Клетки фазы роста

Форма и строение митохондрий у различных микроорганизмов неодинаковы. Даже у одной и той же культуры при различных условиях и фазах роста форма и величина митохондрий меняется. В клетках дрожжей, перенесенных из аэробных условий в анаэробные, митохондрии теряют выраженную форму и образуются мембраны неопределенной формы. В бактериях функцию митохондрий выполняют особые образования цитоплазматической мембраны — мезосомы. Следовательно, в клетках бактерий аналогами митохондрий являются мезосомы. Как число митохондрий, так и число мезосом меняется, оно резко возрастает перед процессом деления клетки. Мезосомы бактерий специализируются в выполнении различных функций. Некоторые из них [c.19]

Доля мутантов в популяции и частота мутирования. Численная доля мутантов в клеточной -популяции для ра ных признаков различна и варьирует в пределах от 10 до 10 Она зависит от частоты возникновения мутаций, условий ср ды, возраста клеточной суспензии и других факторов. Вероятность возникновения определенных мутаций в расчете на одну клетку и на одну генерацию называют частотой мутирования. При высоких скоростях роста она постоянна, и ее обычно определяют для клеток в экспоненциальной фазе роста при оптимальных условиях среды. Частота спонтанных мутаций для определенного, гена составляет величину порядка 10 , а для определенной пары нуклеотидов 10 . [c.442]

Нередко, однако, и в экспоненциальной фазе роста клетки периодической культуры претерпевают изменения, так как постепенно изменяется среда уменьшается концентрация субстрата, увеличивается плотность клеточной суспензии и накапливаются продукты обмена. В связи [c.196]

Физиологическая асинхронность — наиболее важное свойство неполовой популяции. Оно заключается в том, что в каждый данный момент времени клетки находятся в разных фазах роста одни делятся, другие растут, а третьи уже стареют. Поэтому общее физиологическое состояние такой популяции принято оценивать по состоянию большинства клеток. [c.170]

Каковы биохимические изменения в клетках стационарной фазы роста микробных культур [c.113]

Надо больше обращать внимание на некоторые необходимые условия проведения экспериментальных работ с гидробионтами,. в частности с водорослями, которые в методических разработках-часто не учитываются. Прежде всего, если в качестве исходно культуры берется старая разновозрастная культура, то в ней клетки бывают в различных фазах роста или развития одн№ сильно растут, другие готовятся к делению, а остальные находятся в процессе воспроизводства. Следовательно, полученные-на такой культуре результаты не отражают тех изменений, кото- [c.10]

Количественное изменение состава бактериальной клетки во время начальной фазы роста сильнее всего затрагивает рибонуклеиновую кислоту содержание РНК повышается в 8-12 раз. Это указывает на участие РНК и рибосом в синтезе ферментных белков. [c.196]

В течение логарифмической фазы роста 90% рибосом (или даже более) связаны с мембранами. Как только истощается культуральная среда, размножение клеток прекращается, наступает фаза старения. При этом число рибосом в расчете на одну клетку уменьшается, тогда как относительное их количество, а также абсолютное количество свободных 808-рибосом возрастают (фиг. И). Было найдено, что свободные рибосомы содержат деградировавшую рибосомную РНК и мало активны в белковом синтезе. По-видимому, и сами они находятся в нроцессе деградации. Такое положение вещей, возможно, является вообще характерной чертой старения растительных тканей. В таких органах животных, как нечень и поджелудочная железа, значительное развитие системы эндоплазматического ретикулума, с которым связаны рибосомы, коррелирует с синтезом этими органами больших количеств белка. У растительных клеток такая корреляция отсутствует, и смысл присоединения рибосом к мембранам в данном случае неясен. [c.28]

Как видно из приведенных выражений, длительность лаг-фазы определяется соотношением величин Мо, Хо, Мо, ко и fei-Значения параметров Мо и Xq могут быть выбраны и заданы экспериментатором величина же Мо зависит от состояния посевного материала. Если в качестве посевного материала используются клетки популяции, находящейся в стационарной фазе роста, когда М—О и в соответствии с уравнением (2.94), Л1 =0, то независимо от посевной дозы Мо=0. Если же в качестве посевного материала применяется культура, в которой [c.195]

