De endosporer De är former av överlevnad av vissa bakterier, som består av uttorkade sovande celler som täcks av skyddande lager, som visar extrem motståndskraft mot fysisk och kemisk stress. De kan hålla på obestämd tid i frånvaro av näringsämnen. De bildas inuti bakterier.
Endosporer är de mest resistenta levande strukturer som är kända. De kan överleva höga temperaturer, ultraviolett ljus, gammastrålning, uttorkning, osmos, kemiska medel och enzymatisk hydrolys.
När miljöförhållandena bestämmer det, spirar endosporer som ger upphov till aktiva bakterier som matar och förökar sig.
Endosporer är en typ av spore. Det finns svampar, protozoer, alger och växter som producerar sina egna typer. Endosporer saknar reproduktionsfunktion: varje bakteriecell producerar bara en. I andra organismer kan de tvärtom ha reproduktionsfunktion.
Artikelindex
I mitten av 1600-talet var den holländska tyghandlaren och föregångaren till mikrobiologi Antonie van Leeuwenhoek, med hjälp av geniala mikroskop som designats och tillverkats av honom själv, den första som observerade levande mikroorganismer, inklusive protozoer, alger, jästar, svampar och bakterier..
År 1859 sponsrade den franska vetenskapsakademin en tävling där den franska kemisten Louis Pasteur deltog. Målet var att kasta ljus genom ett experiment om "spontan generation", en gammal hypotes som föreslog att liv kan uppstå från "vitala krafter" eller "överförbara ämnen" som finns i icke-levande eller nedbrytande materia..
Pasteur visade att, som i fallet med vin, luft och fasta partiklar är källan till mikroberna som växer i odlingsbuljonger som tidigare steriliserats med värme. Kort därefter, 1877, bekräftade den engelska fysikern John Tyndall Pasteurs observationer, vilket gav hypotesen om spontan generation det sista slaget..
Tyndall gav också bevis för extremt värmebeständiga former av bakterier. Mellan 1872 och 1885 beskrev den tyska botanikern Ferdinand Cohn, som ansågs grundaren av modern mikrobiologi, bakteriella endosporer i detalj..
De flesta organismer lever i miljöer som varierar i tid och rum. En frekvent strategi för att överleva miljöförhållanden som tillfälligt är olämpliga för tillväxt och reproduktion är att komma in i ett tillstånd av reversibel vila, under vilken individer tar tillflykt i skyddande strukturer och minimerar deras energiförbrukning..
Övergången mellan aktiva och latenta tillstånd är metaboliskt kostsamt. Denna investering är större när individer måste bygga sina egna skyddande strukturer, vare sig de består av exogena material eller biosyntetiseras inom. Dessutom måste individer kunna svara på miljöstimuli som orsakar övergången..
Dvala genererar en reservoar av vilande individer som kan aktiveras när gynnsamma förhållanden återkommer. Dessa reservoarer möjliggör bevarande av populationer och deras genetiska mångfald. När det gäller patogena endosporeproducerande bakterier underlättar latens deras överföring och gör deras kontroll svår..
Bakteriella endosporer kan förbli livskraftiga under många år. Det har hävdats att endosporer som bevarats i forntida substrat, såsom permafrost, vattenlevande sediment, underjordiska saltavlagringar eller bärnsten kan förbli livskraftiga i tusentals och till och med miljoner år..
Att visualisera positionen och andra egenskaper hos endosporerna är mycket användbart för identifiering av arter av bakterier..
Endosporer kan ses med ett ljusmikroskop. I bakterier som utsätts för Gram eller metylenblå färgning, utmärks dessa som färglösa regioner i den vegetativa bakteriecellen. Detta beror på att endosporväggarna är resistenta mot penetration av vanliga färgningsreagens..
En specifik färgningsmetod för endosporer, känd som Schaeffer-Fultons differentiella fläck, har utvecklats som gör dem tydliga. Denna metod gör det möjligt att visualisera både de som finns inuti den bakteriella vegetativa cellen och de som är utanför den.
Schaeffer-Fulton-metoden baseras på förmågan hos malakitgrönt att fläcka endosporernas vägg. Efter applicering av detta ämne används safranin för att färga de vegetativa cellerna.
Resultatet är en differentiell färgning av endosporer och vegetativa celler. De första får en grön färg och den andra en rosa färg..
Inom den vegetativa cellen, eller sporangium, kan endosporerna vara terminala, subterminala eller centralt. Denna bakterieform har fyra lager: medulla, groddvägg, cortex och lock. I vissa arter finns det ett femte yttre membranskikt som kallas exosporium, bestående av lipoprotein som innehåller kolhydrater..
Medulla eller centrum är protoplasten i endosporen. Den innehåller kromosomen, ribosomerna och ett glykolytiskt energigenererande system. Kanske inte ha cytokromer, inte ens hos aeroba arter.
Spiringsenergin lagras i 3-fosfoglycerat (det finns inget ATP). Den har en hög koncentration av dipikolinsyra (5-15% av endosporens torrvikt).
Sporens groddvägg omger medullärmembranet. Innehåller typiskt peptidoglykan, som under förökningen blir den vegetativa cellens vägg.
Cortex är det tjockaste lagret i endosporen. Omger bakterieväggen. Innehåller atypisk peptidoglykan, med mindre tvärbindningar än normalt, vilket gör den mycket känslig för autolys av lysozymer, nödvändig för grobarhet.
Pälsen består av ett keratinliknande protein som innehåller många intramolekylära disulfidbindningar. Omger cortex. Dess ogenomtränglighet ger motstånd mot kemiska attacker.
Dipikolinsyra verkar spela en roll i latensunderhåll, DNA-stabilisering och värmebeständighet. Närvaron av små lösliga proteiner i denna syra mättar DNA och skyddar det mot värme, uttorkning, ultraviolett ljus och kemiska medel..
Syntesen av den atypiska peptidoglykanen börjar när ett asymmetriskt septum bildas som delar upp den vegetativa cellen. På detta sätt delar peptidoglykan stamcellen i vilken prespore kommer att utvecklas till två fack. Peptidoglycan skyddar det från osmotiska obalanser.
Cortex avlägsnar osmotiskt vatten från protoplasten, vilket gör det mer motståndskraftigt mot värme- och strålskador..
Endosporer innehåller DNA-reparationsenzymer, som verkar under aktiveringen av märgen och dess efterföljande spiring.
Processen för bildning av en endospor från en vegetativ bakteriecell kallas sporulering eller sporogenes..
Endosporer förekommer oftare när vissa kritiska näringsämnen är bristfälliga. Det kan också finnas produktion av endosporer, som representerar livförsäkring mot utrotning, när näringsämnen är rikliga och andra miljöförhållanden är gynnsamma..
Sporulation består av fem faser:
1) Bildning av septum (medullärt membran, sporns groddvägg). En del av cytoplasman (framtida medulla) och en replikerad kromosom isoleras.
2) Sporens groddvägg utvecklas.
3) Cortex syntetiseras.
4) Kåpan är formad.
5) Den vegetativa cellen bryts ned och dör och frigör därmed endosporen.
Processen genom vilken en endospore förvandlas till en vegetativ cell kallas grobarhet. Detta utlöses av den enzymatiska nedbrytningen av endosporöverdraget, vilket möjliggör hydrering av märgen och återstart av metabolisk aktivitet..
Spiring består av tre faser:
1) Aktivering. Uppträder när nötning, ett kemiskt medel eller värmeskador på locket.
2) Spiring (eller initiering). Det börjar om miljöförhållandena är gynnsamma. Peptidoglykan bryts ned, dipikolinsyra frigörs och cellen hydratiseras.
3) utbrott. Cortex bryts ned och biosyntes och celldelning startas om.
Endosporerna hos patogena bakterier är ett allvarligt hälsoproblem på grund av deras motståndskraft mot uppvärmning, frysning, uttorkning och strålning, vilket dödar vegetativa celler.
Till exempel kan vissa endosporer överleva i flera timmar i kokande vatten (100 ° C). Däremot motstår vegetativa celler inte temperaturer över 70 ° C.
Vissa endosporeproducerande bakterier av släktena Clostridium Y Bacill utsöndrar potenta proteintoxiner som orsakar botulism, stelkramp och mjältbrand.
Beroende på fallet inkluderar behandling magspolning, sårrengöring, antibiotika eller antitoxinbehandling. Förebyggande åtgärder inkluderar hygien, sterilisering och vaccination.
