Charakteristiky bakteriálnych spór, štruktúra, tvorba

Ten Bakteriálne spóry Sú to štruktúry prokaryotickej rezistencie produkované baktériami na podporu a prežitie v nepriaznivých podmienkach prostredia. Akonáhle sú podmienky prostredia priaznivé, vedú k novému jednotlivcovi.

Syntéza bakteriálnych spór sa podáva procesom nazývaným sporulácia. Sporulácia je stimulovaná nedostatkom živín (zdroje uhlíka a dusíka) v prostredí, v ktorom žijú niektoré typy baktérií.

Fotografie mikroskopického pozorovania eubaktérií a jej spór zafarbených zelene (zdroj: DOC. Rnd. Josef Reischig, CSC. /Cc By-SA (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0), cez Wikimedia Commons)

Vo všetkých ekosystémoch biosféry nájdeme mnoho rôznych druhov baktérií a väčšina produkuje spóry. Baktérie sú prokaryotické organizmy, to znamená, že sa vyznačujú mikroskopickým jednobunkovým, bez vnútorných membránových organel a pre bunkovú stenu, okrem iného.

Naše všeobecné znalosti o baktériách je, že sú činidlami spôsobujúcimi mnoho chorôb (etiologické látky), pretože sú schopné šíriť sa v iných živých organizmoch, spôsobujú infekcie a destabilizáciu fungovania fyziologického systému.

Preto mnoho sterilizačných protokolov ľudského priemyslu, najmä z farmaceutického, poľnohospodárskeho a potravinárskeho priemyslu, sa zameriava na redukciu, kontrolu a vyhladenie týchto mikroorganizmov a ich spór na povrchoch výrobkov, ktoré sa predávajú rôznymi trhmi.

[TOC]

Charakteristiky bakteriálnych spór

Spóry Bacillus anthracis, ktoré spôsobujú ochorenie antraxu

Vytrvalosť

Spóry baktérií sú mimoriadne rezistentné štruktúry určené na podporu rôznych typov environmentálneho „stresu“, ako sú vysoké teploty, dehydratácia, slnečné žiarenie alebo prítomnosť rôznych chemických zlúčenín.

Vrstvy

Typicky sú bakteriálne spóry zabalené do 6 rôznych vrstiev; Aj keď sa to môžu líšiť podľa druhov baktérií. Týchto 6 vrstiev je:

• Exosporium (u niektorých druhov nie je prítomná táto vrstva)
• Vonkajšia vrstva spór
• Vnútorná vrstva spór
• Kôra
• Bunková stena zárodočných buniek
• Membrána zárodočných buniek v plazme

Môže vám slúžiť: Cryptosporidium parvum: Charakteristiky, životný cyklus, choroby

Komponenty

Vo vnútri každej bakteriálnej spór. Tieto prvky vynikajú:

• RNA rôznych typov, nevyhnutná na vytvorenie nových bakteriálnych buniek. Niektoré z nich sú okrem iného ribozomálna RNA, prenos RNA, Messenger RNA,.
• Genomická DNA s genetickými informáciami „určuje“ všetky štruktúry a funkcie bunky. Spóry môžu mať tiež plazmatickú DNA, ktorá je extramozomická DNA.
• Vápnik, mangán, fosfor a iné ióny a kofaktory pre správne fungovanie enzýmov, ako aj na udržiavanie bunkovej homeostázy budúceho jednotlivca.

Asexuálna reprodukcia

Spóry sa považujú za asexuálnu formu reprodukcie, pretože podmienky sa mnohokrát stávajú nepriaznivými v dôsledku nadmerného rastu populácie a baktérií, ktoré vnímajú stimul nedostatku zdrojov, začínajú sporuláciu.

Je dôležité pochopiť, že všetky bakteriálne spóry vedú k geneticky identickým jednotlivcom s tým, ktorí im dali pôvod, takže sa považujú za formu asexuálnej reprodukcie, je úplne platná.

Štruktúra

Protoplast

V najviac vnútornejšej časti bakteriálnych spór je protoplast, známy tiež ako „jadro spór“ alebo „zárodočné bunky“.

Vonkajšia štruktúra spór je navrhnutá s primárnou funkciou ochrany protoplastu, v ktorom cytoplazma, molekuly DNA a RNA, proteíny, enzýmy, kofaktory, ióny, cukry atď., ktoré sú potrebné na metabolické udržiavanie baktérií.

Bunková membrána

Prvá vrstva obklopujúca protoplast je bunková membrána zložená z lipidov a proteínov. Má veľa špecializovaných štruktúr v interakcii s najviac vonkajšími pokrývkami, aby vnímal stimuly prostredia, ktoré tieto tieto.

Reprezentatívna schéma bakteriálnej spóry. Zobrazia sa rôzne „vrstvy“: exosporium, kryty (tunika), kôra, stena spór, membrána, cytosol a DNA (zdroj: Videobiotechno/cc By-SA (https: // creativiCommons.Org/licencie/By-SA/4.0) Via Wikimedia Commons)

Bunková stena

Vnútorná aj vonkajšia bunková stena, ktoré sú vrstvami, ktoré predchádzajú bunkovej membráne, majú typickú štruktúru bunkovej steny baktérií: sú zložené hlavne z heteropolysacharidu nazývaného peptidoglykán (N-Glykozamín a kyselina acetyl N-Murmica acetyl).

Môže vám slúžiť: azospirillum

Kôra

Pokrytie steny, ktoré práve spomenvíme, je kôra, ktorá sa skladá z veľkých peptidoglykánových reťazcov (s podielom medzi 45 a 60 % odpadového odpadu mieru).

Na kôre sú vnútorná a vonkajšia vrstva bakteriálnych spór zložených z proteínov so špecializovanými funkciami na deaktiváciu enzýmov a toxických chemických činidiel, ktoré by mohli poškodiť spór. Dva z najhojnejších enzýmov v tejto vrstve sú dysmutázy nadmeroxidu a kataláza.

Exosporium

Exospor (ktorý nie je produkovaný všetkými druhmi) je tvorený proteínmi a glykoproteínmi, ktoré blokujú prístup k veľkým proteínom, ako sú napríklad protilátky. Predpokladá sa, že táto vrstva sa nachádza v baktériách, ktoré závisia od patogénneho charakteru pre prežitie.

Tvorba bakteriálnych spór

Mikroskopický obraz Bacillus subtilis. Nezmenené oválne štruktúry sú spóry. Zdroj: y tiež (originálny Uploader)/CC By-S (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/)

Tvorba spór sa začína, keď bakteriálne bunky aktivujú genetickú cestu, ktorá riadi fungovanie sporulácie. Tieto gény sú aktivované proteínovými a transkripčnými faktormi, ktoré detekujú zmeny životného prostredia (alebo „priaznivé“ na „nepriaznivý“ prechod).

Klasický model použitý na štúdium tvorby bakteriálnej spóry je model pozorovaný v Bacils subtilis, ktorý je rozdelený do 7 etáp. Tvorba spór v každom bakteriálnom druhu má však svoje zvláštnosti a môže zahŕňať viac alebo menej krokov.

Fázy sporulácie môžu byť ľahko značné, pomocou mikroskopu a pozorovaním buniek rastúcich v prostrediach s nedostatkom živín. Tieto fázy môžeme opísať viac -menej nasledovne:

Tento 1: Rast buniek

Bunka zvyšuje svoj cytosolický objem najmenej trikrát v relatívne krátkom období.

Môže vám slúžiť: Yersinia pestis: Charakteristiky, morfológia, choroby

Fáza 2: duplikácia bakteriálnej DNA

Súbežne so zvýšením cytosolického objemu, baktériové genómové duplikáty mitózou. Na konci myitózy sa „materský“ genóm zarovná k jednému z pólov bunky, zatiaľ čo „syn“ alebo výsledný genóm je zarovnaný smerom k opačnému pólu.

Fáza 3: Delenie bunkovej membrány

Bunková membrána začína obmedzovať veľmi blízko k pólu, kde sa nachádza genóm „syna“ produkovaný počas mitózy. Táto kontrakcia končí izoláciou genómu vyplývajúce z zvyšku bunkového cytosolu.

Fáza 4: Evaginácia druhej bunkovej membrány (formácia Forempora)

Segment tvorený obmedzenou bunkovou membránou je zosilnený ďalšou časťou bunkovej membrány, ktorá vytvára dvojitú membránu a vedie k nezrelej spóre známej ako „Foreempora“.

Fáza 5: Formácia kôry

Bakteriálna bunka zvyšuje produkciu odpadu z kyseliny mimovej. Tieto sú zamerané na povrch, ktorý pokrýva Forempora a vytvára ďalšiu vrstvu ochrany. Po dokončení tvorby tejto vrstvy sa Foreempora nazýva exospore.

Fáza 6: Interiér a vonkajšie kryty spór

Zvýšenie produkcie kyseliny šeurmónom je tiež zamerané na vytvorenie dvoch vrstiev podobného zloženia peptidoglykánu ako zvyšovanie bunkovej steny baktérií. Tieto dve vrstvy budú tvoriť vnútorný a vonkajší obal exospory a transformovať ho na endospora.

Fáza 7: Endospapora vydanie

Posledným krokom sporulácie alebo formovania spór je oslobodenie. Bunková stena, membrána a všetky obaly bunky „matky“ Lisan a uvoľnite endospora už dozrievanú na prostredie.

Odkazy

1. Madigan, m. Tón., & Martinko, J. (2005). Brock Biológia mikroorganizmov, 11. vydanie.
2. Matthews, K. R., Kiel, K. A., & Montville, T. J. (2019). Potravinová mikrobiológia: Úvod. John Wiley & Sons.
3. Setlow, P. (2011). Odolnosť bakteriálnych sporov. V Bakteriálna reakcia stresu, druhé vydanie (PP. 319-332). Americká spoločnosť mikrobiológie.
4. Setlow, P. (2013). Odolnosť bakteriálnych spórov voči chemickým látkam. Russell, Hugo a Ayliffe's, 121-130.
5. Tortora, G. J., Funke, b. R., Prípad c. L., & Johnson, T. R. (2004). Mikrobiológia: Úvod (Zv. 9). San Francisco, Kalifornia: Benjamin Cummings.