Споруляция это в биологии кратко

Обновлено: 02.07.2024

Споруляция – образования бактериальной споры, эндоспоры. Это сложный процесс дифференцировки бактериальной клетки под контролем комплекса специализированных генов – спорулонов. Спорообразование характерный признак грамположительных бактерий. Спорообразующие палочки называются бациллами. Для грамотрицательных бактерий эквивалентным спорообразованию процессом является переход в некультивируемое состояние. В этой форме они так же способны длительное время сохраняться в неблагоприятной для развития окружающей среде.

Содержание:

Характеристика процесса

Споруляция не является способом размножения бактерий, поскольку одна вегетативная бактериальная клетка формирует только одну спору. При прорастании споры не происходит увеличения числа бактерий.

Переход бактерий к споруляции наблюдается: при истощении питательного субстрата, недостатке источников азота, фосфора, углерода, изменений кислотности, повышении температуры. Причин у споруляции может быть множество. Их объединяет одно название – факторы не благоприятные для развития данного вида бактерий.

Споруляция – энергозависимый процесс. В зависимости от источника поступления различают:

эндотрофную споруляцию – осуществляется за счет внутреннего запаса энергии;
экзотрофную споруляцию – осуществляется за счет экзогенной энергии, то есть поступающей из вне.

Длительность споруляции составляет 18–20 часов. Способность к образованию спор детерминируется генами spo(спорулоны), которых в бактериальных клеткам может быть множество. В частности у бактерий Bacillus subtilis спорулонов насчитываютболее 100.Каждый из spo-генов отвечает за определенные стадии споруляции.

Процесс спорообразованияэндоспорделят на четыре этапа или стадии:

подготовительный;
предспора;
образование оболочки;
созревание споры.

Первый этап споруляции – подготовительный

В ходе подготовительного этапа в вегетативной клетке бактерии происходят следующие преобразования:

прекращаются ростовые процессы;
завершается репликация ДНК;
изменяется метаболизм – распадается значительная часть белков материнской клетки, образуется дипиколиновая кислота.

Дипиколитовая кислота является специфическим для бактериальных спор веществом и в вегетативных клетках не встречается. Именно соединения дипиколитовой кислоты обеспечивают высокую терморезистентность спор.

Второй этап споруляции – предспора

Второй этап начинается с особого нравного деления клетки. В ходе данного преобразования цитоплазматическая мембрана вегетативной клетки бактерии образует инвагинацию (впячивание) от периферии к центру и отделяет часть протопласта материнской клетки. Данная часть протопласта содержит один нуклеоид с участком уплотненной цитоплазмы. Образование клеточной стенки между обеими частями протопласта в данном случае не происходит. Вместо этого протопласт будущей споры обрастает цитоплазматической мембраной материнской клетки. Образовавшаяся структура носит название – предспора или проспора.

Третий этап споруляции – образование оболочки

В синтезе оболочки споры принимают участие две мембраны, ограничивающие предспору внутри материнской клетки.

Мембрана протопласта проспоры синтезирует снаружи от себя стенку зародышевой клетки (зародыша).

Мембрана, происходящая от материнской цитоплазматической мембраны, синтезирует вовнутрь кору споры или кортекс, состоящий из многослойного муреина, более кислого, чем муреин клеточной стенки материнской клетки.

Кроме котекса и стенки зародыша, синтезируется наружная оболочка споры, состоящая в значительной степени из полипептидов.

Эндоспоры большинства видов бактерий формируют ещё один слой – экзоспориум. В его состав входят белки, липиды, углеводы.

По мере формирования многослойных покровов предспора превращается в спору.

Четвертый этап споруляции – созревание споры

В ходе четвертого этапа бактериальная спора приобретает характерную для вида форму и занимает определенное положение в клетке.

Диаметр бактериальной споры может быть меньше или больше диаметра вегетативной клетки. В результате клетка с созревающей спорой может иметь форму веретена или тенистой ракетки.

Созревающие споры могут располагаться в клетке различным образом:

центрально – в центарльной части материнской клетки;
субтерминально – приближенно к одному из концов клетки;
терминально – в одном из концов бактериальной клетки.

