Зростання бактерій - збільшення бактеріальної клітини в розмірах без збільшення числа особин в популяції.
Розмноження бактерій - процес, що забезпечує збільшення числа особин в популяції. Бактерії характеризуються високою швидкістю розмноження.
Зростання завжди передує розмноженню. Бактерії розмножуються поперечним бінарним поділом, при якому з однієї материнської клітини утворюються дві однакові дочірні.
Процес поділу бактеріальної клітини починається з реплікації хромосомної ДНК. У точці прикріплення хромосоми до цитоплазматичної мембрани (точці-реплікаторі) діє білок-ініціатор, який викликає розрив кільця хромосоми, і далі йде деспіралізація її ниток. Нитки розкручуються, і друга нитка прикріплюється до цитоплазматичної мембрани в точці-прореплікаторе, яка діаметрально протилежна точці-реплікатора. За рахунок ДНК-полімерази по матриці кожної нитки добудовується точна її копія. Подвоєння генетичного матеріалу - сигнал для подвоєння числа органел. У септальних Мезосома йде побудова перегородки, що ділить клітину навпіл.
Двухнітевая ДНК спіралізуются, скручується в кільце в точці прикріплення до цитоплазматичної мембрани. Це є сигналом для розбіжності клітин по септи. Утворюються дві дочірні особини.
На щільних поживних середовищах бактерії утворюють скупчення клітин - колонії, різні за розмірами, формою, поверхні, фарбування і т. Д. На рідких середовищах ріст бактерій характеризується утворенням плівки на поверхні живильного середовища, рівномірного помутніння або осаду.
Розмноження бактерій визначається часом генерації. Це період, протягом якого здійснюється розподіл клітини. Тривалість генерації залежить від виду бактерій, віку, складу живильного середовища, температури і ін.
Фази розмноження бактеріальної клітини на рідкому поживному середовищі:
початкова стаціонарна фаза. Це кількість бактерій, яке потрапило в живильне середовище і в ній знаходиться;
2) лаг-фаза (фаза спокою). Тривалість - 3-4 ч, відбувається адаптація бактерій до живильному середовищі, починається активний ріст клітин, але активного розмноження ще немає. У цей час збільшується кількість білка, РНК;
3) фаза логарифмічного розмноження. Активно йдуть процеси розмноження клітин в популяції, розмноження переважає над загибеллю;
4) максимальна стаціонарна фаза; бактерії досягають максимальної концентрації, т. е. максимальної кількості життєздатних особин в популяції. Кількість загиблих бактерій дорівнює кількості утворюються, подальшого збільшення числа особин не відбувається;
5) фаза прискореної загибелі. Процес загибелі переважають над процесом розмноження, тому що виснажуються поживні субстрати в середовищі. Накопичуються токсичні продукти, продукти метаболізму. Цієї фази можна уникнути, якщо використовувати метод проточного культивування: з живильного середовища постійно видаляються продукти метаболізму і поповнюються поживні речовини.
харчування бактерій
Під харчуванням розуміють процеси надходження і виведення поживних речовин в клітину і з клітини. Харчування в першу чергу забезпечує розмноження і метаболізм клітини.
Серед необхідних поживних речовин виділяють: вуглець, кисень, водень, азот, фосфор, калій, магній, кальцій. Крім органогенов, необхідні мікроелементи. Вони забезпечують активність ферментів. Це цинк, марганець, молібден, кобальт, мідь, нікель, вольфрам, натрій, хлор.
Для бактерій характерно різноманіття джерел отримання поживних речовин.
Залежно від джерела отримання вуглецю бактерії ділять на: 1) аутотрофи (використовують неорганічні речовини - СО2); 2) гетеротрофи (використовують органічний С-гексози, багатоатомні спирти, амінокислоти);
Процеси харчування повинні забезпечувати енергетичні потреби бактеріальної клітини. За джерелами енергії мікроорганізми ділять на: 1) фототрофи - джерело сонячна енергія; 2) хемотрофи - отримують енергію за рахунок окислювально-відновних реакціях; 3) хемолітотрофамі - використовують неорганічні сполуки; 4) хемоорганотрофи - використовують органічні речовини.
Медична мікробіологія вивчає бактерії, які є гетерохемоорганотрофамі.
За ступенем гетеротрофну мікроорганізми діляться на: 1) сапрофіти - харчуються мертвим органічним матеріалом; 2) паразити - харчуються за рахунок макроорганізму. Облігатні паразити повністю позбавлені можливості жити поза клітинами (рикетсії, хламідії, віруси). Факультативні паразити можуть жити і без господаря, тобто поза організмом - на простих поживних середовищах.
Факторами зростання бактерій є вітаміни, амінокислоти, пуринові і піримідинові підстави, присутність яких прискорює ріст. Серед бактерій виділяють: 1) прототрофи (здатні самі синтезувати необхідні речовини); 2) ауксотрофи (потребують факторах росту).
Мікроорганізми асимілюють поживні речовини у вигляді невеликих молекул, тому білки, полісахариди та інші біополімери можуть служити джерелами харчування тільки після розщеплення їх екзоферменти до більш простих сполук.
Шляхи надходження метаболітів і іонів в мікробну клітину: I. Пасивний транспорт (без енергетичних витрат): проста дифузія; 2) полегшена дифузія (по градієнту концентрації, за допомогою білків-переносників). II. Активний транспорт (з витратою енергії, проти градієнта концентрації; при цьому відбувається взаємодія субстрату з білком-переносником на поверхні цитоплазматичної мембрани).
Зустрічаються модифіковані варіанти активного транспорту - перенесення хімічних груп. У ролі білків-переносників виступають фосфорильовані ферменти, тому субстрат переноситься в фосфорильованій формі. Таке перенесення хімічної групи називається транслокацией.