spory hub
Spory plísní jsou určeny k rozmnožování. Jsou to jedna nebo více buněk s mikroskopickými rozměry – od 1 do 100 mikronů. Spory většiny druhů hub obsahují extrémně málo živin, vzácné z nich přežívají a v příznivých podmínkách vyklíčí, čímž vznikne mycelium mladé houby. Ale smrt většiny spor je kompenzována vytvořením jejich obrovského počtu. Například původce rzi stonkové obilnin vytvoří na jaře a v červnu na jednom keři dřišťálu až 10 miliard výtrusů, plodnice plísně třecí až 30 miliard výtrusů, žampiony tvoří asi 40 miliard výtrusů za hodinu.
Obecně se uznává, že spory jsou klasifikovány podle původu a funkce v životě hub do dvou širokých skupin:
a) spory nepohlavního rozmnožování (mitospory);
b) spory pohlavního rozmnožování (meiospory).
Při tvorbě mitospor dochází k mitotickému dělení buněčného jádra se zachováním počtu chromozomů; meiospory - meióza, charakterizovaná snížením počtu chromozomů na polovinu.
Mitospory a meiospory plní v životě hub různé funkce. Mitospory jsou určeny především k hromadnému šíření hub během vegetačního období, bez rekombinace dědičných vlastností. Meiospory jsou spory pohlavního rozmnožování. Jejich vzhled je spojen s klíčením zygoty - buňky vytvořené během sexuálního procesu ze dvou rodičovských buněk. V procesu klíčení zygoty a vytváření spór sexuální reprodukce dochází k rekombinaci (redistribuci) vlastností rodičovských organismů a zvyšuje se rozmanitost potomků.
U mnoha druhů hub se v životním cyklu tvoří jak mitospory, tak meiospory. Například u mnoha vačnatců - původců námelu, padlí rostlin, strupovitosti jablek apod. se mitospory tvoří po celou dobu vegetace a plní funkci opětovného napadení rostlin a po přezimování se tvoří meiospory a provokují primární infekce rostlin.
Velká skupina hub nemá ve vývojovém cyklu mitospory, jako mnoho kloboučkovitých hub, houby troud, gasteromycety a některé typy diskomycetů (smrožky, stehýnky). Meiospory v takových případech přebírají funkce mitospor a slouží k hromadnému šíření hub.
Formace
K tvorbě mitospor u většiny forem hub dochází uvnitř speciálních buněk - sporangií nebo externě na větvích vzdušného mycelia. První typy spór se nazývají sporangiospory, druhé - konidie. Sporangiospory jsou nepohyblivé a pasivně přenášené, mohou mít bičíky a s jejich pomocí se aktivně pohybují ve vodním prostředí. Pohyblivé výtrusy se nazývají zoospory. Reprodukce zoosporami se provádí pouze v přítomnosti kapalného média.
Sporangiospory, stejně jako zoospory, slouží k širokému rozšíření hub. Obsahují malé množství živin a nejsou schopny si dlouhodobě udržet životaschopnost. V jednom sporangiu se může vytvořit až několik desítek tisíc spor. Zvýšení produkce sporangiospor je dosaženo prostřednictvím dalších větví sporangioforů a zvýšením počtu sporangií. Pro vznik velkého sporangia s mnoha sporangiosporami je tedy potřeba delší doba než pro hromadnou tvorbu konidií. To vysvětluje skutečnost, že většina hub se pomocí konidií rozmnožuje nepohlavně.
Konidie se tvoří u vyšších hub s buněčným myceliem na hyfách vzdušného mycelia - konidiofory. Obvykle jsou velmi malé (od 1 do 10-15 mikronů) a tvoří se v obrovském množství. Na rozdíl od sporangiospor mohou konidie za nepříznivých podmínek zůstat životaschopné po dlouhou dobu, aniž by vyklíčily. Konidie se při dozrávání uvolňují aktivně i pasivně. V procesu evoluce vytvořili několik adaptací, které usnadňují jejich distribuci. Některé konidie mají suchý povrch, takže je snadno přenáší vítr; jiné jsou pokryty hlenem a dobře je snáší hmyz nebo voda atp.
Meiospory, stejně jako mitospory, jsou v houbách extrémně rozmanité. Tvoří se uvnitř nebo na povrchu speciálních buněk, které se nazývají vaky a basidia. Sáčky se nacházejí v plodnicích hub a jsou dobře chráněny před účinky nepříznivých faktorů prostředí. U hub ze skupiny askomycet se tvoří askospory, u bazidiomycet - bazidiospory mající odlišnou strukturu.
tvorba bakteriálních spor
| Název parametru | Význam |
| Předmět článku: | tvorba bakteriálních spor |
| Rubrika (tematická kategorie) | Výroba |
Některé druhy tyčinkovitých bakterií (rod Bacillus a rod Clostridium) jsou schopny tvořit spory. Sporulace je vyvolána nepříznivými podmínkami prostředí (změny teplot, nedostatek živin, hromadění toxických produktů látkové výměny, změny pH, pokles vlhkosti atd.). Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, sporulace není povinným stádiem vývoje sporotvorných bakterií.
V buňce se vždy tvoří pouze jedna spora.
Hlavní fáze tvorby spor jsou:
1. Přípravná fáze. Procesu předchází restrukturalizace genetického aparátu buňky: jaderná DNA je vytažena ve formě vlákna a koncentrována na jednom z pólů buňky nebo ve středu, v závislosti na typu bakterie. Tato část buňky se nazývá sporogenní zóna.
2. Tvorba prospor. Ve sporogenní zóně dochází k dehydrataci a zhutnění cytoplazmy a tato zóna je izolována pomocí přepážky vytvořené z cytoplazmatické membrány.
Prospora - struktura umístěná uvnitř buňky a oddělená od ní dvěma membránami.
3. Tvorba sporových obalů. Mezi membránami se vytváří korová vrstva (kortex), která se svým složením podobá buněčné stěně vegetativní buňky. Kromě peptidoglykanu - mureinu obsahuje kůra vápenatou sůl dipikolina kyselina, která je syntetizována buňkou v procesu sporulace. Dále je na membráně syntetizován obal spór, který se skládá z několika vrstev. Počet a struktura vrstev se u různých druhů bakterií liší. Skořápka je nepropustná pro vodu a rozpuštěné látky a poskytuje větší odolnost spor vůči vnějším vlivům.
4. Uvolnění spóry z buňky. Po dozrání výtrusu je skořápka zničena a výtrus vyjde ven.
Proces sporulace trvá několik hodin.
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, spor - Jedná se o dehydratovanou buňku pokrytou vícevrstvou membránou, která obsahuje vápenatou sůl kyseliny dipikolinové. Hlavním rysem bakteriálních spor je jejich vysoká tepelná stabilita.
Jakmile jsou příznivé podmínky, spor klíčí. Proces přeměny spóry na rostoucí (vegetativní) buňku začíná absorpcí vody a bobtnáním. Současně dochází k hlubokým fyziologickým změnám: zintenzivňuje se dýchání a aktivují se enzymy. Ve stejném období spor ztrácí tepelnou stabilitu. Dále se jeho vnější obal roztrhne a z výsledné struktury se vytvoří vegetativní buňka.
Tvorba spór bakterií - pojem a typy. Klasifikace a vlastnosti kategorie "Tvorba spór bakterií" 2017, 2018.
V přírodě existují bakterie, které mají jedinečnou schopnost tvořit spory. Jak tento proces probíhá, se čtenář dozví při čtení článku.
Výtrusné bakterie jsou odolnější vůči mrazu, vysychání, dlouhodobému nebo krátkodobému varu a působení chemikálií. Existují vegetativní formy tvorby bakterií a tvorba spor. Příkladem posledně jmenovaných jsou patogeny, jako je antrax, botulismus, tetanus a některé typy saprofytických obyvatel půdy, které lze nalézt v hnoji.
Když se výtrusný obal dostane do příznivého prostředí pro něj, začne bobtnat. Tento proces pokračuje, dokud není skořápka zcela zničena. V době, kdy dochází k roztržení tkáně skořápky, tímto velkým impulsem se mladá buňka dostává do vnějšího prostředí.
Tímto způsobem spor klíčí v aerobních bakteriích. Anaerobní bakterie neztrácejí svou vnější buněčnou stěnu během tvorby spór. Spóra nepřichází do styku s vnějším prostředím, dochází ke kontaktu s buněčnou membránou. Když nastanou příznivé podmínky, živiny vstupují do buňky přes pochvu. Spor začíná narůstat.
Tvorba spor u bakterií je nežádoucí při zpracování a skladování jednotlivých produktů. Pokud k tomuto procesu dojde, bude obtížné bojovat s mikroorganismy. Pro zabití spór například v konzervách je třeba výrobek sterilizovat, což značně sníží jeho kvalitu. Pro dlouhodobou konzervaci mléka je sterilizováno a tím dochází ke ztrátě jeho původních vlastností a vitamínu A. Pro vaši informaci: teplota ohřevu při sterilizaci je 120 stupňů.
Při pasteraci, aby se co nejvíce zachovaly živiny, se mléko zahřeje pouze na 80-90 stupňů. To má vliv na trvanlivost: mléko se rychle kazí, protože spory neumírají během pasterizace, ale naopak, když klíčí a začnou se rychle množit, a proto se produkt kazí.
Spory (endospory) bakterií jsou zvláštním typem klidových reprodukčních buněk, vyznačujících se prudce sníženou úrovní metabolismu a vysokou odolností.
Uvnitř mateřské buňky se tvoří bakteriální spora, která se nazývá endospora. Schopnost tvořit spory mají převážně tyčinkovité grampozitivní bakterie rodů Bacillus a Clostridium, z kulovitých bakterií pouze několik druhů, např. Sporosarcina ureae. Uvnitř bakteriální buňky se zpravidla tvoří pouze jedna spora.
Hlavní funkcí spor je zachování bakterií v nepříznivých podmínkách prostředí. Přechod bakterií do sporulace je pozorován při vyčerpání živného substrátu, nedostatku uhlíku, dusíku, fosforu, akumulaci kationtů draslíku a manganu v médiu, změnách pH, zvýšení obsahu kyslíku atd.
Spory se liší od vegetativních buněk represí genomu, téměř úplnou absencí metabolismu (anabióza), malým množstvím volné vody v cytoplazmě, zvýšením koncentrace kationtů vápníku v ní a výskytem dipikolinu (pyridin-2, 6-dikarboxylová) kyselina ve formě Ca-chelátu, se kterou spojuje pobyt spór v klidovém stavu a jejich tepelnou stabilitu.
Ve světelném mikroskopu vypadají výtrusy jako oválné, někdy zaoblené, vysoce lomivé útvary o velikosti 0,8-1,0, 1,2-1,5 µm; mohou být umístěny centrálně (V. anthracis), subterminálně - blíže ke konci (Cl. botulinum), terminálně - na konci palic (Cl. letani). Struktura zralé spory je komplexní a stejného typu u různých typů bakterií. Jeho centrální část představuje jádro neboli sporoplazma, která zahrnuje nukleové kyseliny, proteiny a kyselinu dipikolinovou. Obsahuje nukleoid, ribozomy a nevýrazné membránové struktury. Sporoplazma je obklopena cytoplazmatickou membránou, k ní přiléhá rudimentární peptidoglykanová vrstva, dále je umístěna masivní vrstva kůry neboli kůry, specifická pro spory. Na povrchu kůry je vnější membrána. Venku je výtrus pokrytý vícevrstvou membránou. U mnoha bakterií se exosporium nachází po obvodu vnější vrstvy spórové membrány.
Sporulace (sporulace) je jedním z nejsložitějších procesů diferenciace bakteriálních buněk, který je řízen komplexem speciálních genů – sporulonem. U mnoha bacilů se během tvorby spór syntetizují polypeptidová antibiotika, která inhibují růst vegetativních buněk.
Proces tvorby spór prochází řadou po sobě jdoucích fází:
- přípravný. Metabolismus se mění, replikace DNA je dokončena a dochází ke kondenzaci. Buňka obsahuje dva nebo více nukleoidů, jeden z nich je lokalizován ve sporogenní zóně, zbytek - v cytoplazmě sporangia. Současně se syntetizuje kyselina dipikolinová;
- stádium předsudků. Ze strany cytoplazmatické membrány vegetativní buňky dvojitá membrána neboli septa odděluje nukleoid s místem husté cytoplazmy (sporogenní zóna). V důsledku toho se vytvoří prospora, obklopená dvěma membránami;
- tvorba skořápek. Zpočátku se mezi membránami prospory vytvoří rudimentární peptidoglykanová vrstva, poté se nad ní uloží silná peptidoglykanová vrstva kortexu a kolem její vnější membrány se vytvoří sporý obal;
- zrání spor. Formování všech sporových struktur končí, stává se tepelně odolným, získává charakteristický tvar a zaujímá určitou pozici v buňce.
Při vystavení příznivým podmínkám spory klíčí do vegetativních buněk. Tento proces začíná absorpcí vody a hydratací sporových struktur. Současně se aktivují enzymy a prudce se zvyšuje energie dýchání. Lytické enzymy ničí stélku spor a uvolňuje se peptidoglykan kůry, kyselina dipikolinová a vápenaté soli. V místě prasknutí výtrusné membrány se objeví růstová trubice a vznikne vegetativní buňka. Klíčení spor trvá asi 4-5 hodin.
Bakteriální spory jsou odolné vůči vysokým teplotám, chemickým sloučeninám, včetně organických rozpouštědel a povrchově aktivních látek; může existovat v klidovém stavu po dlouhou dobu (desítky, stovky let).
Některé druhy bakterií se tvoří současně se spórami (tělesa taraspor, která nejsou prvky ani součástí bakteriální buňky, jsou popsána u B.anthracis, B.cereus aj. U B.anthracis se jedná o pravidelné kulovité útvary o průměru 120-200 nm, nacházející se izolovaně nebo V buňkách B. thuringiensis se tvoří parasporová tělíska jako velké proteinové krystaly, které jsou toxické a slouží k přípravě léku používaného v boji proti škodlivému hmyzu.
Existují některé typy bakterií, které produkují kulatá nebo oválná těla, která jsou vysoce refrakční. Tyto útvary se nazývají endospory. Tvorba spor je jednou z fází vývojového cyklu určitých mikroorganismů v reakci na nepříznivé vlivy vnějšího prostředí, vyvinuté v procesu evoluce v boji za zachování druhu. Nedostatek živin vyvolává u některých mikroorganismů různé reakce, které buňku připravují na dlouhou dobu, během níž nejsou živiny dostupné. Přechod ke sporulaci je pozorován při vyčerpání živného substrátu, při nedostatku uhlíku, dusíku nebo fosforu, změně pH média atd. Sporulace je vlastní hlavně tyčinkovitým mikroorganismům (bacily a klostridie a relativně vzácně je pozorována u koků (Sarcina urea, Sarcina lutea) a spletitých forem (Desulfovibrio desulfuricans).
Sporulace se vyskytuje ve vnějším prostředí, na živných půdách a není pozorována v lidských a zvířecích tkáních. Proces sporulace je rozdělen do sedmi po sobě jdoucích fází, vyznačujících se různými cytologickými změnami (obr. 12).
Přípravné fáze(fáze 0 a I). V těchto stádiích ještě nejsou v buňce žádné morfologicky viditelné změny, ale množství vody klesá a cytoplazma se stává hustší.
Prospore stadium(stadium II) je první stadium sporulace rozpoznatelné morfologicky. Je charakterizován výskytem prosporové přepážky, která rozděluje buňku na malou prosporu a velkou mateřskou buňku. Toto je klíčová fáze sporulace.
V průběhu fáze absorpce prospory(stadium III) dochází k prostorovému oddělení drobné prospory, která přechází do cytoplazmy mateřské buňky. Mimo prosporu se vytváří dvojitá membránová struktura.
Prespore stadium vyznačující se tvorbou kortexu (hustá sporová membrána) uvnitř membránové struktury prospory (stadium IV) a kondenzací proteinů na jejím povrchu (stadium V).
Na fáze zrání(stadium VI) se obal spór dále vyvíjí a stává se odolným vůči chemickým činidlům a teplu. Vytvořená spora zabírá přibližně 1/10 mateřské buňky.
Poslední fáze je uvolnění zralých spór z mateřské buňky (stadium VII). Proces tvorby spor probíhá během 18-20 hodin.
Díky přítomnosti husté vícevrstvé slupky s lamelární strukturou, minimálním množstvím vody a vysokým obsahem vápníku, lipidů a kyseliny dipikolinové jsou spory vysoce odolné vůči faktorům prostředí a dezinfekčním prostředkům. Odolávají relativně vysokým a nízkým teplotám, dlouhodobému schnutí, vystavení záření, toxickým látkám atd. V nepříznivých podmínkách mohou přežít desítky let.
Jakmile jsou v příznivých podmínkách, spory vyklíčí a znovu se změní na vegetativní formy. Proces klíčení spór začíná absorpcí vody. Nabobtnají, zvětšují se. Z pláště na tyči, ve středu nebo mezi tyčí a středem, se objeví proces, ze kterého se tyč vytáhne. Proces klíčení spor je mnohem rychlejší a trvá 4-5 hodin.
Podle povahy lokalizace v těle mikroorganismů se spory nacházejí:
1. Centrální (antraxová tyčinka, antrakoidní tyčinka atd.).
2. Subterminálně - blíže ke konci (původce botulismu apod.).
3. Terminál - na konci tyčinky (původce tetanu).
U některých druhů sporotvorných mikroorganismů průměr spor přesahuje průměr bakteriální buňky. Pokud jsou spory lokalizovány subterminálně, mají takové bakterie formu vřeténka. Patří mezi ně klostridie máselné fermentace. U některých klostridií, např. u původce tetanu, jsou výtrusy lokalizovány terminálně, jejich buňka připomíná paličku (obr. 13).
Rýže. 13. Tvary a umístění spór v bacilech.
Schopnost tvorby spór se využívá v systematice mikrobů, stejně jako při výběru metod dezinfekce předmětů, prostor, potravinářských výrobků a různých produktů.
