Mikrobiologie

Bakterie v prostředí, které jim zajišťuje pro ně vhodné chemické i fyzikální podmínky, zpravidla rostou a množí se. Mechanismem růstu je u bakterií syntéza všech komponent těla, čímž se zvyšuje hmotnost i objem jedince. Po dosažení určitých rozměrů se bakterie rozdělí metodou binárního dělení, což je typ nepohlavního rozmnožování. Doba mezi dvěma děleními se označuje jako generační doba. Při dostatečném počtu bakterií v dané populaci lze mluvit o kolonii, doba potřebná k zdvojnásobení počtu buněk v kolonii se nazývá doba zdvojení.

Bakterie se rozmnožují nejčastěji binárním dělením, je známo však několik případů odlišného typu nepohlavního množení (např. pučení, tvorba hormogonií, baeocyty a podobně).

Při binárním dělení se buňka nejprve prodlouží na dvojnásobnou délku a replikuje svou DNA, načež se uprostřed začne vytvářet septum (přehrádka složená z dvou membrán a základu buněčné stěny). Septum vždy vzniká růstem dvou přepážek od protilehlých stran buňky do jejího centra, kde se obě části spojí. Při tomto procesu se uplatňují různé enzymy (např. transpeptidázy). Běžně z každé mateřské buňky vznikne jedna sesterská buňka, při nedokončeném dělení septa však může dojít ke vzniku shluků bakterií (viz článek koky). U streptokoků jsou místa růstu vzájemně orientovaná pod úhlem 180°, čímž vznikají řetězce. U stafylokoků je tento úhel 90°, což má za následek vznik shluků.

Vyjma příčného dělení je známo ještě mnoho jiných alternativních způsobů nepohlavního rozmnožování. Zvláštním způsobem je například vytváření více než jedné spory, čímž se ze sporulace stává de facto rozmnožování. Takto se může za určitých podmínek dělit Anaerobacter (vzniká najednou až sedm spor). Další možností je mnohonásobné dělení jedné buňky na mnoho dílčích baeocytů u sinic řádu Pleurocapsales. Mateřská buňka obsahuje mnoho kopií DNA a v určitém okamžiku proběhne v rychlém sledu mnohonásobné dělení a z popraskané mateřské buňky se uvolní nové buňky. Naopak pučení, které se vyskytuje například u sinic nebo u Planctomycetes, probíhá tak, že zralá buňka začne na svém povrchu vytvářet zcela novou buňku. Pokud dceřiná buňka doroste do dostatečné velikosti, je do ní vpuštěna DNA a buňka (obvykle podstatně menší než mateřská) je odpojena. Postupem času doroste a může se začít sama rozmnožovat. I zde předchází pučení replikace DNA. Některé přisedlé bakterie (např. sinice) se množí pomocí hormogonií, krátkých vláken, která se oddělí od mateřského řetězce a dorůstají v nový.

Sporulace

Některé bakterie vytvářejí spory, tedy zvláštní buňky, které slouží k dlouhodobému přežití nepříznivých podmínek. Takové bakterie nazýváme sporulující. Spory tvoří zejména některé grampozitivní bakterie

• bakterie ze skupiny Firmicutes (modelové rody Clostridium či Bacillus). Jejich spory nazýváme endospory, protože vznikají uvnitř buňky mateřské, a to vždy jen jedna v každé buňce, zatímco okolní buňka mateřská se posléze rozpustí. Jejich schopnost vydržet nehostinné podmínky se označuje jako kryptobióza. V praxi mohou spory přežít extrémně vysoké teploty (někdy vydrží až několik hodin varu), radiaci, kyselost prostředí, dezinfekční látky v prostředí a podobně. Tím se bakteriální spory pravděpodobně stávají nejodolnějšími známými buňkami v přírodě. Endospory se za příznivějších okolností opět změní ve vegetativní buňky.

• Spory odlišného typu vytváří jiné, také grampozitivní bakterie, konkrétně aktinomycety. Ty vznikají na konci vlákna aktinomycet, a proto se nejedná o endospory, a navíc mají mírně odlišné vlastnosti.

• Třetí skupinou, jež sporuluje, jsou bakterie rodu Azotobacter, v tomto případě se však odolné útvary spíše nazývají cysty. Cysty mají zpomalený metabolismus a ztloustlou buněčnou stěnu.

Kultivace

V laboratoři se mnohdy z různých důvodů bakterie kultivují v umělém prostředí (médiu). Toto prostředí musí mít vhodné chemické a fyzikální vlastnosti, zpravidla charakteristické pro určitý typ bakterií. Médium musí proto obsahovat všechny nezbytné živiny nutné pro život a růst bakterií. Každá bakterie požaduje určité minerální látky, ty se nejčastěji přidávají ve formě různých sloučenin.

Kultivační média prošla od dob Pasteura značným vývojem, jako živná půda pro mikroorganismy se používaly vývary z kvasnic, komorová voda z očí, později agar (polysacharid z ruduch). V klinické bakteriologii je dnes základem většiny živných médií krevní agar připravovaný smíšením ovčí krve a agaru. Může být dále upravován pro určité skupiny bakterií (např. čokoládový agar pro meningokoky, Šulova půda pro mykobakterie). Takzvaná selektivní média se používají v případě, kdy je potřeba získat čistou kulturu určitých bakterií – například po přidání 10% roztoku chloridu sodného vypěstujeme kulturu stafylokoků. Diagnostické médium umožňuje diagnostikovat určitý druh bakterií, např. podle jejich metabolického produktu.