Серобактерии

История существования и открытия

Судя по ископаемым остаткам, история существования синезеленых водорослей уходит своими корнями далеко в прошлое, на несколько (3,5) миллиардов лет назад. Такие выводы позволили сделать исследования ученых-палеонтологов, проанализировавших горные породы (их участки) тех далеких времен.

На поверхности образцов были обнаружены цианобактерии, строение которых ничем не отличалось от такового у современных форм. Это свидетельствует о высокой степени приспособленности данных существ к различным условиям обитания, к их крайней выносливости и выживаемости. Очевидно, что за миллионы лет происходило множество изменений в температурном и газовом составе планеты. Однако ничто не повлияло на жизнеспособность цианей.

В современности цианобактерия — это одноклеточный организм, который был открыт одновременно с остальными формами бактериальных клеток. То есть Антонио Ван Левенгуком, Луи Пастером и другими исследователями в XVIII-XIX веках.

Более тщательному изучению они подверглись позже, с развитием электронной микроскопии и модернизированных способов и методов исследования. Были выявлены особенности, которыми обладают цианобактерии. Строение клетки включает ряд новых, не встречающихся у других существ, структур.

Виды специализированных структур

В первую очередь это гетероцисты. Данные структуры — не части, а сами клетки в составе трихомы (общей колониальной нити, объединенной слизью). Они отличаются при рассмотрении в микроскоп своим составом, так как основная функция их — выработка фермента, позволяющего фиксировать молекулярный азот из воздуха. Поэтому пигментов в гетероцистах практически нет, а вот азота достаточно много.

Во-вторых, это гормогонии — участки, вырванные из трихомы. Служат местами размножения.

Беоциты — это своеобразные дочерние клетки, в массе наделившиеся из одной материнской. Иногда их число достигает тысячи за один период деления. К такой особенности способны Дермокапсы и другие Плеврокапсодиевые.

Акинеты — особые клетки, находящиеся в состоянии покоя и включенные в состав трихомы. Отличаются более массивной, богатой полисахаридами клеточной стенкой. Роль их схожа с гетероцистами.

Газовые вакуоли — их имеют все цианобактерии. Строение клетки изначально подразумевает их наличие. Роль их — принимают участие в процессах цветения воды. Другое название подобных структур — карбоксисомы.

Клеточные включения. Они, безусловно, есть и в растительных, и в животных, и в бактериальных клетках. Однако у синезеленых водорослей эти включения несколько иные. К ним относятся:

• гликоген;
• гранулы полифосфата;
• цианофицин — особое вещество, состоящее из аспартата, аргинина. Служит для накопления азота, так как эти включения находятся в гетероцистах.

Это то, чем обладает цианобактерия. Основные части и специализированные клетки и органоиды — вот то, что позволяет цианеям осуществлять фотосинтез, но при этом относиться к бактериям.

Экология

Известны симбиозы сульфидокисляющих бактерий с трубчатыми червями и моллюсками, обитающими в донных гидротермах, а также с моллюсками, морскими ежами и другими беспозвоночными, обитающими на границе кислородной и бескислородной зоны литоральных илов.

Илы, содержащие серобактерий, применяют для очистки сточных вод от сероводорода (за счёт превращения его в сульфат), а также для выщелачивания сульфидных руд. Предлагают использовать для очистки стоков штаммы бактерий, окисляющие сульфид до элементарной серы — это решает проблемы необходимости аэрации (для аэробных серобактерий), утечки сероводорода в атмосферу (издержки аэрации), коррозии труб, закисления почв и активации сульфатредукторов в местах выхода сточных вод. Закисление почв, прежде богатых сульфидами, в результате деятельности сульфидокислителей бывает весьма значительным (до pH = 1), что делает такие почвы непригодными для растений. Также известны случаи коррозии бетонных конструкций (например, канализационных труб) с участием этих бактерий — бетон содержит серу, которую серобактерии окисляют до сульфата, что повышает концентрацию протонов в растворе у поверхности труб — что, в свою очередь, ведёт к растворению карбонатов, входящих в состав бетона, и к интенсивному разрушению труб.

