Під зростанням клітини розуміють координоване відтворення всіх клітинних компонентів і структур, що веде в кінцевому підсумку до збільшення маси клітини. Терміном «розмноження» позначають збільшення числа клітин в популяції. Більшість прокаріотів розмножуються поперечним розподілом, деякі брунькуванням. Гриби розмножуються шляхом спорообразованія. При розмноженні мікробної клітини найбільш важливі процеси відбуваються в ядрі (нуклеоиде), що містить всю генетичну інформацію в двунітевой молекулі ДНК. Реплікація ДНК відбувається напівконсервативним способом, що забезпечує рівномірний розподіл генетичного матеріалу між дочірніми клітинами. Надійність процесу реплікації і правильність розбіжності (сегрегація) дочірніх ланцюгів забезпечується зв'язком ДНК з цитоплазматичної мембраною.
Реплікація починається в певній точці (локус) ДНК і відбувається одночасно в двох протилежних напрямках. Синтез дочірніх ниток ДНК йде поступово, короткими фрагментами, рівними 1-2 тис. Нуклеотидів, які «зшиваються» спеціальним ферментом лігази.
Паралельно з реплікацією ДНК починається утворення міжклітинної (поперечної) перегородки. Спочатку з обох сторін клітини відбувається вростання двох шарів цитоплазматичної мембрани. Потім між ними синтезується пептидогликан. Цей процес чутливий до дії деяких антибіотиків (пеніцилінів), ін-гібірующіх синтез пептидоглікану.
У період реплікації ДНК і освіти перегородки мікробна клітина безперервно зростає. Поряд з пептідогліканов синтезуються біополімери, що входять до складу цитоплазматичної мембрани, рибосом і цитоплазми. На останній стадії дочірні клітини відокремлюються одна від одної. У цьому період у грамнегативнихбактерій синтезується зовнішня мембрана, яка вбудовується між двома шарами пептидогликана міжклітинної перегородки. У тому випадку, коли розділилися бактеріальні клітини зберігають міжклітинні зв'язку, утворюються ланцюжки, що складаються з клітин кулястих або паличковидних форм (стрептококи і стрептобактерій).
Переважна більшість актиноміцет розмножується шляхом фрагментації ниткоподібних клітин з утворенням паличковидних або коккоподібних форм.
Внутрішньоклітинні паразити рикетсії і хламідії розмножуються неоднаковими способами. Рикетсії розмножуються так само, як і бактерії, шляхом бінарного поділу. Хламідії проходять певний цикл розвитку. Елементарні тільця, потрапляючи в вакуоль чутливої клітини, перетворюються у вегетативні форми - ініціальні або ретикулярні тільця, які здатні до поділу. Після кількох поділів вони перетворюються в проміжні форми, з яких формується нове покоління елементарних тілець. Після розриву стінки вакуолі і руйнування клітини господаря елементарні тільця звільняються, і весь цикл повторюється в інших клітинах. Тривалість циклу становить 40-48 год.
У микоплазм основними репродукується морфологічними одиницями є дрібні елементарні тіла сферичної або овоидной форми величиною 130-220 нм, які розмножуються шляхом фрагментації або брунькування. У деяких видів мікоплазм відзначається утворення порівняно великих кулястих тіл, від яких відгалужуються дочірні клітини. Клітини мікоплазм можуть розмножуватися також поперечним поділом, якщо воно відбувається синхронно з реплікацією ДНК. При порушенні синхронності утворюються мононуклеоідние ниткоподібні клітини, які в подальшому лелятся на коки.
Розмноження бактерій на рідких і щільних поживних середовищах. Фази розвитку бактеріальної популяції
Бактерії, як правило, характеризуються високою швидкістю розмноження в порівнянні з іншими прокариотами. Швидкість їх розмноження, крім видової приналежності, залежить від складу живильного середовища, рН, температури, аерації та інших факторів. На щільних поживних середовищах бактерії утворюють скупчення клітин, які називаються колоніями. Зовнішній вигляд колоній у багатьох бактерій настільки характерний, що може служити одним з диференціальних ознак для їх ідентифікації. Колонії різних видів відрізняються за своїми розмірами, формою, поверхні, фарбування, прозорості та ін. Однак ці ознаки можуть змінюватися в залежності від умов культивування.
На рідких середовищах ріст бактерій характеризується утворенням плівки на поверхні живильного середовища, рівномірного помутніння, або осаду.
Розмноження бактерій визначається часом генерації, тобто періодом протягом якого здійснюється розподіл клітини. Тривалість генерації залежить від виду бактерій, віку, популяції складу живильного середовища, температури і інших чинників. В оптимальних умовах час генерації у різних бактерій коливається досить в широких межах: від 20 хв. у кишкової палички до 14 год у мікобактерій туберкульозу, в зв'язку з чим їх колонії утворюються через 18-20 год або через 3-6 тижнів відповідно.
При вирощуванні бактерій в рідкому поживному середовищі спостерігається послідовна зміна окремих фаз у розвитку популяції, що відображає загальну закономірність росту і розмноження бактеріальних клітин.
Динаміка розвитку бактеріальної популяціїI - вихідна стаціонарна фаза починається після внесення бак терій в живильне середовище. Протягом цієї фази число бактери альних клітин не збільшується.
II - лаг-фаза, або фаза затримки розмноження, характеризується початком інтенсивного росту клітин, але швидкість їх ділення залишається невисокою. Дві перші фази можна назвати пери одом адаптації бактеріальної популяції, тривалість кото рого визначається віком культури, а також кількістю і якост ством живильного середовища.
III - лог-фаза, або логарифмічна (експоненціальна) фаза, відрізняється максимальною швидкістю розмноження клітин і збільшенням чисельності бактеріальної популяції в геометричній прогресії. Логарифмічна фаза у бактерій з коротким часом генерації триває кілька годин.
IV - фаза негативного прискорення характеризується меншою активністю бактеріальних клітин і подовженням періоду генерації. Це відбувається в результаті виснаження пітательвой середовища, накопичення в ній продуктів метаболізму і дефіциту кисню.
Максимальна стаціонарна фазахарактерізуется рівновагою між кількістю загиблих, знову утворюються і знаходяться в стані спокою клітин. Графічно максимальна стаціонарна фаза зображується у вигляді прямої лінії, паралельної осі абсцис. При цьому кількість живих бактерій в популяції позначають як їх максимальну (М) концентрацію в одиниці об'єму живильного середовища. Даний ознака є досить стабільним для певного виду бактерій в стандартних умовах.
VI - фаза логарифмічною загибелі бактерій відбувається в постійною швидкістю і змінюється VII-VIII фазами зменшення швидкості відмирання клітин.