Размножение бактерий

Большинство бактерий размножаются путем равновеликого бинарного поперечного деления клетки. При таком симметричном делении образуются две одинаковые дочерние клетки.

Делению клетки предшествует процесс репликации ДНК. После репликации ДНК и расхождения дочерних хромосом клетка начинает делиться. У большинства грамположительных бактерий деление клетки происходит путем образования перегородки без изменения диаметра клетки. Сначала в месте будущей перегородки формируются встречные впячивания цитоплазматической мембраны, идущие от периферии к центру. Далее на их основе строится поперечная перегородка из цитоплазматической мембраны и муреинового слоя. Остальные компоненты клеточной стенки синтезируются позднее.

У грамотрицательных бактерий клетки делятся обычно перетяжкой. В месте перетяжки диаметр клетки резко сужается. Клеточная стенка и цитоплазматическая мембрана, постепенно искривляясь внутрь, перетягивают клетку пополам. Расхождение вновь образовавшихся дочерних клеток происходит в результате действия литического фермента на срединный слой клеточной перегородки.

Бинарное деление бактериальных клеток происходит в одной или нескольких плоскостях. При делении в одной плоскости, если дочерние клетки не расходятся, образуются цепочки кокков и палочек. При делении клеток в нескольких плоскостях образуются скопления клеток разной конфигурации (тетракокки, сарцины, стафилококки).

При равновеликом бинарном делении реализуется так называемый мономорфный клеточный цикл, при котором обычно образуется один морфологический тип клеток.

Разновидностью бинарного деления является почкование. Этот способ неравновеликого деления характерен для бактерий, относящихся к родам Hyphomicrobium, Hyphomonas, Pedomicrobium, Rhodopseudomonas и др.

Рост клетки почкующихся бактерий обычно наблюдается на одном полюсе, и клетка имеет ярко выраженную полярность. У некоторых почкующихся бактерий обнаружена асимметрия внутриклеточных структур. При почковании на одном из полюсов материнской клетки образуется вырост – гифа. На конце гифы формируется почка, в которую переходит один из поделившихся нуклеоидов. Почка разрастается, превращаясь в дочернюю клетку. Последняя приобретает жгутик, отделяется от материнской клетки и уплывает; либо продолжает сохранять с ней связь, формируя многоклеточные комплексы. Процессу отделения почки от материнской клeтки предшествует образование перегородки между почкой и гифой.

У почкующихся бактерий наблюдается диморфный клеточный цикл. В результате неравновеликого деления клетки (почкования) образуются две неравноценные особи, различающиеся по форме, размерам, подвижности и другим признакам. Образовавшиеся клетки проявляют индивидуальность. Одна из них, неподвижная, несет черты старения и является материнской; другая, снабженная жгутиком, – дочерней. При почковании материнская клетка практически не получает вновь синтезируемого материала и постепенно стареет. Дочерняя клетка, наоборот, активно достраивает клеточные структуры. В редких случаях у бактерий встречается полиморфный клеточный цикл, когда при делении образуются два или более морфологически различных типа клеток. Например, у бактерий рода Hyphomicrobium при выращивании их на метаноле происходит образование гиф и овальных почек. В культурах некоторые штаммы Hyphomicrobiilm образуют многогранные и лопастные клетки.