Классификация

В микробиологии бактероиды причислены к царству бактерий, типу Bacteroidetes. Несмотря на обширность данного типа, для медицины значение имеют только 2 класса, их семейства и рода.

Класс Bacteroidia включает семейства Bacteroidaceae, Porphyromonadaceae, Prevotellaceae. Они, в свою очередь, включают в себя рода Porphyromonas spp., Prevotella spp., Bacteroides spp., Tannerella spp.

Класс Flavobacteria, включает семейство Flavobacteriaceae, species Flavobacterium.

Специалист выделяют отдельную группу бактероидов Bacteroides fragilis group, состоящую из B. fragilis, B. vulgaris, B. ovatus, B. vulgatus и нескольких других видов. Они относятся к нормальной микрофлоре кишечника и отличаются устойчивостью к антибиотикам пенициллинового ряда. На фоне дисбактериоза они начинают интенсивно размножаться и преобладать при перианальных абсцессах, внутрибрюшных гнойных воспалениях, а также в ранах при пролежнях.

Строение прокариотической и эукариотической клетки. Различия в строении.

Царство Дробянки – это упраздненное сегодня царство живых организмов, которым раньше называли прокариотов. Название образовано от способа размножения прокариотов – делением. Прокариоты появились на земле более 3,5 млрд.лет назад.

Подцарство Архебактерии – это самые древние прокариоты, которые отличаются от других видов прокариотов строением и отсутствием муреина (пептидогликана) в клеточных стенках бактерий. Кольцевая ДНК архебактерий построена по типу эукариотических организмов – по типу избыточного генома.

Архебактерии делятся на три типа:

1) Галобактерии;

2) Метаногенные бактерии;

3) Экстремальные термофилы.

Галобактерии практикуют фотосинтез без выделения кислорода с пигментом бактериородопсином.

Эубактерии – это самая многочисленная группа микроорганизмов, клеточная оболочка которых имеет муреин в своем составе. Делятся на граммотрицательные бактерии и граммположительные бактерии (определяют с помощью реакции на анилиновые красители). Эубактерии могут образовывать споры, а размножаются они с помощью некоего подобия полового процесса – конъюгацией, обмениваясь плазмидами. Плазмиды – это небольшые кольцевые ДНК, внехромосомные частицы, которые содержат не более одного гена.

По форме клеток различают следующие виды эубактерий:

• Бактерии;
• Кокки;
• Вибрионы;
• Бациллы;
• Спирохеты;
• Спириллы.

По типу питания эубактерии бывают фотоавтотрофами (без выделения кислорода), хемотрофами и гетеротрофами. Бывают аэробные бактерии и анаэробные бактерии.

Эубактерии играют важную роль в общей биосистеме:

1) Выполняют геологическую роль (железобактерии, серные бактерии и др.);

2) Принимают непосредственное участие в круговороте веществ (сапротрофы);

3) Являются возбудителями различных заболеваний у других живых организмов, в том числе и людей;

4) Используются человеком для своих целей – в виноделии, сыроделании, образовании аминокислот, кормового белка, витаминов и др.

Подцарство Оксифотобактерии. Это подцарство делится на два отдела: хлороксибактерии и цианобактерии (сине-зеленые водоросли). К хлороксибактериям относятся прокариоты рода прохлорон, которые были открыты во второй половине 20-го века. Ученые до сих пор дискутируют насчет их происхождения. Они обитают в симбиозе с асцидиями в морях тропиков и субтропиков. Их набор фотосинтетических элементов является таким же, как у зеленых водорослей и высших растений.

Значение для человечества

Так как образование эндоспоры является упрощённой моделью клеточной дифференцировки, молекулярные аспекты этого процесса были детально изучены, особенно у модельного организма Bacillus subtilis. Благодаря этим исследованиям было получено немало нового для нашего понимания процесса экспрессии генов, транскрипционных факторов, сигма-фактора субъединиц РНК-полимеразы.

Эндоспоры возбудителя сибирской язвы Bacillus anthracis были использованы в атаках сибирской язвой в 2001 году. Порошок, найденный в заражённых почтовых конвертах, содержал зрелые споры возбудителя сибирской язвы. Вдыхание, глотание или попадание на кожу этого порошка повлекло за собой ряд смертей.

Эндоспоры Geobacillus stearothermophilus применяются в роли биологического индикатора, когда в автоклавах проводят стерилизационные процедуры.

Споры Bacillus subtilis нашли своё применение в биотехнологии, микробиологии и медицине (сфера вакцинации) как средство для получения рекомбинантных белков.

Бактерии, образующие эндоспоры

Примерами бактерий, формирующих эндоспоры, являются:

• Acetonema
• Alkalibacillus
• Ammoniphilus
• Amphibacillus
• Anaerobacter
• Anaerospora
• Aneurinibacillus
• Anoxybacillus
• Bacillus
• Brevibacillus
• Caldanaerobacter
• Caloramator
• Caminicella
• Cerasibacillus
• Clostridium
• Clostridiisalibacter
• Cohnella
• Dendrosporobacter
• Desulfotomaculum
• Desulfosporomusa
• Desulfosporosinus
• Desulfovirgula
• Desulfunispora
• Desulfurispora
• Filifactor
• Filobacillus
• Gelria
• Geobacillus
• Geosporobacter
• Gracilibacillus
• Halonatronum
• Heliobacterium
• Heliophilum
• Laceyella
• Lentibacillus
• Lysinibacillus
• Mahella
• Metabacterium
• Moorella
• Natroniella
• Oceanobacillus
• Orenia
• Ornithinibacillus
• Oxalophagus
• Oxobacter
• Paenibacillus
• Paraliobacillus
• Pelospora
• Pelotomaculum
• Piscibacillus
• Planifilum
• Pontibacillus
• Propionispora
• Salinibacillus
• Salsuginibacillus
• Seinonella
• Shimazuella
• Sporacetigenium
• Sporoanaerobacter
• Sporobacter
• Sporobacterium
• Sporohalobacter
• Sporolactobacillus
• Sporomusa
• Sporosarcina
• Sporotalea
• Sporotomaculum
• Syntrophomonas
• Syntrophospora
• Tenuibacillus
• Tepidibacter
• Terribacillus
• Thalassobacillus
• Thermoacetogenium
• Thermoactinomyces
• Thermoalkalibacillus
• Thermoanaerobacter
• Thermoanaeromonas
• Thermobacillus
• Thermoflavimicrobium
• Thermovenabulum
• Tuberibacillus
• Virgibacillus
• Vulcanobacillus

Экология

Известны симбиозы сульфидокисляющих бактерий с трубчатыми червями и моллюсками, обитающими в донных гидротермах, а также с моллюсками, морскими ежами и другими беспозвоночными, обитающими на границе кислородной и бескислородной зоны литоральных илов.

Серные бактерии, образуя серную кислоту, способствуют разрушению горных пород, каменных и металлических сооружений. Колоссальное количество серных бактерий имеется в Чёрном море, где на глубине около 200 м вода насыщена сероводородом.

Илы, содержащие серобактерий, применяют для очистки сточных вод от сероводорода (за счёт превращения его в сульфат), а также для выщелачивания сульфидных руд. Предлагают использовать для очистки стоков штаммы бактерий, окисляющие сульфид до элементарной серы — это решает проблемы необходимости аэрации (для аэробных серобактерий), утечки сероводорода в атмосферу (издержки аэрации), коррозии труб, закисления почв и активации сульфатредукторов в местах выхода сточных вод. Закисление почв, прежде богатых сульфидами, в результате деятельности сульфидокислителей бывает весьма значительным (до pH = 1), что делает такие почвы непригодными для растений. Также известны случаи коррозии бетонных конструкций (например, канализационных труб) с участием этих бактерий — бетон содержит серу, которую серобактерии окисляют до сульфата, что повышает концентрацию протонов в растворе у поверхности труб — что, в свою очередь, ведёт к растворению карбонатов, входящих в состав бетона, и к интенсивному разрушению труб.

Прорастание

Прорастание споры включает в себя 3 этапа:

• активация;
• инициация;
• собственно прорастание.

Прорастание споры активируется при прогревании. Его также активируют глюкоза и другие углеводы, многие аминокислоты (в первую очередь L-аланин), а также некоторые ионы.

За активацией следует инициация прорастания, в ходе которой происходит гидратация споры, активация ферментных систем и дыхания, удаление ионов кальция и дипиколиновой кислоты. После этого следует собственно прорастание, при котором из споры вырастает ростовая трубка, которая разрывает оболочку.

Прорастание споры сопровождается рядом структурных, химических и иных изменений, которые приведены в нижеследующей таблице:

Зрелая спора	Прорастающая спора
Репрессия генома	Дерепрессия генома
Образования дипиколиновой кислоты	Удаление дипиколиновой кислоты
Увеличение содержания Ca2+	Удаление Ca2+
Метаболизм почти отсутствует	Мобилизация метаболизма
Есть кортекс	Разрушение кортекса
Мало свободной воды в цитоплазме	Увеличение содержания свободной воды в цитоплазме
Высокий показатель преломления света	Уменьшение показателя преломления света
Высокая устойчивость к вредному излучению, химическим веществам	Высокая чувствительность к вредному излучению, химическим веществам
Термостабильность	Термолабильность
Длительная жизнеспособность (сотни лет)	Короткая жизнеспособность

ссылки

1. Anabaena. Восстановлено с britannica.com
2. Anabaena. Занимается wikipedia.org
3. M. Burnat & E. Flores (2014). Инактивация агматиназы, экспрессируемой в вегетативных клетках, изменяет катаболизм аргинина и предотвращает диазотрофный рост в гетероцистеобразующей цианобактерии. Anabaena. Microbiologyopen.
4. Anabaena. Получено с bioweb.uwlax.edu.
5. Anabaena. Получено с wildpro.twycrosszoo.org.
6. N. Rosales Loaiza, P. Vera, C. Aiello-Mazzarri, E. Morales (2016). Сравнительный рост и биохимический состав четырех штаммов Nostoc и Anabaena (Cyanobacteria, Nostocales) по отношению к нитрату натрия. Колумбийский биологический акт.

токсичность

Пол Anabaena Также известно представление видов, которые производят токсины. Когда условия среды обитания благоприятны, может произойти размножение или цветение (цветение) этих видов.

Во время этих цветов вода становится очень опасным токсичным веществом для организмов, которые ее пьют, из-за присутствия цианобактерий. По этой причине известно отравление крупного рогатого скота, птиц, рыб, домашних животных и даже людей..

Токсичные виды производят нейротоксин (например, анабацины), который влияет на центральную нервную систему организмов, которые его проглатывают. Этот токсин вызывает деменцию у людей, похожую на болезнь Альцгеймера, симптомы, похожие на болезнь Паркинсона, среди других..

В некоторых острых случаях может наступить смерть пациентов. Существует нет известных лекарств от этого токсина, лечение симптоматическое.

Экология бактероидов

Представители бактероидов входят в состав нормальной микробиоты кишечного тракта, ротовой полости, верхних отделов дыхательных путей и органов мочеполовой системы человека. Однако наибольшее их количество находится в толстом кишечнике. Благодаря современным исследованиям удалось выяснить, каковы биологические свойства бактероидов. Они активно участвуют в процессе пищеварения, разлагая углеводы, протеины и помогая биотрансформации желчных кислот.

Бактероиды отсутствуют в кале у детей до 6 месяцев жизни. К году их количество в толстом кишечнике постепенно достигает 107-108 КОЕ/г. Заболевания и расстройства чаще развиваются, когда бактероиды у ребенка снижены.

В толстом кишечнике взрослого человека в норме содержится 109-1010 КОЕ/г, а к 60 годам их количество увеличивается до 1011 КОЕ/г. В тонком кишечнике обнаруживают до 107 КОЕ/г.

Bacteroides forsythus обнаруживаются в десневых карманах в количестве менее 103 КОЕ/г. При усиленном размножении они становятся виновниками пародонтита.

Самыми распространенными из всех бактероидов являются Bacteroides thetaiotaomicron. Они предохраняют слизистую оболочку от воспалительных факторов. То, что их количество снижено в кале у взрослого человека на фоне повышенного соотношения Bacteroides fragilis к Faecalibacterium prausnitzii, может свидетельствовать о воспалении и формировании язвенного колита.

Патологии, обусловленные Bacteroides, развиваются на фоне нарушения целостности слизистых оболочек. Наиболее часто отмечаются ассоциированные инфекции, вызванные бактероидами, пептострептококками, превотеллами, кишечной палочкой и другими условно-патогенными бактериями. Также при микробиологических исследованиях выявляются морфотипы строгих анаэробных бактерий, сходных с бактероидами. Но при этом Bacteroides fragilis провоцирует моноинфекции.

Бактериальный вагиноз обусловлен интенсивным размножением Porphyromonas prevotella, которые обнаруживаются в мазке у женщин.

В развитии ассоциированных инфекций верхних дыхательных путей основную роль играет Prevotella melaninogenica.

Диагностика

Материалом для проведения диагностики заболеваний, вызываемых Bacteroides spp. у мужчин, женщин и детей, являются:

• пораженные ткани из глубоких слоев ран;
• гной;
• кровь.

Доставку патологического материала в лабораторию осуществляют:

• в шприце с вытесненным воздухом;
• в контейнере, заполненном бескислородной смесью;
• в специализированной полужидкой среде.

Для подтверждения диагноза проводят следующие исследования:

• микроскопия мазков, окрашенных по Граму;
• посев на питательные среды;
• ПЦР.

Для быстрого и точного определения ДНК к бактероидам рода превотелл методом полимеразной цепной реакции делают соскоб из урогенитального тракта. Данный способ также используется для выявления генетического материала бактерий в кале.

Определение ДНК Bacteroides spp. в биоматериале при помощи ПЦР позволяет установить фазу заболевания и выявить бактерионосительство.

При постановке диагноза учитывается также наличие морфотипов бактерий, имеющих сходство с бактероидами, и соотношение Bacteroides fragilis spp. с Faecalibacterium prausnitzii. Его повышение расценивается специалистами как биомаркер дисбактериоза провоспалительного типа. Исходя из данных, полученных в ходе реакции, назначается лечение.

Состояние покоя и прорастание

Находящаяся в состоянии покоя эндоспора характеризуется гиперанабиозом и гиперрезистентностью. Она не проявляет метаболической активности, не содержит важнейших метаболитов, таких как АТФ и ацетил-CoA, находящиеся в ней ферменты неактивны. В состоянии гиперанабиоза споры могут сохранять жизнеспособность на протяжении огромного периода времени. Так, эндоспоры сибирской язвы в скотомогильниках сохраняют жизнеспособность в течение 500 лет, споры актиномицетов — до 7500 лет. Имеются сведения, что споры Bacillus sp., добытые из кристаллов поваренной соли в Нью-Мехико, сохраняли жизнеспособность на протяжении 250 млн лет. Эндоспоры не погибают под действием высокой и низкой температуры, при высушивании, большом гидростатическом давлении, при УФ- и γ-излучении, под действием сильных окислителей, при повышенной кислотности и других неблагоприятных условиях. Споры некоторых бактерий выдерживают даже кипячение в течение часа и более, поэтому растворы и инструменты стерилизуют в автоклавах с температурами стерилизации до 121 °C.

При благоприятных условиях эндоспора прорастает, то есть выходит из спорангия и превращается в нормальную вегетативную клетку. Индукторы прорастания могут быть как физиологическими (некоторые аминокислоты и сахара, пуриновые нуклеозиды и другие соединения или их смеси), так и нефизиологическими (минеральные соли, экзогенный дипиколинат кальция, лизоцим, катионные детергенты, сублетальный , давление от 100 до 600 МПа). Прорастание начинается через секунды после воздействия индуктора и далее от него не зависит. Сначала из эндоспоры выходят протоны, ионы калия, натрия и цинка, дипиколиновая кислота с хелатированными ионами Ca2+, входит вода. Далее с помощью специальных ферментов лизируется пептидогликан кортекса, продолжается регидратация, при которой кор набухает и стенка растягивается. Наконец возобновляется нормальный метаболизм и биосинтез макромолекул.

Характеристика

Клетки палочковидные, яйцеобразные, слегка изогнутые, в форме сферы или спиральные. При выращивании в чистой культуре часто образуют цепочки, клубки или сетчатые структуры. В качестве запасного вещества накапливают гликоген. Группа достаточно однородна по нуклеотидному составу ДНК: молярное содержание ГЦ-оснований колеблется от 48 до 58 %. Зелёные серобактерии неподвижны (за исключением Chloroherpeton thalassium, который может передвигаться путём бактериального скольжения), однако обладают газовыми вакуолями. Фотосинтез происходит с использованием бактериохлорофиллов c, d или e, служащих вспомогательными пигментами к бактериохлорофиллу a, а также каротиноидов алициклического типа. Большая часть вспомогательных хлорофиллов, локализована в хлоросомах — покрытых белковой оболочкой органеллах, закреплённых на внутренней стороне цитоплазматической мембраны клетки при помощи базальной пластинки. Основной источник углерода — углекислота. Эти бактерии используют сульфиды, водород или, в редких случаях, ионы железа как доноры электронов; фотосинтез происходит с помощью реакционного центра I типа, сходного по строению с фотосистемой I, и комплекса Фенна-Мэтьюса-Ольсона. В отличие от них, клетки растений в качестве донора электронов используют воду и образуют кислород. Большая часть видов — мезофилы и нейтрофилы, ряд форм относится к галотолерантным.

Окисление сульфида, происходящее в периплазматическом пространстве, на первом этапе приводит к образованию молекулярной серы, откладывающейся вне клетки. После исчерпания H₂S из среды, S поглощается клетками и в периплазматическом пространстве окисляется до сульфата. Изучение локализации процесса образования молекулярной серы у разных групп фототрофных и хемотрофных H₂S-окисляющих эубактерий привело к заключению о его однотипности. Во всех случаях сера образуется в клеточном периплазматическом пространстве, но у одних организмов она потом выделяется в среду (зелёные несерные бактерии), у других остаётся в пределах клетки.

Классификация

Вопрос определения их таксономической принадлежности остается открытым. Пока известно только одно: цианобактерии — прокариоты. Подтверждением этому являются такие особенности, как:

• отсутствие ядра, митохондрий, хлоропластов;
• наличие в клеточной стенке муреина;
• молекулы S-рибосом в составе клетки.

Тем не менее цианобактерии — прокариоты, насчитывающие около 1500 тысяч разновидностей. Все их классифицировали и объединили в 5 больших морфологических группировок.

1. Хроококковые. Достаточно многочисленная группа, объединяющая одиночные или колониальные формы. Высокие концентрации организмов удерживаются вместе за счет общей слизи, выделяемой клеточной стенкой каждой особи. По форме к этой группе относятся палочковидные и шаровидные структуры.
2. Плеврокапсовые. Очень схожи с предыдущими формами, однако появляется особенность в виде формирования беоцитов (подробнее об этом явлении позже). Входящие сюда цианобактерии относятся к трем основным классам: Плеврокапсы, Дермокапсы, Миксосарцины.
3. Оксиллатории. Главная особенность этой группы в том, что все клетки объединяются в общую слизевую структуру под названием трихома. Деление происходит, не выходя за пределы этой нити, внутри. Осциллатории включают в свой состав исключительно вегетативные клетки, делящиеся бесполым способом пополам.
4. Ностоковые. Интересны за свою криофильность. Способны обитать на открытых ледяных пустынях, образуя на них цветные налеты. Так называемое явление «цветения ледяных пустынь». Формы данных организмов также нитчатые в виде трихом, однако размножение половое, при помощи специализированных клеток — гетероцист. Отнести сюда можно следующих представителей: Анабены, Ностоки, Калотриксы.
5. Стигонемовые. Очень схожи с предыдущей группой. Главное отличие в способе размножения — они способны делиться множественно в пределах одной клетки. Самый популярный представитель данного объединения — Фишереллы.

Таким образом, и классифицируют цианей по морфологическому критерию, так как по остальным возникает много вопросов и получается путаница. Ботаники и микробиологи к общему знаменателю в систематике цианобактерий пока прийти не могут.

среда обитания

Они являются обычными организмами, населяющими мелкие водоемы с пресной водой, некоторые виды происходят из морской среды, и даже другие были зарегистрированы во влажных наземных средах..

Морские виды могут жить в разных условиях засоления. Что касается температуры, некоторые виды присутствуют в умеренных зонах летом, устойчивы к колебаниям температуры и могут даже развиваться в средах с температурой более 70º по Цельсию..

Поскольку они в основном пресноводные, они переносят определенные уровни кислотности, однако есть виды, которые также живут в щелочной термальной среде, то есть в теплой среде с высоким pH (основным)..

Разница между эндоспорой и экзоспорой

Определение

эндоспоровый: Эндоспора — это структура, образованная бактериями для выживания в неблагоприятных условиях окружающей среды, состоящая из ДНК и небольшого количества цитоплазмы.

Экзоспора: Exospore — это бесполая спора, которая отделена от материнской клетки образованием перегородки.

эндоспоровый: Эндоспоры производятся бактериями.

Экзоспора: Экзоспоры производятся грибами и водорослями.

формирование

эндоспоровый: Эндоспоры образуются внутри материнской клетки.

Экзоспора: Экзоспоры образуются вблизи конца материнской клетки.

Клеточный отдел

эндоспоровый: Деление клеток не участвует в образовании эндоспор.

Экзоспора: Экзоспоры производятся клеточным делением.

Выпуск Споры

эндоспоровый: Эндоспоры высвобождаются путем разрыва материнской клетки.

Экзоспора: Экзоспоры выделяются почкованием.

Из организма

эндоспоровый: На один организм может быть получена только одна эндоспора.

Экзоспора: Несколько экзоспор могут быть получены одним организмом.

Примеры

эндоспоровый: Экзоспоры производятся бактериальными родами, бацилла, Clostridium, а также Paenibacillus.

Экзоспора: конидиоспоры, Chamaesiphon, Stichosiphon, Actinomyces, Streptomyces, Actinobacteria, Chamaesiphon производить экзоспоры.

Заключение

Эндоспора и экзоспора — это два типа спор, образующихся как покоящиеся единицы. Эндоспоры в основном производятся бактериями. Экзоспоры производятся грибами, водорослями, цианобактериями и бактериями. Эндоспоры образуются внутри материнской клетки. Но экзоспоры образуются в конце материнской клетки и высвобождаются в виде почек. В этом разница между эндоспорой и экзоспорой.

Свойства зрелой эндоспоры

Фотография эндоспор Paenibacillus alvei, полученная методом фазово-контрастной микроскопии.

Физические свойства

Эндоспора представляет собой округлую или овальную термостабильную, сильно преломляющую свет структуру. Эндоспоры не окрашиваются по Граму и другими стандартными методами. Если размягчить оболочку споры окраской по Ожешке, то в дальнейшем спора будет доступна для окрашивания по Цилю-Нильсену.

Химические свойства

Как писалось выше, в споре накапливаются дипиколиновая кислота и ионы кальция, а также ионы Mg2+, Mn2+ и К+. Белки эндоспор, в отличие от белков вегетативных клеток, богаты цистеином и гидрофобными аминокислотами, с чем связывают устойчивость спор к действию неблагоприятных факторов: высокой температуры, радиации, ультрафиолетовых лучей, химических агентов.

Генетический материал споры

Содержание ДНК в споре ниже, чем в исходной вегетативной клетке, поскольку в спору переходит только часть генетического материала исходной клетки. Генетический материал поступает в спору в виде до конца реплицированных молекул ДНК. У некоторых видов споры содержат по 2 или 3 копии ДНК. Содержание РНК в спорах ниже, чем в вегетативных клетках.

Расположение в клетке

Различное расположение эндоспор в материнской клетке. 1, 4 — центральное; 2, 3, 5 — терминальное; 6 — латеральное.

Расположение незрелых эндоспор внутри бактериальной клетки является важным показателем для идентификации различных видов бактерий. Существует 3 основных типа расположения эндоспор:

• терминальное;
• концевое:
• центральное.

Изредка встречается также латеральное расположение эндоспор.

Примером бактерии с терминальными эндоспорами является Clostridium tetani, возбудитель столбняка. Центрально расположенные эндоспоры имеет бактерия Bacillus cereus, а концевые — Bacillus subtilis.

У пурпурных бактерий

Цисты пурпурных бактерий предложил называть экзоспорами советский микробиолог В. М. Горленко, который их и описал. Пурпурная почкующаяся стебельковая бактерия реализует жизненные циклы трёх типов: диморфный с вегетативной немицелиальной стадией, диморфный с мицелиальной стадией, триморфный. Именно в последнем случае на концах вегетативных гиф последовательно отпочковываются до четырёх треугольных светопреломляющих экзоспор. Они окружены капсулой, которая некоторое время удерживает их вблизи материнской гифы. У R. vanniellii экзоспоры окружены чехлом и содержат меньше хроматофоров, чем обычные клетки. Экзоспоры пурпурных бактерий устойчивы к разнообразным неблагоприятным воздействиям, например, повышенной температуре и высушиванию.

Главное отличие — Эндоспор против Эксоспор

Эндоспора и экзоспора — это два типа спор, продуцируемых организмами. главное отличие между эндоспорой и экзоспорой является то, что эндоспора образуется внутри клеточной стенки материнской клетки и высвобождается в окружающую среду в результате разрыва клетки, тогда как экзоспора образуется в результате деления клетки и отделяется от материнской клетки путем образования перегородки. Эндоспоры в основном вырабатываются бактериями в качестве устойчивых единиц для преодоления суровых условий окружающей среды. Напротив, экзоспоры продуцируются грибами и водорослями во время бесполого размножения. Как эндоспора, так и экзоспора могут рассматриваться как репродуктивные клетки, поскольку они прорастают, чтобы произвести новый организм.

Ключевые области покрыты

1. Что такое эндоспора     — определение, характеристики, функции2. Что такое Exospore     — определение, характеристики, функции3. Каковы сходства между эндоспор и экзоспор     — Краткое описание общих черт4. В чем разница между эндоспорой и экзоспорой    — Сравнение основных различий

Ключевые слова: водоросли, бесполое размножение, бактерии, эндоспоры, экзоспоры, грибы, репродуктивные клетки.

Спорообразование

Как писалось выше, при неблагоприятных условиях внутри материнской клетки (спорангия) образуется эндоспора, причём в каждой материнской клетке формируется одна спора (описана анаэробная бактерия, образующая в клетке до 3—5 эндоспор). Процесс спорообразования продолжается 5—13 часов.

Спорообразование идёт с затратой питательных веществ. В начале спорообразования в клетке падает содержание глюкозы и поли-β-оксимасляной кислоты, синтезируется дипиколиновая кислота (она отсутствует в нормальной вегетативной клетке), накапливаются ионы Ca2+, Mg2+, Mn2+ и К+.

Процесс спорообразования протекает в несколько этапов:

1. Цитолемма инвагинируется, быстро углубляясь, так что клетка оказывается разделённой на две части: меньшую, содержащую часть генетического материала (будущая спора), и большую.
2. Отделённая часть покрывается цитолеммой материнской клетки. В итоге формируется проспора с двумя плазматическими мембранами.
3. Между плазматическими мембранами проспоры синтезируется кора (кортекс) из пептидогликана, а за счёт материнской клетки формируются споровые оболочки: полипептидная наружная оболочка и экзоспорий, состоящий из белков и липидов.
4. Материнская клетка разрушается, спора освобождается.

Этапы образования споры до стадии проспоры обратимы, после этого этапа процесс спорообразования уже становится необратимым. Установлено, что если добавить к спорулирующей культуре антибиотик хлорамфеникол, то обрастание отделённого участка цитоплазмой материнской клетки останавливается, и вместо спорообразования происходит обычное клеточное деление.