un vaste groupe de micro-organismes unicellulaires caractérisé par l'absence d'un noyau cellulaire entouré d'une membrane. Dans le même temps, le matériel génétique de la bactérie (acide désoxyribonucléique ou ADN) occupe une place bien définie dans la cellule - une zone appelée nucléoïde. Les organismes dotés d'une telle structure cellulaire sont appelés procaryotes ("prénucléaires"), contrairement à tous les autres - eucaryotes ("vraiment nucléaires"), dont l'ADN est situé dans le noyau entouré d'une membrane.
Les bactéries, autrefois considérées comme des plantes microscopiques, sont maintenant séparées en un royaume indépendant de Monera - l'un des cinq dans le système de classification actuel, avec les plantes, les animaux, les champignons et les protistes.
Preuve fossile.
Les bactéries sont probablement le plus ancien groupe d'organismes connu. Structures en pierre en couches - stromatolites - datées dans certains cas au début de l'Archéozoïque (Archéen), c.-à-d. est apparu il y a 3,5 milliards d'années - le résultat de l'activité vitale des bactéries, généralement la photosynthèse, le soi-disant. algues bleu-vert. De telles structures (films bactériens saturés de carbonates) se forment encore aujourd'hui, principalement au large des côtes de l'Australie, des Bahamas, de la Californie et du golfe Persique, mais elles sont relativement rares et n'atteignent pas de grandes tailles, car elles se nourrissent d'organismes herbivores, par exemple les gastéropodes. De nos jours, les stromatolites poussent principalement là où ces animaux sont absents en raison de la forte salinité de l'eau ou pour d'autres raisons, mais avant l'apparition de formes herbivores au cours de l'évolution, ils pourraient atteindre des tailles énormes, constituant un élément essentiel des eaux océaniques peu profondes, comparables aux récifs coralliens modernes. Dans certaines roches anciennes, de minuscules sphères carbonisées ont été découvertes qui seraient également des restes de bactéries. Le premier nucléaire, c'est-à-dire eucaryotes, les cellules ont évolué à partir de bactéries il y a environ 1,4 milliard d'années.
Écologie.
Il y a beaucoup de bactéries dans le sol, au fond des lacs et des océans - partout où elles s'accumulent matière organique... Ils vivent par temps froid, lorsque le thermomètre est légèrement au-dessus de zéro, et dans des sources chaudes et acides avec des températures supérieures à 90 ° C. Certaines bactéries tolèrent une salinité très élevée; en particulier, ce sont les seuls organismes trouvés dans la mer Morte. Dans l'atmosphère, ils sont présents dans les gouttelettes d'eau, et leur abondance y est généralement corrélée à la poussière de l'air. Ainsi, dans les villes, l'eau de pluie contient beaucoup plus de bactéries que dans les zones rurales. Il y en a peu dans l'air froid des hautes terres et des régions polaires, mais on les trouve même dans la couche inférieure de la stratosphère à une altitude de 8 km.
Le tube digestif des animaux est densément peuplé de bactéries (généralement inoffensives). Des expériences ont montré qu'ils ne sont pas nécessaires à l'activité vitale de la plupart des espèces, bien qu'ils puissent synthétiser certaines vitamines. Cependant, chez les ruminants (vaches, antilopes, moutons) et de nombreux termites, ils sont impliqués dans la digestion des aliments végétaux. De plus, le système immunitaire d'un animal élevé dans des conditions stériles ne se développe pas normalement en raison du manque de stimulation par les bactéries. La "flore" bactérienne normale de l'intestin est également importante pour la suppression des micro-organismes nuisibles qui y pénètrent.
STRUCTURE ET VIE DES BACTÉRIES
Les bactéries sont beaucoup plus petites que les cellules des plantes et des animaux multicellulaires. Leur épaisseur est généralement de 0,5 à 2,0 microns et leur longueur de 1,0 à 8,0 microns. Certaines formes sont difficilement visibles par la résolution des microscopes optiques standard (environ 0,3 μm), mais des espèces d'une longueur de plus de 10 μm et d'une largeur qui dépassent également la plage indiquée sont connues, et un certain nombre de bactéries très minces peuvent dépasser 50 μm de longueur. Sur la surface correspondant au point fixé avec un crayon, un quart de million de représentants de taille moyenne de ce royaume rentreront.
