Бактериальная клетка размножается с помощью

Бактериальные организмы уже давно освоили все известные среды обитания. Они находятся в воздухе, в воде, живут в других организмах. Но больше всего их в верхних слоях почвы. Количество этих организмов зависит не только от особенностей строения. Оно многократно увеличивается благодаря большой способности к воспроизведению. Каким способом размножаются бактерии, кратко будет изложено в статье.

Какие бывают бактерии?

Бактерии можно классифицировать по следующим основаниям.

По форме:

  • цилиндрические (или палочковидные) (палочки);
  • сферические (или шаровидные) (кокки);
  • спиральные (или извитые) (спирохеты, спириллы, вибрионы);
  • нитевидные и ветвящиеся (железобактерии, серобактерии). Палочковидные бактерии могут образовывать нити с ветвлениями или без. В этом случае они станут ещё и нитевидными (или ветвящимися).

По методу окраски Грама:

  • грамположительные (бактерия Bacillus anthracis, которая вызывает сибирскую язву; бактерия Staphylococcus aureus, которая вызывает золотистый стафилококк);
  • грамотрицательные (бактерия Yersinia pestis, которая вызывает чуму; бактерия Bordetella pertussis, которая вызывает коклюш).

Бактериолог из Дании Ганс Грам (1853–1938) придумал окрашивать бактерии, чтобы их было лучше видно под микроскопом.

Он понял, что одни бактерии становятся тёмно-фиолетового цвета (грамположительные), другие — красного (грамотрицательные).

Способ окрашивания по Граму позволяет понять, какие инфекции вызывают эти бактерии. А соответственно, и подобрать лечение — определённый антибиотик.

По степени опасности для человека:

  • патогенные: которые ведут к болезням;
  • условно-патогенные;
  • непатогенные.

Последние два вида бактерий (условно-патогенные и непатогенные) могут сосуществовать с человеком, животным или растением и не вызывать инфекций. Но могут и «проснуться». Например, если иммунная система не в лучшей форме.

По углероду, который нужен бактериям для питания:

  • аутотрофы: питаются углеродом и не нуждаются в других элементах (например, серобактерии);
  • гетеротрофы: питаются уже готовыми органическими веществами и не могут самостоятельно образовать органические вещества из неорганических (например, паразиты).

По необходимости в кислороде:

  • аэробы: которым нужен кислород, чтобы существовать (например, стрептококки);
  • анаэробы: которым не нужен кислород для сущестования и размножения (например, бактерии Peptostreptococcus и Fusobacterium).

Разница между Митозом и Амитозом

Ключевое различие между Митозом и Амитозом заключается в том, что Амитоз является самой простой формой клеточного деления, имеющегося у бактерий и дрожжей, в то время как Митоз является сложным процессом клеточного деления, которое происходит посредством репликации хромосом и ядерного деления.

Клетки делятся и создают новые клетки, и это своего рода процесс пролиферации клеток (размножение клеток путём деления). Существует три разных процесса деления клеток, а именно: амитоз, митоз и мейоз.

 Процессы деления клеток различаются у разных организмов, особенно у эукариот и прокариот. Бактерии и дрожжи демонстрируют простые и прямые процессы деления клеток, называемые бинарным делением и почкованием.

 Это амитотические методы, приводящие к появлению дочерних клеток, которые не идентичны. Напротив, при делении клеток при митозе образуются две идентичные клетки.

  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое Митоз
  3. Что такое Амитоз
  4. Сходство между митозом и амитозом
  5. В чем разница между митозом и амитозом
  6. Заключение

Что такое Митоз?

Митоз является второй основной фазой клеточного цикла. Поэтому во время митоза клеточное ядро ​​превращается в два ядра и далее клетка делится на две клетки. Тем не менее, митоз происходит в течение короткого промежутка времени.

Читайте также:  Манту размеры норма у детей в 1 год — Какая должна быть реакция Манту

 Есть четыре субфазы митоза, а именно профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

 Во время профазы центросомы мигрируют в два полюса клетки, ядерная мембрана начинает исчезать, микротрубочки начинают расширяться, хромосомы сильно конденсируются и соединяются друг с другом, и сестринские хроматиды становятся видимыми.

