Розмноження бактерій. Швидкість розмноження.
Зростання бактеріальної популяції в статичної культурі. Фази зростання.
Безперервні культури мікроорганізмів. Промислове отримання мікроорганізмів і продуктів їх життєдіяльності.
Зростання бактерій. Онтогенез прокариот, цикли життя прокаріотів
У прокаріотів онтогенез рівнозначний одноклітинному циклу, тобто періоду від одного поділу клітини до іншого. Клітинний цикл у бактерій включає сукупність процесів, пов'язаних з ростом і поділом.
Під зростанням бактеріальної клітини розуміють скоординоване збільшення всіх хімічних компонентів, які формують клітинні структури. Зростання клітин супроводжується збільшенням маси і розмірів.
У більшості бактерій полярності клітин не спостерігається, зростання їх йде рівномірно уздовж довгої осі. У нормі після досягнення клітиною певних розмірів настає її поділ, в рідкісних випадках зростання не супроводжується поділом клітини або навпаки, поділ клітин відбувається без її зростання.
Більшість бактерій розмножуються шляхом рівновеликого бінарного поперечного ділення клітини. При такому симетричному розподілі утворюються дві однакові дочірні клітини.
Поділу клітини передує процес реплікації ДНК. Після реплікації ДНК і розбіжності дочірніх хромосом клітина починає ділитися. У більшості грампозитивних бактерій розподіл клітини відбувається шляхом утворення перегородки без зміни діаметра клітини. Спочатку в місці майбутньої перегородки формуються зустрічні впячивания цитоплазматичної мембрани, що йдуть від периферії до центру. Далі на їх основі будується поперечна перегородка з цитоплазматичної мембрани і муреінового шару. Інші компоненти клітинної стінки синтезуються пізніше.
У грамнегативних бактерій клітини діляться зазвичай перетяжкой. У місці перетяжки діаметр клітини різко звужується. Клітинна стінка і цитоплазматична мембрана, поступово викривляючись всередину, перетягують клітку навпіл. Розбіжність новоутворених дочірніх клітин відбувається в результаті дії литического ферменту на серединний шар клітинної перегородки.
Бінарне поділ бактеріальних клітин відбувається в одній або декількох площинах. При розподілі в одній площині, якщо дочірні клітини не розходяться, утворюються ланцюжки коків і паличок. При діленні клітин в декількох площинах утворюються скупчення клітин різної конфігурації (тетракоккі, сарціни, стафілококи).
При рівновеликої бінарному поділі реалізується так званий мономорфний клітинний цикл, при якому зазвичай утворюється один морфологічний тип клітин.
Різновидом бінарного поділу є брунькування. Цей спосіб неравновелікіх ділення характерний для бактерій, що відносяться до пологів Hyphomicrobium, Hyphomonas, Pedomicrobium, Rhodopseudomonas і ін.
Зростання клітини брунькуються бактерій зазвичай спостерігається на одному полюсі, і клітина має яскраво виражену полярність. У деяких брунькуються бактерій виявлена асиметрія внутрішньоклітинних структур. При брунькування на одному з полюсів материнської клітини утворюється виріст - гифа. На кінці гіфи формується нирка, в яку переходить один з поділилися нуклеоидов. Нирка розростається, перетворюючись в дочірню клітину. Остання набуває джгутик, відділяється від материнської клітини і спливає; або продовжує зберігати з нею зв'язок, формуючи багатоклітинні комплекси. Процесу відділення нирки від материнської клeткі передує утворення перегородки між ниркою і гифой.
У брунькуються бактерій спостерігається диморфний клітинний цикл. В результаті неравновелікіх поділу клітини (брунькування) утворюються дві нерівноцінні особини, що розрізняються за формою, розмірами, рухливості і іншими ознаками. Утворилися клітини виявляють індивідуальність. Одна з них, нерухома, несе риси старіння і є материнською; інша, забезпечена жгутиком, - дочірньої. При брунькування материнська клітина практично не отримує знову синтезованого матеріалу і поступово старіє. Дочірня клітина, навпаки, активно добудовує клітинні структури. У рідкісних випадках у бактерій зустрічається поліморфний клітинний цикл, коли при розподілі утворюються два або більше морфологічно різних типи клітин. Наприклад, у бактерій роду Hyphomicrobium при вирощуванні їх на метанолі відбувається утворення гіф і овальних нирок. У культурах деякі штами Hyphomicrobiilm утворюють багатогранні і лопатеві клітини.