Bakterielle sporer Kjennetegn, struktur, formasjon

De Bakteriell sporer De er prokaryotiske resistensstrukturer produsert av bakterier for å støtte og overleve i ugunstige miljøforhold. Når miljøforholdene er gunstige, gir de opphav til et nytt individ.

Syntesen av bakteriesporer gis gjennom en prosess som kalles sporulering. Sporuleringen stimuleres av mangelen på næringsstoffer (karbon og nitrogenkilder) i miljøet der noen typer bakterier lever.

Fotografering av en mikroskopisk observasjon av eubakterier og dens sporer farget grønt (kilde: doc. Rnd. Josef Reischig, CSC. /CC By-SA (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0), via Wikimedia Commons)

I alle økosystemene i biosfæren finner vi mange forskjellige arter av bakterier og produserer de fleste sporer. Bakterier er prokaryote organismer, det vil si at de er preget av å være mikroskopiske encellede, mangler indre membranøse organeller og for å ha en cellevegg, blant annet.

Vår generelle kunnskap om bakterier er at de er midler som forårsaker mange sykdommer (etiologiske midler), siden de er i stand til å spre seg i andre levende organismer, forårsake infeksjoner og destabilisere funksjonen til deres fysiologiske system.

Derfor fokuserer mange av steriliseringsprotokollene i menneskelige næringer, hovedsakelig fra farmasøytisk, landbruks- og matindustri, på å redusere, kontrollere og utrydde disse mikroorganismer og spirene for overflatene til produktene som markedsføres gjennom de forskjellige markedene.

[TOC]

Kjennetegn på bakteriesporer

Bacillus anthracis sporer, forårsaker miltbrannssykdom

Utholdenhet

Bakteriesporer er ekstremt resistente strukturer, designet for å støtte forskjellige typer miljømessige "stress" som høye temperaturer, dehydrering, solstråling eller tilstedeværelse av forskjellige kjemiske forbindelser.

Lag

Vanligvis er bakteriesporer pakket inn i 6 forskjellige lag; Selv om disse kan variere i henhold til arter av bakterier. Disse 6 lagene er:

• Exosporium (i noen arter er ikke dette laget til stede)
• Eksternt lag av sporen
• Spores indre lag
• Cortex
• Kimcellecellevegg
• Plasma kimcellemembran

Det kan tjene deg: Cryptosporidium Parvum: Kjennetegn, livssyklus, sykdommer

Komponenter

Inne. Disse elementene skiller seg ut:

• RNA av forskjellige typer, essensielt for etablering av den nye bakteriecellen. Noen av disse er ribosomalt RNA, overfør RNA, Messenger RNA, blant andre.
• Genomisk DNA, med genetisk informasjon for å "bestemme" alle strukturer og funksjoner i cellen. Sporene kan også ha plasmadNA, som er ekstrakromosomisk DNA.
• Kalsium, mangan, fosfor og andre ioner og kofaktorer for riktig funksjon av enzymer, samt for å opprettholde cellehomeostase i fremtidens individ.

Aseksuell reproduksjon

Sporene anses som en aseksuell form for reproduksjon, siden mange ganger blir forholdene ugunstige på grunn av overdreven vekst av befolkningen og bakteriene som oppfatter stimulansen til mangelen på ressursene begynner sporuleringen.

Det er viktig å forstå at alle bakteriesporer gir opphav til genetisk identiske individer med den som ga dem opprinnelse, slik at de regnes som en form for aseksuell reproduksjon er perfekt gyldig.

Struktur

Protoplast

I den mest indre delen av bakteriesporer er protoplasten, også kjent som "kjernen til spore" eller "kimcellen".

Sporeens ytre struktur er designet med den primære funksjonen for å beskytte protoplasten, der cytoplasma, DNA og RNA -molekyler, proteinene, enzymer, kofaktorene, ionene, sukkeret osv., som er nødvendige for metabolsk vedlikehold av bakteriene.

Cellulær membran

Det første laget som omgir protoplasten er cellemembranen, sammensatt av lipider og proteiner. Den har mange spesialiserte strukturer i samspillet med de ytterste omslagene, for å oppfatte stimuli av miljøet mottatt av disse.

Representative ordning av en bakteriespore. De forskjellige "lagene" vises: Exosporium, dekslene (tunikaen), cortex, sporeens vegg, membranen, cytosol og DNA (kilde: Videobiotechno/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/4.0) via Wikimedia Commons)

Cellulær vegg

Både den indre og ytre celleveggen, som er lagene som går foran cellemembranen, har den typiske strukturen til celleveggen til bakteriene: de er hovedsakelig sammensatt av heteropolysakkaridet som kalles peptidoglykan (N-Glykosamin og syre acetyl N-murmica acetyl).