Схема митоза

Во время метафазы хромосомы выстраиваются в линию метафазной пластинки, а микротрубочки соединяются с центросомами выстроенных в ряд хромосом. За метафазой следует анафаза, в которой сестринские хроматиды расщепляются равномерно и разделяются, чтобы мигрировать к двум полюсам.

Сестринские хроматиды тянутся к двум полюсам микротрубочками. Во время телофазы образуются два новых ядра, которые начинают делить содержимое клетки между двумя сторонами клетки. Цитоплазма клетки делится с образованием двух новых клеток. Этот процесс известен как цитокинез.

 После цитокинеза будут продуцироваться две идентичные клетки, и новые клетки будут продолжать повторять клеточный цикл деления.

Разница между Митозом и Амитозом

Что такое Амитоз?

Амитоз является простой формой клеточного деления, которое происходит посредством прямого деления клетки. Он происходит главным образом у прокариот, которые не имеют мембраносвязанных органелл и ядра. Таким образом, амитоз отличается от митоза, который является делением клеток эукариот, несколькими факторами. При амитозе не наблюдается появления хромосом и образования веретена.

Амитоз

У некоторых эукариот, которые подвергаются амитозу, ядерная мембрана остается неповрежденной. Но амитоз не является сложным процессом по сравнению с митозом, который происходит через несколько фаз.

 Реснички являются одним из видов организмов, которые подвергаются амитозу. Кроме того, бактерии делятся амитотически, путем бинарного деления. Более того, почкование дрожжей также является амитотическим процессом.

 При этом во время амитоза ядро ​​расщепляется на две части, а затем цитоплазма разделяется на две клетки.

Каковы сходства между Митозом и Амитозом?

  • Митоз и амитоз являются двумя процессами деления клеток.
  • Оба процесса происходят в результате появления дочерних клеток.
  • В обоих процессах, одна родительская клетка производит две дочерние.

В чем разница между митозом и амитозом?

Митоз представляет собой тип клеточного деления, при котором хромосомы в эукариотических клетках разделяются на два идентичных набора и появляются два дочерних ядра, а затем получаются две дочерние клетки, которые идентичны родительской клетке, в то время как Амитоз представляет собой простой процесс клеточного деления, в котором происходит простое расщепление ядра и производятся дочерние клетки, без образования веретена или появления хромосом.

Амитоз и Митоз — это два типа деления клеток. Амитоз представляет собой простой процесс, который включает в себя расщепление ядра на две части и деление цитоплазмы. Митоз является сложным процессом, который происходит через репликацию хромосом и ядерное деление.

 Митоз дает две генетически идентичные дочерние клетки, тогда как Амитоз не приводит к генетически идентичным дочерним клеткам, поскольку распределение родительских аллелей происходит случайным образом. У бактерий, дрожжей и инфузорий происходит Амитоз.

Тогда как у Эукариот происходит Митоз.

Митоз у бактерий

Размножение бактерий путем деления — самый распространенный метод увеличения численности микробной популяции. После деления происходит рост бактерий до исходного размера, для чего необходимы определенные вещества (факторы роста).

Способы размножения бактерий различны, но для большинства их видов присуща форма бесполового размножения способом деления. Способом почкования бактерии размножаются исключительно редко. Половое размножение бактерий присутствует в примитивной форме.

Генетический аппарат бактерий

Генетический аппарат бактерий представлен единственной ДНК — хромосомой. ДНК замкнута в кольцо. Хромосома локализована в нуклеотиде, не имеющем мембраны. В бактериальной клетке имеются плазмиды.

Нуклеоид

Нуклеоид является аналогом ядра. Он расположен в центре клетки. В нем локализована ДНК — носитель наследственной информации в свернутом виде. Раскрученная ДНК достигает в длину 1 мм. Ядерное вещество бактериальной клетки не имеет мембраны, ядрышка и набора хромосом, не делится митозом. Перед делением нуклеотид удваивается. Во время деления число нуклеотидов увеличивается до 4-х.

Плазмиды

Плазмиды представляют собой автономные молекулы свернутые в кольцо двунитевой ДНК. Их масса значительно меньше массы нуклеотида. Несмотря на то, что в ДНК плазмид закодирована наследственная информация, они не являются жизненно важными и необходимыми для бактериальной клетки.

