Delen:
Sporulatiestadia en hun kenmerken
de sporulatie is het proces van sporenvorming in biologische systemen. In planten en schimmels is het een middel tot voortplanting, terwijl het in bacteriën een overlevingsmechanisme is.
De schimmelsporen kunnen van aseksuele of seksuele aard zijn en functioneren alleen om nieuwe filamenten te vormen. Daarom zijn ze het middel voor verspreiding van deze organismen. Alle filamenteuze schimmels en de meeste gisten produceren sporen.
Bij bacteriën treedt sporulatie op wanneer de omstandigheden niet gunstig zijn, bijvoorbeeld een tekort aan voedingsstoffen, overtollige warmte of straling, wanneer er wordt gedroogd, enz. Veel bacteriën kunnen sporen produceren om hun overleving in ongunstige omstandigheden te verbeteren.
Sporulatie is geen verplicht stadium van de levenscyclus van de cel, maar eerder een onderbreking. Deze latente vormen worden endosporen, cysten of heterocysten genoemd (voornamelijk te zien in cyanobacteriën), afhankelijk van de methode van sporenvorming, die verschilt tussen de verschillende groepen bacteriën.
Sommige primitieve planten die behoren tot de groep van cryptogamen worden ook gereproduceerd door sporen. Bijvoorbeeld mossen en varens.
Stadia van sporulatie
Sporulatie kan in verschillende stadia worden verdeeld. In de bacterie Bacillus subtilis Het hele proces van sporulatie duurt 8 uur om te voltooien vanaf fase 0 tot stadium VII.
Fase 0: normale omstandigheden
De bacteriecel bevindt zich in zijn vegetatieve (normale) vorm.
Stadium I: Stadium van vorming van axiale filamenten
In dit stadium repliceert het bacteriële chromosoom en strekt zich uit in een axiaal filament. Deze axiale filamenten van genetisch materiaal zijn via het mesosoom aan het cytoplasmatische membraan gehecht. De cel verlengt en gebruikt zijn voedselreserve voor de vorming van de sporen.
Fase II: vorming van de pre-spore
Asymmetrische celdeling vindt plaats, vormt een septum van het celmembraan nabij één uiteinde dat een klein deel van het DNA omsluit, en vormt aldus de eerste versie van de sporen, een soort van "pre-spore".
Fase III: Betrokkenheid van de pre-spore
Het membraan van de stamcel groeit rond de pre-spore die het omhult. De vroege spore heeft nu twee lagen membraan.
Stadium IV: synthese van exosporium
Het chromosoom van de moedercel desintegreert en de synthese van exosporium begint. Vervolgens beginnen de voor-sporen een primordiale cortex te vormen tussen de twee membranen die het omringen. Uiteindelijk wordt de cel gedehydrateerd.
Stadium V: peptidoglycan-synthese
De pre-spore produceert een peptidoglycan-cortex tussen het oorspronkelijke membraan en het moedercelmembraan.
Stadium VI: Synthese van oplosbare zuren van de sporen
Het dipicolinezuur wordt gesynthetiseerd, dat calciumionen kan opnemen om calcium dipicolonaat te vormen. Dit bevordert verder de dehydratie van het cytoplasma en vormt een bekledingslaag.
Stadium VII: Cellysis en endospore-afgifte
De volwassen sporen worden vrijgegeven uit de moedercel. De endospore, die een biologische structuur van resistentie is, kan jarenlang inactief blijven. Wanneer de omstandigheden gunstig zijn, zal elke endospore ontkiemen om aanleiding te geven tot een vegetatieve cel.
referenties
- Ghosh, J., Larsson, P., Singh, B., Pettersson, B.M. F., Islam, N.M., Sarkar, S. N., ... Kirsebom, L.A. (2009). Sporulatie in mycobacteriën. Proceedings van de National Academy of Sciences, 106(26), 10781-10786.
- Jabbari, S., Heap, J.T., & King, J.R. (2011). Mathematische modellering van het sporulatie-initiatie netwerk in Bacillus subtilis onthullen de dubbele rol van het vermeende quorum-detecterende signaalmolecuul PhrA. Bulletin of Mathematical Biology, 73(1), 181-211.
- Karki, G. (2017). Bacteriesporen: structuur, types, sporulatie en kieming. Teruggeplaatst van: Online Biology Notes.
- Piggot, P. J., & Coote, J.G. (1976). Genetische aspecten van de vorming van bacteriële endosporen. Bacteriologische beoordelingen, 40(4), 908-62.
- Stephens, C. (1998). Bacteriële sporulatie: een kwestie van betrokkenheid? Huidige biologie: CB, 8, R45-R48.