Αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί σε ενδιαφέροντες μικροοργανισμούς όπως η μαγιά. Πώς αναπαράγονται; Πρέπει να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση. Θα μάθετε για τα χαρακτηριστικά της αναπαραγωγής ζύμης.
Η αναπαραγωγή είναι η αναπαραγωγή ενός νέου κελιού,που είναι πανομοιότυπο με τη μητέρα. Η συνέπεια της στο μεγαλύτερο μέρος των μονοκυτταρικών οργανισμών είναι η αύξηση του πληθυσμού. Αυτή η διαδικασία στους μικροοργανισμούς οφείλεται κυρίως στη «σχέση» τους με το περιβάλλον θρεπτικό μέσο. Θα πρέπει να δημιουργήσει ευνοϊκές συνθήκες για αυτό, οι οποίες ρυθμίζουν τη δράση ορισμένων ενζύμων.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η μείωση των ενζύμων -ισχυροί αναγωγικοί παράγοντες που απελευθερώνονται στο περιβάλλον όταν αναστέλλεται η ανάπτυξη των κυττάρων ζύμης. Δρουν στην κυτταρική μεμβράνη (στους δεσμούς δισουλφιδικής πρωτεΐνης). Χάρη σε αυτό, το κέλυφος γίνεται διαπερατό από την πρόσληψη θρεπτικών ουσιών από το περιβάλλον. Αυτό εξασφαλίζει τη βιοσύνθεση των ενζύμων, συμπεριλαμβανομένων των συστατικών.
Μέθοδοι διάδοσης ζύμης
Ας πάμε κατευθείαν στο θέμα μας."Αναπαράγεται η μαγιά με σπόρια ή όχι;" - η απάντηση σε αυτήν την ερώτηση είναι διφορούμενη. Το γεγονός είναι ότι τα κύτταρα αυτών των μικροοργανισμών, ανάλογα με τις συνθήκες της καλλιέργειάς τους, μπορούν να αναπαραχθούν σεξουαλικά και φυτικά. Η μορφή του τελευταίου καθορίζεται από το να ανήκεις σε μια βιολογικά ανεξάρτητη ομάδα (δηλαδή, μια οικογένεια) με διαίρεση, εκκολαπτόμενο, και επίσης από εκκολαπτόμενο, που τελειώνει με διαίρεση. Επί του παρόντος, έχουν περιγραφεί τέσσερις τύποι αγενούς πολλαπλασιασμού ζύμης.
Ο πρώτος τύπος αγενούς πολλαπλασιασμού
Σημειώνεται, για παράδειγμα, στο γένος Saccharomyces (σεοικογένεια Saccharomycetaceae). Σε αυτήν την περίπτωση, το υλικό από το οποίο συντίθενται οι μεμβράνες των μητρικών κυττάρων δεν περνά απευθείας στις μεμβράνες νέων, θυγατρικών κυττάρων. Στα αρχικά στάδια ανάπτυξης, το λαμβάνουν ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι συντίθεται και συσσωρεύεται σταδιακά στη βάση του ίδιου του οφθαλμού σχηματισμού. Σε αυτήν την περίπτωση, οι ουλές βρίσκονται στις περιοχές της μεγαλύτερης καμπυλότητας της κυτταρικής μεμβράνης. Συχνά είναι το ένα δίπλα στο άλλο, τοποθετημένα σε σπείρα ή κύκλο.
Ωστόσο, αυτή η διαδικασία δεν είναι τυπική για όλους τους μικροοργανισμούς που ανήκουν στην ομάδα των μονοκυτταρικών μυκήτων που ονομάζεται «ζύμη». Πώς αναπαράγονται άλλα είδη; Ας συνεχίσουμε την ιστορία μας.
