Definition von Endosporen, Mechanismen, Prozessen, Strukturen und Typen
Definition von Endospor
Diese Endosporen sind resistente Strukturen, die von Bakterien produziert werden, um dann unter ungünstigen Umweltbedingungen oder Bedingungen zu überleben. Diese Endosporen enthalten DNA sowie ein kleines Zytoplasma, das von einer schützenden äußeren Hülle umgeben ist.
Endosporen keimen, um neue Organismen zu produzieren, wenn die Umweltbedingungen günstig sind. Daher wird dieser Endospor als eine Art Fortpflanzungszelle angesehen. Die Bakteriengattungen Bacillus, Clostridium und Paenibacillus produzieren Endosporen. Diese Endosporen können oder können unter rauen Bedingungen wie Dehydration, hohen und niedrigen Temperaturen, Chemikalien und UV-Strahlung überleben.
Die Zellwand dieser Endosporen besteht aus Dipicolinsäure, die der Endospor hitzebeständige Eigenschaften verleiht. Feuchte Wärmebehandlung bei 121 °C für 15 Minuten kann oder kann bakterielle Endosporen zerstören.
Diese Endospore ist eine alternative Lebensform, die von Bacillus, Clostridium sowie einigen. produziert wird Bakterielle Gattungen umfassen Sporosarcina, Sporolactobacillus, Desulfotomaculum, Oscillospira und Thermoactinomyces. Dieser Bacillus ist ein obligater Aerobier, der nur im Boden lebt, während Clostridium eine obligatorische Art ist. Dieser Anaerobier wird oft auch als normale Darmflora bei einem Tier gefunden. Diese Endosporen werden dann von einem Bakterium unter Bedingungen oder Umweltbedingungen gebildet, die nicht vorteilhaft, wie Nährstoff- und Wassermangel, sehr heiße oder sehr kalte Temperaturen und auch Gift. Diese Endospore ist ein dickwandiger Körper und ist auch sehr widerstandsfähig (resistent).
Die Endosporen enthalten genetisches Material, etwas Zytoplasma und Ribosomen. Die dicke Endosporenwand besteht aus Protein und macht die Endosporen dann resistent gegen Lichtstrahlung, Trockenheit, hohe Temperaturen und Chemikalien. Bei günstigen Umweltbedingungen wachsen diese Endosporen zu neuen Bakterienzellen heran. Diese Endosporen sind widerstandsfähiger gegen Bedingungen oder Umweltbedingungen, die eigentlich weniger günstig sind als die vegetativen Zellen von Bakterien. Der Vorgang der Sporenbildung wird als Sporulation bezeichnet. Wenn sich die Umweltbedingungen verbessern, spalten sich die Endosporen wieder in vegetative Zellen auf, was als Keimungsprozess bezeichnet wird.
Die Endosporen haben für die Bakterien die Funktion einer Überlebensstruktur (Schlafstruktur). Diese Strukturen, die es Bakterien ermöglichen, unter ungünstigen Bedingungen zu überleben, sind extreme Umgebungen (Dürre, sehr niedrige oder sehr hohe Temperaturen) oder Mangel an Ernährung.
Endosporen-Eigenschaften
Die meisten Bakterien, die Endosporen bilden können oder können, sind grampositive Bakterien. Diese grampositiven Bakterien sind eine Gruppe von Eubakterien, deren Zellwände während des Gram-Färbungsprozesses violette Farbe absorbieren und die Peptidoglycan dick genug haben oder haben. Bakterien, die Endosporen bilden können oder können, sind beispielsweise Bacillus mycoides.
Diese Endosporen haben oder haben undurchlässige Eigenschaften, dann können sie besser gegen Bakterien überleben Trockenheit, niedrige Temperatur, hohe Temperatur, Desinfektionsmittel sowie eine ungünstige Umgebung andere. Wenn sich die Umweltbedingungen verbessert haben, keimen diese Endosporen zu neuen vegetativen Zellen.
Arten von Endosporen
Es gibt 3 Arten von Endosporen in Bakterien, basierend auf ihrem Standort. Das Folgende ist eine Tabelle, Beschreibung und Beispiele von Bakterien, die Sporen jedes Typs produzieren.