Читайте также:  Бешенство у кошек: как проявляется, симптомы

Этапы деления

После достижения определенных размеров, присущих взрослой клетке, запускаются механизмы деления.

Репликация ДНК

Репликация ДНК предшествует клеточному делению. Мезосомы (складки цитоплазматической мембраны) удерживают ДНК до тех пор, пока процесс деления (репликации) не завершится.

Репликация ДНК осуществляется с помощью ферментов ДНК-полимеразами. При репликации водородные связи в 2-х спиральной ДНК разрываются, в результате чего из одной ДНК образуются две дочерние односпиральные. В последующем, когда дочерние ДНК заняли свое место в разделенных дочерних клетках, происходит их восстановление.

Как только репликация ДНК завершилась, в результате синтеза клеточной стенки появляется перетяжка, разделяющая клетку пополам. Вначале делению подвергается нуклеотид, затем цитоплазма. Синтез клеточной стенки завершает деление.

Рис. 4. Схема деления бактериальной клетки.

Обмен участками ДНК

У сенной палочки процесс репликации ДНК завершается обменом участками 2-х ДНК.

После деления клетки образуется перемычка, по которой ДНК одной клетки переходит в другую. Далее обе ДНК сплетаются. Некоторые отрезки обоих ДНК слипаются. В местах слипания происходит обмен отрезками ДНК. Одна из ДНК по перемычке уходит обратно в первую клетку.

Рис. 5. Вариант обмена ДНК у сенной палочки.

Митоз у бактерий

Типы делений бактериальных клеток

Если клеточное деление опережает процесс разделения, то образуются многоклеточные палочки и кокки.

При синхронном клеточном делении образуются две полноценные дочерние клетки.

Если нуклеотид делится быстрее самой клетки, то образуются многонуклеотидные бактерии.

Деление с помощью разламывания

Деление с помощью разламывания характерно для сибиреязвенных бацилл. В результате такого деления клетки переламываются в местах сочленения, разрывая цитоплазматические мостики. Далее отталкиваются друг от друга, образуя цепочки.

Скользящее разделение

При скользящем разделении после деления клетка обосабливается и как бы скользит по поверхности другой клетки. Данный способ разделения характерен для некоторых форм эшерихий.

Секущееся разделение

При секущемся разделении одна из разделившихся клеток свободным концом описывает дугу круга, центром которого является точка ее контакта с другой клеткой, образуя римскую пятерку или клинопись (коринебактерии дифтерии, листерии).

Рис. 8. Секущийся способ разделения коринебактерий.

Вид скоплений бактерий после деления

Скопления делящихся клеток имеют разнообразную форму, которая зависит от направления плоскости деления.

Шаровидные бактерии располагаются по одному, по двое (диплококки), пакетами, цепочками или как гроздья винограда. Палочковидные бактерии — цепочками.

Спиралевидные бактерии — хаотично.

Скорость деления бактерий

Скорость деления бактерий крайне высока. В среднем одна бактериальная клетка делится каждые 20 минут. В течение только одних суток одна клетка образует 72 поколения потомства. Микобактерии туберкулеза делятся медленно. Весь процесс деления занимает у них около 14 часов.

Половое размножение бактерий

В 1946 году учеными было обнаружено половое размножение в примитивной форме. При этом гаметы (мужские и женские половые клетки) не образуются, однако некоторые клетки обмениваются генетическим материалом (генетическая рекомбинация).

фактов о жизни внутри нас

1. Число микробов и бактерий в организме превышает количество клеток тела человека

Человеческий организм буквально кишит микробами: по некоторым сведениям, внутри нас клеток бактерий примерно в десять раз больше, чем клеток тела. Как заявил в интервью «LiveScience» Мартин Блейзер: «Конечно, никто не будет считать, сколько бактерий живёт в человеке, точное количество не имеет значения, но ясно одно — бактерий гораздо больше, чем клеток, из которых мы состоим».

Развитие бактерий, населяющих наш «внутренний мир», происходило на протяжении всей эволюции человека и продолжается до сих пор. Ожидается, что в 2013-м году завершится масштабный 5-летний проект по каталогизации и классификации микробиома человека — над ним трудились сотни учёных по всему миру.