Δεύτερος τύπος
Ο επόμενος τύπος φυτικής διάδοσηςπαρατηρείται στη μαγιά των γενών Hanseniaspora και Saccharo-mycodes (οικογένεια Saccharoinycoaaceae). Η ιδιαιτερότητά του είναι πολικός εκκολαπτόμενος, ενώ σχηματίζεται μια πολλαπλή ουλή. Σε αυτήν την περίπτωση, ο νεφρός (με τον οποίο πολλαπλασιάζεται η μαγιά) σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της προεξοχής της νεφρικής ουλής, η οποία παρέμεινε από την προηγούμενη εκκόλαψη, καθώς και από το τέντωμα του διαφράγματος μεταξύ των κυττάρων.
Τρίτος τύπος
Παρατηρείται στην οικογένεια ζύμηςSchizosaccharomyceta-ceae (για παράδειγμα, του γένους Schizosaccharomyces). Χαρακτηριστικό αυτού του τύπου είναι ότι η ανάπτυξη των κυτταρικών τοιχωμάτων είναι βιοπολική. Το νέο υλικό από το οποίο σχηματίζονται τα κύτταρα εναποτίθεται με τη μορφή δακτυλιοειδούς ανάπτυξης από το κέντρο του κελιού έως τα άκρα του στη θέση της διαίρεσής του.
Φυτική διάδοση: τέταρτος τύπος
Είναι χαρακτηριστικό του Endomyces magnusii, τουκυλινδρικά κύτταρα. Σε αυτήν την περίπτωση, κατά τη διάρκεια της διαίρεσης, οι δομικές αλλαγές σημειώνονται σε όλο το περίβλημα. Εάν υπάρχουν πολλά τμήματα, το κέλυφος αποτελείται από πολλές πλάκες, οι οποίες βρίσκονται παράλληλα και περικλείονται η μία στην άλλη στην ουλή.
Μίτωσις
Στο θυγατρικό κελί από τη μητέρα κατά τη διάρκειατου φυτικού πολλαπλασιασμού, ένα μέρος των δομικών σχηματισμών του πυρήνα και του κυτοπλάσματος περνά. Πριν από κάθε διαίρεση των κυττάρων, τα χρωμοσώματα αναπαράγονται μία και όλα ταυτόχρονα. Αυτό εξασφαλίζει την ομοιόμορφη κατανομή τους μεταξύ των θυγατρικών και των μητρικών κυττάρων. Με αυτόν τον τύπο πυρηνικής διαίρεσης, που ονομάζεται μίτωση, υπάρχει ένας αυστηρά σταθερός αριθμός χρωμοσωμάτων στις γενεές των κυττάρων.
Βλάστηση μητρικών κυττάρων
Ανακαλύψαμε ότι ο νεφρός είναι αυτό που αναπαράγεταιμαγιά με φυτική μέθοδο. Εάν εξετάσουμε αυτήν τη διαδικασία εγκαίρως, τότε μπορεί να σημειωθεί ότι σε περίπου μία ώρα, υπό βέλτιστες συνθήκες, το θυγατρικό κύτταρο σχηματίζεται πλήρως. Αλλά μόνη της δεν μπορεί να επαναλάβει ατέλειωτα τη διαδικασία εκκόλαψης. Το μητρικό κύτταρο έχει κατά μέσο όρο 25-30 μπουμπούκια (ουλές γέννησης) κατά τη διάρκεια της ζωής του. Ο περιοριστικός παράγοντας αυτής της διαδικασίας είναι μια αλλαγή στη δομή της κυτταρικής μεμβράνης, η οποία σχετίζεται με το σχηματισμό ουλών. Οδηγούν σε μείωση της χρήσιμης επιφάνειάς του, η οποία μειώνει το μεταβολισμό, καθώς και την περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες, DNA, RNA στα κύτταρα και τελικά οδηγεί σε θάνατο.
Ένας άλλος τρόπος μπορεί να διακριθεί, σημειώνοντας το ερώτημα πώς πολλαπλασιάζεται η μαγιά. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται με διαφωνίες. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται σεξουαλική. Ας το εξετάσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες.