Споруляция – это процесс образования бактериальной споры (эндоспоры), формирующейся внутри клетки [1] .

Споруляция – это сложный процесс дифференцировки бактериальной клетки под контролем комплекса специализированных генов – спорулонов [1] . Спорообразование характерный признак грамположительных бактерий. Спорообразующие палочки называются бациллами. Для грамотрицательных бактерий эквивалентным спорообразованию процессом является переход в некультивируемое состояние. В этой форме они так же способны длительное время сохраняться в неблагоприятной для развития окружающей среде [4] .

Содержание:

Характеристика процесса

Споруляция – энергозависимый процесс. В зависимости от источника поступления различают:

эндотрофную споруляцию – осуществляется за счет внутреннего запаса энергии;
экзотрофную споруляцию – осуществляется за счет экзогенной энергии, то есть поступающей из вне [2] .

Длительность споруляции составляет 18–20 часов. Способность к образованию спор детерминируется генами spo (спорулоны), которых в бактериальных клеткам может быть множество. В частности, у бактерий Bacillus subtilis спорулонов насчитывают более 100. Каждый из spo-генов отвечает за определенные стадии споруляции [2] [3] .

спорообразование процесс образования спор в биологических системах У растений и грибов это средство размножения, а у бактерий - механизм выживания.

Споры грибов могут быть бесполого или полового характера, функционируя только для формирования новых нитей. Поэтому они являются средством размножения этих организмов. Все нитчатые грибы и большинство дрожжей производят споры.

У бактерий споруляция возникает, когда условия неблагоприятны, например, нехватка питательных веществ, избыточное тепло или радиация, когда происходит сушка и т. Д. Многие бактерии могут производить споры, чтобы улучшить их выживание в неблагоприятных условиях.

Споруляция - не обязательная стадия жизненного цикла клетки, а скорее прерывание. Эти скрытые формы называются эндоспорами, кистами или гетероцистами (наблюдаемыми в основном у цианобактерий), в зависимости от метода образования спор, который отличается между различными группами бактерий..

Некоторые примитивные растения, принадлежащие к группе криптогам, также размножаются спорами. Например, мхи и папоротники.

Этапы споруляции

Споруляцию можно разделить на несколько этапов. В бактерии Bacillus subtilis Весь процесс споруляции занимает 8 часов от стадии 0 до стадии VII.

Стадия 0: Нормальные условия

Бактериальная клетка находится в своей вегетативной (нормальной) форме.

Стадия I: Стадия формирования осевых нитей

На этой стадии бактериальная хромосома реплицируется и распространяется в осевой филамент. Эти осевые нити генетического материала прикрепляются к цитоплазматической мембране через мезосому. Клетка удлиняется и использует свой запас пищи для формирования споры..

Стадия II: Формирование преспоры

Стадия III: вовлечение предварительной споры

Мембрана стволовой клетки растет вокруг преспоры, обволакивающей ее. Ранняя спора теперь имеет два слоя мембраны.

Стадия IV: синтез экзоспория

Хромосома материнской клетки распадается, и начинается синтез экзоспория. Затем преспоры начинают формировать первичную кору между двумя мембранами, которые ее окружают. Наконец, клетка становится обезвоженной.

Стадия V: синтез пептидогликана

Предварительная спора вырабатывает пептидогликановую кору между ее исходной мембраной и мембраной материнской клетки..

Стадия VI: Синтез растворимых кислот споры

Синтезируется дипиколиновая кислота, которая может включать ионы кальция с образованием дипиколоната кальция. Это дополнительно способствует обезвоживанию цитоплазмы и формирует слой покрытия.

Стадия VII: лизис клеток и высвобождение эндоспор

Зрелая спора высвобождается из материнской клетки. Эндоспора, будучи биологической структурой устойчивости, может оставаться неактивной годами. Когда условия благоприятны, каждая эндоспора прорастает, давая начало вегетативной клетке.

Вы можете поделиться своими знаниями, улучшив их ( как? ) Согласно рекомендациям соответствующих проектов .

