Czym są bakteryjne zarodniki? Główne cechy

The zarodniki bakteryjne są to kapsułki wytwarzane przez bakterie. W tych kapsułkach koncentruje się cytoplazma i zawartość genetyczna komórki, które są owinięte szeregiem warstw ochronnych.

Są one wyjątkowo odporne na niekorzystne warunki zewnętrzne, takie jak m.in. wysokie i niskie temperatury, susza, promieniowanie. Są również odporne na substancje chemiczne wytwarzane przez ludzi, takie jak antybiotyki i środki dezynfekujące.

Ponadto zarodniki mogą być utrzymywane w stanie nieaktywnym przez wiele lat, dekad lub nawet więcej. Gdy zarodniki wykryją poprawę warunków środowiskowych, przełamią uwolnienie ich zawartości.

Z tego powodu odgrywają ważną rolę w przetrwaniu bakterii, ponieważ fakt, że przetrwalniki mogą przetrwać w takich warunkach, prawie uniemożliwia ich wyeliminowanie..

Bakterie, które produkują zarodniki, zazwyczaj należą do rodzajów sporolactobacillus, Clostridium i Bacillus. Zazwyczaj bakterie te znajdują się w glebie.

Funkcje

- Zarodniki mogą pozostać nieaktywne przez długi czas.

- Struktury te są odporne na ciepło, ciśnienie, promieniowanie oraz silne kwasy i zasady. Ogólnie rzecz biorąc, są one w stanie wytrzymać ekstremalne warunki, z którymi boryka się niewiele organizmów.

- Zarodniki są w stanie pół-odwodnienia. Tylko 10% wody w komórce macierzystej jest przekazywane do przetrwalnika podczas jego formowania.

- Z powodu tego odwodnienia zarodniki mogą rozwijać odporność na ekstremalne temperatury i niektóre chemikalia.

- Zarodniki zawierają pewne białka, które mają dwie główne funkcje. Pierwszym jest ochrona kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) przed promieniowaniem, ciepłem i innymi podobnymi warunkami. Drugim jest dostarczenie energii, która może być użyteczna dla zarodników.

- Kiedy zarodnik wykrywa korzystne zmiany warunków środowiskowych, porzuca swój uśpiony stan. Weź energię dostarczoną przez białka i rozwiń komórkę. Ten proces jest znany jako kiełkowanie.

Tworzenie zarodników bakteryjnych

Warunki środowiskowe nie zawsze pozostają stabilne. Z tego powodu komórki bakteryjne muszą uciekać się do pewnych mechanizmów.

Kiedy bakteria odczuwa zmiany warunków środowiskowych, ma dwie opcje: adaptację lub różnicowanie. Jeśli zdecydujesz się przystosować, bakterie będą nadal żyć w środku. Innymi słowy, będzie nadal rosnąć i stawić czoła warunkom (ryzykując śmierć w tym procesie).

Jeśli zdecydujesz się na zróżnicowanie, zostaną stworzone struktury, które będą miały na celu zagwarantowanie reprodukcji, przetrwania, a nawet rozproszenia organizmów. Przykładem tego jest tworzenie kapsułek zwanych zarodnikami.

Zarodniki mogą spać, dopóki nie poprawią się warunki zewnętrzne. W przypadku, gdy bakteria zdecyduje się na sporulację, musi przejść przez szereg etapów, które przedstawiono poniżej:

Etap 0

Komórka znajduje się w fazie wzrostu.

Etap 1

W komórce dochodzi do wymiany białek, dzięki czemu DNA staje się bardziej obfite.

Etap 2

DNA dzieli się na dwie części. Jeden pozostanie w komórce macierzystej, a drugi będzie przeznaczony dla zarodników. Każda z tych części będzie zlokalizowana w różnych biegunach komórki.

W tym etapie błona cytoplazmatyczna zaczyna wytwarzać barierę, oddzielając komórkę macierzystą od przetrwalnika.

Etap 3

Błona cytoplazmatyczna zamyka się całkowicie wokół zarodnika.

