“Crecimiento más allá de los límites del individuo” Así, ante nuestros ojos pasaron los personajes principales de una espectacular actuación evolutiva, que trajo al escenario de la vida a muchas criaturas absolutamente asombrosas. Con todas las diferencias que dan la innegable originalidad de cada vasto

Crecimiento y reproducción de microorganismos Como decía el famoso fisiólogo francés del siglo XIX Claude Bernard, la vida es una creación. Los organismos vivos se diferencian de la naturaleza inanimada principalmente en que crecen y se reproducen. Su crecimiento y reproducción se observan mejor en tales

Los microbios aceleran el crecimiento de las plantas. Varios órganos de las plantas producen sustancias que regulan y, en cierta medida, aceleran su crecimiento. Estas sustancias incluyen, por ejemplo, el ácido f3-indolacético (heteroauxina), que, curiosamente, se produce y libera.

“Crecimiento lujoso” Escherichia coli vivió en el cuerpo de nuestros antepasados ​​durante millones de años, incluso cuando estos antepasados ​​no eran humanos en absoluto. Pero no fue hasta 1885 que la especie Homo sapiens y sus habitantes se conocieron oficialmente. Un pediatra alemán llamado Theodor Escherich estudió

1. Reproducción es crecimiento, herencia y desarrollo La reproducción es una de las propiedades más específicas y complejas de la vida. Esto es natural, ya que en la evolución la selección va precisamente por esta habilidad: en la lucha por la existencia, aquellos organismos que ganan

La división de las células bacterianas se llama "binaria", durante la cual los nucleoides duplicados se unen a la membrana plasmática y divergen debido al estiramiento de la membrana entre los nucleoides, y luego se forma una constricción o tabique que divide la célula en dos. El nucleoide es una molécula de ADN cíclica gigante (1,6 mm) que forma numerosos dominios de bucle en un estado de superenrollamiento.

El tiempo entre las divisiones de las células bacterianas es en promedio de 20 a 30 minutos. Durante este tiempo, se produce la replicación del ADN nucleoide, la segregación, la separación de los nucleoides hermanos y su mayor divergencia, la formación de un tabique y la citotomía, dividiendo la célula original exactamente por la mitad.

Resultó que en las células bacterianas, al comienzo de la síntesis de ADN, que comienza con la replicación, ambas moléculas de ADN en crecimiento están unidas a la membrana plasmática (Fig. 330). Paralelamente a la síntesis de ADN, la despiralización de los dominios de bucle se produce debido al trabajo de varias enzimas (topoisomerasa, girasa, ligasa, etc.), lo que conduce a la separación física de dos cromosomas nucleoides hijos (o hermanos), que todavía están en estrecho contacto entre sí. Después de tal segregación, los nucleoides divergen del centro de la célula, el lugar de su ubicación anterior, en un cuarto de la longitud de la célula en dos direcciones opuestas. Como resultado, se ubican dos nucleoides en la célula. Cuál es el mecanismo de esta discrepancia es el siguiente.

Se ha establecido que en el proceso de divergencia de nucleoides participan varios grupos de proteínas especiales. Una de ellas, Muk B, es una proteína gigante (masa mol. de aproximadamente 180 kDa, longitud de 60 nm), que consta de una sección helicoidal central y secciones globulares terminales, que recuerda en estructura a las proteínas filamentosas de los eucariotas (cadena de miosina II, cinesina). . En el extremo N, Muk B se une a GTP y ATP, y en el extremo C, a una molécula de ADN. Sobre esta base, la proteína Muk B se considera una proteína motora implicada en la segregación de nucleoides.

Además de la proteína Muk B, en la divergencia de los nucleoides participan haces de fibrillas que contienen la proteína Caf A, que puede unirse a cadenas pesadas de miosina, como la actina (fig. 331).

La formación de una constricción o tabique se asemeja a la citotomía de las células animales. En la formación de los tabiques participan proteínas fibrilares termosensibles (familia Fts). Se trata de un grupo de varias proteínas, entre las cuales la proteína FtsZ es la más estudiada. Es similar en la mayoría de las bacterias, archibacterias y se encuentra en micoplasmas y cloroplastos. Es una proteína globular similar en su secuencia de aminoácidos a la tubulina. Durante la división celular, toda esta proteína se localiza en la zona del tabique y forma un anillo contráctil que recuerda a la actomiosina durante la división celular animal (Fig. 332).

Paralelamente a la formación del tabique, la capa de mureína de la pared celular bacteriana crece debido al trabajo del complejo polienzimático PBP-3, que sintetiza peptidoglicanos.

Así, durante la división de las células bacterianas, se observan procesos similares a la división de los eucariotas: la divergencia de los cromosomas (nucleoides) debido a la interacción de las proteínas motoras y fibrilares, la formación de una constricción debido a las proteínas fibrilares que forman un anillo contráctil. A diferencia de los eucariotas, las bacterias participan en estos procesos mediante proteínas completamente diferentes.

