Slajd 1

Przetrwalniki

to formy

zabezpieczające gatunek bakterii w

niekorzystnych warunkach przed

wyginięciem. Tylko niektóre bakterie

wykazują zdolność do tworzenia tych

form. Przetrwalnik powstaje

wewnątrz komórki, zwykle jeden

Klasyfikacja bakterii

przetrwalnikujących

Bakterie przetrwalnikujące są

gramdodatnie, mogą być okrągłe lub

owalne. Większość z nich to bakterie

ruchliwe o urzęsieniu

perytrychalnym (rzęski na całej

powierzchni ciała). Gatunki z rodzaju:

Bacillus

są bezwzględnymi lub

względnymi tlenowcami.

Clostridium

Desulfotomaculum to

przetrwalnikujące beztlenowce.

Przetrwalniki mogą być umieszczone w

środku lub przy końcu komórki.

U rodzaju

Bacillus

komórka

w czasie przetrwalnikowania

zachowuje swój kształt, a u

rodzaju

Clostridium

komórka

ulega rozszerzeniu w

miejscach powstawania

przetrwalnika, w związku z

czym powstaje

charakterystyczny kształt

komórki – wrzeciono z

przetrwalnikiem w środku

lub buława z

przetrwalnikiem na biegunie

komórki.

Rys. Sposoby rozmieszczania

przetrwalników w komórce bakteryjnej: a)

Bacillus,

Clostridium- wrzeciono

, c)

Clostridium

-buława

Formy przetrwalnikowe są

bardzo odporne na niekorzystne

wpływy otoczenia np. na

działanie wysokiej temperatury

(przetrwalniki niszczy dopiero

zabieg sterylizacji). W warunkach

korzystnych przetrwalnik kiełkuje

i daje początek nowej komórce.

Endospory

– są to spoczynkowe,

przetrwalnikowe formy bakterii,

nieprawidłowo nazywane zarodnikiami,

charakteryzujące się znacznym stopniem

odwodnienia zawartej w nich cytoplazmy

oraz grubymi i wielowarstwowymi

osłonami. Umożliwiają bakteriom

przetrwanie skrajnie niekorzystnych

warunków (brak wody i substancji

odżywczych), wysoka i niska temperatura,

wysychanie, promienie UV, niekorzystne

pH.

Endospory występują u niektórych bakterii

(

Bacillus

Clostridium, Sporosarcina

), głównie

Gram-dodatniech. Powrót endospor do życia,

czyli kiełkowanie przetrwalnika, polega na

pobraniu wody, rozerwaniu ściany i

utworzeniu normalnej komórki wegetatywnej.

Tylko ciepłooporne endospory zachowują

żywotność i mogą kiełkować po wysianiu ich

na odpowiednie podłoże. Proces kiełkowania

jest zależny od obecności glukozy,

aminokwasów, nukleozydów lub innych

substancji.

W procesie kiełkowania zachodzą głębokie zmiany

fizjologiczne: wzrasta gwałtownie intensywność

oddychania i aktywność enzymatyczna, wydzielone

są aminokwasy, kwas dipikolinowy i peptydy; utrata

suchej masy spory wynosi 25-30%.

Kiełkujące endospory.

1.biegunowe kiełkowanie

spory bakteryjnej z rodzaju

Clostridium.

2.biegunowe kiełkowanie

endospory

Bacillus

megaterium.

Płaszcz spory

pozostał przyczepiony

3.boczne kiełkowanie spor

bakterii z rodzaju

Bacillus (a)

B. cereus (b) B. subtilis.

Wykrywanie endospor

Endospory w mikroskopie optycznym można

łatwo rozpoznać ponieważ silnie załamują

światło i zawierają one dużą ilość

materiału bogatego w białko,

skondensowanego w małej objętości.

W przypadku wątpliwości czy mamy do

czynienia z endosporami, należy

zastosować odpowiednią metodę

barwienia. Jeśli utrwalony preparat bakterii

zabarwimy na gorąco fuksyną karbolową

to endospory przyjmą ten barwnik i nie

odbarwią się po przemyciu etanolem, ani

1M kwasem octowym, odbarwią się

natomiast komórki wegetatywne.

Tworzenie endospor

Endospory powstają wewnątrz komórki

bakteryjnej, a proces ich tworzenia

rozpoczyna się od nagromadzenia

substancji białkowej. Proces tworzenia

endospory nazywamy

sporulacją.

Głównym czynnikiem nadającym

przetrwalnikom ich odporność na wysokie

temperatury jest kwas dipikolinowy (DPA)

który występuje tylko w przetrwalnikach

(prostoplastach endospor).

Schemat powstawania i budowy dojrzałej endospory.

(a) i (b) wytwarzanie przegród, (c) –

(d)tworzenie prespory , (f) dojrzała spora. Oznaczenia: Cy – cytoplazma, Cm - błona cytoplazmatyczna,

Zw - ściana komórki wegetatywnej, Ri – korteks (najgrubsza

warstwa osłaniająca przetrwalnik

bakteryjny), iSh - wewnętrzna osłona spory, aSh - zewnetrzna osłona spory, Esp – egzosporium.

Sporulacja zaczyna się nierównym podziałem komórki. Na

skutek przewężenia błony cytoplazmatycznej następuje

oddzielenie części prostoplastu od komórki macierzystej.

Między obu prostoplastami nie dochodzi jednak do

utworzenia ściany komórkowej. Prostoplast zostaje

otoczony przez błonę cytoplazmatyczną komórki

macierzystej. Wewnętrzna błona tworzy ścianę komórkową

przetrwalnika, a zewnętrzna daje do środka korteks.

Okres przeżywania

endospor

W postaci endospor bakterie mogą

przetrwać w stanie uśpienia

metabolicznego długi okres. Na podstawie

badań wykazano że w ciągu 50 lat

przechowywania suchych prób gleby 90%

endospor utraciło zywotnośc. Jednak

nawet po upływie 1000 lat w 1 tonie

suchej gleby można jeszcze znaleźć zdolne

do życia spory.

Inne formy przetrwalne (cysty,

egzospory, miksospory)

Endospory wykazują największą ze wszystkich form

przetrwalnych odporność na ciepło, wysychanie ,

promieniowanie i czynniki chemiczne. Nieliczne

posiadają jednak innego rodzaju formy przetrwalne:

cysty i egzospory

Istnienie egzospor stwierdzono jedynie u bakterii

wykorzystującej metan,

Methylosinus trichosporium.

Niektóre bakterie tworzą okrągłe, grubościenne komórki

zwane cystami. Powstają one, gdy zostaną wyczerpane

składniki odżywcze. W cystę zostaje przekształcona cała

cylindryczna komórka wegetatywna, a nie tylko jej część,

jak przy tworzeniu endospory. Cysty gatunków

należących do rodzaju

Azotobacter i Methylocystis

są

odporne na wysychanie,

mechaniczne naprężanie i

promieniowanie, ale nie na ciepło. Podobna przemiana

cylindrycznych komórek wegetatywnych rodzaju

Myxococcus i Sporocytophaga

zachodzi przy tworzeniu

miksospor

Document Outline