Bakterite kasv ja paljunemine

Bakterite kasv toimub paljude omavahel seotud biokeemiliste reaktsioonide tulemusena, mis sünteesivad rakulist materjali, mis toob kaasa kõigi keemiliste komponentide hulga suurenemise. Bakterite puhul eristatakse bakteriraku individuaalset kasvu ja bakterite kasvu populatsioonis.

individuaalne bakterite kasv. Seda hinnatakse üksikisikute suuruse suurenemise järgi. Kasvukiirus sõltub välistingimustest ja raku enda füsioloogilisest seisundist. Konstantsetes tingimustes toimub kasv ühtlase kiirusega. Vardakujulised bakterid kasvavad valdavalt pikitelje suunas, mistõttu rakupinna ja selle mahu suhe raku kasvu käigus oluliselt ei muutu ning see loob püsivad tingimused iga rakuosa varustamiseks toitainete ja hapnikuga. Kookid kasvavad ühtlaselt igas suunas, suurendades raku raadiuse suurust, samal ajal kui raku pinna suhteline väärtus väheneb, mistõttu muutuvad varustustingimused iga rakuosa jaoks üha ebasoodsamaks. Rakkude jagunemise vahelisel ajal on bakterid suuremad kui vahetult pärast jagunemist.

Bakterite paljunemine. Kõige sagedamini paljunevad bakterid binaarse lõhustumise teel, kui ühest rakust moodustub kaks rakku, millest igaüks jaguneb uuesti. Jagunemisprotsessile eelneb alati DNA replikatsioon. Jagamist on kahte tüüpi – jagamine kitsendamise (nöörimise) ja põikvaheseina abil (joonis 1.9).

Joonis 1.9 – Bakterite jagunemine

A - jagamine kitsendusega; B - jagamine põiki vaheseinaga; CS, rakusein; CM, tsütoplasmaatiline membraan; H on nukleoid; P - ahenemine

Jagamine kitsenduse järgi(konstriktsiooniga) kaasneb raku kitsenemine selle jagunemiskohas ja selles protsessis osalevad kõik rakumembraanide kihid. Membraanide väljaulatumine rakku mõlemal küljel kitsendab seda üha enam ja lõpuks jagab selle kaheks. Nii jagunevad paljud gramnegatiivsed bakterid.

Jagunemine põiki vaheseina moodustumisega omane grampositiivsetele bakteritele. Mõnes bakterirühmas täheldati siiski jagunemismeetodite muutust (tioonbakterid, mükobakterid). Kerakujulistes bakterites võivad tekkida mitmed põikivaheseinad (tetrakokid, sarksiinid).

Ajavahemikku jagamisest jagamiseni nimetatakse rakutsükkel(bakterite ontogenees). Vegetatiivset rakutsüklit on mitut tüüpi: monomorfne- moodustub ainult ühte morfoloogilist tüüpi rakke (näiteks batsillid), dimorfne- kaks morfoloogilist tüüpi, polümorfsed- mitu, millest igaüht iseloomustavad rakutsükli teatud ja püsivad tunnused (näiteks aktinomütseedid). Dimorfsetes ja polümorfsetes tsüklites eristatakse tütar- ja emarakke.

lootustandev Ubacterium on teatud tüüpi binaarne lõhustumine. See paljunemisviis on omane bakteritele, millel on dimorfsed või polümorfsed rakutsüklid. Tekkivatel bakteritel on raku polaarsus. Mõned bakterid paljunevad kasutades eksospoore (aga mitte endospoore!), Hyphae fragmente (aktinomütseete). On baktereid, millel on suguelundite villid, või F- jõi(inglise fertilit y-viljakus, viljakus), soofaktori olemasolu tõttu.

Baktereid iseloomustab kõrge paljunemiskiirus. Näiteks Escherichia coli jaguneb soodsatel tingimustel iga 20 ... 30 minuti järel, 2 72 (72 põlvkonda) õpib ühest rakust päevas. Surma välistavates tingimustes on selline biomass 4720 tonni, paljunemiskiirus sõltub keskkonnateguritest (temperatuur, toitumistingimused, niiskus, keskkonnareaktsioon jne) ja bakterite liigiomadustest. Bakterite kõrge paljunemiskiirus tagab nende ellujäämise Maal isegi massilise surma tingimustes. Ülejäänud üksikud rakud paljunevad ja tekitavad taas põlvkonna.

Bakterite kasv populatsioonis. Populatsioon (fr. populatsioon - populatsioon) on piiratud ruumis (näiteks toitekeskkonnas) arenevate sama liigi (puhaskultuur) või eri liikide (segaühendus) bakterite kogum. Bakteripopulatsioonis rakud pidevalt kasvavad, paljunevad ja surevad. Mikroorganismide kasvatamine tehistingimustes on perioodiline, pidev ja sünkroonne.

Perioodiline (statsionaarne) kasvatamine. See kultiveerimine toimub ilma toitainekeskkonna sisse- ja väljavooluta. Seda iseloomustab klassika mikroorganismide kasvukõver, milles eristatakse bakteripopulatsiooni eraldi kasvufaase, mis peegeldavad üldist rakkude kasvu ja paljunemise mustrit (joonis 1.10).

Joonis 1.10 – Bakteripopulatsiooni kasvu- ja arengukõver

Viivituse faas(inglise keeles lag – lag) algab hetkest, kui bakterid istutatakse värskesse toitainekeskkonda. Rakud kohanevad antud kultiveerimistingimustega, kasvavad, kuid ei paljune, saavutavad maksimaalse kasvukiiruse. Absoluutne ja spetsiifiline kasvumäär tõusevad nullist maksimaalse võimaliku väärtuseni.

Absoluutne kasvumäär määratakse seosega:

V = dx/dt, (1,1)

kus V on biomassi või rakkude arvu suurenemine;.

x on biomass või rakkude arv,

t on aeg.

Spetsiifiline kasvukiirus määratakse järgmise valemiga:

µ = (dx/dt) ∙ 1/х, (1,2)

kus µ on biomassi suurenemine e ajaühikus biomassiühiku kohta,

x on esialgne biomass.

Viivitusfaasi kestus sõltub bakterite bioloogilistest omadustest, kultuuri vanusest, inokulaadi kogusest, toitekeskkonna koostisest, temperatuurist, aeratsioonist, pH-st jne. Mõnel bakteril on lühike kasvupeetuse periood. , samas kui teistel on pikk. Mida noorem kultuur, seda lühem periood. Mida lähemal on toitekeskkonna koostis sellele, milles mikroorganismid kasvatati, seda lühem on viivitusfaas. Toitekeskkonna muutused toovad kaasa muutuse viivitusfaasis, kuna ensüümide sünteesiks või nende aktiivsuse suurenemiseks on vaja aega. Seega võib kasvupeetuse tegurid jagada välised(keskmine koostis, pH, temperatuur jne) ja sisemine(kultuuriajastu). Etapi kestus võib olla mitu minutit kuni mitu tundi ja isegi päeva. Selles faasis μ = 0 .

logaritmiline, või eksponentsiaalne, või logi faas, mida iseloomustab bakterite maksimaalne jagunemise kiirus. Rahvaarvu eksponentsiaalset kasvu kirjeldatakse võrrandiga:

X \u003d X o ∙ e μ max ∙ t, (1,3)

kus Chi X o – rakkude (või biomassi) arv katse lõpus ja alguses;

t on katse aeg;

e on naturaallogaritmi alus;

µmax – maksimaalne spetsiifiline kasvukiirus.