2. Люди появляются на свет без бактерий

Читайте также:  Как во время беременности лечить насморк и кашель при простуде

Зная, какую важную роль микроорганизмы играют в жизнеобеспечении, можно подумать, что бактерии появляются на свет вместе с человеком. Однако, как выяснилось, это не так: согласно Блейзеру, люди рождаются без бактерий и обзаводятся ими в течение нескольких первых лет жизни.

Первую «порцию» микробов младенец получает при прохождении через родовые пути матери, если же малыш появился на свет с помощью кесарева сечения, то он не получает этой доли микроорганизмов, из-за чего у него может быть повышен риск возникновения некоторых видов аллергии, а также ожирения.

Большая часть микробиома ребёнка формируется к трём годам — это период интенсивного развития всех систем организма.

3. Одна бактерия способна приносить как пользу, так и вред

Helicobacter Pylori

Некоторые микробы вызывают недуги, другие способны от них защитить, а иногда одна и та же бактерия может и навредить и оказать положительное влияние.

Например, Helicobacter Pylori — когда-то эти бактерии были широко распространены, обитая в телах практически всех людей на Земле, но сейчас они есть лишь у половины человечества. Большинство из этих бактерий не доставляют их «хозяевам» никаких неприятностей, но в некоторых случаях могут способствовать образованию болезненных язв в пищеварительном тракте (за работы по изучению влияния Helicobacter Pylori на возникновение гастрита и язвы желудка и двенадцатиперстной кишки австралийский врач Маршалл Барри в 2005-м году получил Нобелевскую премию).

Победить негативное влияние бактерии можно с помощью антибиотиков, но Блейзер и его коллеги обнаружили, что отсутствие этого микроорганизма может вызвать рефлюкс-эзофагит (повреждение слизистой оболочки) и даже рак пищевода.

Таким образом, некоторые бактерии могут быть как полезными, так и смертельно опасными.

4. Лечение антибиотиками может спровоцировать астму и ожирение

Золотистый стафилококк

В 1928-м году Александр Флемминг изобрёл пенициллин, и это был грандиозный прорыв в медицине. Во всём мире антибиотики широко применяются в борьбе с самыми разнообразными заболеваниями, однако, как показывают последние исследования, использование антибиотиков может увеличить риск развития астмы, воспалительных заболеваний кишечника и даже ожирения. Кроме того, микробы научились приспосабливаться к антибиотикам: к примеру, метициллин-резистентный золотистый стафилококк способен вызвать тяжёлые заболевания вроде пневмонии или сепсиса.

Конечно, бывают случаи, когда лечение антибиотиками необходимо, но, как заявил «LiveScience» Мартин Блейзер, иногда стоит воздержаться от их использования: некоторые детские инфекционные заболевания ушей или горла могут пройти сами по себе.

5. Пробиотики не так хороши, как считается

В последнее время во всём мире наблюдается повальное увлечение пробиотическими (состоящими из микроорганизмов) добавками к пище: многие принимают их после курса лечения антибиотиками, полагая, что это дарует им здоровье. Насколько их применение оправдано?

«Сама концепция восстановления микрофлоры после использования антибиотиков хороша, — считает Блейзер. — Но наивно считать, что принимая пробиотики, содержащие один или несколько видов микроорганизмов, можно добиться впечатляющих результатов — у нас в организме тысячи разновидностей!». Учёный считает, что продавцы пробиотиков преувеличивают положительный эффект от своих препаратов.

«Возможно, в будущем у нас появятся пробиотики, способные побеждать болезни, но до этого пока далеко — эта отрасль слишком молода», — подытоживает микробиолог.

Инциститация

Еще один путь защиты от агрессивных обстоятельств преобразование в цист. Цисты обозначают пузырьки в толстой оболочке. Находится в таком положении бациллы могут очень долго. Даже 200 градусов по Цельсию не уничтожит их. Далее при положительных причинах они выходят наружу делясь бинарно.

Так, что приемы приумножения возбудителей подчиняются внешней среде. Недостаток воды, большое содержание кислорода в воздухе, лишение высокопитательных микроэлементов. Низкие или высокие перепады температур заставляют прибегнуть к спорообразованию, инцистированию.

Не прекращение умножения в течение 10 суток привело бы к полному заселению земного шара паразитами.