Skip to main content
Global

2.4E: אנדוספורים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208895

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    ציין 2 סוגים נפוצים של חיידקים המסוגלים לייצר אנדוספורים ומצב שהוא אנאירובי חובה.
  • דון בקצרה בתפקוד של אנדוספור חיידקי.
  • תאר את המבנה של אנדוספור חיידקי.
  • הגדר ספורולציה ונביטה.
  • ציין שלושה זיהומים שעלולים להיות מועברים לבני אדם על ידי אנדוספורים.

    • חיידק מודגש

    1. קרא את התיאור של קלוסטרידיום טטני והתאם את החיידק לתיאור האורגניזם והזיהום שהוא גורם.

    אנדוספורים הם צורות חיים חלופיות רדומות המיוצרות על ידי הסוג Bacillus, הסוג קלוסטרידיום, ומספר סוגים אחרים של חיידקים, כולל Desulfotomaculum, Sporosarcina, Sporolactobacillus, אוסצילוספירה, ו Thermoactinomyces. מיני Bacillus (ראה איור\(\PageIndex{1}\)) הם אירובים מחייבים החיים באדמה בעוד שמיני קלוסטרידיום (ראה איור\(\PageIndex{2}\)) הם אנאירובים מחייבים הנמצאים לעתים קרובות כצמחייה תקינה של מערכת העיכול בבעלי חיים.

    איור\(\PageIndex{1}\): כתם אנדוספור של מגטריום בצילוס איור\(\PageIndex{2}\): כתם אנדוספור של קלוסטרידיום טטני

    altשימו לב לאנדוספורים ירוקים בתוך בצילי ורוד.

     

    altשימו לב שהאנדוספור בתוך המוט מעניק לחיידק צורת "מחבט טניס" (חצים).

     
    • סריקת מיקרוגרף אלקטרונים של קלוסטרידיום בוטולינום עם אנדוספור; באדיבות המיקרוסקופיה של דניס קונקל.

    היווצרות אנדוספורים

    בתנאים של רעב, במיוחד היעדר מקורות פחמן וחנקן, נוצרים אנדוספורים בודדים בתוך חלק מהחיידקים. התהליך נקרא ספורולציה.

    ראשית ה-DNA משתכפל (איור\(\PageIndex{3}\), שלב 1) ומחיצת קרום ציטופלזמית נוצרת בקצה אחד של התא (איור שלב 3)\(\PageIndex{3}\). לאחר מכן נוצרת שכבה שנייה של קרום ציטופלזמי סביב אחת ממולקולות ה-DNA (איור\(\PageIndex{3}\), שלב 4) - זו שתהפוך לחלק מהאנדוספור - ליצירת פורספור (איור\(\PageIndex{3}\), שלב 5). שתי שכבות הממברנה הללו מסנתזות אז פפטידוגליקן בחלל שביניהן ליצירת מעטפת המגן הראשונה, קליפת המוח (איור\(\PageIndex{3}\), שלב 6) השוכנת בסמוך לדופן תא הנבט שבסופו של דבר תיצור את דופן התא של החיידק עם הנביטה.

    סידן דיפוקולינט משולב גם באנדוספור היוצר. לאחר מכן נוצר מעיל נבגים המורכב מחלבון דמוי קרטין סביב קליפת המוח (איור\(\PageIndex{3}\), שלב 7). לפעמים נראה גם קרום חיצוני המורכב משומנים וחלבון ונקרא אקסוספוריום (איור\(\PageIndex{3}\), שלב 8).

    לבסוף, שאר החיידק מתפרק והאנדוספור משתחרר (איור\(\PageIndex{3}\), שלב 9). ספורולציה אורכת בדרך כלל כ- 15 שעות. התהליך מסוכם באיור \(\PageIndex{3}\).