Algunos microorganismos se reproducen por esporulación (actinomicetos y hongos) y gemación (levadura); algunos microorganismos se reproducen sexualmente, pero la mayoría se reproduce asexualmente (vegetativamente). En condiciones favorables, la reproducción avanza a una velocidad extraordinaria: cada 20 a 30 minutos, la célula bacteriana madre se divide en dos células hijas. La célula hija eventualmente se convierte en madre y también se divide. Por tanto, la división de las bacterias se produce en progresión geométrica. Si tal división se llevara a cabo sin obstáculos, después de 48 horas una bacteria podría dar lugar a cientos de miles de millones de células, y después de cinco días una masa tal que llenaría las cuencas de todos los mares y océanos. Sin embargo, esto no sucede, ya que los microorganismos se ven afectados por diversos factores ambientales.

La división celular está precedida por un aumento uniforme del nitrógeno total, el ARN y las proteínas en el citoplasma. Luego ocurre la replicación (duplicación) del ADN. En una célula en división, los enlaces de hidrógeno se rompen entre las hélices de ADN y se forman hélices de ADN hijas únicas (Fig. 25).

Arroz. 25. El proceso de fisión binaria de procariotas en forma de bastón.

3 - estirar la celda;

- formación del tabique;

5 - separación celular.

Inmediatamente después de la replicación del ADN, comienza el alargamiento celular y la formación de un tabique transversal debido a que dos capas de la membrana citoplasmática sobresalen una hacia la otra. Muy a menudo, se forma un tabique en el medio de la célula madre, como resultado de lo cual las células hijas tienen aproximadamente el mismo tamaño. Entre las capas del tabique se forma una pared celular.

Durante el proceso de reproducción, una de las mitades de la célula retiene constantemente los flagelos. En la etapa final de la reproducción bacteriana, los flagelos crecen en la otra mitad.

El crecimiento y reproducción de microorganismos depende de diversos factores ambientales y características de las especies. La observación del desarrollo de microorganismos cultivados en un medio nutritivo líquido en tanques cerrados muestra que para el crecimiento de la biomasa, la presencia de una fuente de energía, la presencia de componentes necesarios para la síntesis de biomasa, la ausencia en el medio de inhibidores que suprimen crecimiento celular y mantenimiento en el ambiente de las condiciones físicas y químicas necesarias. En estas condiciones, el crecimiento de los microorganismos se puede dividir en varias fases o periodos sucesivos (Fig. 26):

1. fase de retraso (retraso en inglés - retraso): el período entre la siembra de bacterias y el comienzo de la reproducción. Durante este período, el cultivo bacteriano se adapta al medio nutritivo. Se manifiesta en la acumulación de la cantidad óptima de enzimas necesarias, en la inactivación de algún inhibidor presente en el medio, en la germinación de esporas, etc. En condiciones favorables, las bacterias aumentan de tamaño y se preparan para dividirse. La fase de retraso puede durar de 10 minutos a varias horas, pero en promedio es de 4 a 5 horas.

3. La fase de crecimiento logarítmico o exponencial es el período de división más intensa de las bacterias. Las bacterias se dividen cada 20 a 40 minutos. Durante esta fase, las bacterias son especialmente vulnerables, lo que se explica por la alta sensibilidad de las células en crecimiento a los factores ambientales. La duración del crecimiento exponencial depende de la concentración de nutrientes en el sustrato y tiene un promedio de 5 a 6 horas.

5. La fase de crecimiento estacionario es causada por el agotamiento gradual del medio, la acumulación de enzimas líticas en él y la inhibición química del crecimiento de células microbianas por productos metabólicos. Esta fase se diferencia de la anterior en la mayor resistencia de las bacterias a muchos factores químicos y físicos. Al inicio de esta fase, el número de células viables alcanza un nivel máximo y permanece en este máximo durante varias horas, dependiendo del tipo de microorganismos y de las características de su cultivo. Al final de esta fase, algunos microorganismos experimentan el proceso de esporulación.

6. La fase final del proceso de reproducción, la fase de envejecimiento y muerte, se caracteriza por la muerte de las bacterias debido al agotamiento del medio nutritivo y la acumulación de productos metabólicos en él. La autólisis de los microorganismos se observa como una manifestación extrema de la inestabilidad celular tras el cese del crecimiento. La duración de esta fase puede variar desde varias horas hasta varias semanas.

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Las bacterias, como todos los organismos vivos, se reproducen. Esto ocurre con mayor frecuencia por simple división transversal en diferentes planos. En este caso, se forman varias combinaciones de células: compuestos pareados, células individuales, grupos, cadenas, paquetes, etc.

Algunos microorganismos se reproducen por esporulación (actinomicetos y hongos) y gemación (levadura); algunos microorganismos se reproducen sexualmente, pero la mayoría se reproduce asexualmente (vegetativamente).

En condiciones favorables, la reproducción avanza a una velocidad extraordinaria: cada 20 a 30 minutos, la célula bacteriana madre se divide en dos células hijas. La célula hija eventualmente se convierte en madre y también se divide.

Por tanto, la división de las bacterias se produce en progresión geométrica. Si tal división se llevara a cabo sin obstáculos, después de 48 horas una bacteria podría dar lugar a cientos de miles de millones de células, y después de cinco días una masa tal que llenaría las cuencas de todos los mares y océanos. Sin embargo, esto no sucede, ya que los microorganismos se ven afectados por diversos factores ambientales.

La división celular está precedida por un aumento uniforme del nitrógeno total, el ARN y las proteínas en el citoplasma.

Luego ocurre la replicación (duplicación) del ADN. En una célula en división, los enlaces de hidrógeno se rompen entre las hélices de ADN y se forman hélices de ADN hijas únicas (Fig. 25).

25. El proceso de fisión binaria de procariotas en forma de bastón.

1 - formación de hélices de ADN individuales;

2 - duplicación (replicación) del ADN;

3 - estirar la celda;

- formación del tabique;

4 - finalización de la formación del tabique y formación de una pared celular convexa;

5 - separación celular.

Inmediatamente después de la replicación del ADN, comienza el alargamiento celular y la formación de un tabique transversal debido a que dos capas de la membrana citoplasmática sobresalen una hacia la otra.

Muy a menudo, se forma un tabique en el medio de la célula madre, como resultado de lo cual las células hijas tienen aproximadamente el mismo tamaño. Entre las capas del tabique se forma una pared celular.

La única hélice de ADN en las células nuevas sirve como plantilla para la creación de una segunda hélice, lo que resulta en la formación de una doble hélice de ADN con enlaces de hidrógeno restaurados y la formación de un nuevo nucleoide.

Durante el proceso de reproducción, una de las mitades de la célula retiene constantemente los flagelos.

En la etapa final de la reproducción bacteriana, los flagelos crecen en la otra mitad.

El crecimiento y reproducción de microorganismos depende de diversos factores ambientales y características de las especies. La observación del desarrollo de microorganismos cultivados en un medio nutritivo líquido en tanques cerrados muestra que para el crecimiento de la biomasa, la presencia de una fuente de energía, la presencia de componentes necesarios para la síntesis de biomasa, la ausencia en el medio de inhibidores que suprimen crecimiento celular y mantenimiento en el ambiente de las condiciones físicas y químicas necesarias.

En estas condiciones, el crecimiento de los microorganismos se puede dividir en varias fases o periodos sucesivos (Fig. 26):

Arroz. 26. Curva típica de crecimiento de la población microbiana 1 - fase de retraso;

2 - fase de crecimiento acelerado; 3 — fase de crecimiento logarítmico (exponencial);

4 - fase de desaceleración del crecimiento; 5 - fase de crecimiento estacionario; 6- fase de envejecimiento y muerte.

fase de retraso (eng. retraso - retraso): el período entre la siembra de bacterias y el comienzo de la reproducción. Durante este período, el cultivo bacteriano se adapta al medio nutritivo. Se manifiesta en la acumulación de la cantidad óptima de enzimas necesarias, en la inactivación de algún inhibidor presente en el medio, en la germinación de esporas, etc. En condiciones favorables, las bacterias aumentan de tamaño y se preparan para dividirse.

La fase de retraso puede durar de 10 minutos a varias horas, pero en promedio es de 4 a 5 horas.

2. La fase de crecimiento acelerado se observa después de la fase de retraso y se caracteriza por un aumento en la tasa de división de microorganismos y acumulación de biomasa.

3. La fase de crecimiento logarítmico o exponencial es el período de división más intensa de las bacterias.

Las bacterias se dividen cada 20 a 40 minutos. Durante esta fase, las bacterias son especialmente vulnerables, lo que se explica por la alta sensibilidad de las células en crecimiento a los factores ambientales. La duración del crecimiento exponencial depende de la concentración de nutrientes en el sustrato y tiene un promedio de 5 a 6 horas.

4. La fase de desaceleración del crecimiento es un período de transición del crecimiento exponencial a la fase de crecimiento estacionario. Durante esta fase se produce un agotamiento de los nutrientes del sustrato y la acumulación de productos metabólicos en el mismo, lo que reduce la intensidad de reproducción de los microorganismos.

La fase de crecimiento estacionario es causada por el agotamiento gradual del medio, la acumulación de enzimas líticas en él y la inhibición química del crecimiento de células microbianas por productos metabólicos. Esta fase se diferencia de la anterior en la mayor resistencia de las bacterias a muchos factores químicos y físicos. Al inicio de esta fase, el número de células viables alcanza un nivel máximo y permanece en este máximo durante varias horas, dependiendo del tipo de microorganismos y de las características de su cultivo.

Al final de esta fase, algunos microorganismos experimentan el proceso de esporulación.

6. La fase final del proceso de reproducción, la fase de envejecimiento y muerte, se caracteriza por la muerte de las bacterias debido al agotamiento del medio nutritivo y la acumulación de productos metabólicos en él. La autólisis de los microorganismos se observa como una manifestación extrema de la inestabilidad celular tras el cese del crecimiento.

La duración de esta fase puede variar desde varias horas hasta varias semanas.

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La reproducción de microorganismos es la división binaria de microorganismos unicelulares (bacterias, rickettsias, protozoos, levaduras), como resultado de lo cual se forman dos nuevas hijas de pleno derecho, dotadas de la información genética de la célula madre. Los hongos parecidos a las levaduras pueden reproducirse mediante gemaciones y esporas; Los mohos y actinomicetos suelen reproducirse mediante esporas.

bacterias

Se reproducen por división transversal simple.

Las bacterias son células haploides. La composición de una célula bacteriana incluye una cápsula, una pared celular, una membrana citoplasmática, un citoplasma donde se ubican mesosomas, ribosomas, un nucleoide e inclusiones. Algunas células bacterianas tienen flagelos y forman esporas.

