При наступлении для бактерий неблагоприятных условий они способны образовывать споры. Неблагоприятными условиями могут быть отсутствие питательных веществ в среде, изменение ее кислотности, высокие или низкие температуры, пересыхание среды и другое.

Образование спор бактериями — это в первую очередь способ пережить неблагоприятные условия среды. В отличие от других организмов у бактерий спорообразование почти не используется для размножения.

Споры бактерий сохраняют жизнеспособность в весьма неблагоприятных условиях внешней среды. Они способны переживать крайне высокие и низкие температуры, сохранять жизнеспособность на протяжении очень многих лет. Так известны бактерии, споры которых могут прорастать через 1000 лет. У других бактерий споры выдерживают кипячение. Бывает, что споры способны пережить температуру меньше -200 градусов Цельсия.

В те времена, когда жизнь на Земле только появилась, и на ней существовали преимущественно только бактерии, возможно погодные условия могли быстро меняться, становиться весьма суровыми. Чтобы выжить, бактерии эволюционно выработали в себе способность к спорообразованию. На сегодняшний день бактерии могут жить там, где другие организмы выжить не могут.

В спорах бактерий все жизненные процессы почти прекращены, цитоплазмы мало, и она густая. Спора покрыта толстой оболочкой, защищающей ее от разрушающих факторов внешней среды. Однако спора содержит все необходимое (в том числе ДНК бактерии), чтобы в благоприятных условиях прорасти и образовать полноценную бактериальную клетку.

Большинство бактерий образуют споры, которые называют эндоспорами. В основном их образуют палочковидные бактерии. «Эндо» значит «внутри». То есть у большинства бактерий споры образуются внутри клетки. При образовании спор происходит впячивание клеточной мембраны, и внутри бактерии обособляется область — будущая спора. Туда переходит ДНК. Вокруг этой области образуется толстый слой так называемой коры, которая будет защищать спору. С ее внутренней и внешней стороны присутствует мембрана. С внешней стороны от мембраны есть еще несколько оболочек.

У палочковидных бактерий эндоспоры могут образовываться в разных местах клетки. У одних — в середине, у других — ближе к концу, у третьих — у самого края палочки-клетки.

Эндоспоры
Зеленым цветом обозначена оболочка споры, пространство внутри — цитоплазма

Существуют виды бактерий, которые образуют не эндоспоры, а экзоспоры, цисты и другие формы покоящихся форм. «Экзо» говорит о том, что спора образуется не внутри клетки бактерии, а как бы снаружи от нее. Образование экзоспор происходит путем образования своеобразных почек у клетки. После чего такие почки покрываются толстой оболочкой, превращаются в споры и отделяются.

С помощью спор бактерии не только переживают неблагоприятные условия, но и расселяются, так как споры очень легкие и легко разносятся ветром и водой.

Бактерии и их споры
Розовым цветом обозначены бактерии, серо-зеленым — их споры. Видно, что споры меньше бактерий