     
     
    אנימציה ביוטיוב של היווצרות אנדוספור על ידי המכון העולמי למדעי הרפואה
     

    מבנה אנדוספור (ראה איור\(\PageIndex{3}\), שלב 10)

    האנדוספור שהושלם מורכב משכבות מרובות של מעילים עמידים (כולל קליפת המוח, מעיל נבגים ולפעמים אקסוספוריום) המקיפים נוקלאואיד, כמה ריבוזומים, מולקולות RNA ואנזימים.

    • לצפייה במיקרוגרף אלקטרונים של אנדוספור של Bacillus stearothermophilus, עיין בדף האינטרנט של גן החיות של חיידקים של אוניברסיטת מישיגן סטייט.

    (חלק מהחיידקים מייצרים מבנים דמויי נבגים הנבדלים מאנדוספורים. אקסוספורים הם נבגים עמידים בחום המיוצרים בתהליך ניצנים אצל בני הסוג Metylosinus ו- Rhodomicrobium. ציסטות עמידות לייבוש ונוצרות באופן יחיד בתוך תאים צמחיים על ידי אזוטובקטר, מיקסוקוקוס וספורוציטופאגה. קונידיה הם נבגי רבייה א-מיניים רגישים לחום המיוצרים על ידי סוגים שונים של חיידקים מסועפים השייכים לקבוצה Actinomycetes.)

    פונקציה של אנדוספורים

    אנדוספור אינו מבנה רבייה אלא צורת הישרדות עמידה ורדומה של האורגניזם. [1]אנדוספורים עמידים למדי לטמפרטורות גבוהות (כולל רתיחה), רוב חומרי החיטוי, קרינת אנרגיה נמוכה, ייבוש וכו 'האנדוספור יכול לשרוד עד שמגוון גירויים סביבתיים מעוררים נביטה, ומאפשרים צמיחה של חיידק וגטטיבי יחיד כפי שמוצג באיור 3, שלב 11 ושלב 12 ובאיור. \(\PageIndex{4}\) על פי הדיווחים, אנדוספורים ברי קיימא בודדו ממערכת העיכול של דבורה המוטמעת בענבר לפני 25 עד 40 מיליון שנה. על פי הדיווחים, אנדוספורים ברי קיימא של חיידק הלופילי (אוהב מלח) בודדו גם מתכלילי נוזלים בגבישי מלח שראשיתם למעלה מ -250 מיליון שנה!

    אנדוספורים חיידקיים עמידים לאנטיביוטיקה, לרוב חומרי החיטוי ולחומרים פיזיים כגון קרינה, רתיחה וייבוש. האטימות של מעיל הנבגים נחשבת אחראית לעמידות האנדוספור לכימיקלים. עמידות החום של אנדוספורים נובעת ממגוון גורמים:

    • סידן-דיפיקולינט, השופע בתוך האנדוספור, עשוי לייצב ולהגן על ה-DNA של האנדוספור.
    • חלבונים קטנים מסיסים בחומצה (SASPs) מרווים את ה- DNA של האנדוספור ומגנים עליו מפני חום, ייבוש, כימיקלים וקרינה. הם מתפקדים גם כמקור פחמן ואנרגיה להתפתחות חיידק וגטטיבי במהלך הנביטה.
    • קליפת המוח עשויה להסיר מים באופן אוסמוטי מהחלק הפנימי של האנדוספור וההתייבשות הנובעת נחשבת חשובה מאוד בעמידות האנדוספור לחום וקרינה.
    • לבסוף, אנזימי תיקון DNA הכלולים בתוך האנדוספור מסוגלים לתקן DNA פגום במהלך הנביטה.
    , דרישות החמצן שלו, היכן הוא חי בדרך כלל, ומה עושה האקסוטוקסין שלו, מסבירים את רצף האירועים שהוביל לכך שהאדם נדבק בבוטוליזם ומת.