A diferencia de las células animales, las estructuras internas de la célula bacteriana como los mesosomas, los ribosomas y los nucleoides no tienen membranas que las separe del citoplasma.

Según el método de nutrición, las bacterias se dividen en autótrofos y heterótrofos, y según el método de respiración, en aerobias y anaerobias.

Actinomicetos

Se reproducen por esporas y división transversal (entrelazado) de hifas.

Ocupan una posición intermedia entre hongos y bacterias. Entre los hongos radiactivos, existe una red de especies patógenas: agentes causantes de la actinomicosis. Muchos actinomicetos son productores de antibióticos. (cm.

Antibióticos). En la Guía de Bergey, los actinomicetos se denominan estreptomicetos.

Levadura

Hay 2 tipos de reproducción de levadura: vegetativa (asexual) y sexual con formación de esporas. En la mayoría de las especies de levaduras, la reproducción vegetativa se lleva a cabo por gemación, rara vez por división (Schizosaccharomyces). Asporógeno. La levadura se reproduce únicamente por gemación. La reproducción sexual ocurre en condiciones desfavorables cuando la levadura deja de brotar y se convierte en bolsas (ascas) con esporas: ascosporas.

El proceso sexual consiste en la cópula (fusión) de 2 células vegetativas al juntarlas y formar un canal de cópula, en el que se produce la fusión de partes del plasma y el núcleo de las células, llamado cariogamia, con la formación de un cigoto diploide. , que representa 2 células conectadas por el canal de cópula.

La división reductora, o meiosis, acompañada de una reducción a la mitad del número de cromosomas, ocurre inmediatamente, sin proceso sexual, y el cigoto se convierte en un asco con 4 esporas haploides, por lo que la generación vegetativa de tales esporas es haploide. Las esporas germinan sin cópula. Así es como se produce la reproducción en la levadura Zygosaccharomyces. En la levadura Saccharomyces, el proceso sexual ocurre cuando las esporas o células germinadas a partir de ellas se fusionan para formar un cigoto diploide, que inmediatamente comienza a brotar, formando una descendencia diploide.

La meiosis ocurre inmediatamente antes de la formación de esporas.

Moldes

Los hongos distinguen entre reproducción vegetativa, sexual y asexual.

La propagación vegetativa se puede llevar a cabo separando partes del micelio de la masa principal, que puede desarrollarse de forma independiente, así como mediante la gemación del micelio o células individuales de hongos de levadura.

La reproducción sexual consiste en la fusión de células germinales, dando como resultado la formación de un cigoto.

La reproducción asexual se lleva a cabo mediante formaciones especiales llamadas esporas. Las esporas pueden desarrollarse dentro de contenedores especiales de esporas o en los extremos de excrecencias miceliales especiales: los conidióforos.

La principal forma de reproducción de los mohos es a través de esporas. El moho crece increíblemente rápido.

En el moho del pan común, se pueden distinguir pequeños puntos negros: esporangios, en los que se forman las esporas. Un esporangio contiene hasta 50.000 esporas, cada una de las cuales es capaz de reproducir cientos de millones de nuevas esporas en tan solo unos días. Y si las condiciones son favorables, rápidamente aparecerá moho en un libro, en los zapatos o en un árbol caído en el bosque.

Bacterias: La actividad vital de las bacterias se caracteriza por el crecimiento.- la formación de componentes estructurales y funcionales de la célula y el aumento de la propia célula bacteriana, así como la reproducción- autorreproducción, que conduce a un aumento del número de células bacterianas en la población.

Las bacterias se multiplican por fisión binaria a la mitad, con menos frecuencia por gemación.

Los actinomicetos, al igual que los hongos, pueden reproducirse mediante esporas. Para un grupo de cianobacterias unicelulares, se ha descrito la fisión múltiple (una serie de fisiones binarias sucesivas rápidas que conducen a la formación de 4 a 1024 nuevas células). Los actinomicetos, al ser bacterias ramificadas, se reproducen por fragmentación de células filamentosas, las bacterias grampositivas se dividen mediante el crecimiento interno de tabiques de división sintetizados en la célula y sintetizan un tabique transversal desde la periferia hacia el centro con la participación de mesosomas.

y gramnegativos, por constricción (en el sitio de división, se detecta una curvatura cada vez mayor del CPM y la pared celular hacia adentro), como resultado de la formación de figuras en forma de mancuerna, a partir de las cuales se forman dos células idénticas. Al brotar, se forma y crece una yema en uno de los polos de la célula madre; la célula madre muestra signos de envejecimiento y normalmente no puede producir más de 4 células hijas.

En otras bacterias, además de la reproducción, se observa el proceso sexual, pero en la forma más primitiva.

El proceso sexual de las bacterias se diferencia del proceso sexual de los eucariotas en que las bacterias no forman gametos y no se produce la fusión celular. Sin embargo, en este caso también se produce el acontecimiento más importante del proceso sexual, es decir, el intercambio de material genético. Esto se llama recombinación genética.