Источник: scienceland.info

(эндоспоры) — покоящиеся формы (см. Покоящиеся формы микробов) жизненного цикла бактерий, образующиеся внутри цитоплазмы вегетативных клеток в неблагоприятных условиях существования (для паразитарных форм — вне организма хозяина). Отличаются от вегетативной формы репрессией генома, почти полным отсутствием обмена веществ (анабиозом, гипобиозом), малым количеством свободной воды в цитоплазме, повышением в ней концентрации ионов кальция и появлением дипиколинитовой к-ты, с к-рыми связывают термоустойчивость С., образованием дополнительных оболочек, препятствующих осуществлению диффузии и проникновению веществ из внешней среды, большей устойчивостью к повреждающим факторам и способностью очень долгое время сохранять жизнеспособность. Инактивация С. с полной потерей жизнеспособности может быть достигнута автоклавированием, выдерживанием их в аэростериле при 160 -170°С в течение 60-120 мин, а также с помощью спороцидных хим. веществ. Спорообразование характерно для бактерий родов Bacillus, Clostridium, Sporosarcina, Sporolactobacillus, Desulfatomaculum и актиномицетов рода Thermoactinomyces. С. всех перечисленных бактерий сходны по строению и составу, сходен у них и процесс споруляции. Вначале у бактерии образуется дополнительный нуклеоид, к-рый отходит к одному из полюсов клетки. Затем в цитоплазматической мембране возникает инвагинация, разделяющая клетку на 2 протопласта, каждый из к-рых содержит 1 хромосому. Меньший из протопластов — проспора (предспора) — покрывается второй оболочкой, также синтезируемой мембраной материнской клетки. В последующем между 2 листками мембраны формируется основной специфический для С. слой — кортексиз пептидогликана, отличающегося по составу от пептидогликана клеточной стенки. Снаружи С. покрывается толстой рыхлой оболочкой — экзоспорицей.Белковая оболочка С. богата остатками цистеина и лизина и характеризуется гидрофобностью. После этого наступает аутолиз вегетативной клетки-спорангия. При попадании С. в благоприятные условия, а также под влиянием некоторых факторов происходит активация С. с последующим прорастанием в вегетативные клетки. Активация заключается в дерепрессии генома, мобилизации метаболических процессов. Прорастание С. характеризуется удалением из клетки дипиколинитовой к-ты, ионов кальция, разрушением пептидогликана кортекса. Этот процесс сопровождается падением оптической плотности С., снижением устойчивости С. к температуре, превращением в метаболические С., из к-рых образуются вегетативные особи. Прорастание С. регулируется специальными веществами (герминантами L-аланином, ионами магния, n-додециамином, глюкозой), ему также способствует механическое повреждение стенки С. Ингибируют прорастание С. D-аланин, натрия бикарбонат и др. С. бактерий, так же как кислотоустойчивые бактерии, окрашивают по методу Циля Нельсена(см. Циля Нелъсена метод),но дифференциацию проводят не 5%, а 1% водным р-ром серной к-ты. Споры приобретают красный цвет, тела бактерий — голубой. Часто применяют способ Ожегики, на первом этапе к-рого нефиксированный мазок обрабатывают в течение 1-2 мин 0,5% р-ром соляной к-ты при подогревании, а на втором — после промывания и фиксации препарата на пламени его окрашивают по Цилю -Нельсену.

Источник: deacademic.com

Устройство бактериальных спор

Споры бактерий образуютсяЯдро споры (протопласт) содержит бактериальную ДНК, мало рибосом и ограниченное количество воды. Над внутренней мембраной, покрывающей сердечник, помещена стена позвоночника. Он состоит из нормального пептидогликана, из которого клеточная стенка вегетативной формы образуется при благоприятных условиях. Над стеной сфинктера находится кора, самый толстый слой слоя, и состоит из определенного пептидогликана — нескольких слоев и очень восприимчивых к лизоциму и другим протеолитическим ферментам. В коре содержится вещество дипиколиновая кислота, Ca ++ и Mg ++ионов. Эта кислота является специфическим веществом для спор и помогает поддерживать эндоспоры в скрытом состоянии. Это химическое вещество составляет до 10% от массы эндоспоры. Над внешней оболочкой находится оболочка спор, состоящая из кератинового белка и экзоспориума, состоящего из липопротеиновой мембраны.

В зависимости от положения эндоспора внутри вегетативной клетки он может быть расположен централизованно, субтеррально или в конце. Характеристика споров клостридий — их больший диаметр, чем у растительной клетки, которые в своем образовании раздувают ее в области ее образования. Из-за этого клетка имеет шпиндельную форму. Споры рода Bacillus расположены централизованно и не приводят к росту вегетативной формы.

Устойчивость к спорам бактерий

Оболочка эндоспора сложна и обусловлена ​​исключительной устойчивостью к различным химическим и физическим факторам. Они устойчивы к ультрафиолетовому излучению, сушке, высокотемпературному, экстремальному замораживанию и химическим дезинфицирующим средствам. Через него никакие химикаты или вода не могут проникнуть. Состояние называется анабиозом и характеризуется полностью увлажненными метаболическими процессами. В этом состоянии споры могут сохраняться годами. К примеру, anacrax bacillus (Bacillus antracis) образует споры в почве после смерти животных, перенесших сибирскую язву. В этом состоянии споры остаются жизнеспособными на срок до 50 лет.

Напротив, вегетативные формы спорообразующих бактерий и других микроорганизмов выживают в температуре от 100 ° С до 1-2 мин. В такой среде споры могут выжить в течение 2 часов. В автоклаве при 121 ° С споры погибают примерно через 15 минут и в сухом стерилизаторе со скоростью. от 160 до 180 ° С в течение 1-2 часов. Их высокая термостойкость обусловлена ​​присутствием в коре споры дипиколиновой кислоты и ионов магния. Способы стерилизации согласуются с наиболее устойчивыми формами жизни — бактериальными спорами.

в автоклаве

Клетки роста спорообразующих клеток восстанавливаются, когда споры попадают в подходящие условия. Этот процесс происходит на трех основных этапах:

  1. активация — возникает, когда сферическая оболочка повреждается такими факторами, как температура, кислотная среда, механическое разрушение ее целостности;
  2. прорастание происходит в присутствии определенных веществ в среде, таких как глюкоза, соли, аденозин, аминокислоты (L-аланин) и является необратимым процессом, в котором поглощается вода, активируется обмен веществ;
  3. рост — формирование новой растительной клетки протопласта споры. Весь процесс составляет около 1 часа.

Окрашивание спор происходит с помощью сложных методов, таких как Пешков. В других методах окрашивания споры рассматриваются как легкие огнеупоры из-за конденсации их цитоплазмы. Споры также можно наблюдать с помощью электронного микроскопа, который в основном используется в исследовательских целях.

Источник: medictionary.ru

15. Сложные методы окраски. Окраска по Граму, её этапы.

Последовательно нанести на препарат определенные красители, различающиеся по химическом составу и цвету, протравы, спирты, кислоту и др. Это позволяет выявиться стркутуры клеток и дифференцировать одни виды микроорганизмов от других.

Окраска по Граму.

1. На фиксированный мазок на препарат нанести карболово-спиртовый раствор генцианового фиолетового через полоску фильтровальной бумаги. Через 1-2 мин ее снять, а краситель смыть.

2. Нанести раствор люголя на 1-2 мин

3. Обесцветить этиловым спиртом в течении 30-6- с до прекращения отхождения фиолетовых струек красителя.

4. Промыть водой.

5. Докрасить водным раствором фуксина 1-2 мин, промыть, высушить и микроскопировать. Грам +: темно-фиолетовый цвет. Грам -:красные

16. Окраска по Цилю-Нильсену и ее этапы.

Метод окраски по Цилю — Нельсену — метод окраски микроорганизмов для выявления кислотоустойчивых микобактерий (возбудителей туберкулёза, микобактериозов, лепры), актиномицетов и других кислотоустойчивых микроорганизмов. Кислотоустойчивость микроорганизмов обусловлена наличием в их клетках липидов, воска и оксикислот. Такие микроорганизмы плохо окрашиваются разведёнными растворами красителей. Для облегчения проникновения красителя в клетки микроорганизмов нанесённый на препарат карболовый фуксин Циля подогревают над пламенем горелки. Окрашенные микроорганизмы не обесцвечиваются слабыми растворами минеральных кислот и спирта.

  1. Фиксированный на пламени горелки мазок окрашивают в течение 3 – 5 мин. раствором карболового фуксина Циля или окрашенной фуксином бумажкой с подогреванием до появления паров, но не доводя краситель до кипения.

  2. Дают препарату остыть, бумажку снимают, сливают избыток красителя, препарат промывают водой.

  3. Окрашенный препарат обесцвечивают 5%-ным раствором серной кислоты в течение 3 – 5 с или 96° этиловым спиртом, содержащим 3% по объему хлористоводородной кислоты, несколько раз погружая стекло с мазком в стаканчик с солянокислым спиртом.

  4. После обесцвечивания остаток кислоты сливают и тщательно промывают препарат водой.

  5. Докрашивают дополнительно метиленовым синим Леффлера 3 – 5 мин.

  6. Окрашенный препарат промывают водой, подсушивают и микроскопируют.

При окраске препаратов кислоустойчивые бактерии окрашиваются фуксином в рубиново-красный цвет и не обесцвечиваются кислотой.

Некислотоустойчивые бактерии, а также элементы ткани и лейкоциты под действием кислоты обесцвечиваются и приобретают цвет дополнительного красителя.

Источник: StudFiles.net