מחזור החיים של אבי טיפוס שיוצרים אנדוספורות:
כאשר יש בסביבת האבטיפוס שפע של מזון ונוטריינטים הוא לא יוצר נבגים, אלא מתחלק ומתרבה כרגיל. כשהתאים משתנים לתנאי עקה התא מזהה את זה ומתחיל ליצור נבגים. כל התהליך של היווצרות נבגים הוא תהליך מסובך. מספר הגנים הוא רב מאוד, כיום מכירים את כולם, בד"כ אותם האבי טיפוס עם היכולת ליצור נבגים בם בעלי גנום גדול. Bacillus ו- Clostridium שניהם שייכים לאבי טיפוס גרם חיוביים וגם מבחינה אבולוציונית הם קרובים אחד לשני. אותם גנים שקשורים להיווצרות נבגים שמורים היטב.
מבנה הנבג: תא קטן שמכיל ציטופלזמה אבל כמות המים בה מאוד קטנה. בתא חי רגיל יש 70-80% מים, הנבג לעומת זאת מיובש, 20% מים. יש הרבה שכבות-קורטקס, מעטפת core. יש את אותו מרכיב של פפטידוגליקאן. חומר מסוים שיש אך ורק בנבגים זה כירסום ארומטית עם חנקן ושתי קבוצות הידרוקסיליות. היא נמצאת בכמות אדירה בתאים אלה. היא בונה את החומר DPA שקלציום מקשר את הכירסום בניהם. בצורה כזאת הדנ"א נעשה יותר יציב, פחות רגיש לדנטורציה וקרינה. זה אחד החומרים העיקריים שמגן על הדנ"א של הנבג.
כאמור, התהליך של הספורולציה דורש גנים רבים. כאשר אבטיפוס כזה מרגיש שהסביבה לא טובה לו והוא לא יכול להמשיך בתהליך החלוקה הרגיל אז הוא מתחלק פעם נוספת אבל בחלוקה לא סימטרית. ההפרדה בצד. התא הקטן יותר מקבל עותק שלם של הדנ"א ואח"כ הציטופלזמה של תא האם עוטפת את התא החדש ויוצרת שכבות של חומרים: קורטקס עם הפפטידוגליקאן, ה-core החלבוני ועוד. תוך כדי כך גם נוצר החומר המיוחד DPA והתא הפנימי הולך ומתייבש. נוצרים עוד חלבונים, למשל יש הרבה SASP -חלבון קטן מסיס בחומצה שמגן על הנבג ומשמש כחומר תשמורת שברגע שהנבג מרגיש שהתנאים נכונים ליצירת דור חדש הוא מהווה זמנית מקור פחמן ואנרגיה לתהליך הגדילה. בסופו של דבר הנבג עצמו צבר את כל מה שצריך ותא האם נעלם, לסביבה משתחרר הנבג הבשל שיכול לחכות שנים עד שנוצרים התנאים המתאימים לנביטה. חשוב לציין שהנבג הוא מצד אחד תא עם פעילות מאוד נמוכה והוא צריך לשרוד מאות שנים לכן הוא לא מת ולא חסר פעילות. הוא גם חייב להיות רגיש לסיגנאלים מבחוץ כדי לדעת מתי להפסיק את מצב התרדמה שלו. אם כן, כל התהליכים האלה להישאר בחיים ולשמור על קשר עם הסביבה דורשים אנרגיה וזה אומר שיש לו גבול לזמן שהוא יכול לשרוד.
הבדל חשוב בין התאים הוא שלתא הנבג יש core- מעטפת חלבונית שאין לתא חי שאותה ליזוזים לא יכול לחדור. הבדל נוסף הוא מבחינת הצביעה- צביעת גרם של תא המכיל נבג יצבע בסגול או באדום אבל האנדוספורה לא תיצבע, זה יראה כחור לא צבוע כי זה לא קולט צבע בכלל. השכבות של תא זה מאוד אטומות.
קרא עוד בנושא בבלוג של עיבוד שבבי וגם בבלוג של פטנטים
האם הממברנה החיצונית לא תפריע לליזוזים להמיס את התא?
- כן. לכן אבי טיפוס עם קפסולות יותר קשים לעיכול לגוף שלנו שרוצה להתמודד עם פתוגנים. אם יש אבטיפוס עם עוד שכבה רירית סביבו הליזוזים לא כל כך יעיל נגד זה. לדוגמא האבטיפוס שגורם לעששת. האבי טיפוס האלה בונים סביבם שכבה עבה של ריר פוליסכרידי, זה מהווה מחסום לליזוזים ורישום פטנטים אחרים ומחסום לפעילויות חיסוניות שונות.
אם כן, ברור שאותו חלל שקיים באבי טיפוס גרם שליליים נותן עוד אפשרויות לפעולות אנזימטיות. באותו חלל יש כל מני סוגים של רישום פטנטים כולל רישום פטנטים להידרוליזת פולימרים, חלבונים רישום פטנטים, וגם מה שיושב בחלל ה- periplasm זה חלבונים שקשורים לטרנספורט. התפקיד הראשון שלהם זה לתפוס את הסובסטרט. בחלק מהמקרים מי שתופס את הסובסטרט אלה רישום פטנטים בחלל הזה.
קפסולותCapsules
יש אבי טיפוס שיש להם מחוץ לדופן עוד שכבה, בד"כ של רישום פטנטים מעין ריר. לרוב מאוד קל לראות נוכחות של קפסולות. בהרחפת אבטיפוס בדיו שחור אפשר לראות את זה באבטיפוס כי חלקיקי הדיו גדולים מדי בשביל לחדור לקפסולה. סביב כל אבטיפוס נראה הילה שמהווה את השטח אליו לא נכנס הדיו. זה אזור של החומר הרירי שהפריד האבטיפוס והוא גדול עוד יותר מהאבטיפוס עצמו. זה מונע מהליזוזים להיכנס, מהנוגדנים של הגוף שלנו להיקשר לאבטיפוס להפעלת מערכת החיסון, ולכן חלק ניכר מהאבי טיפוס האלה הם אבי טיפוס שמחוץ לממברנה החיצונית יש להם עוד שכבות ריריות. למשל סטרפטוקוקים שגורמים לבעיות בריאות ואבטיפוס האנטרקס. התכונה הזאת של בניית השכבה הרירית לא מוגבלת לגרם חיובי או שלילי.
ממברנות
אחד ההבדלים הבולטים בין אאוקריוטים לפרוקריוטים הוא שבאאוקריוטים יש יותר ממברנות- לגרעין וממברנות פנימיות. לפרוקריוטים אין ממברנות פנימיות. אפשר למצוא אבי טיפוס פרוקריוטים עם תוספת של ממברנות פנימיות. אבי טיפוס מקבעי חנקן, שחיים על חמצון אמוניה לניטריט והניטריט לניטראט (תהליך הניטריפיקציה), מכילים עוד ממברנות. הציטופלזמה מלאה בממברנות. מתברר שיש אבי טיפוס כגון אבטיפוסי הניטריפיקציה שהגבירו את כמות הממברנות והשטח איפה שהם יכולים כדי לעשות נשימה והעברת אלקטרונים לחמצן בצורה יעילה. גם בפוטוסינתזה, כל הפיגמנטים הירוקים שקשורים אליה ותהליך תפיסת האור והפיכתו לאנרגיה כימית תלויים בממברנות. כדי להגביר את התהליך יש להגביר את שטח הממברנות. יש גם מודלים פרוקריוטים שעושים פוטוסינתזה. יש אבטיפוס שמכיל בתוכו הרבה ממברנות צפופות כדי להגביר את פני השטח ולשים פיגמנטים לתפיסת האור, ובכך להגביר את יעילות הפוטוסינתזה. מודלים פרוקריוטים שהתפקוד שלהם כמו בעולם הצומח (פוטוסינתזה) כאשר עושים חתך דק דרך תא כזה אפשר לראות שיש תופעה של הגדלת פני השטח למטרות של מנגנון הפוטוסינתזה. תא עם דופן גרם שלילית שבתוכו יש עוד הרבה קרומים נוספים המטרה היא להגדיל את פני השטח לפוטוסינתזה יעילה. יש אברון בתוך תא אאוקריוטי של צמחים, כלורופלסט, שבו קיימת מערכת הפוטוסינתזה והמראה שלו לא שונה מאוד מהמבנה של התא בכללו.