La división celular está precedida por la replicación del cromosoma bacteriano de tipo semiconservador (la cadena de ADN bicatenario se abre y cada cadena se completa con una cadena complementaria), lo que lleva a la duplicación de las moléculas de ADN del núcleo bacteriano: el nucleoide. . La replicación del ADN ocurre en tres etapas: iniciación, elongación o crecimiento de la cadena y terminación.

Reproducción de espiroquetas: fisión transversal: división celular en bacterias en la que una célula madre da lugar a dos células hijas. Se lleva a cabo en tres etapas:

1) replicación de la molécula de ADN de un cromosoma circular adherido al mesosoma, que también está dividido en dos partes;

2) reproducción de dos cromosomas anulares hijos utilizando mesosomas;

3) separación del citoplasma por un tabique transversal, que se forma desde la periferia hasta el centro de la célula.

Propagación de hongos:

La mayoría de los hongos son capaces de reproducción vegetativa, asexual y sexual.

El pleomorfismo es característico: la presencia de varios tipos de esporulación al mismo tiempo, por ejemplo, asexual y sexual.

Propagación vegetativa

• Partes del micelio.
• Formaciones especializadas: artrosporas (oidios) de paredes delgadas o clamidiosporas de paredes gruesas, se forman, con algunas diferencias, cuando el micelio se desintegra en partes, para luego dar lugar a uno nuevo.
• Brotación de hifas o células individuales (por ejemplo, en levadura).

También brotan ascosporas en los marsupiales y basidiosporas en el carbón. Los cogollos resultantes se separan, crecen y, finalmente, empiezan a brotar por sí solos.

Reproducción asexual

La propia reproducción asexual se produce a través de esporas.

Dependiendo del método de formación, se distinguen las esporas endógenas y exógenas.

• Disputas endógenas(esporangiosporas) son características de los hongos inferiores.

Se forman dentro de células especiales llamadas esporangios.

• Esporas exógenas Generalmente llamados conidios, se encuentran en hongos superiores y algunos inferiores.

Se forman en la parte superior o en los lados de hifas especiales: conidióforos, orientados verticalmente, que pueden ser simples o ramificados.

Están cubiertos por una cáscara densa, por lo que son bastante estables, pero inmóviles. Pueden ser recogidos por corrientes de aire o animales y transportados a distancias importantes. Durante la germinación se produce un tubo de crecimiento y luego hifas.

Reproducción sexual

Conjugación de gametos

Los hongos inferiores se caracterizan por la fusión de gametos haploides mediante isogamia, anisogamia (heterogamia) u oogamia.

En el caso de la oogamia, los genitales se desarrollan. oogonia(mujer) y anteridios(masculino). Durante la fertilización, se produce la formación. oosporas- Este es un cigoto que está cubierto con una cáscara gruesa, pasa algún tiempo en estado de reposo, después de lo cual germina.

Velocidad y fases de reproducción bacteriana en condiciones estacionarias.

Cuando las bacterias se cultivan en un medio nutritivo líquido, se observa un crecimiento del cultivo en el fondo, difuso o en la superficie (en forma de película).

El crecimiento de un cultivo discontinuo de bacterias cultivadas en un medio nutritivo líquido se divide en varias fases o períodos:

1. fase de latencia;

2. fase de crecimiento logarítmico;

3. fase de crecimiento estacionario, o concentración máxima de bacterias;

4. Fase de muerte bacteriana.

Estas fases se pueden representar gráficamente como segmentos de una curva de reproducción bacteriana, que refleja la dependencia del logaritmo del número de células vivas con respecto al momento de su cultivo.
La fase de retraso es el período entre la siembra de bacterias y el comienzo de la reproducción.

La duración de la fase de retraso es de 4 a 5 horas en promedio, mientras que las bacterias aumentan de tamaño y se preparan para dividirse; aumenta la cantidad de ácidos nucleicos, proteínas y otros componentes.
La fase de crecimiento logarítmico (exponencial) es un período de división bacteriana intensiva. Su duración es de unas 5-6 horas y, en condiciones óptimas de crecimiento, las bacterias pueden dividirse cada 20-40 minutos.

Durante esta fase, las bacterias son más vulnerables, lo que se explica por la alta sensibilidad de los componentes metabólicos de una célula en crecimiento intensivo a los inhibidores de la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos, etc.
Luego viene la fase de crecimiento estacionario, en la que el número de células viables permanece sin cambios, constituyendo el nivel máximo (concentración M). Su duración se expresa en horas y varía según el tipo de bacteria, sus características y cultivo.

El proceso de crecimiento bacteriano finaliza con la fase de muerte, caracterizada por la muerte de las bacterias en condiciones de agotamiento de las fuentes del medio nutritivo y la acumulación de productos metabólicos bacterianos en él. Su duración oscila entre 10 horas y varias semanas. La intensidad del crecimiento y reproducción de las bacterias depende de muchos factores, incluida la composición óptima del medio nutritivo, el potencial redox, el pH, la temperatura, etc.

La tasa de crecimiento de las bacterias depende tanto de las condiciones externas como de las características fisiológicas de la propia célula.