Structure.
Selon les caractéristiques morphologiques, on distingue les groupes de bactéries suivants: les cocci (plus ou moins sphériques), les bacilles (bâtonnets ou cylindres aux extrémités arrondies), les spirilles (spirales rigides) et les spirochètes (formes de poils fins et souples). Certains auteurs ont tendance à combiner les deux derniers groupes en un seul - spirilla.
Les procaryotes diffèrent des eucaryotes principalement par l'absence d'un noyau formé et dans le cas typique d'un seul chromosome - une très longue molécule d'ADN circulaire attachée en un point à la membrane cellulaire. Les procaryotes manquent également d'organites intracellulaires entourés de membrane appelés mitochondries et chloroplastes. Chez les eucaryotes, les mitochondries produisent de l'énergie pendant la respiration et la photosynthèse se produit dans les chloroplastes. Chez les procaryotes, la cellule entière (et, tout d'abord, la membrane cellulaire) assume la fonction de mitochondries, et sous les formes photosynthétiques, le chloroplaste en même temps. Comme les eucaryotes, à l'intérieur des bactéries se trouvent de petites structures nucléoprotéiques - les ribosomes, nécessaires à la synthèse des protéines, mais elles ne sont associées à aucune membrane. À de très rares exceptions près, les bactéries sont incapables de synthétiser les stérols - des composants importants des membranes cellulaires eucaryotes.
À l'extérieur de la membrane cellulaire, la plupart des bactéries sont recouvertes d'une paroi cellulaire ressemblant quelque peu à une paroi de cellulose cellules végétales, mais constitués d'autres polymères (ils comprennent non seulement les glucides, mais aussi les acides aminés et les substances spécifiques aux bactéries). Cette membrane empêche la cellule bactérienne d'éclater lorsque l'eau y pénètre par osmose. Il y a souvent une capsule muqueuse protectrice au-dessus de la paroi cellulaire. De nombreuses bactéries sont équipées de flagelles, avec lesquels elles nagent activement. Les flagelles bactériens sont plus simples et quelque peu différents de ceux des eucaryotes.
Fonctions sensorielles et comportement.
De nombreuses bactéries ont des récepteurs chimiques qui enregistrent les changements dans l'acidité de l'environnement et la concentration de diverses substances, telles que les sucres, les acides aminés, l'oxygène et le dioxyde de carbone. Chaque substance a son propre type de récepteurs de «goût» et la perte de l'un d'entre eux à la suite d'une mutation conduit à une «cécité du goût» partielle. De nombreuses bactéries mobiles réagissent également aux fluctuations de température, tandis que les espèces photosynthétiques réagissent aux changements de lumière. Certaines bactéries perçoivent la direction des lignes de champ magnétique, y compris le champ magnétique terrestre, à l'aide de particules de magnétite (minerai de fer magnétique - Fe 3 O 4) présentes dans leurs cellules. Dans l'eau, les bactéries utilisent cette capacité pour nager le long des lignes de force à la recherche d'un environnement favorable.
Les réflexes conditionnés sont inconnus chez les bactéries, mais ils ont un certain type de mémoire primitive. En nageant, ils comparent l'intensité perçue du stimulus avec sa valeur précédente, c.-à-d. déterminer s'il est devenu plus ou moins et, sur cette base, conserver la direction du mouvement ou la changer.
La direction scientifique appelée microbiologie traite de l'étude de la structure, de la reproduction, de la classification et de la systématique des micro-organismes. Il y a beaucoup de bactéries sur Terre. Les microbiologistes ont identifié jusqu'à dix mille espèces de procaryotes. Ils sont complètement différents, diffèrent par leurs propriétés, leurs caractéristiques nutritionnelles, leur structure. Certains sont utilisés dans l'industrie, d'autres sont nécessaires pour maintenir la respiration des plantes, tandis que d'autres vivent à l'intérieur d'une personne, assurant le bon fonctionnement des systèmes et des organes. Il y a des micro-organismes qui peuvent résister à des radiations très fortes, et il y a ceux qui meurent à basse température.
La plupart des bactéries, leur structure et leur reproduction sont étudiées par des microbiologistes, se réfèrent aux procaryotes unicellulaires. Seules quelques espèces ont deux cellules ou plus. En forme, les micro-organismes peuvent être:
- rond;
- sous forme de bâtons;
- tordu;
- en forme d'étoile;
- cubique.
