Микробтардың "көбеюі" термині олардың өзін-өзі көбейту, жеке тұлғалардың санын көбейту мүмкіндігін білдіреді

Микроорганизмдердің өсуі және көбеюі

Микроорганизмдерді зерттеу, жұқпалы аурулардың этиологиялық факторларын анықтау, жұқпалы аурулардың алдын - алу және емдеу мәселелерімен айналысу және микроорганизмдерге қатысты көптеген басқа мәселелерді шешу үшін олардың жеткілікті мөлшерде болуы керек, яғни микроорганизмдердің қалыпты өсуі мен көбеюі үшін барлық жағдай жасау керек.

Микробтардың "көбеюі" термині олардың өзін-өзі көбейту, жеке тұлғалардың санын көбейту мүмкіндігін білдіреді.

Микроорганизмдердің көбеюі көлденең бөліну, бүршік жару, споралардың пайда болуы, көбею арқылы жүреді.

Микроорганизмдердің көбеюі дегеніміз-жасуша материалының синтезі және барлық жасуша компоненттері мен құрылымдарының көбеюі нәтижесінде микробтардың массасының көбеюі.

Бактериялар, спирохеттер, актиномицеттер, саңырауқұлақтар, риккетсиялар, микоплазмалар, протозоидтар, хламидиоз туралы олар көбейеді, ал вирустар мен фагтар (микробтардың вирустары) көбейеді дейді.

Микроорганизмдердің көбеюі белгілі бір заңдарға сәйкес келеді. Микроорганизмдердің бөліну жылдамдығы әртүрлі, ол микробтың түріне, мәдениеттің жасына, табиғи және жасанды қоректік ортаның сипаттамаларына, температураға, көмірқышқыл газының концентрациясына және басқа да факторларға байланысты.

Көбею процесінде микроорганизмдер әртүрлі кезеңдерде морфологиялық және физиологиялық өзгерістерге ұшырайды (пішіні, мөлшері, түсі, биохимиялық белсенділігі, физикалық және химиялық факторларға сезімталдығы және т.б.).

Микроорганизмдер жасқа байланысты өзгергіштікке ие, яғни жеке адамдар өсу, жетілу және қартаюдың әртүрлі кезеңдерінде өзгереді. Бұл өзгерістер микроорганизмнің жеке дамуының қалыпты циклінде байқалады, ол организмнің табиғатына, оның құрылымының күрделілігіне және дамуындағы дәйектілікке байланысты.

Микроорганизмдер арасындағы ең қарапайым даму циклі бактерияларға ие. Олар әртүрлі жазықтықтарда қарапайым көлденең бөліну арқылы таралады. Осыған байланысты жасушалар кездейсоқ, кластерлер, тізбектер, пакеттер, жұп, төрт және т. б. орналасуы мүмкін.

Оларды көптеген жануарлар мен өсімдіктерден ерекшелейтін бактериялардың өзіне тән ерекшелігі-олардың көбеюінің ерекше жылдамдығы.

Әрбір бактериалды жасуша орта есеппен жарты сағат ішінде бөлінеді, бұл метаболизмнің жоғарылауына, қоректік материалдың жасуша ішіне ену жылдамдығына байланысты.

Бактериялардың көбеюіне кедергі келтіретін фактор-қоректік субстраттың сарқылуы және ыдырау өнімдерімен қоршаған ортаны улану.

Бактериялар көбеюдің сегіз негізгі кезеңін ажыратады.

1. Бастапқы стационарлық фаза, бұл бактериялардың қоректік ортаға себілген сәттен бастап бір – екі сағатқа дейінгі уақыт кезеңі. Бұл кезеңде көбею болмайды

2. Көбеюдің кешеуілдеу кезеңі (кешеуілдеу фазасы), оның барысында бактериялардың көбеюі өте баяу жүреді және олардың өсу қарқыны артады. Екінші кезеңнің ұзақтығы шамамен екі сағатты құрайды.

3. Фаза бес – алты сағатқа созылады. Үшінші кезең максималды бөліну жылдамдығымен, жасуша мөлшерінің азаюымен сипатталады.

4. Теріс үдеу фазасы (шамамен екі сағатқа созылады). Бактериялардың көбею жылдамдығы төмендейді, бөлінетін жасушалар саны азаяды.

5. Шамамен екі сағатқа созылатын стационарлық фаза. Жаңа бактериялардың саны өлі адамдар санына тең.

6. Жасуша өлімін жеделдету кезеңі (шамамен үш сағатқа созылады).

7. Логарифмдік жасуша өлімі фазасы (шамамен бес сағатқа созылады), онда жасуша өлімі тұрақты жылдамдықпен жүреді

8. Өлу жылдамдығының төмендеу фазасы. Тірі қалған адамдар тыныштық күйіне өтеді.

Көбею фазаларының ұзақтығы тұрақты емес. Бұл микроорганизмдердің түріне және өсіру жағдайларына байланысты әр түрлі болуы мүмкін.

Коккоидты бактериялардың даму циклі жасушаның өсуіне және оның кейінгі бөлінуіне дейін азаяды. Таяқ тәрізді аспирогендік бактериялар жас кезінде өсіп, максималды мөлшерге жетеді, содан кейін сол циклды қайталайтын екі аналық жасушаға бөлінеді. Бациллалар мен клостридияларда спора түзілу процесі белгілі бір жағдайларда даму цикліне енеді.

Спирохеттер мен риккетсиялар бактериялар сияқты екілік бөліну арқылы көбейеді.

Микоплазмалардың ішінде сфералық немесе овоидты формадағы барлық қарапайым денелер көбею қабілетіне ие. Даму процесінде сфералық денелер пайда болатын қарапайым денеде бірнеше филиформалық өсінділер пайда болады. Бірте-бірте жіптер жұқа болып, айқын сфералық денелері бар тізбектер пайда болады. Содан кейін жіптер фрагменттерге бөлініп, сфералық денелер босатылады.

Кейбір микоплазмалардың көбеюі үлкен сфералық денелерден аналық жасушаларды шығару арқылы жүреді, егер микоплазманың бөліну процестері нуклеоид ДНҚ репликациясымен синхронды жүрсе, микоплазманың көлденең бөлінуі көбейеді. Бұзған жағдайда синхронды құрылады жіп тәрізді многонуклеоидные нысандары, кейіннен бөлінетін арналған кокковидные жасушалар.

Актиномицеттер мен саңырауқұлақтар дамудың екі түрлі сатысына ие: вегетативті өсу сатысы, онда мицелийдің пайда болуы және споралы тасымалдаушыларда пайда болатын споралардың пайда болу кезеңі тән.

Актиномицеттер мен саңырауқұлақтардың маңызды ерекшелігі-олардың көбею әдістерінің алуан түрлілігі. Олар вегетативті, асексуалдық және жыныстық көбеюмен сипатталады.

Вегетативті көбею ГИПа фрагменттеріне бөліну арқылы жүзеге асырылады, содан кейін жеке өзек тәрізді коккоидты жасушалар пайда болады.

Асексуалдық көбею вегетативті жолмен (ГИПа фрагменттерінің немесе олардың жеке жасушаларының өсуі) және аз немесе аз мамандандырылған көбею органдарының (споралар мен конидиялар) көмегімен жүреді. Ең жиі кездесетін, асексуалдық, көбею жолы экзогендік және эндогендік споралардың түзілуінде көрінеді. Экзоспоралар немесе кондидиялар жеміс беретін гипаның ұштарында пайда болады, бірақ жалпы дорба – спорангия ішінде болады. Спорангияны алып жүретін ГИПа спорангиондар деп аталады. Спорангиондар түзу, толқынды, спиральды болуы мүмкін.

Жыныстық көбею арнайы органдардың көмегімен жүреді – аскоспоралар, базидиоспоралар, олардың пайда болуынан бұрын жыныстық процесс жүреді. Биологиялық мақсаты бойынша актиномицеттер мен саңырауқұлақтардың споралары тынығады, белгілі бір уақыт ішінде түрді сақтауға және тез өсіруге қызмет етеді.

Актиномицеттер мен саңырауқұлақтардың споралары әр адамда көп мөлшерде пайда болады, өйткені бактериялардың спораларынан айырмашылығы негізінен көбею мақсаттарына қызмет етеді. Олар бактериялардың спораларына қарағанда қоршаған орта факторларына аз төзімді.

Протозоидтарда, сондай-ақ актиномицеттер мен саңырауқұлақтарда бөліну арқылы көбеюмен қатар жыныстық процесс бар.

Хламидиоз, вирустар мен фагтардың өзіндік даму циклдері бар.

Хламидиоздың көбеюі эндоцитоз арқылы элементар денелердің сезімтал тіндік жасушаға енуінен басталады. Вакуольдегі бұл денелер жасушалар бөліну қабілеті бар инициальды немесе ретикулярлы денелер деп аталатын вегетативті формаларға айналады. Ретикулярлы денелерде ламельді жасуша қабырғасы, ал цитоплазмада Бос орналасқан ядролық фибриллалар және көптеген рибосомалар бар. Бірнеше бөлінуден кейін ретикулярлық денелер аралық формаларға айналады, олардан элементар денелердің жаңа буыны дамиды. Хламидиоздың бүкіл даму циклі 40 – 48 сағатқа созылады және негізгі жасуша цитоплазмасында хламидиоз микроколониясының пайда болуымен аяқталады.

Вакуоль қабырғасы жарылып, хост жасушасы толығымен жойылғаннан кейін, бүкіл жасушадан тыс хламидиоз микроколониясы тәуелсіз элементар денелерге бөлініп, хламидиоздың жасушаға ену циклі қайталанады, содан кейін олардың көбеюі қайталанады.

Вирустардың көбеюі жеке сатылардың реттілігімен сипатталады.

1. Адсорбция сатысы. Вириондар жасушаның беткі құрылымдарында адсорбцияланады. Бұл жағдайда вирион мен жасушаның қосымша құрылымдарының өзара әрекеттесуі жүреді, оларды рецепторлар деп атайды.

2. Вирионның қабылдаушы жасушаға ену сатысы. Вирустарды оларға сезімтал жасушаларға енгізу жолдары бірдей емес. Көптеген вириондар жасушаға пиноцитоз арқылы енеді, нәтижесінде пайда болған пиноцитарлы вакуол вирионды жасушаға "тартады". Кейбір вирустар жасушаға оның қабығы арқылы тікелей енеді.

3. Қабылдаушы жасушаның протеолитикалық ферменттерінің көмегімен сыртқы қабық пен вирион капсидінің бұзылу кезеңі. Кейбір вириондарда олардың қабығын жою процесі адсорбция сатысында басталады, басқаларында – пиноциттік вакуольде, үшіншіден – дәл сол протеолитикалық ферменттердің қатысуымен жасуша цитоплазмасында.

4. Вирустық ақуыздарды синтездеу және нуклеин қышқылдарының репликациясы кезеңі. Вирустық нуклеин қышқылы толық немесе ішінара босатылғаннан кейін вирустық ақуыздарды синтездеу және нуклеин қышқылдарының репликациясы басталады.

5. Құрастыру сатысы немесе вирионның морфогенезі. Вириондардың пайда болуы вирустық құрылымдық полипептидтер мен олардың нуклеин қышқылының қатаң реттелген қосылысы жағдайында ғана мүмкін болады, бұл нуклеин қышқылының айналасында ақуыз молекулаларының өздігінен жиналуымен қамтамасыз етіледі. Кейбір вирустарда бұл процесс цитоплазмада, ал басқаларында хост клеткасының ядросында жүреді. Сыртқы қабығы бар күрделі ұйымдастырылған вирустарда цитоплазмада олардың жасушадан шығуы кезінде одан әрі құрастыру жүреді.

6. Вириондардың негізгі жасушадан шығу кезеңі. Бірқатар күрделі вирустар негізгі жасушадан шығады, ал жасушалар біраз уақыт өміршеңдігін сақтайды, содан кейін өледі. Қарапайым вириондар жасушадан оның қабығында пайда болған тесіктер арқылы шығады, қабылдаушы жасуша біраз уақыт өміршеңдігін сақтамай өледі.

Кейбір жағдайларда жасушаларда вириондардың көбеюі бірнеше ай, тіпті жылдар бойы жүруі мүмкін. Вирустар жасуша мембранасы арқылы шығарылады. Мұндай жасушалардың бөлінуімен вириондар аналық жасушаларға, өз кезегінде вирустық бөлшектерді шығара бастайды.

Вирустың жасушамен өзара әрекеттесуінің үш түрі бар: өнімді, абортты және вирогенді.

Өзара әрекеттесудің өнімді түрі-жаңа вириондардың пайда болуы.

Вирустық нуклеин қышқылының репликациясы немесе вирустық ақуыздардың синтезі немесе вириондардың морфогенезі кезінде өзара әрекеттесудің аборт түрі кенеттен үзілуі мүмкін.

Вирогендік тип вирустық нуклеин қышқылының жасушаның ДНҚ-на енуімен (интеграциясымен) сипатталады, бұл вирустық және жасушалық ДНҚ репликациясының синхрондығын қамтамасыз етеді.

Фагтың көбеюі кезінде оның жасуша бетінде адсорбциясы (1 кезең) фагтың каудальды процесінің шеткі бөлігінде локализацияланған ақуыздардың амин топтарының және бактериялық жасушаның бетіндегі теріс зарядталған карбоксил топтарының өзара әрекеттесуі нәтижесінде пайда болады.

Адсорбцияның қайтымды және қайтымсыз фазаларын ажыратыңыз. Қайтымды фаза тұрақты фагтарды жасушадан қатты араластыру арқылы бөлуге немесе иондардың концентрациясын күрт төмендетуге болатындығымен сипатталады. Босатылған фагтар өздерінің өміршеңдігін сақтайды.

Адсорбцияның екінші қайтымсыз кезеңінде фаг микроб жасушасының денесінен бөлінбейді. Адсорбция процесі бірнеше минутқа созылады. Фагтың каудальды процесінде орналасқан ферменттің әсерінен фагтың бекітілген жерінде микробтық жасушаның денесінде тесік пайда болады, ол арқылы фаг ДНҚ жасушаға енеді. Фаг қабығы сыртта қалады (2 кезең).

Кейбір фагтар нуклеин қышқылын жасуша қабырғасына алдын-ала механикалық зақым келтірместен жасушаға енгізеді. Фаг нуклеин қышқылы клеткаға енгеннен кейін пайда болған жасырын кезеңде фаг нуклеин қышқылы мен фаг капсидінің ақуыздарының биосинтезі жүзеге асырылады.

Фаг нуклеин қышқылы мен фаг құрылымдық ақуыздарының репликациясына қажетті ферменттердің синтезі жүреді (3 кезең).

Төртінші кезеңде қуыс фаг бөлшектерінің фаг нуклеоксидімен толтырылуы және жетілген фагтардың қалыптасуы жүреді. Фагтың морфогенезі жүзеге асырылады.

Жасырын кезеңнің соңында жұқтырған микробтық жасушалардың лизисі және жетілген фаг бөлшектерінің шығуы жүреді (5 кезең).

Фагтың адсорбциясы 40 минутқа созылады, жасырын кезең - 75 минут. Фагтың микробтық жасушамен әрекеттесуінің бүкіл циклі үш сағаттан сәл асады.

Фагты микробтық жасушаға енгізу әрдайым оның лизисімен бірге жүрмейді. Көбінесе фагтың микробтық жасушамен әрекеттесуі лизогендік дақылдардың пайда болуына әкеледі.

Микробтық жасушамен өзара әрекеттесу сипаты бойынша қалыпты және вирустық фагтар бөлінеді. Лизогенияның жағдайы қалыпты фагтардан болады. Лизогендік микроб жасушалары вирустық фагтарға төзімді. Вирустық фагтар микробтық жасушаның жаңа фагтары мен лизисінің пайда болуын анықтайды.