Logaritmilise faasi ajal on enamik rakke füsioloogiliselt noored, biokeemiliselt aktiivsed ja ka kõige tundlikumad ebasoodsate keskkonnategurite suhtes. Selles faasis on μ = max. See faas on mitmeastmeline, kuna oma kasvu alguses kasvavad bakterid substraadi liiaga söötmes, siis väheneb nende kontsentratsioon, muutub ensüümide aktiivsus ja raku sisaldus. metaboliitide hulk suureneb. Lisaks mõjutavad bakterite kasvu paljud tegurid: bakterite liigiomadused, toitekeskkonna olemus ja selle üksikute komponentide kontsentratsioon ning kultiveerimistemperatuur.

Aeglase kasvu faas. See ühendab kaks faasi - lineaarne kasvufaas(μ = konst) ja negatiivse kiirenduse faas. Faasi iseloomustab lineaarse kasvu perioodil konstantne biomassi kasvukiirus (rakkude arv). Seejärel negatiivse kiirenduse faasi üleminekul jagunevate rakkude arv väheneb. Faasi algust seletatakse kvantitatiivsete muutustega toitekeskkonna koostises (toitainete tarbimine, ainevahetusproduktide akumuleerumine).

Statsionaarne faas mida iseloomustab tasakaal surevate ja äsja moodustunud rakkude vahel. Statsionaarse faasi põhjuseks on tegurid, mis piiravad bakterite kasvu eelmises faasis. Biomass ei suurene (μ = 0) Selles faasis jälgitakse biomassi maksimaalset väärtust ja maksimaalset rakkude koguarvu. Neid maksimumväärtusi nimetatakse saagikoristus, või tee välja. Üheks piiravaks teguriks on rakkude maksimaalne kontsentratsioon toitekeskkonna mahuühiku kohta. Erinevat tüüpi bakteritel on see väärtus oluliselt erinev. Statsionaarses faasis iseloomustab rakke tasakaalustamata kasv (rakukomponendid sünteesitakse erineva kiirusega), ainevahetusprotsesside intensiivsuse vähenemine ning suurem vastupidavus füüsikalistele ja keemilistele mõjudele.

suremise faas (eksponentsiaalne rakusurm) iseloomustab elusrakkude arvu vähenemine, populatsiooni heterogeensuse suurenemine (ilmuvad rakud, mis värvainet ei taju, mureiinikihi nõrga arenguga jne). Surmaprotsess domineerib jagunemise üle (μ< 0).

Ellujäämise faas mida iseloomustab üksikute rakkude olemasolu, mis on säilitanud elujõulisuse pikka aega enamiku populatsiooni rakkude surma tingimustes. Ellujäänud rakke iseloomustab ainevahetusprotsesside vähene aktiivsus, muutused rakkude ultrastruktuuris (peeneteraline tsütoplasma, polüribosoomide puudumine jne). Rakud on ebasoodsate keskkonnatingimuste suhtes vastupidavamad.

Seega on statsionaarsel kultiveerimisel mikroobirakud pidevalt muutuvates tingimustes: esiteks on kõik toitained üleliigsed, seejärel saabub järk-järgult nende defitsiit, seejärel mürgitatakse rakke ainevahetusproduktidega.

Piiravate tegurite mõju kasvutempole. Mikroorganismide normaalseks kasvuks ja arenguks peab keskkond sisaldama vajalikke toitaineid, olema vastava pH, temperatuuri jne. Põllukultuuride kasvu piiravaid tegureid nimetatakse piirav. Mikroorganismide populatsiooni kasvu iseloomulik tunnus on spetsiifilise kasvukiiruse sõltuvus substraadi kontsentratsioonist. See sõltuvus väljendub Monodi võrrand, mis on hüperboolne funktsioon:

μ = μ max ∙ S/(S + K S), (1,4)

kus μ on kasvu erikiirus;

μ max - maksimaalne kasvu erikiirus;

S on substraadi kontsentratsioon;

K S - küllastuskonstant, arvuliselt võrdne sellise substraadi kontsentratsiooniga, mis annab kasvukiiruse, mis vastab poolele μ max väärtusest.

Toitainete tarbimisega rikastub keskkond ainevahetusproduktidega, mis piiravad ka kultuuri kasvu. Kõige üldisem juhtum substraadi ja ainevahetusproduktide kontsentratsiooni mõju kohta mikroorganismide populatsiooni kasvukiirusele kajastus N.D. Jeruusalemma mudelis:

μ = μ max ∙ S/(S + K S) ∙ K P / (K P / + P), (1,5)

kus P on ainevahetusproduktide kontsentratsioon;

K P on konstant, mis on arvuliselt võrdne sellise ainevahetusproduktide kontsentratsiooniga, mille juures kasvukiirus aeglustub poole võrra.

Selle võrrandi analüüs näitab, et tingimusel K P >> P, kui P väärtuse võib tähelepanuta jätta. kasvukiirust piirab ainult substraadi kontsentratsioon. Kui S >> K S , siis kasvukiirust piirab ainevahetusproduktide kuhjumine

Pidev kasvatamine. Kui bakteripopulatsiooni sisaldavasse mahutisse tarnitakse pidevalt värsket toitesöödet ja samal ajal eemaldatakse sama kiirusega bakterirakke ja ainevahetusprodukte sisaldav kultiveerimisvedelik, siis saavutatakse pidev kultiveerimine. Voolukeskkonna kiirust reguleerides saab kontrollida bakteripopulatsiooni kasvu, näiteks pikendada logaritmilist või statsionaarset faasi mis tahes soovitud aja võrra. Pidev kasvatamine toimub spetsiaalsetes seadmetes - kemostaadid ja turbidostaadid.

Kemostaadid. Bakterite kasvu reguleerib substraadi kontsentratsioon. Säilitades ühe vajaliku substraadi (lämmastiku või süsiniku allika) konstantse kontsentratsiooni, reguleerides söötme voolukiirust, on võimalik tasakaalustada kultuuri kasvukiirust. Rakkude biomassi väärtuse muutumise kiirus kemostaadis on võrdne biomassi kasvukiiruse ja selle kultivaatorist eemaldamise kiiruse vahega. Rahvastiku tihedus jääb konstantseks, kui μ=D (erikasvukiirus võrdub lahjendusteguriga), s.o. rakkude kadu väljapesemise tagajärjel ja juurdekasv sigimise tulemusena on tasakaalus.

Turbidostaadid.Tööpõhimõte põhineb keskkonna voolukiiruse reguleerimisel asustustihedusega. Rahvastikutihedust juhib fotosilm, mis on ühendatud releega, mis reguleerib keskkonna voolu. Kui asustustihedus saavutab etteantud taseme, aktiveeritakse relee ja kultivaatorisse siseneb värske sööde. Selle tulemusena väheneb rakkude kontsentratsioon teatud tasemeni ja seejärel lülitatakse söötme toite automaatselt välja.