Les principaux composants des procaryotes:
- ne diffère pas de la membrane des cellules eucaryotes.
- Mésosome. Avec son aide, du matériel héréditaire est attaché.
- Un nucléotide est un noyau de procaryotes incomplètement formé, qui contient des chromosomes.
- Les ribosomes sont des organites non membranaires qui occupent jusqu'à 40% de la cellule.
Au lieu d'un noyau, les cellules bactériennes ont un nucléotide. Il s'agit d'une molécule responsable du transfert d'informations génétiques et qui comprend également des plasmides. Les micro-organismes unicellulaires n'incluent pas des organites membranaires tels que l'appareil de Golgi, les mitochondries.
Métabolisme bactérien
Dans les cellules des bactéries, comme d'autres organismes, la synthèse des protéines, des lipides et des carbones doit être effectuée. Le métabolisme des organismes unicellulaires, ainsi que leur structure, diffère des processus se produisant dans les cellules eucaryotes. On distingue les autotrophes et les hétérotrophes. Les premiers d'entre eux sont capables de synthétiser des substances nécessaires à la vie normale à partir de composés inorganiques. Les hétérotrophes ne transforment que la matière organique.
- La fermentation est une réaction entraînant la formation de molécules spéciales. Leur signification est qu'ils transfèrent les résidus d'acide phosphorique à l'ADP.
- La respiration est le processus par lequel l'ATP est synthétisé. Si les cellules eucaryotes utilisent de l'oxygène pour respirer, les cellules procaryotes peuvent respirer aux dépens de composés minéraux ou organiques.
- La photosynthèse des micro-organismes peut être réalisée avec ou sans oxygène. Au lieu de l'oxygène, certaines bactéries utilisent la bactériochlorophylle pour la photosynthèse, qui est due à leur structure.
Les bactéries, qui ne peuvent réaliser la photosynthèse que sans oxygène, n'ont pas de photosystème. Plus récemment, des scientifiques ont identifié un groupe de micro-organismes qui reçoivent l'énergie nécessaire à une vie normale à partir de réactions utilisant de l'hydrogène.
Comment les micro-organismes transmettent le matériel héréditaire
Les bactéries transmettent le matériel héréditaire de trois manières principales. Ils dépendent de la structure des procaryotes.
- Transformation. C'est à ce moment que les donneurs bactériens transmettent leurs informations héréditaires directement aux receveurs.
- La transduction est le processus de transfert de matériel héréditaire d'une bactérie donneuse à une bactérie receveuse par le biais de phages.
- Conjugaison. C'est à ce moment que les informations génétiques sont transférées d'une bactérie à une autre par contact direct.
La plupart des micro-organismes parmi, mais par bourgeonnement ou division. Il y a une différence dans la façon dont les micro-organismes Gram-positifs et Gram-négatifs se multiplient, qui est due aux caractéristiques structurelles. Pour les organismes les plus simples, la reproduction sexuée est également caractéristique, mais uniquement sous la forme la plus primitive. Leurs cellules ne fusionnent même pas. L'échange de matériel héréditaire se produit au cours du processus de recombinaison génétique.
À la suite de la fusion de deux cellules de donneur, une cellule est formée, qui contient les informations génétiques des deux. À la suite du déplacement des gènes, un nouvel organisme unicellulaire qualitativement nouveau se forme, ce qui est nécessaire au cours normal de leur évolution.
Appareil génétique
Les gènes sont responsables de la taxonomie des micro-organismes, de leur spécificité en tant qu'espèce et de leurs fonctions. Dans les cellules procaryotes, les gènes sont situés sur le chromosome, la seule molécule d'ADN fermée. En raison de la structure spécifique des bactéries, les processus de traduction et de transcription sont couplés dans leurs cellules. L'ARNm, qui vient d'être synthétisé, se lie immédiatement aux ribosomes, car la région où se trouve le chromosome n'est pas entourée d'une membrane.
Les plasmides sont également porteurs d'informations génétiques. C'est un ADN en boucle fermée contenant des gènes qui ne se manifestent que dans des conditions spécifiques.
Chez les bactéries, les gènes sont transférés horizontalement. Lorsque le processus de conjugaison a lieu, le transfert des informations génétiques se produit directement du donneur au receveur. Dans le processus de transfert horizontal, la formation de nouveaux gènes ne se produit pas, c'est caractéristique de la mutation, mais la formation de combinaisons de gènes a lieu.
Les bactéries diffèrent des autres organismes par les caractéristiques de leur structure, de leur reproduction et de leur activité vitale. Cela dépend de l'espèce et de la série auxquelles ils appartiendront. Des connaissances en microbiologie sont également nécessaires pour pouvoir identifier une maladie, car il existe un certain nombre de bactéries qui provoquent leur développement. L'étude des micro-organismes unicellulaires est nécessaire, car leur importance dans la nature et la vie humaine ne peut être surestimée. Il existe un très grand nombre de micro-organismes différents, mais ils ont tous leurs propres différences et caractéristiques.
La reproduction des bactéries par division est la méthode la plus courante pour augmenter la taille de la population microbienne. Après la division, les bactéries atteignent leur taille d'origine, ce qui nécessite certaines substances (facteurs de croissance).
Les méthodes de reproduction des bactéries sont différentes, mais pour la plupart de leurs espèces, une forme de reproduction asexuée par la méthode de division est inhérente. Les bactéries se reproduisent rarement par bourgeonnement. La reproduction sexuée des bactéries est présente sous une forme primitive.
Figure: 1. La photo montre une cellule bactérienne en phase de division.
L'appareil génétique des bactéries
L'appareil génétique des bactéries est représenté par un seul ADN - le chromosome. L'ADN est fermé dans un anneau. Le chromosome est localisé dans un nucléotide qui n'a pas de membrane. Il y a des plasmides dans la cellule bactérienne.
Nucléoïde
Le nucléoïde est analogue au noyau. Il est situé au centre de la cellule. Il contient de l'ADN - le porteur d'informations héréditaires sous une forme pliée. L'ADN déroulé atteint une longueur de 1 mm. La substance nucléaire d'une cellule bactérienne ne possède ni membrane, ni nucléole, ni ensemble de chromosomes; elle ne se divise pas par mitose. Le nucléotide est doublé avant la division. Lors de la division, le nombre de nucléotides passe à 4.
Figure: 2. La photo montre une cellule bactérienne sur une coupure. Un nucléotide est visible dans la partie centrale.
Les plasmides
Les plasmides sont des molécules autonomes enroulées dans un anneau d'ADN double brin. Leur masse est bien inférieure à la masse d'un nucléotide. Malgré le fait que les informations héréditaires soient codées dans l'ADN des plasmides, elles ne sont ni vitales ni nécessaires pour la cellule bactérienne.
Figure: 3. La photo montre un plasmide bactérien.
Étapes de division
Après avoir atteint une certaine taille inhérente à une cellule adulte, des mécanismes de division sont déclenchés.
Réplication de l'ADN
La réplication de l'ADN précède la division cellulaire. Les mésosomes (plis de la membrane cytoplasmique) retiennent l'ADN jusqu'à ce que le processus de division (réplication) soit terminé.
La réplication de l'ADN est réalisée à l'aide d'enzymes par les ADN polymérases. Pendant la réplication, les liaisons hydrogène dans l'ADN à 2 brins sont rompues, ce qui entraîne la formation de deux liaisons monocaténaires filles à partir d'un ADN. Par la suite, lorsque les ADN filles ont pris leur place dans les cellules filles séparées, ils sont restaurés.
Dès que la réplication de l'ADN est terminée, à la suite de la synthèse, une constriction apparaît, divisant la cellule en deux. Tout d'abord, le nucléotide subit une division, puis le cytoplasme. La synthèse de la paroi cellulaire complète la division.
Figure: 4. Schéma de division d'une cellule bactérienne.
Échange d'ADN
Dans le bacille du foin, le processus de réplication de l'ADN se termine par l'échange de 2 coupes d'ADN.
Après la division cellulaire, un pont se forme le long duquel l'ADN d'une cellule passe dans une autre. Ensuite, les deux ADN sont entrelacés. Certains morceaux des deux ADN collent ensemble. Dans les lieux d'adhésion, des fragments d'ADN sont échangés. L'un des ADN est rétabli dans la première cellule.
Figure: 5. Variante d'échange d'ADN dans le bacille du foin.