Фосфор является очень важным элементом в питательной среде. Он входит в состав АТФ, АДФ, АМФ и обеспечивает нормальное течение энергетического обмена в клетке, а также главнейших биосинтетических процессов, таких, как синтез белков, нуклеиновых кислот, гликолиз, и других важнейших биохимических превращений. Содержание фосфора в биомассе и скорость роста культуры в значительной степени зависят от концентрации фосфора в среде. При недостатке фосфора в среде, особенно в начальной фазе роста микроорганизмов, наблюдаются пониженный уровень накопления биомассы, незначительный прирост липидов, но одновременно с этим клетки обедняются белком и витамином В2, резко снижается интенсивность дыхания и повышается бродильная способность дрожжей, в несколько раз снижает- [c.43]

I фаза чаще всего называется лаг-фазой. В этот период культура как бы адаптируется (привыкает) к новой среде обитания. Активируются ферментные системы клетки, возрастает количество нуклеиновых кислот, клетка готовится к интенсивному синтезу белков и других соединений. Продолжительность этой фазы зависит от физиологических особенностей микроорганизма, состава посевной и производственной сред и условий культивирования. Чем эти различия меньше и чем больше посевная доза, тем короче I фаза роста. [c.49]

В результате интенсивного роста и размножения культуры из питательной среды с той же интенсивностью поглощаются питательные вещества. Среда начинает истощаться вследствие катаболических и анаболических процессов, осуществляемых клетками микроорганизмов, в ней скапливаются продукты жизнедеятельности микроорганизмов, которые могут оказывать угнетающее действие на растущий организм. Возникает и пространственная ограниченность, клетки мешают друг другу, уменьшаются поверхности их контакта со средой, ухудшаются поступление питательных веществ внутрь клетки и выброс продуктов метаболизма. Скорость роста понижается, число делений сокращается, наступает IV фаза роста, которую принято называть фазой замедления, или уменьшения скорости роста. [c.50]

Чем больше делящихся или почкующихся клеток, тем активнее культура. В отмирающей культуре, когда она находится в VI—УП фазах роста, р=0. Если все клетки размножаются одинаково интенсивно, то р=1. [c.57]

Клетки имеют максимальную длину в логарифмической фазе роста. У быстрорастущих клеток хорошо выражен рибосомаль-ный белоксинтезирующий аппарат, а у медленно растущих, но интенсивно синтезирующих лизин — мембранная система. У клеток, интенсивно синтезирующих лизин, большую активность проявляют и ферменты цикла Кребса, многие из которых связаны с мембранами. [c.159]

Прежде чем обсуждать вопрос о дифференцировке сложных многоклеточных организмов, полезно рассмотреть более примитивные формы— одноклеточные и колониальные. В благоприятных условиях клетки бактерий и эукариот одинаковым образом вступают в фазу роста и деления (рис. 15-25), которая составляет основу экспоненциального роста [уравнение (6-60)]. Однако изменение внешних условий быстро меняет характер жизнедеятельности клеток. Так, недостаточность питательного субстрата не только уменьшает скорость роста, но и влияет на транскрипцию генов. У Е. oli это происходит в результате увели- [c.352]

Липидный состав клеточных мембран изменчив. В меньшей степени это проявляется в животных клетках, находящихся в условиях стабильной внутр. среды. Однако и в этом случае можно модифицировать состав липидов в нек-рых мембранах, меняя пнщ. рацион. Липидный состав мембран растений заметно измейяется в зависимости от освещенности, т-ры н pH. Еще более изменчив состав бактериальных мембран. Он варьирует не только в зависимости от штамма, но и в пределах одного и того же штамма, а также от условий культивирования и фазы роста. У вирусов, имеющих липопротеиновую оболочку, липидный состав мембран также не постоянен и определяется составом лршидов клетки-хозяина. [c.29]

Т. у мн. бактерий (пневмококки, стрептококки, гемофиль-ные бактерии, бациллы)-естественный процесс, происходящий в прир. популяциях. При этом клехки, способные поглощать и включать в свою хромосому чужеродную ДНК, находятся в состоянии т.наз. компетентности (готовности), наступающем в определенный период жизненного цикла (конец фазы роста). Развитие компетентности может идти по каскадному типу клетки, ставшие компетентными, выделяют в среду низкомол. белок (т.наз. [c.625]