    אנדוספורים ומחלות זיהומיות

    למרות שהם לא מזיקים בעצמם עד שהם נובטים, הם מעורבים בהעברת מחלות מסוימות לבני אדם. זיהומים המועברים לבני אדם על ידי אנדוספורים כוללים:

    • אנתרקס, הנגרם על ידי Bacillus anthracis; ניתן לשאוף, לבלוע או להיכנס לפצעים במקום בו הם נובטים והחיידקים הצמחיים לאחר מכן משתכפלים.
    • טטנוס, הנגרם על ידי קלוסטרידיום טטני; אנדוספורים נכנסים לפצעים אנאירוביים שם הם נובטים והחיידקים הצמחיים משתכפלים לאחר מכן.
    • בוטוליזם, הנגרם על ידי קלוסטרידיום בוטולינום; אנדוספורים נכנסים לסביבה האנאירובית של מזון משומר בצורה לא נכונה במקום בו הם נובטים ומשתכפלים לאחר מכן.
    • גנגרן גז, הנגרם על ידי Clostridium perfringens); אנדוספורים נכנסים לפצעים אנאירוביים שם הם נובטים והחיידקים הצמחיים משתכפלים לאחר מכן.
    • קוליטיס פסאודוממברנית (Clostridium difficile); אנטיביוטיקה הורסת את המיקרוביוטה התקינה של המעיים השומרת על צמיחתו של C. difficile בבדיקה בזמן שהאנדוספורים של C. difficile שורדים ובהמשך נובטים ומשתכפלים לפני שחזור המיקרוביוטה.
     

    סיכום

    1. אנדוספורים הם צורות חיים חלופיות רדומות המיוצרות על ידי כמה סוגים של חיידקים.
    2. הסוג Bacillus (אירובי חובה החי לעתים קרובות באדמה) והסוג קלוסטרידיום (אנאירובי חובה החי במערכת העיכול של בעלי חיים) מייצרים אנדוספורים.
    3. בתנאים של רעב, אנדוספור בודד נוצר בתוך חיידק באמצעות תהליך הנקרא ספורולציה, ולאחר מכן שארית החיידק מתכלה.
    4. האנדוספור שהושלם מורכב משכבות מרובות של מעילים עמידים (כולל קליפת המוח, מעיל נבגים ולפעמים אקסוספוריום) המקיפים נוקלאואיד, כמה ריבוזומים, מולקולות RNA ואנזימים.
    5. אנדוספורים עמידים למדי לטמפרטורות גבוהות (כולל רתיחה), רוב חומרי החיטוי, קרינת אנרגיה נמוכה וייבוש.
    6. האנדוספור שורד עד שמגוון גירויים סביבתיים מעוררים נביטה, ומאפשרים צמיחה של חיידק וגטטיבי יחיד.
    7. מחלות זיהומיות כמו אנתרקס, טטנוס, גנגרן גז, בוטוליזם וקוליטיס פסאודוממברנית מועברות לבני אדם על ידי אנדוספורים.

    שאלות

    ללמוד את החומר בסעיף זה ולאחר מכן לכתוב את התשובות לשאלות אלה. לא רק ללחוץ על התשובות ולכתוב אותם. זה לא יבחן את הבנתך במדריך זה.

    1. ציין 2 סוגים נפוצים של חיידקים המסוגלים לייצר אנדוספורים ומצב שהוא אנאירובי חובה. (נס)
    2. דון בקצרה בתפקוד של אנדוספור חיידקי. (נס)
    3. הופעתו של חיידק וגטטיבי מאנדוספור נקראת ________________. (נס)
    4. ציין שלושה זיהומים המועברים לבני אדם על ידי אנדוספורים חיידקיים. (נס)
    5. בוטוליזם נגרם על ידי קלוסטרידיום בוטולינום, חיידק שהוא פלורה תקינה של דרכי המעי של בעלי חיים רועים. אדם שימר בבית כמה שעועית ירוקה על ידי הרתחת השעועית והנחתם בצנצנות והברגת מכסים. המכסים צצו למטה ומצביעים על כך שנוצר ואקום בתוך הצנצנת. עם בליעת שעועית זו האדם נדבק בבוטוליזם. בהתבסס על מה שנלמד על קלוסטרידיום, להסביר. (נס)
    6. בחירה מרובה (ans)