Etap 4

Tworzy się warstwa ochronna zwana korą korową. Ta warstwa składa się z białek. Na tym etapie tworzy się również egzospore, która jest najbardziej zewnętrzną warstwą zarodników.

Jest to jedna z najważniejszych faz, ponieważ dzięki tym warstwom zarodniki nabierają odporności na różne warunki zewnętrzne, które mogą na nie oddziaływać.

Etap 5

Cytoplazma jest zagęszczona i elementy są zorganizowane wewnątrz zarodnika, co sprawia, że ​​jest dojrzała.

Etap 6

Zarodnik jest uwalniany na zewnątrz.

Czas życia zarodników

Badania nad długowiecznością zarodników wskazują, że zarodniki mogą pozostać nieaktywne przez dekadę, a nawet wiele lat..

Czas życia będzie różny w zależności od gatunku bakterii i specyficznych warunków, które musi podtrzymywać przetrwalnik.

Na przykład badanie przeprowadzone z bakterią Clostridium aceticum wykazali, że nawet po trzech dekadach zarodniki tego mikroorganizmu wciąż żyły.

Odkryto również zarodniki pochodzące ze znacznie starszych czasów. W 1995 roku Cano i Birocki przeprowadzili badanie zarodnikami bakteryjnymi zakonserwowanymi w kryształach bursztynu..

Data powstania tych organizmów wynosiła od 25 do 40 milionów lat. Mimo to naukowcy byli w stanie „reanimować” je.

W innym badaniu stwierdzono zarodniki bakterii halofilnych konserwowane w kryształach soli. Te bakterie cofnęły się o 250 milionów lat. Podsumowując, przetrwalniki bakteryjne mogą przetrwać przez wiele lat, jeśli są utrzymywane w odpowiednim środowisku.

Zarodniki bakteryjne i płcie

Bakterie, które zazwyczaj tworzą zarodniki, należą do rodzajów Bacillus, Clostridium i sporolactobacillus.

Płeć Bacillus Tworzy owalne zarodniki i jest jednym z najbardziej odpornych. Przykładem tego jest Bacillus anthracis, odpowiedzialny za śmiertelną chorobę wąglika.

Z drugiej strony, zarodniki rodzaju Clostridium Różnią się one od innych bakterii, ponieważ ich kształt jest wydłużony (jakby był butelką), a nie owalny. Przykładem bakterii tego rodzaju jest clostridium tetani, powodując tężec.

Wreszcie gatunek sporalactobacillus produkuje zaokrąglone zarodniki.

Zarodniki bakteryjne i mikrobiologia

Mikrobiologia to gałąź biologii odpowiedzialna za badania mikroskopijnych organizmów, takich jak bakterie.

Nauka ta analizuje ewolucję i właściwości mikroorganizmów, wykrywając ich funkcję, ich wpływ na życie ziemskie i ich przydatność.

Badanie zarodników było ważne dla mikrobiologii. Znajomość tych struktur umożliwiła postępy w dziedzinie sterylizacji, zwłaszcza w medycynie, rolnictwie i przemyśle spożywczym.

Referencje

1. Bakteryjna endospore. Źródło: 28 września 2017 r. Z micro.cornell.edu
2. Zarodniki bakteryjne. Pobrano 28 września 2017 r. Z medical-dictionary.thefreedictionary.com
3. Zarodniki bakteryjne. Źródło: 28 września 2017 r. Z wikipedia.org
4. Bakteryjne zarodniki: aktualne badania i zastosowania. Źródło: 28 września 2017 r. Z researchgate.net
5. Zarodniki bakteryjne: struktura, znaczenie i przykłady zarodników. Źródło: 28 września 2017 r. Z witryny microbeonline.com
6. Bakterie tworzące przetrwalniki Pobrano 28 września 2017 r. Z bode-science-center.com
7. Skład i struktura przetrwalników bakteryjnych. Źródło: 28 września 2017 r. Z biomedsearch.com
8. Rodzaje bakterii tworzących zarodniki. Pobrano 28 września 2017 r. Z sciencing.com