Как описать скорость роста клеток Рассмотрим культуру бактерий, находящуюся в логарифмической фазе роста. Каждая клетка культуры Делится спустя определенный промежуток времени (время генерации), который в отдельных случаях, например у Е. oli, составляет всего 20 мин >. Если данный объем культуры содержит в начальный момент времени No бактерий, то по прошествии п клеточных делений число бактерий составит [c.39]

Оптимизация синтеза необходимого продукта -серьезная научная проблема. Если речь идет о белках, то для ее решения обычно используют клонированные гены, находящиеся под контролем сильных регулируемых промоторов. Вначале полагали, что для получения нужного количества продукта будет достаточно конститутивной экспрессии клонированного гена. Однако опыт показал, что при непрерывной транскрипции и трансляции клонированного гена истощаются все энергетические ресурсы клетки и ее рост замедляется. Чтобы приурочить экспрессию клонированного гена к определенной фазе роста, можно использовать механизм индукции. Для этого вначале выращивают клетки в оптимальных условиях до относительно высокой плотности, а затем индуцируют транскрипцию, либо изменяя температуру, либо добавляя в среду тот или иной химический индуктор в зависимости от природы промотора (например, изопропил-Р тиогалактопиранозид). [c.360]

В микробиологии нет единого взгляда на то, что считать организмом, так как микробная клетка, делясь, воспроизводит себя. Однако в настоящее время сформировалось представление о том, что в микромире организмом является не клетка, а микробная популяция. При росте в искусственных лабораторных или промышленных условиях ее привычно называют микробной культурой. Под микробной популяцией понимают совокупность генетически детерминированных клеток одного вида, локализованных в пространстве и временном интервале, образующих сложную саморегу-лируемую и саморазвивающуюся систему. В процессе жизнедеятельности микробная популяция развивается, проходя несколько стадий, составляющих цикл развития (лаг-фаза, фаза роста, стационарная, отмирания и образования покоящихся репродуктивных форм). [c.72]

Наконец, как полагает большинство спорологов, образование специализированных покоящихся форм различных типов сопряженно с цитодифференцировкой, проходит под регуляцией генетических программ. В результате этого возникают клетки, которые имеют более существенные морфологические и структурные отличия от вегетативных клеток, чем различия вегетативных клеток разных фаз роста между собой (например, экспоненциальных от стационарных). [c.95]

Гые происходят в жизнениом цикле каждой клетки водоросли, а выявленная токсичность будет статистически верна лишь для части популяций клеток водорослей. Поэтому для исследования, безусловно, необходимо использовать синхронные культуры с одновозрастными особями, которые последовательно проходят различные фазы роста и развития от темновых Дн и Да до световых Лз, где Дн и Да — темновые рождающиеся активные клетки, Л],2,3—световые растущие и созревающие клетки. Последовательное развитие и рост клеток водорослей обусловлены воздействием на культуру света, температуры, минерального питания и другими факторами. Поэтому необходимо стаядартизи-ровать условия исходных культур, а также условия контроля и опыта, чтобы твердо быть уверенным в том, что изменения, происходящие в опыте, будут зависеть только от изучаемого фактора. Это в конечном счете даст возможность определить максимальное значение фактора токсичности и установить прямое его влияние на рост и развитие всей популяции клеток с учетом изменений, происходящих в цикле их жизни. [c.11]

Для получения рабочей вирусной суспензии клетки Е. соИ В вводили в 250 мл питательного раствора. Культуральную жидкость выращивали при температуре 37 "С до тех пор, пока клетки находятся в логарифмической фазе роста (около 6 ч). Затем добавляли 1 мл суспензии концентрированного фага Ti и полученную смесь выдерживали при 37 °С до тех пор, пока взвешенные частицы, состоящие из множества клеток бактерий, не осядут. После этого бактериофаговую культуру центрифугировали и фильтровали чрреэ мембранный фильтр (0,45 мкм) для удаления растворенных лизированных клеток бактерий. Затем вирусную суспензию замораживали, оттаивали и помещали в холодильник. Замораживание необходимо для того, чтобы поддержать высокую концентрацию вирусов (10 —10 ед./мл). Для определения содержания вирусов в полученной суспензии на агаре выращивали Е. oli в присутствии бактериофага Ti при 37 °С в течение 24 ч. Бактериофаги, паразитирующие на бактериях, оставляют на последних пораженные участки, имеющие круглую форму и хорошо различимые в обычный микроскоп. Подсчетом таких пораженных участков определяют количество вирусов, содержащихся в данном объеме суспензии. [c.80]