Det orsakas av kontaminering med sporer av Clostridium botulinum. Dess mest uppenbara symptom är muskelförlamning, som kan följas av döden. Dess förekomst är låg.
Det finns tre typer av botulism. Spädbarn orsakas av intag av honung eller andra tillsatser, förorenade av luft, som har tillsatts mjölk. För sin del produceras mat genom intag av förorenad mat (som konserver), rå eller dåligt tillagad. Slutligen produceras skadan genom kontakt med jorden, vilket är den naturliga livsmiljön för C. botulinum.
Det orsakas av Clostridium tetani. Dess symtom inkluderar muskelsammandragningar som är mycket smärtsamma (på grekiska betyder ordet "tetanus" att dra ihop sig) och så starka att de kan orsaka brutna ben. Det är ofta dödligt. Dess förekomst är låg.
Infektiösa sporer av C. tetani de kommer vanligtvis in i kroppen genom ett sår där de grodda. Under tillväxt, vilket kräver att såret inte är syresatt, producerar de vegetativa cellerna tetanustoxin.
Bakterierna och dess endosporer är vanliga i miljön, inklusive jord. De har hittats i avföring från människor och djur.
Det orsakas av Bacillus anthracis. Dess symtom varierar mycket beroende på miljö och infektionsställe. Det är en allvarlig och ofta dödlig sjukdom. Dess förekomst är måttligt hög, vilket leder till epidemier hos djur och människor. På 1700-talet minskade miltbrand Europas får.
Växtätande däggdjur är dess naturliga värd. Människor blir smittade genom kontakt (vanligtvis yrkesmässigt) med djur eller genom att hantera eller inta animaliska produkter.
Det finns tre typer av mjältbrand:
1) Kutan. Ingången produceras av skador. Svartaktiga, nekrotiska sår bildas på huden.
2) Vid inandning. Ingång under andningen. Producerar inflammation och inre blödningar och leder till koma.
3) Magtarmkanalen. Inträde genom intag. Producerar orofaryngeala magsår, svår abdominal blödning och diarré.
I ungefär 95% av fallen är humant mjältbrand kutan. Hos mindre än 1% är det gastrointestinal typ.
Endosporer kan förstöras genom sterilisering i autoklaver, genom att kombinera tryck på 15 psi och temperaturer på 115-125 ° C i 7-70 minuter. De kan också elimineras genom alternerande förändringar i temperatur och tryck, så att det blir spiring av sporer följt av död av de resulterande vegetativa bakterierna..
Perättiksyra är ett av de mest effektiva kemiska medlen för att förstöra endosporer. Jod, tinkturerad (upplöst i alkohol) eller jodofor (i kombination med en organisk molekyl) är också ofta dödlig för endosporer..
Förstörelsen av endosporer i kirurgiska instrument uppnås effektivt genom att införa dem i en behållare i vilken en plasma (exciterad gas rik på fria radikaler) induceras, för vilken vissa kemiska medel utsätts för undertryck och ett elektromagnetiskt fält..
Förstörelsen av endosporer i stora föremål, såsom madrasser, uppnås genom att de i flera timmar utsätts för etylenoxid i kombination med en icke-brandfarlig gas..
Livsmedelsindustrin använder klordioxid i vattenlösning för att gasa områden som potentiellt är förorenade med endosporer av mjältbrand..
Natriumnitrit tillsatt till köttprodukter och antibiotikumet nisin tillsatt till ost, förhindrar tillväxten av endosporproducerande bakterier.
Bacillus anthracis det är lätt att växa. Av den anledningen inkluderades det under de två världskrigen som ett biologiskt vapen i arsenalerna i Tyskland, Storbritannien, USA, Japan och Sovjetunionen..
1937 använde den japanska armén mjältbrand som ett biologiskt vapen mot kinesiska civila i Manchuria. 1979, i Sverdlovsk, Ryssland, dog minst 64 personer av misstag att andas in sporer från en stam av B. antracis av militärt ursprung. I Japan och USA har mjältbrand använts för terroriständamål.
Däremot görs för närvarande försök att använda endosporbeläggningar som ett medel för terapeutiska läkemedel och för antigener som skapats för förebyggande immuniseringsändamål..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.