Turbidostaatiline kontroll võib põhineda muudel meetoditel biomassi või bakterite kasvu käigus tekkivate saaduste määramiseks (näiteks pH-stat meetod voolukiiruse reguleerimiseks, oksüstaadi kasutamine - voolukiiruse reguleerimine hapnikutarbimise kiiruse järgi , jne.).

Mikroorganismide pidevat kasvatamist kasutatakse nende füsioloogia, biokeemia, geneetika jms uurimiseks, samuti kasutatakse seda laialdaselt mikrobioloogiatööstuses.

Sünkroonne kasvatamine . Sünkroonkultuurid on kultuurid, milles teatud aja jooksul jagunevad kõik rakud üheaegselt (sünkroonselt) kõigi isendite ühesuguse jagunemisvalmiduse tõttu. Sünkroniseerimine saavutatakse füüsikaliste ja keemilis-bioloogiliste meetoditega. Füüsikalisteks meetoditeks on temperatuuri mõju, diferentsiaaltsentrifuugimine või diferentsiaalfiltreerimine jne. Keemilised ja bioloogilised meetodid: bakterite sunnitud näljutamine, bakterite kasvatamine halvematel söötmetel koos järgneva ülekandmisega täielikku söötmesse. Sünkroonkultuure kasutatakse geneetilisteks ja tsütoloogilisteks uuringuteks, üksikute rakukomponentide sünteesi uurimiseks bakterite jagunemise protsessis.

Edasi >>>

1. Bakterite kasv ja paljunemine

Bakterite kasv on bakteriraku suuruse suurenemine, suurendamata populatsiooni isendite arvu.

Bakterite paljunemine on protsess, mis tagab populatsioonis isendite arvu suurenemise. Baktereid iseloomustab kõrge paljunemiskiirus.

Kasv eelneb alati paljunemisele. Bakterid paljunevad põiki binaarse lõhustumise teel, mille käigus ühest emarakust moodustub kaks identset tütarrakku.

Bakterirakkude jagunemise protsess algab kromosomaalse DNA replikatsiooniga. Kromosoomi kinnituspunktis tsütoplasmaatilise membraaniga (replikaatorpunkt) toimib initsiaatorvalk, mis põhjustab kromosoomirõnga purunemise ja seejärel despiraliseeritakse selle niidid. Filamendid rulluvad lahti ja teine filament kinnitub tsütoplasma membraanile proreplikaatoripunktis, mis on replikaatoripunktiga diametraalselt vastupidine. DNA polümeraaside tõttu valmib iga ahela maatriksis selle täpne koopia. Geneetilise materjali kahekordistumine on signaal organellide arvu kahekordistamiseks. Vaheseina mesosoomides ehitatakse vahesein, mis jagab raku pooleks.

Kaheahelaline DNA spiraalib, keerdub tsütoplasmaatilise membraani kinnituskohas rõngaks. See on signaal rakkude lahknemisest piki vaheseina. Moodustatakse kaks tütarisendit.

Tihedal toitekeskkonnal moodustavad bakterid rakkude kobaraid - kolooniaid, erineva suuruse, kuju, pinna, värvi jne. Vedelal söötmel iseloomustab bakterite kasvu kile teke toitekeskkonna pinnal, ühtlane hägusus või sete.

Bakterite paljunemise määrab tekkeaeg. See on periood, mille jooksul toimub rakkude jagunemine. Põlvnemise kestus sõltub bakterite tüübist, vanusest, toitekeskkonna koostisest, temperatuurist jne.

Bakteriraku paljunemise faasid vedelal toitainekeskkonnal:

1) esialgne statsionaarne faas; toitekeskkonda sattunud ja selles sisalduvate bakterite arv;

2) viivitusfaas (puhkefaas); kestus - 3-4 tundi, bakterid kohanevad toitainekeskkonnaga, algab aktiivne rakkude kasv, kuid aktiivset paljunemist veel ei toimu; sel ajal suureneb valgu, RNA kogus;

3) logaritmilise korrutamise faas; rakkude paljunemise protsessid populatsioonis toimuvad aktiivselt, paljunemine domineerib surma üle;

4) maksimaalne statsionaarne faas; bakterid saavutavad maksimaalse kontsentratsiooni, st maksimaalse elujõuliste isendite arvu populatsioonis; surnud bakterite arv on võrdne moodustunud bakterite arvuga; isendite arvu edasist kasvu ei toimu;

5) kiirendatud surmafaas; surmaprotsessid prevaleerivad paljunemisprotsessi üle, kuna toitainete substraadid keskkonnas on ammendunud. Kogunevad mürgised tooted, ainevahetusproduktid. Seda faasi saab vältida voolukultuuri meetodil: ainevahetusproduktid eemaldatakse pidevalt toitainekeskkonnast ja toitaineid täiendatakse.

<<< Назад

Edasi >>>

Bakterite paljundamine lõhustumise teel on kõige levinum meetod mikroobide populatsiooni suuruse suurendamiseks. Pärast jagunemist kasvavad bakterid oma esialgse suuruseni, mis nõuab teatud aineid (kasvufaktoreid).

Bakterite paljunemismeetodid on erinevad, kuid enamiku nende liikide puhul on jagunemismeetodile omane mittesugulise paljunemise vorm. Bakterid paljunevad harva pungudes. Bakterite suguline paljunemine esineb primitiivsel kujul.

Riis. 1. Fotol on bakterirakk jagunemisjärgus.

Bakterite geneetiline aparaat

Bakterite geneetilist aparaati esindab üks DNA - kromosoom. DNA on suletud rõngasse. Kromosoom asub nukleotiidis, millel pole membraani. Bakterirakk sisaldab plasmiide.

Nukleoid

Nukleoid on analoogne tuumaga. See asub raku keskel. DNA on selles lokaliseeritud - päriliku teabe kandja volditud kujul. Keerdumata DNA pikkus ulatub 1 mm-ni. Bakteriraku tuumaainel ei ole membraani, tuuma ja kromosoomide komplekti ning see ei jagune mitoosi teel. Enne jagunemist kahekordistatakse nukleotiid. Jagunemise ajal suureneb nukleotiidide arv 4-ni.

Riis. 2. Fotol bakterirakk lõikel. Keskosas on näha nukleotiid.

Plasmiidid

Plasmiidid on autonoomsed molekulid, mis on volditud kaheahelalise DNA ringiks. Nende mass on palju väiksem kui nukleotiidi mass. Vaatamata sellele, et pärilik informatsioon on kodeeritud plasmiidide DNA-sse, ei ole need bakteriraku jaoks elutähtsad ja vajalikud.

Riis. 3. Fotol on bakteriaalne plasmiid.

Jaotuse etapid

Pärast täiskasvanud rakule omase teatud suuruse saavutamist käivituvad jagunemismehhanismid.

DNA replikatsioon

DNA replikatsioon eelneb rakkude jagunemisele. Mesosoomid (tsütoplasmaatilise membraani voldid) hoiavad DNA-d, kuni jagunemisprotsess (replikatsioon) on lõppenud.