Types de division cellulaire bactérienne
Si la division cellulaire est en avance sur le processus de séparation, des bâtonnets multicellulaires et des cocci se forment.
Avec la division cellulaire synchrone, deux cellules filles à part entière sont formées.
Si un nucléotide se divise plus rapidement que la cellule elle-même, des bactéries multi-nucléotidiques se forment.
Méthodes de séparation des bactéries
Division en cassant
La division par cassure est typique des bacilles charbonneux. À la suite de cette division, les cellules se cassent aux points de jonction, brisant les ponts cytoplasmiques. Ensuite, ils se repoussent, formant des chaînes.
Séparation coulissante
En séparation glissante, après division, la cellule se détache et, pour ainsi dire, glisse sur la surface d'une autre cellule. Cette méthode de séparation est typique de certaines formes d'Escherichia.
Split Split
Avec division fractionnée, l'une des cellules divisées avec son extrémité libre décrit un arc de cercle dont le centre est le point de son contact avec une autre cellule, formant un cinq romain ou cunéiforme (corynebacterium diphtheria, listeria).
Figure: 6. Sur la photo, les bactéries sont en forme de bâtonnets formant des chaînes (bâtonnets de charbon).
Figure: 7. La photo montre une manière glissante de séparer E. coli.
Figure: 8. Méthode fractionnée pour séparer les corynebactéries.
Vue des amas bactériens après division
Les grappes de cellules de division ont une forme variée, qui dépend de la direction du plan de division.
Bactéries globulaires disposés un à la fois, deux par deux (diplocoques), en paquets, en chaînes ou en grappes de raisin. Bactéries en forme de bâtonnet - enchaînées.
Bactéries en spirale - chaotique.
Figure: 9. Sur la photo, il y a des microcoques. Ils sont ronds, lisses, blancs, jaunes et rouges. Dans la nature, les microcoques sont omniprésents. Ils vivent dans différentes cavités du corps humain.
Figure: 10. Sur la photo, les bactéries sont des diplocoques - Streptococcus pneumoniae.
Figure: 11. Sur la photo, la bactérie sarcina. Les bactéries coccoïdes sont combinées dans des sacs.
Figure: 12. Sur la photo, il y a des bactéries streptocoques (du grec «strepto» - une chaîne). Disposé en chaînes. Ce sont les agents responsables d'un certain nombre de maladies.
Figure: 13. Sur la photo, les bactéries sont des staphylocoques «dorés». Ils sont disposés comme des "grappes de raisin". Les grappes sont de couleur dorée. Ce sont les agents responsables d'un certain nombre de maladies.
Figure: 14. Sur la photo, la bactérie tordue Leptospira - les agents responsables de nombreuses maladies.
Figure: 15. Sur la photo, des bactéries en forme de bâtonnet du genre Vibrio.
Taux de division des bactéries
Le taux de division des bactéries est extrêmement élevé. En moyenne, une cellule bactérienne se divise toutes les 20 minutes. En un jour seulement, une cellule forme 72 générations de progéniture. Mycobacterium tuberculosis se divise lentement. L'ensemble du processus de fission leur prend environ 14 heures.
Figure: 16. La photo montre le processus de division cellulaire du streptocoque.
Reproduction sexuée des bactéries
En 1946, les scientifiques ont découvert la reproduction sexuée sous une forme primitive. Dans ce cas, les gamètes (cellules germinales mâles et femelles) ne se forment pas, cependant, certaines cellules échangent du matériel génétique ( recombinaison génétique).
Le transfert de gène se produit en conséquence conjugaison - transfert unidirectionnel d'une partie de l'information génétique sous la forme plasmides au contact de cellules bactériennes.
Les plasmides sont de petites molécules d'ADN. Ils ne sont pas associés au génome des chromosomes et sont capables de doubler de manière autonome. Les plasmides contiennent des gènes qui augmentent la résistance des cellules bactériennes aux conditions environnementales défavorables. Les bactéries se transmettent souvent ces gènes. Le transfert d'informations génétiques à des bactéries d'une espèce différente est également noté.
En l'absence d'un véritable processus sexuel, c'est la conjugaison qui joue un rôle énorme dans l'échange de signes utiles. Cela transfère la capacité des bactéries à présenter une résistance aux médicaments. Pour l'humanité, la transmission de la résistance aux antibiotiques entre les populations pathogènes est particulièrement dangereuse.
