В благоприятных условиях рост заканчивается размножением. У бактерий размножение происходит делением пополам – бинарное деление – основной способ размножения.
Кривая роста характеризует рост и размножение бактерий в определенных условиях среды. Кривую роста получают при изучении периодической культуры.
Периодическая культура – это популяция м/о которая развивается в ограниченном объеме среды без поступления питательны веществ.
1фаза – начальная – бактерии растут, но не размножаются
2 фаза – фаза логарифмического роста – бактерии интенсивно размножаются, их число увеличиваемся в логарифмической прогрессии.
3 фаза – стационарная – размножение – равно смертности
4 фаза – отмирания – накапливаются продукты метаболизма, истощается питательные вещества и бактерии погибают.
Внешние факторы могут оказывать:
- бактериостатическое действие – подавлять размножение и рост бактерий
- бактерицидное действие – вызывать гибель бактерий
Размножение бактерий.
Начинается с репликации (удвоения) генома, а затем происходит деление.
У бактерий вегетативная репликация – информация передается от родительской клетки к дочерней.
У бактерий репликация саморегулируемая – геноме есть гены, ответственные за репликацию.
Репликация носит полуконсервативный характер – дочерние клетки получают равномерно распределяющийся генетический материал (одна нитка ДНК материнская, вторая – новосинтезированная).
Репликация начинается с определенной точки, от которой происходит раскручивание ДНК, образуется репликационная вилка, синтезируется SSBбелок, который препятствует повторному скручиванию нитей. Процесс осуществляется ДНК полимеразой, которая способна присоединять комплиментарные нуклеотиды к свободному 3' концу.
Синтез комплиментарных участков запускается заправкой праймером. Это участок РНК, комплиментарен матричной ДНК и у праймера имеется свободный 3' конец. Заправка праймером запускает синтез ДНК, на матрице строятся фрагменты Оказаки, которые сшиваются в единую нить ДНК-лигазами. В бактериальной клетке образуются 2 идентичные нити ДНК, которые растаскиваются по полюсам клетки и после репликации запускается деление бактерий.
Деление начинается с удлинения цитоплазматической мембраны, формируется межклеточная перегородка по экватору, по которому бактерия бинарно делится и образуются 2 идентичные дочерние клетки.
Показатели роста и размножения бактерий:
- Увеличение размеров клетки
- Концентрация бактерий – число клеток в 1 мл
- Плотность бактерий – масса бактерий в мг на мл
- Время генерации – время, за которое число клеток удваивается.
Культивирование и методы выделения чистой культуры аэробов и анаэробов.
Культивирование м/о – это получение большого числа бактерий на питательной среде.
Цель культивирования: Изучение микробиологических свойств, Для диагностики инфекций и Для получения биопрепарата из бактерий или полученные с помощью бактерий.
Условия культивирования бактерии:
- Наличие полноценной питательной среды.
- Оптимальная t (≈37 0C)
- Атмосфера культивирования (есть O2или без него).
- Время культивирования – видимый рост через 18-48 часов, или для некоторых 3-4 недели (tbc)
- Освещенность питательной среды для фотосинтезирующих (растут только в присутствии света).