- Terminale Endosporen: Endosporen, die sich an einem Ende der vegetativen Bakterienzelle befinden. Beispiele sind: Clostridium tertium
- Subterminale Endosporen: Endosporen, die sich an der Spitze der Zelle befinden. Allerdings eher in Richtung Zellmitte. Ein Beispiel ist: Clostridium perfringens
- Zentrale Endosporen: Endosporen, die sich im Zentrum der vegetativen Zelle befinden. Beispiele sind: Clostridium bifermentans
Endosporenstruktur und Komponenten
Im Vergleich zu nicht-endosporösen Zellen (vegetativen Zellen), die anscheinend oder haben eine einzige Zellwandschicht, diese Endospore hat mehr Komponenten, die eine Struktur aufbauen Endospor. Die Struktur der Endosporen umfasst:
- Exosporium: die äußere Wand der Endosporen, die aus einer dünnen Proteinschicht besteht
- Mantel: Mehrere Schichten spezialisierter Proteine, die den Mantel der Endosporen bilden
- Cortex: Schicht aus Peptidoglycan
- Kern: Der Teil bestehend aus Zytoplasma, Kernwand, Ribosomen, kreisförmigen Chromosomen, Zytoplasmamembran und anderen lebenswichtigen Organellenelle
Der Kernteil der Endosporen hat oder hat eine gelartige Konsistenz, da er sehr wenig Wasser enthält. Dies kann oder kann die Beständigkeit der Moleküle im Inneren der Endosporen gegenüber hohen Temperaturen (bis zu 150 °C) und schädlichen Chemikalien wie Wasserstoffperoxid erhöhen.
Endosporen-Zusammensetzungschemikalien
Dipicolinsäure
Eine der einzigartigen Verbindungen in Endosporen ist Dipicolinsäure. Dipicolinsäure ist eine organische Verbindung, die häufig in bakteriellen Endosporen vorkommt (etwa 5 bis 15 % Trockengewicht der Endosporen). Die Dipicolinsäure bildet dann mit Calciumionen einen Komplex. Es wird geschätzt, dass dieser Komplex aus Dipicolinsäure und Calcium 10 % des Trockengewichts der Endosporen ausmacht oder ausmachen kann.
Die Funktion der Dipicolinsäure-Calcium besteht darin, Wasser für die bakterielle Endosporen zu binden und zu sammeln.
Eine weitere Funktion von Dipicolinsäure besteht darin, zwischen den Basen, aus denen die DNA besteht, zu schlüpfen und die DNA auch dabei zu unterstützen, hohen Temperaturen standzuhalten.
Kleine säurelösliche Sporenproteine (SASPs)
Der Kern der bakteriellen Endosporen enthält viele Proteine, die als kleine säurelösliche Sporenproteine (SASPs) bezeichnet werden. Kleine säurelösliche Sporenproteine, abgekürzt als SASPs, sind Proteine, die nur produziert werden, wenn Zellen sporuliert werden.
Die Funktion dieser SASPs besteht darin, DNA-Moleküle vor Schäden durch Strahlung, Dürre und hohe Temperaturen zu schützen. SASPs bewirken, dass die Struktur des DNA-Moleküls (B-DNA) kompakter wird (A-DNA), damit es bei UV-Exposition keine Mutationen eingeht und auch bei hohen Temperaturen nicht denaturiert.
Endosporenbildungsprozess
Der Vorgang der Bildung von Endosporen wird als Sporulation bezeichnet. Diese Sporulation beginnt normalerweise, wenn die Zelle in die stationäre Phase eintritt. Diese Zellen verändern sich entweder morphologisch oder physiologisch, insbesondere indem sie sich auf die Bildung von Endosporen vorbereiten. Einige Arten oder Arten von Bakterien sind auch in der Lage, vegetative Zellen zu autolysieren, während für einige Andere Bakterienarten sind dazu nicht in der Lage, daher verbleiben die Endosporen in der Zelle vegetativ. Die natürliche Bildung von Bakteriensporen ist nicht bekannt. Wir können oder können jedoch Bakterien zur Sporenbildung anregen. Erhitzen auf eine Temperatur von 60-65°C für 10 Minuten oder mehr kann die Bildung von Sporen auslösen. Andere Faktoren, die die Bildung von Bakteriensporen auslösen können, sind die Bereitstellung von Reduktionsmitteln, Behandlungen mit niedrigem pH-Wert, niedrige Temperaturen und andere chemische Mittel.