Kan tjene deg: azospirillum

Cortex

Å dekke veggene som vi nettopp nevner, er cortex, som er sammensatt av store peptidoglykankjeder (med en andel på mellom 45 og 60 % av avfall av murding).

På cortex er det indre og ytre laget av bakteriesporer, sammensatt av proteiner med spesialiserte funksjoner for å deaktivere enzymer og giftige kjemiske midler som kan skade sporen. To av de mest tallrike enzymer i dette laget er overroksyddysmutase og katalase.

Exosporium

Exospor (som ikke er produsert av alle arter) er dannet av proteiner og glykoproteiner som blokkerer tilgangen til store proteiner som antistoffer, for eksempel. Det antas at dette laget finnes i bakterier som er avhengig av en patogen karakter for å overleve.

Bakteriell sporer dannelse

Mikroskopisk bilde av Bacillus subtilis. De uendrede ovale strukturer er sporer. Kilde: Y også (Original Uploader)/CC BY-S (http: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/)

Dannelsen av sporer begynner når bakterieceller aktiverer den genetiske ruten som kontrollerer sporulasjonsfunksjoner. Disse genene aktiveres av protein- og transkripsjonsfaktorer som oppdager miljøendringer (eller den "gunstige" til "ugunstige" overgang).

Den klassiske modellen som brukes til studiet av dannelsen av en bakteriespore er den som er observert i Bacillus subtilis, som er delt inn i 7 stadier. Imidlertid har dannelsen av sporer i hver bakterieart sine særegenheter og kan involvere mer eller mindre trinn.

Stadiene av sporulering kan lett være nevneverdige, ved hjelp av et mikroskop og ved å observere celler som vokser i miljøer med næringsmangel. Vi kan beskrive disse stadiene mer eller mindre som følger:

Denne 1: cellevekst

Cellen øker det cytosoliske volumet minst tre ganger i en relativt kort periode.

Det kan tjene deg: Yersinia pestis: Kjennetegn, morfologi, sykdommer

Fase 2: Duplisering av bakteriell DNA

Samtidig med økningen i cytosolisk volum, duplikerer bakterien av mitose ved mitose. På slutten av myitosen justeres "mors" genomet mot en av polene i cellen, mens "sønnen" eller resulterende genom er rettet mot den motsatte polen.

Fase 3: Cell Membrane Division

Cellemembranen begynner å begrense veldig nær polet der "sønn" -genomet som produseres under mitose er lokalisert. Denne sammentrekningen ender ved å isolere genomet som følge av resten av cellcytosol.

Fase 4: Evaginering av en andre cellemembran (Forempora -formasjon)

Segmentet som er dannet av den begrensede cellemembranen, forsterkes av en annen cellemembranparti, og danner en dobbel membran og gir opphav til en umoden spore kjent som "Forpora".

Fase 5: Cortex -formasjon

Bakteriecellen øker produksjonen av muminsyreavfall. Disse er rettet mot overflaten som dekker Forempora, og genererer et ekstra lag med beskyttelse. Når dannelsen av dette laget er fullført, kalles Forempora Exospore.

Fase 6: Interiør- og utvendige omslag av sporen

Økningen i produksjonen av murmonsyre er også rettet mot å danne to lag med en lignende sammensetning av peptidoglykan til den for celleveggen til bakteriene. Disse to lagene vil danne det interne og eksterne dekselet til Exospora og transformere det til en endospora.

Fase 7: Endospapora -utgivelse

Det siste trinnet i sporuleringen eller dannelsen av sporen er frigjøring. Celleveggen, membranen og alle omslagene til "mor" -cellen Lisan og slipper endospora som allerede modnes til miljøet.

Referanser

1. Madigan, m. T., & Martinko, J. (2005). Brock Biology of Microorganisms, 11. EDN.
2. Matthews, k. R., Kniel, k. OG., & Montville, t. J. (2019). Matmikrobiologi: en introduksjon. John Wiley & Sons.
3. Setlow, p. (2011). Motstand av bakteriell sporas. I Stressrespons bakteriell, andre utgave (s. 319-332). American Society of Microbiology.
4. Setlow, p. (2013). Motstand av bakterielle sporas til kjemiske midler. Russell, Hugo & Ayliffe's, 121-130.
5. Tortora, g. J., Funke, f. R., Sak, c. L., & Johnson, t. R. (2004). Mikrobiologi: En introduksjon (Vol. 9). San Francisco, CA: Benjamin Cummings.