Отложение спор вокруг двух стволов, все плодовые тела полипов которых спорят вместе, незадолго до летней бури, в тяжелую и безветренную погоду (Буа-де-ла-Цитадель, 2 июля 2010 г., Лилль)

"> Читать СМИ

Спороношение Hyaloperonospora parasitica (Mildew) на листе Arabidopsis thaliana, наблюдаемое под оптическим микроскопом. Окрашивание трипановым синим дает темно - синий цвет в цитоплазме из H. рагазШса . Арбускулярная структура, несущая конидиоспоры, называется конидиофором . Это последняя стадия короткого цикла H. parasitica .

Спор является формирование и выделение спор , которые в спорангии , а также воспроизведение с помощью спор .
Этот термин скорее зарезервирован для производства вегетативных спор или конидий .

Резюме

Фазы споруляции

Споруляция обычно состоит из 7 фаз:

В грибах

В спорах большинство грибов, независимо от того , полученных от бесполого размножения или полового размножения, или sporangiospores активно рассеян принудительным выбросом из репродуктивных структур. Этот выброс, вызванный погодными условиями или механическим воздействием (в случае Vesses-de-loup ), обеспечивает распространение спор, иногда на большие расстояния. Можно собрать скопление спор под карпофором , спору , чтобы определить ее точный цвет.

Поэтому многие грибы обладают специализированными физиологическими механизмами и признаками, которые касаются споры или органа, продуцирующего споры (например, гидрофобины, позволяющие выбросить споры). Структура асков и накопление осмолитов в жидкостях асков у некоторых видов ( Ascomycota ) способствует настоящему взрывному выбросу аскоспор в воздух. Принудительное высвобождение простых спор, в данном случае называемых баллистоспорами, включает образование небольшой капли воды ( капля Буллера ), которая может вытолкнуть гидрофобную спору, как снаряд, с начальным ускорением более 10 000 g .

В некоторых случаях гриб находится под землей (например, трюфель ): он должен затем вызвать животное (белка, кабан), чтобы разогнать его споры.
Существуют и другие альтернативы, включающие механические воздействия (изгнание путем сжатия в вике).
Другие грибы привлекают насекомых подходящего цвета и запаха (часто мухи, которым нравятся гнилостные запахи).

Галерея

Виды микроскопа

Споры и споры в воздухе

спороношение пластинчатого гриба ( Volvariella volvacea ) через 24 часа

Споруляция пластинчатого гриба

Белые споры сапроксилофага, выброшенные из дупла мертвого дерева , частично захваченные паутиной

У мохообразных

У мохообразных, которые представляют собой растения с неполными клубнелуковицами (т. Е. Стебель с листьями, у основания закрепленный ризоидами), являются раздельнополые виды (по 2 мужских и женских растения для каждого вида). После оплодотворения 2 гамет на уровне архегонии, Sporogonium (спорофитное поколение) начинает формироваться после нескольких делений зиготы (2n). Эта спорогония образована ножкой, на конце которой находится капсула, покрытая колпачком [n]. Капсула представляет собой урну, содержащую споровую ткань ([2n] клеток, которые в результате мейоза дадут начало [n] спорам), и эта урна закрыта крышкой. Выпуск спор должен происходить в засушливый период, так как споры разносятся ветром, поэтому они должны быть легкими. Засуха подразумевает обезвоживание растения, следовательно, цветоножка, на которой находится капсула, будет изгибаться, и, таким образом, потеря шляпки и отслоение крышки, более того, это обезвоживание вызывает разрыв диафрагмы и расстояние между зубцами перистомы. Теперь барьер не существует, споры разбросаны случайным образом, и каждая спора прорастет, если поместить ее в место с оптимальными условиями.

У дрожжей при стрессе

Когда дрожжи помещаются в бедную питательными веществами среду (SPO) и при температуре ниже температуры культивирования, они входят в состояние стресса и начинают спороношение. Затем дрожжи образуют тетрады, состоящие из 4 спор.

У сосудистых растений, не цветущих

В папоротники распределяют их очень легкие споры , оставляя те , переносимые ветром ( anemochory ). Леса прошлого производили его в больших количествах. Нефти происходит , в частности , от огромных количеств спор , производимых растений и грибов каменноугольного периода .

У Selaginella Selaginella lepidophylla распространение частично осуществляется необычным типом диаспоры , которую англоговорящие люди называют перекати-поле.

Читайте также: