лекция 2 Физиология

План лекции
Химический состав бактерий
Питание бактерий
Дыхание бактерий
Рост и размножение бактерий
Питательные среды, их классификация.

Химический состав бактерий
Вода – осн. компонент, 80% ее массы.
Белки – (40-60% сухой массы) определяют главные биол. свойства бактерий. МО содержат более 2000 разл.белков, находящихся в структурных компонентах и участвующих в процессах метаболизма.
Углеводы –простые вещества (моно- и дисахариды) и комплексн.соед-ми. Полисахариды (ПС) входят в состав капсул. Внутриклеточные ПС (крахмал, гликоген) являются запасными питат. веществами.
Липиды - входят в состав ЦПМ, КС. Могут выполнять в цитоплазме роль запасных питательных веществ. Это фосфолипиды, жирные кислоты и глицериды. Макс. кол-во липидов(до 40%), содержат микобактерии tbc.
Минеральные вещества – макро - Р, К, Na, S, Fe, Ca, Mg; микро – Zn, Cu, Co, Ba, Mn. Участвуют в регуляции осмот. давления, рН, ОВ -потенциала, активируют ферменты, сами входят в состав ферментов, витаминов и структурных элементов бактериальной клетки (БК).

Типы питания бактерий
Факторы роста (ФР) микроорганизмы синтезировать не могут, их добавляют в питательные среды. К ФР относят аминокислоты, необходимые для построения белков, пурины и пиримидины, необходимые для образования нуклеиновых кислот, витамины, входящие в состав некоторых ферментов.
Для обозначения отношения МО к ФР используют термины ауксотрофы и прототрофы.
Ауксотрофы нуждаются в 1 или нескольких ФР.
Прототрофы могут сами синтезировать необходимые для роста соединения.

Механизм питания
Поступление различных веществ в бак.клетку зависит
1. от величины и растворимости их молекул в липидах и воде
2. рН среды
3. концентрации веществ
4. различных факторов проницаемости мембран и др.

6 классов ферментов
1.оксидоредуктазы — окислительно-восстановительные ферменты (дегидрогеназы, оксидазы и др.);
2.трансферазы, переносящие отд.радикалы и атомы от одних соединений к другим;
3.гидролазы, ускоряющие реакции гидролиза, т.е. расщепления веществ на более простые с присоединением молекул воды (эстеразы, фосфатазы, глюкозидазы);
4.лиазы, отщепляющие от субстратов химические группы негидролитическим путем (карбоксилазы и др.);
5.изомеразы, превращающие органические соединения в их изомеры (фосфогексоизомераза и др.);
6. лигазы, или синтетазы, ускоряющие синтез сложных соединений из более простых (аспарагинсинтетаза, глю-аминсинтетаза и др.)

Делению клеток предшествует репликация бактериальной хромосомы по полуконсервативному типу (двуспиральная цепь ДНК раскрывается и каждая нить достраивается комплементарной нитью), приводящая к удвоению молекул ДНК бактериального ядра — нуклеотида. Репликация хромосомной ДНК осуществляется от начальной точки ori (от англ. origin- начало). Хромосома БК связана в области ori с ЦПМ. Репликация ДНК катализируется ДНК-полимеразами. Сначала происходит раскручивание (деспирализация) двойной цепи ДНК, в результате чего образуется репликативная вилка (разветвленные цепи); одна из цепей достраиваясь, связывает нуклеотиды от 5'- к 3'- к концу, другая – достраивается посегментарно.

Репликация ДНК происходит в 3 этапа:
1.инициализация 2. элонгация 3. терминация.
Образовавшиеся в результате репликации 2 хромосомы расходятся, чему способствует увеличение размеров растущей клетки: прикрепленные к ЦПМ хромосомы, по мере увеличения объема клетки удаляются друг от друга. Окончательное их обособление завершается образованием перетяжки или перегородки деления. Клетки с перегородкой деления расходятся в результате действия аутолитических ферментов, разрушающих сердцевину перегородки деления. Аутолиз при этом происходит неравномерно: делящиеся клетки в одном участке остаются связанными частью КС в области перегородки деления. Такие клетки располагаются под углом друг к другу

Размножение бактерий в жидкой питательной среде
Бактерии, засеянные в определенный объем питательной среды, размножаются, потребляют питательные вещества, что приводит к истощению питательной среды и прекращению роста бактерий.

При размножении бактерий в жидкой питательной среде можно наблюдать последовательную смену фаз

Принципы культивирования бактерий
Выделение м/о из различных материалов и получение чистых культур необходимо для диагностики заболеваний, в производстве вакцин, антибиотиков и других БАВ. Для этого необходимы условия:
-температура
-время культивирования
-значение рН среды
-состав среды