Das Bakteriensporen Sie sind prokaryotische zelluläre Resistenzstrukturen, die von Bakterien erzeugt werden, um unter ungünstigen Umweltbedingungen zu widerstehen und zu überleben. Sobald die Umweltbedingungen günstig sind, entsteht ein neues Individuum.
Die Synthese von Bakteriensporen erfolgt durch einen Prozess, der als Sporulation bezeichnet wird. Die Sporulation wird durch den Mangel an Nährstoffen (Kohlenstoff- und Stickstoffquellen) in der Umgebung stimuliert, in der einige Arten von Bakterien leben.
In allen Ökosystemen der Biosphäre finden wir viele verschiedene Bakterienarten, von denen die meisten Sporen produzieren. Bakterien sind prokaryotische Organismen, das heißt, sie zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie mikroskopisch einzellig sind, keine inneren Membranorganellen aufweisen und eine Zellwand aufweisen..
Unser allgemeines Wissen über Bakterien ist, dass sie die Erreger vieler Krankheiten (ätiologische Erreger) sind, da sie sich in anderen lebenden Organismen vermehren, Infektionen verursachen und die Funktion ihres physiologischen Systems destabilisieren können..
Daher konzentrieren sich viele der Sterilisationsprotokolle der Humanindustrie, hauptsächlich der Pharma-, Agrar- und Lebensmittelindustrie, darauf, diese Mikroorganismen und ihre Sporen von den Oberflächen der Produkte, die auf den verschiedenen Märkten vermarktet werden, zu reduzieren, zu kontrollieren und auszurotten.
Artikelverzeichnis
Bakteriensporen sind extrem widerstandsfähige Strukturen, die verschiedenen Arten von Umweltstress wie hohen Temperaturen, Dehydration, Sonneneinstrahlung oder dem Vorhandensein verschiedener chemischer Verbindungen standhalten..
Bakteriensporen sind typischerweise von 6 verschiedenen Schichten umhüllt; Diese können jedoch je nach Bakterienart variieren. Diese 6 Schichten sind:
In jeder Bakterienspore befinden sich alle wesentlichen Bestandteile, um ein Individuum zu bilden, das demjenigen, das es hervorgebracht hat, ähnlich (wenn nicht identisch) ist. Diese Elemente umfassen:
Die Sporen werden als eine Form der asexuellen Fortpflanzung angesehen, da die Bedingungen aufgrund eines übermäßigen Bevölkerungswachstums oft ungünstig werden und die Bakterien, die den Reiz der Ressourcenknappheit wahrnehmen, mit der Sporulation beginnen.
Es ist wichtig zu verstehen, dass alle Bakteriensporen Individuen hervorbringen, die genetisch mit denen identisch sind, die sie hervorgebracht haben. Daher ist es durchaus gültig, sie als eine Form der asexuellen Fortpflanzung zu betrachten.
Im innersten Teil der Bakteriensporen befindet sich der Protoplast, auch als "Sporenkern" oder "Keimzelle" bekannt..
Die äußere Struktur der Spore hat die Hauptfunktion, den Protoplasten zu schützen, der das Zytoplasma, DNA- und RNA-Moleküle, Proteine, Enzyme, Cofaktoren, Ionen, Zucker usw. enthält, die für die metabolische Aufrechterhaltung der Bakterien erforderlich sind.
Die erste Schicht, die den Protoplasten umgibt, ist die Zellmembran, die aus Lipiden und Proteinen besteht. Es hat viele spezialisierte Strukturen in der Interaktion mit den äußersten Abdeckungen, um die Reize aus der von ihnen empfangenen Umgebung wahrzunehmen..
Sowohl die innere als auch die äußere Zellwand, die die Schichten vor der Zellmembran sind, haben die typische Struktur der bakteriellen Zellwand: Sie bestehen hauptsächlich aus dem Heteropolysaccharid Peptidoglycan (N.-Acetylglucosamin und Säure N.-Acetylmuramik).
Über den soeben erwähnten Wänden befindet sich der Cortex, der aus großen Ketten von Peptidoglycan (45-60% Muraminsäurereste) besteht..
Auf der Kortikalis befinden sich die innere und äußere Schicht von Bakteriensporen, die aus Proteinen mit speziellen Funktionen zur Deaktivierung von Enzymen und toxischen chemischen Mitteln bestehen, die die Sporen schädigen könnten. Zwei der am häufigsten vorkommenden Enzyme in dieser Schicht sind Superoxiddismutase und Katalase..
Exosporium (das nicht von allen Arten produziert wird) besteht aus Proteinen und Glykoproteinen, die den Zugang zu großen Proteinen wie beispielsweise Antikörpern blockieren. Es wird angenommen, dass diese Schicht in Bakterien gefunden wird, deren Überleben von einem pathogenen Charakter abhängt..
Die Sporenbildung beginnt, wenn Bakterienzellen den genetischen Weg aktivieren, der die Sporulationsfunktionen steuert. Diese Gene werden durch Proteine und Transkriptionsfaktoren aktiviert, die Umweltveränderungen (oder den Übergang von "günstig" zu "nachteilig") erkennen..
Das klassische Modell zur Untersuchung der Bildung einer Bakterienspore ist das in Bacillus subtilis, welches in 7 Stufen unterteilt ist. Die Bildung von Sporen in jeder Bakterienart hat jedoch ihre Besonderheiten und kann mehr oder weniger Schritte umfassen.
Die Stadien der Sporulation können mit Hilfe eines Mikroskops und durch Beobachtung von Zellen, die in nährstoffarmen Umgebungen wachsen, leicht erkannt werden. Wir können diese Stadien grob wie folgt beschreiben:
Die Zelle erhöht ihr zytosolisches Volumen in relativ kurzer Zeit mindestens dreimal.
Gleichzeitig mit der Zunahme des zytosolischen Volumens wird das Genom des Bakteriums durch Mitose dupliziert. Am Ende der Mitose richtet sich das „mütterliche“ Genom auf einen der Pole der Zelle aus, während sich der „Sohn“ oder das resultierende Genom auf den gegenüberliegenden Pol ausrichtet..
Die Zellmembran beginnt sich sehr nahe an dem Pol zu verengen, an dem sich das während der Mitose erzeugte „Tochter“ -Genom befindet. Diese Kontraktion führt dazu, dass das resultierende Genom vom Rest des Zytosols der Zelle isoliert wird..
Das durch die verengte Zellmembran gebildete Segment wird durch einen anderen Teil der Zellmembran verstärkt, wodurch eine Doppelmembran gebildet wird und eine unreife Spore entsteht, die als "Vorpora" bekannt ist..
Die Bakterienzelle erhöht die Produktion von Muraminsäureresten. Diese sind auf die Oberfläche gerichtet, die die Vorpora bedeckt, wodurch eine zusätzliche Schutzschicht entsteht. Sobald die Bildung dieser Schicht abgeschlossen ist, wird die Forespora Exospora genannt.
Erhöhungen der Muraminsäureproduktion sind auch darauf ausgerichtet, zwei Schichten einer Zusammensetzung von Peptidoglycan zu bilden, die der der bakteriellen Zellwand ähnlich ist. Diese beiden Schichten bilden die innere und äußere Hülle der Exospore und verwandeln sie in eine Endospore..
Der letzte Schritt bei der Sporulation oder Sporenbildung ist die Freisetzung. Die Zellwand, die Membran und alle Beschichtungen der "Mutter" -Zelle werden lysiert und geben die reife Endospore an die Umwelt ab..
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