Σεξουαλική αναπαραγωγή
Μαγιά, η αναπαραγωγή της οποίας συμβαίνει ωςτόσο σεξουαλικά όσο και φυτικά, έχουν μεγάλο ενδιαφέρον από αυτήν την άποψη. Πολλοί επιστήμονες έχουν διερευνήσει τη συμπεριφορά αυτών των μικροοργανισμών. Διαπίστωσαν ότι η σεξουαλική μέθοδος σχετίζεται με τη βλάστηση των σπόρων που βρίσκονται σε ασσί ή σακούλες (ονομάζονται ασκοσπόρια) σε φυτικά κύτταρα. Πώς πολλαπλασιάζεται η μαγιά με τα σπόρια; Ας το καταλάβουμε.
Αυτή η μέθοδος συνοδεύεται από πυρηνική σχάση μεχρησιμοποιώντας meiosis. Εάν κατά τη διάρκεια της καλλιέργειας της μαγιάς υπάρχει απότομη μετάβαση από ένα πλήρες περιβάλλον σε ένα φτωχό σε θρεπτικά συστατικά, τότε παρουσία επαρκούς υγρασίας, καθώς και σημαντική συσσώρευση εφεδρικών ουσιών στο κύτταρο και πρόσβαση σε οξυγόνο, σποράωση λαμβάνει χώρα. Τα προκύπτοντα ασκοσπόρια είναι ανθεκτικά σε δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες (ξήρανση, υψηλή θερμοκρασία), αλλά είναι λιγότερο θερμοσταθερά από τα βακτηριακά σπόρια. Τα ασκόσπορα πεθαίνουν σε θερμοκρασίες περίπου 60 ° C, ενώ τα βακτηριακά σπόρια μπορούν να αντέξουν σε υψηλότερες θερμοκρασίες - βραστό νερό και ακόμη υψηλότερο.
Τα ασκόσπορα συνήθως σχηματίζονται ως αποτέλεσμα σεξουαλικήςσύντηξη 2 κυττάρων ζύμης και επακόλουθη διαίρεση του γονιμοποιημένου πυρήνα. Μπορεί να υπάρχουν από ένα έως τέσσερα, και μερικές φορές οκτώ σε μία ερώτηση. Εάν οι συνθήκες για την ανάπτυξη της βλάστησης είναι ευνοϊκές, τα σπόρια βλασταίνουν σε ένα φρέσκο θρεπτικό μέσο και στη συνέχεια γίνονται εκκολαπτόμενα κύτταρα ξανά.
Κύκλος ζωής ζύμης
Στη ζύμη, ο κύκλος ζωής σχετίζεται με εναλλαγήσποριοποίηση και φυτική αναπαραγωγή με διαφορετικές χρονικές περιόδους των διπλοειδών και απλοειδών σταδίων. Οι ζύμες σακχαρομυκήτων, στις οποίες υπάρχει μια αλλαγή στις απλο- και διπλοφάσεις, χωρίζονται σε δύο ομάδες: ομαλθαλικές και ετεροθαλικές.
Ετεροθαλικά στελέχη
Τα ετεροθαλικά στελέχη είναι ανθεκτικάαπλοειδείς και διπλοειδείς φάσεις. Ταυτόχρονα, τα διπλοειδή κύτταρα μπορούν να πολλαπλασιαστούν φυτικά για απεριόριστο χρόνο και υπό δυσμενείς συνθήκες, μπορούν να προχωρήσουν σε σπορά. Ως αποτέλεσμα αυτού, τα asci σχηματίζονται με απλοειδή σπόρια, καθένα από τα οποία ανήκει σε έναν από τους 2 τύπους ζευγαρώματος. Στην περίπτωση αυτή, η συσχέτιση συμβαίνει μόνο όταν συναντώνται 2 ασκοσπόρια ή κύτταρα από διάφορα απλοειδή στελέχη, ως αποτέλεσμα των οποίων σχηματίζονται ζυγώτες και αποκαθίσταται η διπλοφάση.
Ομοθελικά στελέχη
Ομοθελικά στελέχη από ετεροθαλικάδιαφέρουν στο ότι έχουν μόνο σταθερή διπλοφάση. Τα απλοειδή σπόρια που απομονώνονται από το asca σχηματίζουν διπλοειδή δομή. Με άλλα λόγια, η αυτο-διπλοποίηση (σύντηξη απλοειδών κυττάρων) συμβαίνει στους απογόνους ενός σπορίου λόγω του γεγονότος ότι τα σπόρια μπορούν να συνδυαστούν σε οποιονδήποτε συνδυασμό μητρικών ή αδελφών απλοειδών κυττάρων με το νεφρό τους.
Και η ομοθυλική ζύμη έχει τύπουςζευγάρωμα. A.F. Ο Rusnak μελέτησε τη ζύμη του είδους Sacch. vini, τα οποία χρησιμοποιούνται στην οινοποίηση. Σημείωσε την ύπαρξη ενός μεγάλου φάσματος αγώνων μεταξύ τους. Αφού το ανέλυσε, ο ερευνητής κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η φύση τους είναι κατά κύριο λόγο ομοθελική.
Ωστόσο, κάποια μαγιά στο απλοειδέςκατάσταση για μεγάλο χρονικό διάστημα είναι σε θέση να αναπαραχθούν φυτικά. Τα Chizosaccharomyces και Zygosaccharomyces είναι παραδείγματα. Τα απλοειδή κύτταρα συγχωνεύονται πριν από τη σποριοποίηση, σχηματίζοντας ένα διπλοειδές ζυγωτό. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας meiosis, διαιρείται και δημιουργεί τέσσερα ή οκτώ απλοειδή σπόρια. Βλαστάνουν και μετά από λίγο αρχίζουν να αναπαράγονται σε απλοειδή κατάσταση ασσεξικά.
Θετικές πτυχές της σπορίωσης
Μελετώντας μικροοργανισμούς όπως μαγιά (όπωςπολλαπλασιάζονται), οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι ο μεταβολισμός, καθώς και η γενική ζωτική δραστηριότητα των μικροοργανισμών, επιβραδύνεται κατά τη διάρκεια της σπορίωσης. Αυτή η κατάσταση διασφαλίζει την επιβίωσή τους σε φυτικές συνθήκες δυσμενείς για αναπαραγωγή. Επομένως, η σπορά, η οποία συνδυάζει τη διαδικασία διατήρησης και αναπαραγωγής ειδών, θα πρέπει να θεωρείται ως θετικό στάδιο στην ανάπτυξη οργανισμών ζύμης.
Τα αποτελέσματα της έρευνας του B. Pazonya
Ο B. Pazonyi διερεύνησε πώς αναπαράγεται η μαγιά.Έλαβε ενδιαφέροντα αποτελέσματα για την επίδραση του σταδίου της σεξουαλικής αναπαραγωγής στην παραγωγικότητα και τη ζωτική δραστηριότητα αυτών των μικροοργανισμών. Οι καλλιέργειες ζύμης κρασιού που έχουν υποστεί σποράωση με περαιτέρω βλάστηση των σπορίων και η διαδικασία διπλοποίησης υπερβαίνουν την ταχύτητα ζύμωσης του μούστου των πολιτισμών που δεν έχουν περάσει αυτά τα στάδια. Σε δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν σε συνθήκες ημιπαραγωγής, σημειώθηκε μείωση της περιόδου ζύμωσης από 35 ημέρες σε 21-31.
Έτσι, συναντήσατε τόσο ενδιαφέρονμικροοργανισμοί όπως η μαγιά. Τώρα ξέρετε πώς πολλαπλασιάζονται. Ελπίζουμε να θυμάστε ποια χαρακτηριστικά υπάρχουν με δύο βασικούς τρόπους. Η μαγιά αναπαράγεται με σπόρια και εκκολαπτήρια. Κάθε μία από αυτές τις μεθόδους πραγματοποιείται υπό ορισμένες συνθήκες και καθεμία από αυτές έχει τα δικά της χαρακτηριστικά.
