Рост и размножение бактерий

• Отношение поверхность/объём у бактериальных клеток очень велико , что способствует быстрому поглощению питательных веществ из окружающей среды за счёт диффузии и активного транспорта

• В благоприятных условиях бактерии растут очень быстро ; достигнув определённых размеров , бактерии переходят к бесполому размножению

Бесполое размножение бактерий

• Переход к делению определяется отношением объёма ядра – нуклеоида к объёму цитоплазмы

• Происходит путём простого бинарного деления ( амитоз ) с образованием двух дочерних клеток через каждые 20 – 30 минут ( дочерние клетки расходятся или остаются связанными , образуя характерные колонии ) ; интервал между делениями называется временем генерации

• Перед клеточным делением происходит репликация ДНК ( удвоение бактериальной хромосомы ) , во время которой мезосомы удерживают геном в определённом положении

• У некоторые бактерий возможно бесполое размножение путём почкования

Половое размножение , или генетическая рекомбинация у бактерий

• Очень редкое явление , но вследствие их огромной численности в каждой колонии наблюдается сравнительно часто

• Происходит в самой примитивной форме ( не образуются гаметы и не происходит слияния клеток )

• Осуществляется обмен генетическим материалом – генетическая рекомбинация

• Суть генетической рекомбинации состоит в том , что часть ДНК клетки-донора переносится в клетку-реципиент , ДНК которой генетически отличается от ДНК донора и замещает часть ДНК реципиента ( при этом образуется ДНК , содержащая гены обоих родительских клеток – рекомбинантная ДНК )

• У потомков , или рекомбинантов , наблюдается заметное повышение разнообразия признаков , вызванное смешением генов , что очень важно для эволюции и адаптациогенеза бактерий ( например , только таким путём передаётся устойчивость к антибиотикам и дезинфицирующим средствам )

• При этом осуществляется горизонтальная передача генетической информации, т. е. обмен ДНК между неродительскими клетками ( эукариоты способны только к вертикальной передаче наследственного материала – от родителей к потомкам )

• Известны три способа получения рекомбинантов – трансформация , конъюгация и трансдукция

1. Трансформация

• При трансформации клетки донора и реципиента не контактируют друг с другом

• Из клетки-донора выходит небольшой фрагмент ДНК , который активно поглощается клеткой-реципиентом и включается в состав её ДНК , замещая в ней похожий , хотя и не обязательно идентичный фрагмент ( при этом свойства одного штамма переходят к другому ; например , при смешанном посеве двух штаммов , неспособных синтезировать различные питательные вещества – витамины , аминокислоты – возникали гибридные колонии способные к их одновременному синтезу )

2. Конъюгация – это перенос ДНК между клетками , непосредственно контактирующими друг с другом

• При конъюгации может обмениваться значительная часть донорской ДНК

• Донорская способность бактериальных клеток определяется генами небольшой кольцевой молекулы ДНК , которую называют половым фактором или F-фактором ( это плазмида , которая кодирует белок спецефических фимбрий , называемых F-пилями или половыми пилями )

• При конъюгации одна из двух цепей ДНК F-фактора через половую фимбрию( цитоплазматический мостик ) проникает из клетки-донора (F⁺) в клетку-реципиент(F^--)

• При конъюгации возможно перенесение не только F-фактора , но также и большей части основной ДНК клетки-донора , которая рекомбинирует с ДНК реципиента