En condiciones favorables, el crecimiento de la célula bacteriana finaliza con la reproducción. La principal forma en que se reproducen la mayoría de las bacterias es simplemente dividiendo la célula por la mitad. La división está precedida por la replicación (duplicación) del cromosoma. Estos dos procesos están estrechamente relacionados. La frecuencia de replicación está regulada por la tasa de crecimiento celular. La replicación del cromosoma bacteriano se lleva a cabo de la manera descrita anteriormente (ver sección 3.2.5).

El estudio del patrón de distribución uniforme del material genético entre las células hijas formadas como resultado de la división de la célula madre permitió a G. Jacob, S. Brenner y T. Cousin (1963) formular el concepto de replicón. Un replicón es una unidad de replicación; es una sección de ADN que contiene elementos reguladores necesarios para la replicación independiente. En las bacterias, estos son los cromosomas y los plásmidos. Cada replicón contiene al menos dos loci involucrados en el control de la replicación: un gen replicador estructural (gen iniciador), que determina la síntesis de la proteína iniciadora, y un sitio replicador especial, que reconoce señales para el comienzo de la duplicación cromosómica.

Después de un cierto período de crecimiento, la célula alcanza un determinado estado fisiológico. Desde la membrana citoplasmática, el replicón recibe señales sobre la necesidad de replicación cromosómica y la preparación de la célula para dividirse. Bajo la influencia de señales, se activa la actividad del gen estructural y se sintetiza la proteína iniciadora.

Actúa sobre el replicador e inicia la replicación.
Existe una interacción coordinada entre el sistema de replicación de los cromosomas y la división celular: la división celular siempre va precedida por la duplicación de los cromosomas. Una vez que se completa la replicación, comienza el proceso de división celular. En las bacterias grampositivas y las cianobacterias, esto se logra mediante la formación de un tabique transversal que divide la célula madre en dos células hijas iguales.
La división se produce de la siguiente manera.

Al principio
Se sintetiza una membrana citoplasmática de doble capa. Luego se forman dos tubérculos en el interior de la pared celular. Crecen intensamente y, penetrando en forma de anillo dentro de la célula entre las capas de la membrana citoplasmática formada, forman una doble partición que divide la célula por la mitad.

División de las bacterias más cuidadosas gramaticalmente.
ocurre por constricción. En este caso, los genomas divergen a lo largo de los polos de la célula, la membrana citoplasmática y la pared celular se estiran, invaginando desde la periferia hacia el centro de la célula hasta entrar en contacto entre sí. Como resultado, la célula se une a dos células hijas. La división celular mediante la formación de un tabique o constricción se denomina binaria debido a la formación de dos células hijas idénticas.

Además de la fisión binaria descrita, las bacterias tienen otro método de reproducción conocido: la gemación. Las bacterias de los géneros Hyphomicrobium, Pedomicrobium y otras, unidas en el grupo de bacterias en ciernes, se reproducen por gemación.

Estos organismos tienen la apariencia de bastones alargados (0,5 x 2 µm), a veces con forma de pera, que terminan en hifas o prostecas (excrecencias).
La reproducción en estas bacterias comienza con la formación de una yema al final de la hifa o directamente sobre la célula madre.

La yema se convierte en una célula hija, forma un flagelo y se separa de la célula madre. Al alcanzar un estado maduro, el flagelo se pierde y se repite el proceso de desarrollo.
A diferencia de la fisión binaria, durante la gemación, la célula original sigue siendo la célula madre y la célula recién formada sigue siendo la célula hija.

Existen diferencias morfológicas y fisiológicas entre ellos.
Los actinomicetos se reproducen mediante fragmentos de micelio y esporas. En algunos (género Micromonospora), se forman esporas individuales en las hifas del micelio vegetativo, en otros (género Streptomyces, etc.), se forman cadenas de esporas en los extremos de las hifas del micelio aéreo, así. llamados conidióforos.

Fragmentos de micelio y esporas germinan en condiciones favorables de humedad y temperatura y dan lugar a nuevos organismos.

Las cianobacterias filamentosas, además de por fisión binaria, se reproducen por secciones de tricomas y hormogonías. Estos últimos son filamentos acortados que constan de pequeñas células vegetativas de la misma forma y tamaño. Cuando las células medias del tricoma (hilos) mueren, el hormogonio se sale de la vaina del tricoma madre, crece, se divide y forma nuevos tricomas.

Las hormogonias, a diferencia del tricoma materno, no tienen heterocistos y nunca están rodeadas por una vaina.
Independientemente de cómo se produzca el proceso de reproducción bacteriana, la velocidad de este proceso es enorme: en 24 horas pueden cambiar tantas generaciones como lo ha hecho una persona en cinco mil años.

La tasa de reproducción depende de muchas condiciones y es diferente para cada tipo de bacteria. Si los nutrientes necesarios están presentes en el medio, la temperatura y acidez del medio son favorables, la división de cada célula se puede repetir después de 20-30 minutos (E. coli). A esta tasa de reproducción, se pueden formar 472 * 1019 células (273,72 generaciones) a partir de una célula por día.

La reproducción intensiva es de gran importancia biológica para las bacterias. Asegura la preservación de los microorganismos en la superficie terrestre. Cuando se presentan condiciones desfavorables, mueren en masa, pero basta con que unas pocas células sobrevivan en algún lugar y, en condiciones adecuadas, darán lugar a una gran descendencia de células.
El tamaño de la población de microorganismos en hábitats naturales, por ejemplo, en el suelo o el agua, cambia constantemente de acuerdo con las condiciones de vida cambiantes.

Pero en condiciones de laboratorio en medios nutritivos, los cambios en la población de microorganismos ocurren de forma natural.

Y también en el apartado “REPRODUCCIÓN DE BACTERIAS”

Actinomicetos(Actinomyces) traducido del latín es un hongo radiante, un grupo separado de microorganismos que tiene una serie de características morfológicas de un tipo inferior de hongo y una bacteria que no forma esporas.

Morfología de los actinomicetos.

La estructura de los actinomicitos. Tiene características similares a las setas filamentosas, el micelio de los buitres tiene un espesor medio de 0,7 micras, variando entre 0,5-1,2 mm, que es mucho menor que el de las setas.

Los hilos rectos o ligeramente curvados que no tienen particiones transversales se caracterizan por tener ramificaciones monopodiales o, en algunos casos, verticiladas. La composición de la membrana celular tiene varias características de las bacterias grampositivas.

Reproducción de actinomicetos.

Actinomyces se reproduce utilizando micelio substratal que germina en el sustrato y micelio aéreo que crece a partir de esporangióforos frutales.

Los frutos, según el tipo, tienen diferentes formas de rizos, desde retorcidos hasta rectos u ondulados.

Algunas especies de actinomicetos tienen ramas portadoras de esporas ubicadas en forma de verticilos o haces; a menudo cuelgan monopodialmente de los hilos del micelio.

La formación de esporas se produce mediante fragmentación o segmentación.

Fragmentación- este es el proceso de triturar el protoplasto de una rama portadora de esporas en cien o más grumos pequeños que contienen sustancias basófilas y nucleares.

Los grumos, que se convierten en esporas, se encuentran en una larga cadena en el portador de esporas.

Segmentación- este es el proceso de dividir el portador de esporas en segmentos en forma de varilla, con la ayuda de particiones transversales se redondean y se convierten en esporas.

Los caparazones de esporas de diferentes especies tienen una superficie lisa, a veces rugosa, irregular, espinosa y peluda. Los crecimientos en la superficie de las conchas son claramente visibles a través de un microscopio electrónico.

En la mayoría de los casos, los actinomicetos son aerófilos y mesófilos, pero los termófilos también se han generalizado; muchas de sus especies son capaces de producir pigmentos de diferentes colores.

Los actinomicetos, al tener un conjunto diverso de enzimas, pueden sintetizar diversas sustancias y liberarlas en grandes cantidades al medio ambiente. Entre estas sustancias con alta actividad fisiológica se encuentran muchas vitaminas, algunos aminoácidos, toxinas, carotenoides, fitohormonas y otros.

También cabe mencionar la capacidad de los actinomicetos para formar varios tipos de antibióticos.

Las bacterias son procariotas (libres de armas nucleares), la forma más simple de organización de los organismos vivos. Puedes descubrir cuáles son estos organismos en nuestro artículo.

Cómo se reproducen las bacterias: métodos

No hay tantas formas en que las bacterias se reproducen: división simple, gemación, conjugación (algunos científicos consideran que este es el proceso sexual en las bacterias). Veamos cada uno de ellos en detalle.

El método de reproducción más común de las bacterias en el entorno natural es la división transversal igual. Esto quiere decir que la célula madre, tras duplicar la cadena de ADN y todos los orgánulos, se divide en dos, formando dos células hijas cuyo material genético será similar al de la madre. Así, la bacteria literalmente se clona a sí misma. El proceso de división se produce mediante la formación de una constricción o tabique transversal en la parte ecuatorial de la célula.

Otro método de reproducción que utilizan las bacterias en la naturaleza y en el cuerpo humano es la gemación, que es ligeramente diferente a la división. Así, la célula madre no se divide “por la mitad”, sino que “crece” una célula hija (brote) en uno de sus polos. Una célula madre suele tener hasta 4 células hijas, después de lo cual envejece y muere. La gemación, al igual que la fisión, produce clones genéticos de la célula madre.

Proceso sexual en bacterias.

Otra forma de reproducción bacteriana, que implica el proceso sexual más simple, es la conjugación. Más a menudo lo utilizan bacterias que viven en el cuerpo de humanos o animales. En ellos, a diferencia de los eucariotas (organismos nucleares), no se forman gametos y las células sexuales (gametos) no se fusionan.

Durante dicha reproducción, dos células bacterianas entran en contacto, forman un puente de conjugación e intercambian genes, lo que da como resultado la formación de células genéticamente nuevas. Este proceso también se llama recombinación genética. Bacterias como Escherichia coli y algunas otras bacterias gramnegativas y grampositivas se reproducen sexualmente.

Los organismos bacterianos han colonizado durante mucho tiempo todos los hábitats conocidos. Están en el aire, en el agua y viven en otros organismos. Pero la mayoría de ellos se encuentran en las capas superiores del suelo. El número de estos organismos depende no sólo de las características estructurales. Aumenta muchas veces debido a su gran capacidad de reproducción. En el artículo se describirá brevemente cómo se reproducen las bacterias.

¿Qué son las bacterias?

Estos organismos son unicelulares, con menos frecuencia organismos coloniales. Están dispuestos de forma bastante primitiva. El aparato de superficie está representado por una membrana y una cápsula mucosa, y el citoplasma está privado de mitocondrias y plastidios. Muchas células tienen un flagelo con el que la bacteria puede moverse.

Material genético

Las bacterias son procariotas. Esto significa que sus células carecen de núcleo. Pero el material genético todavía está presente en ellos. Los grupos de moléculas de ADN se encuentran en una determinada parte del citoplasma y se denominan nucleoides. En otras palabras, podemos decir que los procariotas tienen un núcleo sin caparazón. Por tanto, no pueden realizar procesos bioquímicos complejos. Sin embargo, esto no afecta de ninguna manera su capacidad de reproducción.

¿Cómo se reproducen las bacterias?

Las bacterias se multiplican. Esta es la forma principal y más rápida. A partir de una célula madre se forman dos células hijas en media hora. Y después del mismo período de tiempo, se vuelven a formar nuevas células a partir de las dos células hijas. Esto explica la gran cantidad de bacterias que existen en la naturaleza.

En condiciones desfavorables, las bacterias pueden formar esporas (las células ocasionalmente brotan), forman pequeñas protuberancias que crecen, se convierten en adultos y se separan de la madre.

También se puede considerar cómo se reproducen las bacterias utilizando el ejemplo de la conjugación. Esta es una forma de proceso sexual. Consiste en el intercambio de información hereditaria entre células. Antes del comienzo, la molécula circular de ADN se duplica. A continuación, se forma un puente citoplasmático entre las células, a lo largo del cual una célula pasa a otra. Hay un intercambio de secciones de ADN. Como resultado, el cuerpo adquiere nuevas características, que a menudo le resultan útiles. Por ejemplo, las bacterias se vuelven resistentes a factores ambientales adversos, virus o antibióticos.

Viven y se reproducen en las raíces de leguminosas y plantas de cereales. Invadiendo el sistema radicular a través de las zonas afectadas o de los pelos radiculares, crecen y forman protuberancias: nódulos. En su interior se crea un entorno favorable para el metabolismo. La raíz proporciona a las bacterias sustancias orgánicas y las bacterias dan nitrógeno, que es tan necesario para el crecimiento y desarrollo de las plantas.

División celular en dos.

La forma en que se reproducen las bacterias depende de su especie y hábitat. Pero todos los organismos bacterianos son capaces de dividirse en dos. Este proceso ocurre en varias etapas y se llama fisión binaria.

Antes de que comience la división, la molécula circular de ADN se duplica. En otras palabras, se produce la replicación. El nucleótido se divide y los ADN hijos divergen. Al crecer hacia el citoplasma, la membrana celular se encuentra entre las moléculas de ADN. Es ella quien divide la celda y su contenido por la mitad.

De una célula nacen 72 generaciones de bacterias por día. Si todas estas bacterias siguieran siendo viables, su biomasa sería de unas 5 toneladas, algo que naturalmente no ocurre en la naturaleza y la mayoría de las bacterias mueren.

Propagación vegetativa

La estructura también determina cómo se reproducen las bacterias.

Las especies coloniales y las cianobacterias (algas verdiazules) son capaces de reproducción vegetativa. Las plantas se reproducen con mayor frecuencia de esta manera. Consiste en separar su parte multicelular de todo el organismo.

Las especies filamentosas de cianobacterias forman células especializadas llamadas heterocistos. La propagación vegetativa consiste en la rotura de los filamentos, cuyo borde pasa por la localización de los heterocistos.

Los cocos pueden formar cadenas, racimos u otras formaciones. Al separarse unos de otros, también se multiplican.

esporulación

Las bacterias se reproducen por esporas que se forman cuando se presentan condiciones desfavorables. La esporulación no es sólo un método de reproducción. Se crea un ambiente especial dentro de la espora, el contenido de agua disminuye y se suspenden los procesos vitales. En este estado, las esporas no temen las altas temperaturas, las radiaciones ionizantes ni la exposición a productos químicos. Cuando regresan las condiciones favorables, de las esporas emergen organismos bacterianos jóvenes. Por tanto, la formación de esporas es una oportunidad adicional para mantener la viabilidad celular en condiciones inadecuadas para la vida. Hay casos en los que las esporas bacterianas permanecieron viables durante decenas e incluso cientos de años.

enquistamiento

Otra forma de protección contra condiciones desfavorables y un método de reproducción es la formación de quistes. Son burbujas con cáscara gruesa. Las bacterias pueden permanecer en estado de quiste durante mucho tiempo. Sin embargo, no mueren por temperaturas superiores a los 200 grados. Con el inicio de las condiciones normales, la bacteria abandona la capa y comienza la fisión binaria normal.

La forma en que se reproducen las bacterias está más bien determinada por las condiciones ambientales. Cuando no hay suficientes nutrientes y humedad, hay exceso de oxígeno, el aire está demasiado caliente o frío, las bacterias utilizan los procesos de enquistamiento o esporulación. En condiciones cómodas, se dividen o se reproducen vegetativamente. Es esta variedad de métodos de reproducción de los que son capaces las bacterias lo que determina su número en la naturaleza. Si el proceso de división de una célula bacteriana no se detuviera durante 10 días, podría cubrir toda la superficie del globo.