Накопление внутриклеточного биофлокулянта в клетках цианобактерий наиболее интенсивно идет во время экспоненциальной фазы роста, а внеклеточного — на стадии стационарной фазы. На содержание биофлокулянта сильное влияние оказывает концентрация кальция в культуральной жидкости. При снижении концентрации кальция в культуральной жидкости содержание внеклеточного и внутриклеточного биофлокулянта резко повышается. Изменение концентрации других минеральных элемен- [c.56]

Начальная фаза. Эта фаза охватывает промежуток времени между инокуляцией и достижением максимальной скорости деления. Продолжительность этой фазы зависит главным образом от предшествовавших условий культивирования и возраста инокулята, а также от того, насколько пригодна для роста данная среда. Если инокулят взят из старой культуры (в стационарной фазе роста), то клеткам приходится сначала адаптироваться к новым условиям путем синтеза РНК, образования рибосом и синтеза ферментов. Если источники энергии и углерода в новой среде отличаются от тех, какие были в предЩествующей культуре, то приеиособление (адаптация) к новым условиям мож1ет быть связано с синтезом новых ферментов, которые ранее не были нужны и поэтому не синтезировались Образование новых ферментов индуциру1ется новым субстратом. [c.195]

Коэффициент 0,5 представляет собой произвольную величину, введенную для удобства (чтобы параметр мог варьировать в пределах от О до 1). Таким образом, энергетический заряд клетки служит мерой ее обеспеченности высокоэнергетическими соединениями в расчете на общее число аденозиновых единиц (аденилатов). Величина его равна единице, когда весь аденилат представлен в форме АТР, и нулю, когда в клетке имеется только АМР. Для клеток в экспоненциальной фазе роста культуры эта величина обычно близка к 0,8. [c.497]

Предпринимались различные попытки экспериментально определить тип репликации ДНК. Мы рассмотрим здесь эксперименты Мезельсона и Сталя, состоявшие в следующем 14 поколений Е. oli выращивались на среде, содержащей N , так что основная часть ДНК была помечена тяжелым азотом. Во время логарифмической фазы роста клетки быстро переносили [c.328]

Эти материалы также показывают связь полиплоидизации с малыми размерами хромосом, хотя и с несколько другой стороны, чем сравнение размеров хромосом в различных семействах. Взаимоотношения между размерами хромосом и размерами клеток, сложившиеся в эволюции, по всей вероятности обусловили эти ограничения. Как показал М.С.На-вашин [81], увеличение у полиплоидов удельной поверхности клетки не пропорционально увеличению объема. По его расчетам тетраплоидная клетка, будучи по объему вдвое больше, чем диплоидная, имеет удельную поверхность в 1,26 раза мёньшую. Поэтому она обладает сниженным темпом обмена веществ с окружающей средой, а кроме того, обмен между ядром и цитоплазмой будет у нее, согласно расчетам Навашина, также замедлен в 1,26 раза. Отсюда, как мы полагаем, можно сделать предположение о снижении синтеза ДНК на более высоких уровнях полиплоидии, что в свою очередь должно сказаться на уменьшении размеров хромосом. Если принимать гипотезу о многонитчатом строении хромосом растений, тогда логично предположить механизм изменения размеров хромосом, как изменение степени репродукции ее элементарных нитей. Это требует дальнейших исследований. По Дарлингтону [73], три момента могли бы определить в эволюции растений приуроченность полиплоидов к мелкохромосомным формам во-первых, размер клеток обусловливал размер хромосом, во-вторых, размер хромосом обусловливал изменение формы клеток в особых фазах роста и таким образом ограничивал внутренние условия роста, в-третьих, уменьшение хромосом в связи с полиплоидией обусловлено существованием пределов объема клетки, лимитирующих увеличение объема хромосом. Как видно из данных табл. 1 и 2, полиплоиды наиболее обычны у двудольных, имеющих наиболее мелкие хромосомы. У них имеет место внутриклеточная генетическая адаптация к полиплоидизации. [c.77]

Токсичный белок был клонирован в Е. соИ и В. subtilis, и он экспрессируется даже в течение вегетативной фазы роста [629]. Одной фирмой успешно клонирован белок, токсичный для бабочек, в клетках табака, из которых было выращено целое растение, каждая клетка в нем вырабатывала токсин. Это растение устойчиво к насекомым поедая его листья, гусеницы умирают, не успев причинить значительного вреда [630]. [c.311]

Новая стенка возникает сразу же после деления ядра из множества цитоплазматических пузырьков. Эти пузырьки сливаются с образованием тонкого диска (так называемой клеточной пластинки), который растет за счет все новых пузырьков, до тех пор пока не достигнет боковых стенок делящейся клетки. Цитоплазма двух дочерних клеток остается тесно связанной посредством большого числа тяжей цитоплазмы, которые пронизывают растущий диск, или пластинку. Тонкая клеточная пластинка быстро становится более основательной и вскоре приобретает форму первичной клеточной оболочки. Первичная оболочка была определена Уордропом [31 ] как структура, которая окружает протопласт в фазе роста клетки путем растяжения. Этому определению удовлетворяют клеточные стенки делящихся меристематических клеток, а также оболочки удлиняющихся клеток. Однако, хотя в обоих этих случаях мы имеем дело с первичными оболочками, [c.85]

Не имея возможности детально рассмотреть механизмы, лежащие в основе упорядоченного воспроизведения структур микробной клетки при ее росте, что в общем-то при рассмотрении вопросов математического моделирования не представляется необходимым, обратимся к общей кинетической оценке внутриклеточного синтеза. Процесс роста биомассы микробной клетки является результатом реакций перехода потребленных клеткой компонентов питательной среды в высокоорганизованные структуры клеточной биомассы. Транспорт различных низкомолекулярных веществ в клетку, ферментативные реакции энергетического обмена, синтез аминокислот, пуриновых и пиримидиновых оснований, образование белковых компонентов и нуклеопротеи-дов, формирование клеточных структур — все эти последовательные переходы осуществляются в открытой системе, каковой является микробная клетка по отношению к окружающей среде. Следует отметить, что процессы синтеза сопровождаются одновременно и распадом клеточных структур. Детальное изучение метаболизма кишечной палочки показало, что синтез белка происходит непрерывно, в то время как в фазе деления клетки отчетливо заметно замедление его накопления, связанное (и это показано в прямых экспериментах) с частичным распадом (до 10%) белка. Продукты распада остаются в клетке и повторно утилизируются в белковом ресинтезе. Что касается скоростной характеристики этого процесса, то ориентировочные расчеты показывают, что в зависимости от фаз роста клеток Es heri hia соИ за 1 ч распадается от 0,5 до 5% общего количества белковых компонентов [25]. [c.23]

Большую роль в длительности начального периода играет и возраст инокулята, т. е. фаза роста популяции предыдущего культивирования, на которой взяты клетки для посева. Наименьший период начального роста наблюдается, как правило, при использовании клеток для посева, взятых примерно в середине фазы регулярного роста. Правда, для случая В. megaterium существенное уменьшение периода лаг-фазы наблюдается для культур, находящихся в стационарной фазе существования популяций. Эти представления не согласуются с концепцией Р. А. Пшеничнова и др. [35], утверждающих что рост популяции в целом регулируется взаимодействием, эндогенных, диффундирующих в питательную среду факторов, одни из которых инициируют и активируют рост и размножение клеток (на ранних стадиях роста популяции), а другие — ингибируют эти процессы на поздних этапах роста и старения популяции. [c.34]