Mechanismus der Sporulation
- Im ersten Stadium bilden die Bakterien axiale Filamente.
- Die Bildung des axialen Filaments dauerte nicht lange.
- Durch die Bildung eines asymmetrischen Septums werden Stammzellen sowie Kandidaten für Vorsporenzellen produziert. Jede Zelle erhält Tochter-DNA.
- Danach erfolgt die Phagozytose der Präsporenzellen durch die Mutterzelle, so dass die Präsporenzelle zu einer Formation wird, die als Protoplast bezeichnet wird.
- Die dritte Stufe ist die Entwicklung des Protoplasten, die als frühe Sporenentwicklung (Vorsporen) bezeichnet wird. In der frühen Sporenentwicklung wurde Peptidoglycan noch nicht gebildet, daher ist die anfängliche Sporenform unregelmäßig (amorph).
- Bildung der Rinde (Peptidoglycan). Die frühen Sporen synthetisieren Peptidoglycan, sodass diese frühen Sporen eine bestimmte Form haben.
- Die Bildung von Peptidoglycan durch die anfängliche Spore wird auch als Kortexbildung bezeichnet.
- Bildung der Hülle (Mantel). Spore-early synthetisiert Schichten von Sporenhüllen. Die Sporenhülle wird entweder kontinuierlich oder intermittierend synthetisiert, so dass sie wie eine Verdickung der Rinde aussieht. Kortikales Material und Sporenumhüllung sind unterschiedlich.
- Reifung der Sporen. Bakterielle Sporen synthetisieren Dipocholineinsäure und führen auch eine Calciumaufnahme durch. Diese beiden Komponenten umfassen Resistenzeigenschaften und auch Endosporenruhe.
- Die letzte Stufe ist die Freisetzung von Sporen. Es findet eine Stammzelllyse statt, so dass die reifen Sporen herauskommen. Es tritt keine metabolische Aktivität oder Aktivität auf, bis die Sporen zur Keimung bereit sind. Der Sporulationsprozess dauert normalerweise etwa 15 Stunden.
Endosporen-Malmethode mit Malachitkristallen
Im Allgemeinen werden die Endosporen in diesen Bakterienzellen durch Differentialfärbung identifiziert. Die Schaeffer-Fulton-Methode ist eine Art der Differentiallackierung. Bei dieser Methode wählen vegetative Zellen und Endosporen unterschiedliche Farben, bis sie leicht zu erkennen sind.
Bei der Schaeffer-Fulton-Methode wird Malachitgrün als Hauptfarbstoff verwendet, während als Beizmittel oder Gegenfärbung rotes Safranin verwendet wird. Der Malachitgrün-Farbstoff wird durch allmähliches Erhitzen gezwungen, in die Endosporenwand einzudringen.
Die Beschaffenheit dieses Farbstoffs, der sich leicht in Wasser löst und schwach an Zellwände und Endosporen bindet, erleichtert den Entfärbungsprozess. Aufgrund der wasserbeständigen Natur der Endosporen kann das in der Endosporenwand eingeschlossene Malachitgrün jedoch nicht abgespült werden und bleibt grün. Nur dann können Endosporen und vegetative Zellen durch Safranin-Farbstoff unterschieden werden, der nur die Zellwand färbt, da bei diesem Prozess keine Erwärmung stattfindet.
Die Illustration des Endosporen-Malprozesses mit der Green Malachit-Methode ist wie folgt:
Daher kann eine Erklärung der Definition von Endosporen, Mechanismen, Prozessen, Strukturen, Typen und Eigenschaften hoffentlich für Sie nützlich sein. Danke
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