DNA replikatsioon toimub DNA polümeraasi ensüümide abil. Replikatsiooni käigus katkevad 2-ahelalises DNA-s vesiniksidemed, mille tulemusena moodustub ühest DNA-st kaks tütart üheahelalist. Seejärel, kui tütar-DNA on eraldatud tütarrakkudes koha sisse võtnud, need taastatakse.

Niipea kui DNA replikatsioon on lõppenud, tekib sünteesi tulemusena ahenemine, mis jagab raku pooleks. Esiteks jaguneb nukleotiid, seejärel tsütoplasma. Rakuseina süntees viib jagunemise lõpule.

Riis. 4. Bakterirakkude jagunemise skeem.

DNA segmentide vahetus

Heinabatsilli puhul lõpeb DNA replikatsiooniprotsess 2 DNA segmendi vahetamisega.

Pärast rakkude jagunemist moodustub sild, mida mööda läheb ühe raku DNA teise. Seejärel põimuvad kaks DNA-d. Mõned mõlema DNA lõigud kleepuvad kokku. Adhesioonikohtades vahetatakse DNA segmendid. Üks DNA läheb mööda hüppajat tagasi esimesse rakku.

Riis. 5. DNA vahetuse variant heinabatsillis.

Bakterirakkude jagunemise tüübid

Kui rakkude jagunemine on jagunemisprotsessist ees, moodustuvad mitmerakulised vardad ja kookid.

Rakkude sünkroonse jagunemisega moodustuvad kaks täisväärtuslikku tütarrakku.

Kui nukleotiid jaguneb kiiremini kui rakk ise, tekivad multinukleotiidsed bakterid.

Bakterite eraldamise viisid

Jagamine purustades

Lõhkumisega jagunemine on iseloomulik siberi katku batsillidele. Selle jagunemise tulemusena purunevad rakud liigestes, purustades tsütoplasmaatilised sillad. Siis tõrjuvad nad üksteist, moodustades ahelaid.

libisev eraldamine

Pärast jagunemist libiseva eraldamisega rakk eraldub ja justkui libiseb üle teise raku pinna. See eraldamismeetod on tüüpiline mõne Escherichia vormi jaoks.

poolitatud lõhe

Lõhestatud jagunemise korral kirjeldab üks jagatud rakkudest oma vaba otsaga ringikaare, mille keskpunkt on selle kokkupuutepunkt teise rakuga, moodustades Rooma viie või kiilkirja (corynebacterium diphtheria, listeria).

Riis. 6. Fotol pulgakujulised ahelaid moodustavad bakterid (siberi katku pulgad).

Riis. 7. Fotol libisev meetod Escherichia coli eraldamiseks.

Riis. 8. Korünebakterite eraldamise poolitusmeetod.

Vaade bakteriklastritele pärast jagunemist

Jagunevate rakkude akumulatsioonid on erineva kujuga, mis sõltuvad jagunemistasandi suunast.

kerakujulised bakterid paigutatud ükshaaval, kahekaupa (diplokokid), kottidesse, kettidesse või nagu viinamarjakobarad. Vardakujulised bakterid - ahelates.

Spiraalsed bakterid- kaootiline.

Riis. 9. Fotol on mikrokokid. Need on ümmargused, siledad, valged, kollased ja punased. Mikrokokid on looduses kõikjal. Nad elavad inimkeha erinevates õõnsustes.

Riis. 10. Fotol diplokokkbakterid - Streptococcus pneumoniae.

Riis. 11. Fotol Sarcina bakterid. Kokkoidbakterid kombineeritakse pakettidena.

Riis. 12. Fotol streptokokkbakterid (kreeka keelest "streptos" - kett). Paigutatud kettidena. Need on paljude haiguste põhjustajad.

Riis. 13. Fotol on bakterid "kuldsed" stafülokokid. Paigutatud nagu "viinamarjakobar". Kobarad on kuldse värvusega. Need on paljude haiguste põhjustajad.

Riis. 14. Fotol on leptospira keerdbakterid paljude haiguste tekitajateks.

Riis. 15. Fotol pulgakujulised bakterid perekonnast Vibrio.

bakterite jagunemise kiirus

Bakterite jagunemise kiirus on äärmiselt kõrge. Keskmiselt jaguneb üks bakterirakk iga 20 minuti järel. Vaid ühe päeva jooksul moodustab üks rakk 72 põlvkonda järglasi. Mycobacterium tuberculosis jaguneb aeglaselt. Kogu jagamisprotsess võtab neil umbes 14 tundi.

Riis. 16. Foto näitab streptokoki rakkude jagunemise protsessi.

Bakterite seksuaalne paljunemine

1946. aastal avastasid teadlased sugulise paljunemise primitiivsel kujul. Sel juhul sugurakke (isas- ja naissugurakke) ei moodustu, kuid mõned rakud vahetavad geneetilist materjali ( geneetiline rekombinatsioon).

Geeniülekanne toimub selle tulemusena konjugatsioonid— geneetilise teabe osa ühesuunaline ülekandmine kujul plasmiid bakterirakkude kokkupuutel.

Plasmiidid on väikesed DNA molekulid. Nad ei ole seotud kromosoomi genoomiga ja on võimelised iseseisvalt paljunema. Plasmiidid sisaldavad geene, mis suurendavad bakterirakkude resistentsust ebasoodsate keskkonnatingimuste suhtes. Bakterid annavad neid geene sageli üksteisele edasi. Märgitakse ka geeniinformatsiooni ülekandmist teise liigi bakteritele.

Tõelise seksuaalse protsessi puudumisel mängib kasulike tunnuste vahetamisel suurt rolli konjugatsioon. See annab edasi bakterite võimet avaldada ravimiresistentsust. Inimkonna jaoks on antibiootikumiresistentsuse ülekandumine haigusi põhjustavate populatsioonide vahel eriti ohtlik.

Riis. 17. Fotol kahe Escherichia coli konjugatsiooni hetk.

Bakteripopulatsiooni arengufaasid

Toitekeskkonnale külvamisel läbib bakteripopulatsiooni areng mitu faasi.

Esialgne faas

Algfaas on periood külvi hetkest kuni nende kasvuni. Keskmiselt kestab esialgne faas 1-2 tundi.

Reproduktiivse viivituse faas

See on bakterite intensiivse kasvu faas. Selle kestus on umbes 2 tundi. See sõltub kultuuri vanusest, kohanemisperioodist, toitekeskkonna kvaliteedist jne.

logaritmiline faas

Selles faasis märgitakse paljunemiskiiruse tipp ja bakteripopulatsiooni suurenemine. Selle kestus on 5-6 tundi.

Negatiivse kiirenduse faas

Selles faasis täheldatakse paljunemiskiiruse langust, jagunevate bakterite arv väheneb ja surnud bakterite arv suureneb. Negatiivse kiirenduse põhjuseks on toitainekeskkonna ammendumine. Selle kestus on umbes 2 tundi.

Statsionaarne maksimaalne faas

Statsionaarses faasis märgitakse võrdne arv surnud ja äsja moodustunud isendeid. Selle kestus on umbes 2 tundi.

Kiirendatud surmafaas

Selles faasis suureneb surnud rakkude arv järk-järgult. Selle kestus on umbes 3 tundi.