Интересные наблюдения имеются в отношении изменения содержания компонентов микробной клетки на протяжении начального периода роста популяции. При постоянстве содержания ДНК в микробной клетке и, естественно, при отсутствии их деления, сразу же после пересева инокулята в новую питательную среду наблюдается резкое увеличение числа рибосом, которое в конце начального периода достигает максимального значения (почти 10-кратное увеличение их по сравненнию с содержанием в клетках в стационарной фазе роста). При этом образование РНК в лаг-фазе идет опережающими темпами по сравнению с синтезом белка. Однако согласно ряду данных это обусловлено не столько увеличением скорости синтеза РНК, сколько распадом внутриклеточного белка, продукты которого становятся субстратами энергетических и пластических процессов. Вообще при рассмотрении процессов роста популяции, а также биосинтетических процессов, происходящих в клетках, надо иметь в виду тот факт, что одновременно с образованием новых структур происходит и распад старых. При установившемся определенном [c.35]

Существует альтернатива в трактовке феномена прекращения роста микробной популяции. Согласно одной точки зрения в стационарной фазе роста микробные клетки ограничивают свой метаболизм осуществлением только так называемого основного обмена, нанравленного лишь на поддержание стабильности внутренних структур клетки без их воспроизведения. Согласно другой концепции в стационарной фазе роста популяции происходит уравновешивание процессов размножения и отмирания микробных клеток, причем продукты автолиза погибших особей могут быть использованы другими клетками в качестве субстрата. Безусловно, такой субстрат не может содержать абсолютно всех компонентов, необходимых для нормального протекания процессов воспроизведения структур клетки. В нем отсутствуют те компоненты питательной среды, которые проходят катаболический путь, что в первую очередь относится к субстратам энергетического обмена. [c.42]

Верхоф, так же как и Рамкришна с соавторами, не был последовательным на пути использования принципов формальной химической кинетики для моделирования роста популяции. Составив на основании феноменологии процесса схему предполагаемого перехода субстрата в биомассу, при выводе уравнения скорости роста эти исследователи фактически отказались от нее,. Уравнения скорости составлены не в соответствии с постулатом кинетики, а скомбинированы из известных для отдельных стадий перехода уравнений и типа уравнения Моно. Своеобразную кинетическую модель роста популяции предложил Коно с сотрудниками [140—142]. Это структурированная модель дискретной популяции, в которой в качестве основного акта рассматривается взаимодействие субстрата (в обобщенном понимании) с активной субстанцией, представляющей собой своеобразный предшественник клеток. Результатом взаимодействия активной субстанции с субстратом является образование клеток, а в качестве регулирующего фактора роста всей популяции — сами клетки, отношение концентрации которых к оставшемуся субстрату, а также и их состояние определяют переход популяции из одной фазы роста в другую. [c.103]

В процессе культивирования в первый период роста происходит накопление полярных липидов (в основном фосфолипидов)—до 80% от общего количества, в последующей фазе роста доля нейтральных липидов в общей сумме липидов микроскопических грибов увеличивается до 60%. Количественное соотношение жировых фракций грибов на средах с углеводородами зависит от длины углеродной цепи алканов. Так, культура гриба unninghamela elegans способна синтезировать липиды на глюкозе и н-алканах (Сц— i ). При этом в присутствии н-алканов с короткой цепью уровень накопления липидов ниже, чем на глюкозе. С увеличением длины углеродной цепи н-алканов (Си— Сш) количество липидов в клетке резко возрастает и превышает в 2—3 раза их уровень на среде с глюкозой, составляя 49% на гексадекане. [c.329]

Период максимального образования липидов у дрожжей совпадает с минимальным накоплением биомассы (рис. 105). Исследования взаимосвязи удельной скорости роста и образования внутриклеточных липидов показали, что в период адаптации и фазы логарифмического роста содержание липидов в клетках дрожжей снижается и происходит преимущественный синтез соединений нелипидной природы. Значительное увеличение количества липидов наблюдается в конце экспоненциальной фазы развития. В этот период происходит перераспределение жирнокислотного состава липидов. В логарифмической фазе роста уменьшается количество пальмитиновой и линолевой кислот и увеличивается— олеиновой. С уменьшением удельной скорости роста активируется синтез линолевой кислоты и происходит дальнейшее уменьшение содержания пальмитиновой (табл. 45). [c.350]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология