การศึกษา

การสร้างสปอร์ (Spore formation, sporulation)และความทนทานของสปอร์

เมื่อจะเริ่มสร้างสปอร์จะมีการสร้างผนังกั้นเซลล์ (cross wall หรือ septum)ใกล้ๆปลายเซลล์ ส่วนของไซโทพลาซึมและ DNA จะแยกจากส่วนของเซลล์ที่เหลือ ส่วนของเซลล์ที่เหลือที่มีขนาดใหญ่กว่า จะมาห้อมล้อมส่วนเล็กกว่า กล่ยเป็นฟอร์สปอร์ (fore spore) หลังจากนี้จะมีการสร้างส่วนประกอบของสปอร์ ได้แก่ ชั้นคอร์เทกซ์ ซึ่งถูกสร้างขึ้นระหว่างเยื่อหุ้มสปอร์ชั้นในและชั้นนอก และสร้างสปอร์โคท เกิดอยู่รอบนอก และเกิดเอกโซสปอเรียม ห้อมล้อมสปอร์โคทอีกทีหนึ่ง หลังจากสร้างเป็นเอนโดสปอร์เรียบร้อยแล้ว เซลล์เดิมจะสลายไป สปอร์ที่เหลือจะกลายเป็นเอกโซสปอร์ (exospore) หรือสปอร์อิสระ (free spore)

การสร้างสปอร์ เป็นกลไกเพื่อการอยู่รอดที่ขึ้นกับพันธุกรรมและสภาพแวดล้อมทางสรีรวิทยาที่เหมาะสม สิ่งแวดล้อมมีทั้งภายนอกและภายในที่จำเป็นในการสร้างสปอร์ สภาพทางกายภาพ ได้แก่

  1. ช่วงอุณหภูมิที่พอเหมาะกับการเจริญของเซลล์ปกติ
  2. ช่วงของ pH ใกล้เคียงกับ pH ที่เหมาะสมของการเจริญของเซลล์ปกติ
  3. ออกซิเจนเพิ่มขึ้น (ในกรณีที่ใช้ออกซิเจน) เช่น Bacillus

สารเคมีที่ต้องการใช้ในการสร้างสปอร์ ได้แก่ น้ำตาลกลูโคส กรดอะมิโนบางชนิด ปัจจัยในการเจริญเติบโต เช่น วิตามิน เกลือแร่ เช่น กรดโฟลิก (จำเป็นต่อ Bacillus coagulans) ฟอสเฟต แคลเซียม แมงกานีส ไบคาร์บอเนต

องค์ประกอบทางเคมีของสปอร์ มีน้ำอิสระน้อยมาก มีแคลเซียมไดพิโคลิเนต (Calcium dipicolinate) ประมาณ 10 % ของน้ำหนักแห้งของสปอร์ ซึ่งไม่พบในเซลล์อื่นๆเลย ในบริเวณแกนกลางประกอบด้วย DNA มาก มีเอนไซม์และ RNA น้อย ไม่มี mRNA ชั้นผนังสปอร์และคอร์เทกซ์มีไกลโคเพปไทด์ ชั้นสปอร์โคทมีโปรตีนมาก ซึ่งมีกรดอะมิโนซีสทีนมากทำให้เกิดพันธะเชื่อม ทำให้สปอร์ทนความร้อนได้ดี

ความทนทานต่อความร้อนของสปอร์ เนื่องจากสาเหตุดังนี้

  1. มีองค์ประกอบพิเศษที่ทนความร้อนได้ดี เช่น เอนไซม์ที่ทนความร้อน
  2. ไม่มีน้ำอิสระ
  3. มีแร่ธาตุมาก โดยเฉพาะแคลเซียม
  4. มีกรดไดพิโคลินิก

พบว่าการทนความร้อนของสปอร์ เนื่องจากความสัมพันธุ์ระหว่าง Ca2+ กับการสร้างไดพอโคลินิก เช่น ถ้าเลี้ยงแบคทีเรียที่กำลังสร้างสปอร์ในอาหารที่ขาด Ca2+ ระดับการทนความร้อนจะลดลง หรือถ้าเลี้ยงในอาหารที่ขาดกรดไดพิโคลินิก ก็ให้ผลเช่นเดียวกัน จึงแสดงว่า ธาตุแคลเซียมและกรดไดพิโคลินิกมีความสัมพันธุ์กับการทนความร้อนของสปอร์แบคทีเรีย

Leave a Reply