Logaritmilise surma faas

Selles faasis surevad bakterirakud ühtlase kiirusega. Selle kestus on umbes 5 tundi.

Vähenev faas

Selles faasis lähevad ülejäänud elusad bakterirakud puhkeolekusse.

Riis. 18. Joonisel on kujutatud bakteripopulatsiooni kasvukõver.

Riis. 19. Fotol on Pseudomonas aeruginosa sinakasrohelised kolooniad, kollased mikrokokkide kolooniad, Bacterium prodigiosum veripunased kolooniad ja Bacteroides nigeri mustad kolooniad.

Riis. 20. Fotol on bakterikoloonia. Iga koloonia on ühe raku järglane. Koloonias on rakkude arv miljonites. koloonia kasvab 1-3 päevaga.

Magnettundlike bakterite jagunemine

1970. aastatel avastati meredes elavad bakterid, millel oli magnetismi tunne. Magnetism võimaldab neil hämmastavatel olenditel liikuda mööda Maa magnetvälja jooni ja leida väävlit, hapnikku ja muid talle nii vajalikke aineid. Nende "kompassi" esindavad magnetosoomid, mis koosnevad magnetist. Jagamisel jagavad magnetiliselt tundlikud bakterid oma kompassi. Sel juhul muutub ahenemine jagunemise ajal selgelt ebapiisavaks, mistõttu bakterirakk paindub ja teeb järsu murru.

Riis. 21. Fotol on magnetiliselt tundliku bakteri pooldumise hetk.

Bakterite kasv

Bakterirakkude jagunemise alguses lahknevad kaks DNA molekuli raku erinevatesse otstesse. Järgmisena jagatakse lahter kaheks võrdseks osaks, mis eraldatakse üksteisest ja suurendatakse algse suuruseni. Paljude bakterite jagunemise kiirus on keskmiselt 20-30 minutit. Vaid ühe päeva jooksul moodustab üks rakk 72 põlvkonda järglasi.

Kasvu- ja arenguprotsessis olev rakkude mass omastab kiiresti keskkonnast toitaineid. Seda soodustavad soodsad keskkonnategurid – temperatuur, piisav toitainete hulk, keskkonna vajalik pH. Aeroobsed rakud vajavad hapnikku. Anaeroobide jaoks on see ohtlik. Bakterite piiramatut paljunemist looduses aga ei toimu. Päikesevalgus, kuiv õhk, toidupuudus, kõrge ümbritseva õhu temperatuur ja muud tegurid avaldavad bakterirakule kahjulikku mõju.

Riis. 22. Fotol rakkude pooldumise hetk.

kasvufaktorid

Bakterite kasvuks on vaja teatud aineid (kasvufaktoreid), millest osa sünteesib rakk ise, osa tuleb aga keskkonnast. Kõikidel bakteritel on kasvufaktoritele erinevad nõuded.

Kasvufaktorite vajadus on pidev omadus, mis võimaldab seda kasutada bakterite identifitseerimisel, toitekeskkonna valmistamisel ja biotehnoloogias kasutamiseks.

Bakterite kasvufaktorid (bakteriaalsed vitamiinid) on keemilised elemendid, millest enamik on vees lahustuvad vitamiinid B. Sellesse rühma kuuluvad ka hemiin-, koliin-, puriini- ja pürimidiini alused ning teised aminohapped. Kasvufaktorite puudumisel tekib bakteriostaas.

Bakterid kasutavad kasvufaktoreid minimaalses koguses ja muutumatul kujul. Mitmed selle rühma kemikaalid on osa raku ensüümidest.

Riis. 23. Fotol pulgakujulise bakteri pooldumise hetk.

Kõige olulisemad bakterite kasvufaktorid

B1-vitamiin (tiamiin). Osaleb süsivesikute ainevahetuses.
B2-vitamiin (riboflaviin). Osaleb redoksreaktsioonides.
Pantoteenhape on koensüüm A lahutamatu osa.
Vitamiin B6 (püridoksiin). Osaleb aminohapete metabolismis.
Vitamiinid B12(kobalamiinid on koobaltit sisaldavad ained). Nad osalevad aktiivselt nukleotiidide sünteesis.
Foolhape. Mõned selle derivaadid on osa ensüümidest, mis katalüüsivad puriini ja pürimidiini aluste, aga ka mõnede aminohapete sünteesi.
Biotiin. Osaleb lämmastiku metabolismis ja katalüüsib ka küllastumata rasvhapete sünteesi.
PP-vitamiin(nikotiinhape). Osaleb redoksreaktsioonides, ensüümide moodustumisel ning lipiidide ja süsivesikute ainevahetuses.
H-vitamiin(paraaminobensoehape). See on paljude bakterite, sealhulgas inimese soolestikus elavate bakterite kasvufaktor. Foolhapet sünteesitakse para-aminobensoehappest.
Kaksikud. See on mõnede oksüdatsioonireaktsioonides osalevate ensüümide lahutamatu osa.
Koliin. Osaleb rakuseina lipiidide sünteesi reaktsioonides. See on metüülrühma tarnija aminohapete sünteesis.
Puriini ja pürimidiini alused(adeniin, guaniin, ksantiin, hüpoksantiin, tsütosiin, tümiin ja uratsiil). Ained on vajalikud peamiselt nukleiinhapete komponentidena.
Aminohapped. Need ained on rakuvalkude koostisosad.

Mõnede bakterite kasvufaktorite vajadus

auksotroofid elu tagamiseks vajavad nad kemikaalide tarnimist väljastpoolt. Näiteks ei suuda klostriidid sünteesida letsitiini ja türosiini. Stafülokokid vajavad letsitiini ja arginiini tarbimist. Streptokokid vajavad rasvhapete - fosfolipiidide komponentide - tarbimist. Korünebakterid ja Shigella vajavad nikotiinhappe tarbimist. Staphylococcus aureus, pneumokokk ja brutsella vajavad B1-vitamiini tarbimist. Streptokokid ja teetanuse batsillid - pantoteenhappes.

Prototroofid iseseisvalt sünteesida vajalikke aineid.

Riis. 24. Erinevad keskkonnatingimused mõjutavad bakterikolooniate kasvu erineval viisil. Vasakul - stabiilne kasv aeglaselt laieneva ringi kujul. Paremal - kiire kasv "võrsete" kujul.

Bakterite kasvufaktorite vajaduse uurimine võimaldab teadlastel saada suure mikroobse massi, mis on nii vajalik antimikroobsete ainete, seerumite ja vaktsiinide valmistamisel.

Lisateavet bakterite kohta leiate artiklitest:

Bakterite paljunemine on mehhanism mikroobipopulatsioonide arvu suurendamiseks. Bakterite jagunemine on peamine paljunemisviis. Pärast jagunemist peaksid bakterid saavutama täiskasvanute suuruse. Bakterid kasvavad, absorbeerides kiiresti toitaineid oma keskkonnast. Kasvuks on vaja teatud aineid (kasvufaktoreid), millest osa sünteesib bakterirakk ise, osa tuleb aga keskkonnast.

Uurides bakterite kasvu ja paljunemist, avastavad teadlased pidevalt mikroorganismide kasulikke omadusi, mille kasutamist igapäevaelus ja tootmises piiravad vaid nende omadused.

Mikrobioloogia: loengukonspektid Tkachenko Ksenia Viktorovna

1. Bakterite kasv ja paljunemine

Bakterite kasv on bakteriraku suuruse suurenemine, suurendamata populatsiooni isendite arvu.

Bakterite paljunemine on protsess, mis tagab populatsioonis isendite arvu suurenemise. Baktereid iseloomustab kõrge paljunemiskiirus.

Kasv eelneb alati paljunemisele. Bakterid paljunevad põiki binaarse lõhustumise teel, mille käigus ühest emarakust moodustub kaks identset tütarrakku.

Kaheahelaline DNA spiraalib, keerdub tsütoplasmaatilise membraani kinnituskohas rõngaks. See on signaal rakkude lahknemisest piki vaheseina. Moodustatakse kaks tütarisendit.

Bakteriraku paljunemise faasid vedelal toitainekeskkonnal:

1) esialgne statsionaarne faas; toitekeskkonda sattunud ja selles sisalduvate bakterite arv;

2) viivitusfaas (puhkefaas); kestus - 3-4 tundi, bakterid kohanevad toitainekeskkonnaga, algab aktiivne rakkude kasv, kuid aktiivset paljunemist veel ei toimu; sel ajal suureneb valgu, RNA kogus;

3) logaritmilise korrutamise faas; rakkude paljunemise protsessid populatsioonis toimuvad aktiivselt, paljunemine domineerib surma üle;

Raamatust Kalade elulugu autor Pravdin Ivan Fjodorovitš

Kalade vanus ja kasv Puude kasvukiirust ja eluiga teadmata on metsamajandus võimatu; koduloomade vanust ja pikkust teadmata on võimatu korralikult veisekasvatusega tegeleda. Arborist on juba ammu õppinud puude vanust aastaarvu järgi määrama

Raamatust Hüdropoonika amatööridele autor Salzer Ernst X

Miks taimede kasv võib peatuda Kui see juhtub, peaksite kohe meeles pidama "miinimumseadust". Mida selle all mõeldakse Lubagem siinkohal endale väike kõrvalepõige ja kujutleme mõttes ette pere jalutuskäiku väikeste ja suuremate lastega. Perekond

Raamatust Mikrobioloogia: loengukonspektid autor Tkatšenko Ksenia Viktorovna

2. Bakterite toitumine Toitumise all mõistetakse toitainete rakku sisenemise ja väljaviimise protsesse. Toitumine tagab eelkõige raku taastootmise ja ainevahetuse Vajalike toitainete hulgas eristatakse organogeene - neid on kaheksa

Raamatust Mikrobioloogia autor Tkatšenko Ksenia Viktorovna

2. Bakterite varieeruvus On kahte tüüpi varieeruvust – fenotüüpne ja genotüüpne.Fenotüübiline varieeruvus – modifikatsioon – genotüüpi ei mõjuta. Muudatused mõjutavad enamikku populatsiooni isendeid. Nad ei ole päritud ja aja jooksul

Raamatust Seeds of Destruction. Geneetilise manipuleerimise saladus autor Ingdahl William Frederick

6. Bakterite kasv, paljunemine, toitumine Bakterite kasv on bakteriraku suuruse suurenemine ilma populatsiooni isendite arvu suurenemiseta Bakterite paljunemine on protsess, mis tagab isendite arvu suurenemise alal elanikkonnast. Baktereid iseloomustab suur kiirus

Raamatust Ant, perekond, koloonia autor Zahharov Anatoli Aleksandrovitš

Rahvastiku kasv ja riiklik julgeolek 1974. aasta aprillis, kui maailma põud ja Ameerika põllumajanduspoliitika hoogu said, saatis Nixoni valitsuskabineti välisminister ja riikliku julgeoleku nõunik Henry Kissinger välja

Raamatust Ajastu anatoomia ja füsioloogia autor Antonova Olga Aleksandrovna

PERE KASV JA SELLE ORGANISATSIOON TÄIENDAMINE Teatud määral on struktuur justkui erinevate eluaspektide, sipelgapere iseärasuste tulemus. Struktuur leiab üsna täieliku väljenduse koosluse koosseisust ja suurusest, liigitunnustest

Raamatust Ökoloogia autor Mitchell Paul

PEREKOHANEMISE VÕIMETE KASVU Perekonna suur suurus on iseenesest oluline uus omadus. (Umbes samal määral kui isendi suurus). Suur pere on alati konkurentsivõimelisem, tal on lihtsam oma söödaplatsi kaitsta

Raamatust Põgenemine üksindusest autor Panov Jevgeni Nikolajevitš

3.3. Kasv ja lihaste töö

Raamatust Teekond mikroobide maale autor Betina Vladimir

3.6. Lülisamba kasv. Täiskasvanu ja lapse lülisammas Selg koosneb 24 vabast selgroolülist (7 kaela-, 12 rindkere- ja 5 nimmelüli) ja 9-10 mittevabast (5 ristluu- ja 4-5 sabalüli). Vabad selgroolülid, mis on üksteisega liigendatud, on ühendatud sidemetega, mille vahel on

Raamatust Mikrokosmos autor Zimmer Carl

RAHVUSVAHELINE KASV Ühes väljaandes öeldi, et kui inimpopulatsioon jätkaks kasvamist praeguses tempos, siis 200 aasta pärast tormaks valguse kiirusel kosmosesse tohutu mass inimesi. Seda muidugi ei juhtu; see on lihtsalt nali, mida näidata

Raamatust Geenid ja keha areng autor Neifakh Aleksander Aleksandrovitš

"Kasv üle indiviidi piiride" Niisiis möödusid meie silme ees suurejoonelise evolutsioonilise etenduse peategelased, mis tõi elulavale palju täiesti hämmastavaid olendeid. Kõigi nende erinevustega, mis annavad igale suurele vaieldamatu originaalsuse

Autori raamatust

Mikroorganismide kasv ja paljunemine Nagu XIX sajandi kuulus prantsuse füsioloog Claude Bernard ütles, on elu loomine. Elusorganismid erinevad elutust loodusest peamiselt selle poolest, et nad kasvavad ja paljunevad. Nende kasvu ja paljunemist on sellistel kõige paremini jälgida

Autori raamatust

Mikroobid kiirendavad taimede kasvu Erinevates taimeorganites tekivad ained, mis reguleerivad ja teatud määral kiirendavad nende kasvu. Nende ainete hulka kuuluvad näiteks f3-indooläädikhape (heteroauksiin) Huvitav on see, et heteroauksiini toodetakse ja eraldatakse

Autori raamatust

"Luksuslik kasv" Escherichia coli elas meie esivanemate kehas miljoneid aastaid isegi siis, kui need esivanemad polnud üldse inimesed. Kuid alles 1885. aastal tutvustati Homo sapiens'i ja selle elanikke üksteisele ametlikult. Saksa lastearst Theodor Escherich

Autori raamatust

1. Paljunemine on kasv, pärilikkus ja areng Paljunemine on elu üks spetsiifilisemaid ja keerukamaid omadusi. See on loomulik, sest evolutsioonis läheb valik just sellele võimele: olelusvõitluses võidavad need organismid,

Mikroorganismide uurimiseks, nakkushaiguste etioloogiliste tegurite väljaselgitamiseks, nakkushaiguste ennetamise ja raviga tegelemiseks ning paljude muude mikroorganismidega seotud küsimuste lahendamiseks on vajalik, et neid oleks piisavalt, mis tähendab kõigi tingimuste loomist normaalseks eluks. mikroorganismide kasv ja paljunemine.

Termin mikroobide "paljunemine" tähendab nende võimet ise paljuneda, suurendada isendite arvu.

Mikroorganismide paljunemine toimub põiki jagunemise, pungumise, eoste moodustumise, paljunemise teel.

Mikroorganismide kasv tähendab mikroobide massi suurenemist rakulise materjali sünteesi ja kõigi rakuliste komponentide ja struktuuride taastootmise tulemusena.

Väidetavalt paljunevad bakterid, spiroheedid, aktinomütseedid, seened, riketsiad, mükoplasmad, algloomad, klamüüdia, viirused ja faagid (mikroobsed viirused) aga paljunevad.

Mikroorganismide paljunemine vastab teatud mustritele. Mikroorganismide jagunemise kiirus on erinev, see sõltub mikroobi tüübist, kultuuri vanusest, loodusliku ja tehisliku toitekeskkonna omadustest, temperatuurist, süsihappegaasi kontsentratsioonist ja paljudest muudest teguritest.

Paljunemisprotsessis toimuvad mikroorganismide morfoloogilised ja füsioloogilised muutused erinevatel etappidel (kuju, suurus, värvumine, biokeemiline aktiivsus, tundlikkus füüsikaliste ja keemiliste tegurite suhtes jne).

Mikroorganismidel on vanusega seotud varieeruvus, s.t. isendid muutuvad erinevatel kasvu, küpsemise ja vananemise etappidel. Neid muutusi täheldatakse mikroorganismi individuaalse arengu normaalses tsüklis, mis sõltub organismi olemusest, selle struktuuri keerukusest ja arengujärjestusest.

Bakteritel on mikroorganismide seas kõige lihtsam arengutsükkel. Nad paljunevad lihtsa põiki jagamise teel erinevatel tasapindadel. Olenevalt sellest saab rakke järjestada juhuslikult, klastriteks, ahelateks, pakettidena, paarikaupa, neljakaupa jne.

Bakterite iseloomulik tunnus, mis eristab neid paljudest loomadest ja taimedest, on nende erakordne paljunemiskiirus.

Iga bakterirakk jaguneb keskmiselt poole tunni jooksul, mis on tingitud ainevahetuse kiirenemisest, toitainematerjali rakku sisenemise kiirusest.

Bakterite paljunemist pärssiv tegur on toitainete substraadi ammendumine ja keskkonna mürgitamine lagunemissaadustega.

Bakterites on kaheksa peamist paljunemisfaasi.

1. Esialgne statsionaarne faas, mis on ühe kuni kahe tunni pikkune ajavahemik alates bakterite külvamise hetkest toitekeskkonnale. Selles faasis paljunemist ei toimu.

2. Paljunemise hilinemise faas (lag - faas), mille jooksul bakterite paljunemine toimub väga aeglaselt ja nende kasvukiirus suureneb. Teise etapi kestus on umbes kaks tundi.

3. Faas kestab viis kuni kuus tundi. Kolmandat faasi iseloomustab maksimaalne jagunemiskiirus, raku suuruse vähenemine.

4. Negatiivse kiirenduse faas (kestab umbes kaks tundi). Bakterite paljunemise kiirus väheneb, jagunevate rakkude arv väheneb.

5. Statsionaarne faas, kestab umbes kaks tundi. Uute bakterite arv on peaaegu võrdne surnud isendite arvuga.

6. Rakusurma kiirenduse faas (kestab umbes kolm tundi).

7. Logaritmilise rakusurma faas (kestab umbes viis tundi), milles rakusurm toimub ühtlase kiirusega

8. Suremusmäära vähenemise faas. Ellujäänud isikud lähevad puhkeolekusse.

Aretusfaaside kestus ei ole konstantne väärtus. See võib olla erinev olenevalt mikroorganismide tüübist ja kultiveerimistingimustest.

Kokkoidbakterite arengutsükkel taandub raku kasvule ja sellele järgnevale jagunemisele. Vardakujulised asporogeensed bakterid kasvavad noores eas, saavutavad maksimaalse suuruse, seejärel jagunevad kaheks tütarrakuks, mis kordavad sama tsüklit. Batsillides ja klostriidides on spooride moodustumise protsess teatud tingimustel kaasatud arengutsüklisse.

Spirochetes ja rickettsia, nagu bakterid, paljunevad binaarse lõhustumise teel.

Mükoplasmade hulgas on kõik sfäärilise või munaja kujuga elementaarkehad võimelised paljunema. Arengu käigus tekivad elementaarkehale mitmed niitjad väljakasvud, milles moodustuvad sfäärilised kehad. Järk-järgult muutuvad niidid õhemaks ja ketid moodustuvad selgelt määratletud sfääriliste kehadega. Seejärel jagatakse niidid fragmentideks ja sfäärilised kehad vabastatakse.

Mõnede mükoplasmade paljunemine toimub tütarrakkude tärkamisel suurematest sfäärilistest kehadest. Mükoplasmad paljunevad põiksuunalise lõhustumise teel, kui mükoplasma jagunemise protsessid kulgevad sünkroonselt nukleoidse DNA replikatsiooniga. Sünkroonsuse rikkumise korral moodustuvad filamentsed multinukleoidsed vormid, mis jagunevad seejärel kokoidrakkudeks.

Aktinomütseedidel ja seentel on kaks erinevat arengustaadiumit: vegetatiivse kasvu staadium, mille puhul on iseloomulik seeneniidistiku moodustumine, ja eoste moodustumise staadium, mis moodustub eostel.

Aktinomütseedide ja seente oluline tunnus on nende paljunemisviiside märkimisväärne mitmekesisus. Neid iseloomustab vegetatiivne, aseksuaalne ja suguline paljunemine.

Vegetatiivne paljundamine toimub hüüfide fragmentideks jagamise teel, millele järgneb üksikute vardakujuliste ja kokkikujuliste rakkude moodustumine.

Mittesuguline paljunemine toimub vegetatiivselt (hüüfide fragmentide või nende üksikute rakkude kasv) ja enam-vähem spetsialiseeritud paljunemisorganite (eosed ja koniidid) abil. Kõige sagedasem, mittesuguline paljunemisviis avaldub eksogeensete ja endogeensete eoste moodustumisel. Eksospoorid või koniidid moodustuvad viljakatete hüüfide otstes, kuid on suletud ühisesse kotikesse - sporangiumi. Eoseid kandvaid hüfeid nimetatakse sporangiofoorideks. Sporangiofoorid võivad olla sirged, lainelised, spiraalsed.

Seksuaalne paljunemine toimub spetsiaalsete elundite - askospooride, basidiospooride - abil, mille tekkele eelneb seksuaalne protsess. Vastavalt bioloogilisele eesmärgile on aktinomütseedide ja seente eosed uinunud, mis aitavad säilitada liikide teatud perioodi ja teenivad kiiret paljunemist.