Figure: 17. La photo montre le moment de la conjugaison de deux Escherichia coli.
Phases de développement de la population bactérienne
Lors du semis sur un milieu nutritif, le développement de la population bactérienne passe par plusieurs phases.
Phase initiale
La phase initiale est la période allant du moment du semis à leur croissance. En moyenne, la phase initiale dure 1 à 2 heures.
Phase de retard de reproduction
C'est la phase de croissance bactérienne intense. Sa durée est d'environ 2 heures. Cela dépend de l'âge de la culture, de la période d'adaptation, de la qualité du milieu nutritif, etc.
Phase logarithmique
Cette phase est marquée par un pic du taux de reproduction et une augmentation de la population bactérienne. Sa durée est de 5 à 6 heures.
Phase d'accélération négative
Dans cette phase, on note une baisse du taux de reproduction, le nombre de bactéries en division diminue et le nombre de bactéries mortes augmente. La raison de l'accélération négative est l'épuisement du milieu nutritif. Sa durée est d'environ 2 heures.
Phase maximale stationnaire
Dans la phase stationnaire, un nombre égal d'individus morts et nouvellement formés est noté. Sa durée est d'environ 2 heures.
Phase d'accélération funeste
Au cours de cette phase, le nombre de cellules mortes augmente progressivement. Sa durée est d'environ 3 heures.
Phase de mort logarithmique
Pendant cette phase, les cellules bactériennes meurent à une vitesse constante. Sa durée est d'environ 5 heures.
La phase de diminution du taux de dépérissement
Dans cette phase, les cellules bactériennes vivantes restantes entrent dans un état dormant.
Figure: 18. La figure montre la courbe de croissance de la population bactérienne.
Figure: 19. La photo montre une colonie bleu-vert de Pseudomonas aeruginosa, une colonie de micrococcus jaunes, une colonie rouge sang de Bacterium prodigiosum et une colonie noire de Bacteroides niger.
Figure: 20. La photo montre une colonie de bactéries. Chaque colonie est la progéniture d'une seule cellule. Il y a des millions de cellules dans une colonie. la colonie grandit en 1 à 3 jours.
Division des bactéries magnétiquement sensibles
Dans les années 1970, des bactéries marines ont été découvertes qui avaient un sens du magnétisme. Le magnétisme permet à ces créatures étonnantes de naviguer le long des lignes du champ magnétique terrestre et de trouver du soufre, de l'oxygène et d'autres substances dont elles ont tant besoin. Leur "boussole" est représentée par des magnétosomes, qui sont composés d'un aimant. En se divisant, les bactéries magnétiquement sensibles divisent leur boussole. Dans ce cas, la constriction lors de la division devient clairement insuffisante, par conséquent la cellule bactérienne se plie et fait une fracture brutale.
Figure: 21. La photo montre le moment de la division des bactéries magnétiquement sensibles.
Croissance bactérienne
Au début de la division d'une cellule bactérienne, deux molécules d'ADN divergent à des extrémités différentes de la cellule. Ensuite, la cellule est divisée en deux parties égales, qui sont séparées l'une de l'autre et augmentent à la taille d'origine. Le taux de division de nombreuses bactéries est en moyenne de 20 à 30 minutes. En un jour seulement, une cellule forme 72 générations de progéniture.
La masse de cellules en cours de croissance et de développement absorbe rapidement les nutriments de l'environnement. Ceci est facilité par des facteurs environnementaux favorables - régime de température, quantité suffisante de nutriments, pH requis de l'environnement. Les cellules aérobies ont besoin d'oxygène. Pour les anaérobies, c'est dangereux. Cependant, la multiplication illimitée des bactéries dans la nature ne se produit pas. Soleil, air sec, manque de nourriture, chaleur l'environnement et d'autres facteurs ont un effet néfaste sur la cellule bactérienne.
Figure: 22. La photo montre le moment de la division cellulaire.
Facteurs de croissance
Pour la croissance des bactéries, certaines substances (facteurs de croissance) sont nécessaires, dont certaines sont synthétisées par la cellule elle-même, dont certaines proviennent de l'environnement. Le besoin de facteurs de croissance est différent pour toutes les bactéries.