Iga indiviid moodustab suurel hulgal aktinomütseedide ja seente eoseid, kuna erinevalt bakterite eostest on need mõeldud peamiselt paljunemise eesmärgil. Nad on keskkonnategurite suhtes vähem vastupidavad kui bakterite spoorid.

Algloomadel, aga ka aktinomütseetidel ja seentel toimub koos jagunemise teel paljunemisega ka seksuaalne protsess.

Klamüüdial, viirustel ja faagidel on omapärased arengutsüklid.

Klamüüdia paljunemine algab elementaarkehade tungimisega tundliku koe rakku endotsütoosi teel. Need raku vaakumis olevad kehad muutuvad vegetatiivseteks vormideks, mida nimetatakse alg- või retikulaarseteks kehadeks, millel on võime jaguneda. Retikulaarsetel kehadel on lamelljas rakusein ja tsütoplasmas on lõdvalt paiknevad tuumafibrillid ja arvukalt ribosoome. Pärast korduvat jagunemist muutuvad retikulaarsed kehad vahevormideks, millest areneb välja uus põlvkond elementaarkehi. Klamüüdia kogu arengutsükkel kestab 40-48 tundi ja lõpeb klamüüdia mikrokoloonia moodustumisega peremeesraku tsütoplasmas.

Pärast vakuooli seina purunemist ja peremeesraku täielikku hävimist lagunevad klamüüdia mikrokolooniad, mis asuvad väljaspool kogu rakku, iseseisvateks elementaarkehadeks ning klamüüdia rakku tungimise tsükkel koos järgneva paljunemisega kordub. .

Viiruste paljunemist iseloomustab üksikute etappide järjestus.

1. Adsorptsiooni staadium. Virionid adsorbeeritakse raku pinnastruktuuridele. Sel juhul toimub virioni ja raku komplementaarsete struktuuride koostoime, mida nimetatakse retseptoriteks.

2. Virioni peremeesrakku tungimise staadium. Viiruste viimise viisid nende suhtes tundlikesse rakkudesse ei ole samad. Paljud virionid sisenevad rakku pinotsütoosi teel, kui tekkiv pinotsüütiline vakuool virioni rakku "tõmbab". Mõned viirused sisenevad rakku otse läbi selle membraani.

3. Virioni väliskesta ja kapsiidi hävitamise staadium peremeesraku proteolüütiliste ensüümide abil. Mõnes virionis algab nende kesta hävitamise protsess adsorptsiooni staadiumis, teistes - pinotsüütilises vakuoolis, teistes - otse raku tsütoplasmas samade proteolüütiliste ensüümide osalusel.

4. Viiruse valkude sünteesi ja nukleiinhapete replikatsiooni staadium. Pärast viiruse nukleiinhappe täielikku või osalist vabanemist algab viirusvalgu sünteesi ja nukleiinhapete replikatsiooni protsess.

5. Montaažietapp ehk virioni morfogenees. Virioonide moodustumine on võimalik ainult viiruse struktuursete polüpeptiidide ja nende nukleiinhappe rangelt järjestatud ühenduse tingimusel, mille tagab nukleiinhappe ümber asetsev valgumolekulide isekoostumine. Mõnes viiruses toimub see protsess tsütoplasmas, teistes peremeesraku tuumas. Välise kestaga keerukalt organiseeritud viiruste puhul toimub nende rakust vabanemise ajal tsütoplasmas edasine kokkupanek.

6. Virioonide peremeesrakust vabanemise staadium. Paljud keerulised viirused lahkuvad peremeesrakust, samal ajal kui rakud jäävad mõnda aega elujõuliseks ja seejärel surevad. Lihtsad virionid lahkuvad rakust läbi selle kesta tekkinud aukude, peremeesrakk sureb, säilitamata mõnda aega elujõulisust.

Mõnel juhul võib virioonide paljunemine rakkudes toimuda mitme kuu ja isegi aasta jooksul. Viirused levivad läbi rakuseina. Selliste rakkude jagunemisel kanduvad virioonid tütarrakkudesse, mis omakorda hakkavad tootma viirusosakesi.

Viiruse ja raku vahel on kolme tüüpi koostoimeid: produktiivne, katkendlik ja virogeenne.

Tootlik interaktsiooni tüüp on uute virionide moodustumine.

Abortiivne interaktsiooni tüüp võib viiruse nukleiinhappe replikatsiooni või viiruse valgu sünteesi või virioni morfogeneesi staadiumis järsult katkeda.

Virogeenne tüüpi iseloomustab viiruse nukleiinhappe inkorporeerimine (integratsioon) raku DNA-sse, mis tagab viiruse ja raku DNA sünkroonse replikatsiooni.

Faagi paljunemise käigus adsorbeerub see ka raku pinnale (1. etapp) faagi sabaprotsessi perifeerses osas lokaliseeritud valkude aminorühmade ja bakteriraku pinnal olevate negatiivselt laetud karboksüülrühmade interaktsiooni tulemusena.

Adsorptsioonil on pöörduvad ja pöördumatud faasid. Pöörduvat faasi iseloomustab asjaolu, et tugeva segamisega saab fikseeritud faagid rakust eraldada või ioonide kontsentratsiooni järsult vähendada. Vabanenud faagid säilitavad oma elujõulisuse.

Adsorptsiooni teise pöördumatu faasi ajal ei eraldu faag mikroobiraku kehast. Adsorptsiooniprotsess võtab mitu minutit. Faagi sabaprotsessis paikneva ensüümi mõjul tekib mikroobiraku kehasse faagi kinnituskohta auk, mille kaudu tungib faagi DNA rakku. Faagi kest jääb väljapoole (2. etapp).

Mõned faagid viivad oma nukleiinhappe rakku ilma rakuseina eelneva mehaanilise kahjustamiseta. Faagi nukleiinhappe rakku tungimisele järgnenud latentse perioodi jooksul toimub faagi nukleiinhappe ja faagi kapsiidi valkude biosüntees.

Toimub faagi nukleiinhappe ja faagi struktuurvalkude replikatsiooniks vajalike ensüümide süntees (3. etapp).

Neljandas etapis täidetakse õõnsad faagiosakesed faagi nukleohappega ja moodustuvad küpsed faagid. Tehakse faagi morfogenees.

Varjatud perioodi lõpus nakatunud mikroobirakud lüüsitakse ja küpsed faagiosakesed vabanevad (5. etapp).

Arvatakse, et faagi adsorptsioon kestab 40 minutit, varjatud periood on 75 minutit. Kogu faagi ja mikroobiraku vaheline interaktsioonitsükkel kestab veidi rohkem kui kolm tundi.

Faagi viimisega mikroobirakku ei kaasne alati selle lüüsi. Sageli põhjustab faagi koostoime mikroobirakuga lüsogeensete kultuuride moodustumist.

Mikroobirakkudega interaktsiooni olemuse järgi eristatakse parasvöötme ja virulentseid faage. Lüsogeneesi seisundi põhjustavad parasvöötme faagid. Lüsogeensed mikroobirakud on resistentsed virulentsete faagide suhtes. Virulentsed faagid põhjustavad uute faagide moodustumist ja mikroobirakkude lüüsi.