Le besoin de facteurs de croissance est une constante, ce qui permet de l'utiliser pour l'identification des bactéries, la préparation des milieux de culture et l'utilisation en biotechnologie.
Les facteurs de croissance bactériens (vitamines bactériennes) sont des éléments chimiques, dont la plupart sont des vitamines hydrosolubles B. Ce groupe comprend également les bases d'hémine, de choline, de purine et de pyrimidine et d'autres acides aminés. En l'absence de facteurs de croissance, une bactériostase se produit.
Les bactéries utilisent des facteurs de croissance en quantités minimales et inchangées. Un certain nombre de produits chimiques de ce groupe font partie des enzymes cellulaires.
Figure: 23. La photo montre le moment de la division des bactéries en forme de bâtonnet.
Les facteurs de croissance bactériens les plus importants
- Vitamine B1 (thiamine)... Participe au métabolisme des glucides.
- Vitamine B2 "(riboflavine)... Participe aux réactions redox.
- Acide pantothénique fait partie intégrante de la coenzyme A.
- Vitamine B6 (pyridoxine)... Participe à l'échange d'acides aminés.
- Vitamines B12 (les cobalamines sont des substances contenant du cobalt). Ils participent activement à la synthèse des nucléotides.
- Acide folique... Certains de ses dérivés font partie d'enzymes qui catalysent la synthèse de bases puriques et pyrimidiniques, ainsi que de certains acides aminés.
- Biotine... Participe au métabolisme de l'azote et catalyse également la synthèse des acides gras insaturés.
- Vitamine PP (un acide nicotinique). Participe aux réactions redox, à la formation d'enzymes et au métabolisme des lipides et des glucides.
- Vitamine H (acide para-aminobenzoïque). C'est un facteur de croissance pour de nombreuses bactéries, y compris celles qui peuplent l'intestin humain. L'acide folique est synthétisé à partir de l'acide para-aminobenzoïque.
- Gemin... Il fait partie intégrante de certaines enzymes qui participent aux réactions d'oxydation.
- Choline... Participe aux réactions de synthèse lipidique de la paroi cellulaire. C'est un fournisseur du groupe méthyle dans la synthèse d'acides aminés.
- Bases puriques et pyrimidiniques (adénine, guanine, xanthine, hypoxanthine, cytosine, thymine et uracile). Les substances sont nécessaires principalement en tant que composants d'acides nucléiques.
- Acides aminés... Ces substances sont les constituants des protéines cellulaires.
Le besoin de facteurs de croissance de certaines bactéries
Auxotrophes pour assurer la vie, ils ont besoin de produits chimiques de l'extérieur. Par exemple, Clostridia est incapable de synthétiser la lécithine et la tyrosine. Les staphylocoques ont besoin de lécithine et d'arginine. Les streptocoques ont besoin d'un apport d'acides gras - composants des phospholipides. Les corinebactéries et Shigella ont besoin de niacine. Staphylococcus aureus, pneumocoques et brucella ont besoin de vitamine B1. Streptocoques et bacilles tétaniques - dans l'acide pantothénique.
Prototrophes synthétiser indépendamment les substances nécessaires.
Figure: 24. Des conditions environnementales différentes affectent la croissance des colonies bactériennes de différentes manières. Gauche - croissance stable sous la forme d'un cercle en expansion lente. Sur la droite - croissance rapide sous forme de "pousses".
L'étude des besoins des bactéries en facteurs de croissance permet aux scientifiques d'obtenir une masse microbienne importante, si nécessaire dans la fabrication de médicaments antimicrobiens, de sérums et de vaccins.
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La reproduction des bactéries est un mécanisme pour augmenter le nombre de populations microbiennes. La division des bactéries est le principal moyen de reproduction. Après la division, les bactéries devraient atteindre la taille des adultes. Les bactéries se développent en absorbant rapidement les nutriments de leur environnement. Pour la croissance, certaines substances (facteurs de croissance) sont nécessaires, dont certaines sont synthétisées par la cellule bactérienne elle-même, d'autres proviennent de l'environnement.
En étudiant la croissance et la reproduction des bactéries, les scientifiques découvrent constamment caractéristiques bénéfiques microorganismes dont l'utilisation dans la vie quotidienne et dans la production n'est limitée que par leurs propriétés.