endosporer

Under mikroskopet kan endosporer ses som lysende prikker inne i bakterien.
Mikroskopbilde av Bacillus anthracis
Av .

Endosporer, eller bakteriesporer, er en type hvilestadium som enkelte bakterier kan gå over i hvis forholdene blir ugunstige, for eksempel hvis det er for lite næring eller mangel på oksygen. Endosporer dannes inne i bakterieceller, hvorav navnet (endon er gresk for 'inne i'). I motsetning til de vegetative cellene som er aktive og kan dele seg, har endosporen som dannes inne i den vegetative cellen ingen aktivitet. Den har tykke vegger, er dehydrert og er uhyre motstandsdyktige mot varme, tørke, stråling og mekanisk påvirkning. En endospore har ingen metabolsk aktivitet og kan overleve i lange, lange tider før den spirer og gir opphav til en ny celle. Det er funnet spiredyktige endosporer fra langt tilbake, for eksempel i gravene til de gamle egyptere.

Faktaboks

også kjent som:

bakteriesporer

Det er særlig arter innenfor de to grampositive slektene Bacillus og Clostridium som er kjent for å danne sporer. Disse artene er vanlige i jord og flere forårsaker farlige sykdommer, som for eksempel botulisme, stivkrampe, koldbrann og miltbrann. I alt arbeide med bakterier er det derfor viktig å sikre at det ikke er endosporer av noe slag tilstede. Sporene blir drept ved høy temperatur og trykk som ved autoklavering.

Sporuleringen

Sporulering
Av /Shutterstock.

Dannelsen av endosporer skjer ikke i vegetative celler som vokser, men settes i gang når det blir mangel på næring, eller hvis forholdene blir for tørre eller for kalde. Sporulering er et av de få eksemplene på differensiering vi kjenner til hos bakterier. Differensiering vil si at en celle endrer seg fra en type til en annen og innebærer at andre gener enn de som er aktive i den vegetative cellen blir uttrykt.

Sporuleringsprosessen er godt undersøkt hos arten Bacillus subtilis. Sporuleringen er en ordnet serie av reaksjoner som involverer mange gener (spo-gener) og hvor helt nye strukturer lages i cellen. Studier med bruk av mutanter som har mistet evnen til å sporulere, har vist at omkring 200 gener er involvert i sporulering hos B. subtilis.

Sporuleringsprosessen

Egne sensorer (kinaser) hos B. subtilis reagerer på ytre forhold, for eksempel mangel på næring, og setter i gang sporuleringsprosessen. Den tar omkring åtte timer og har flere stadier.

Først aktiverer cellens såkalte sigma-faktorer de nødvendige genene. Dette medfører at cellens kromosom blir kopiert og at cellen deler seg asymmetrisk i en forspore og en morcelle. Det nye kromosomet i forsporen pakkes deretter inn i en dobbel membran og tykke lag av peptidoglykan, før det til slutt dannes en egen sporevegg rundt. Samtidig dannes dipikolinsyre, en helt sporespesifikk forbindelse bundet til kalsium (Ca2+). Denne forbindelsen hjelper til med å trekke vann ut av sporen og stabiliserer dessuten DNA slik at det tåler varme og dehydrering.

Ferdige endosporer er helt dehydrert og det gjør at de er klart lysende og lett å oppdage i et mikroskop. Den ferdige sporen inneholder bare DNA samt noen få ribosomer og enzymer som er nødvendige for at sporen senere kan spire. Tilslutt går morcellen til grunne og den ferdige sporen frigjøres.

For å få næring til sporuleringen fungerer den sporulerende vegetative cellen som kannibal. Den skiller ut giftstoff som dreper nabocellene som de døde cellene blir næring for den som sporulerer.

Spiringen

En endospore kan være hvilende i årevis før den ganske raskt spirer og danner en ny vegetativ celle. Det som setter i gang spiringen er ytre fysiske påvirkninger som for eksempel varme, eller mekanisk eller kjemisk skade på sporen. Enzymene i sporen bryter ned de tykke lagene, vann trenger inn, reaksjoner settes i gang og en ny vegetativ celle vokser frem.

Det er viktig å forstå at dannelsen av endosporer ikke er formering. Fra en opprinnelig vegetativ celle, får man først bare én spore og deretter bare én ny vegetativ celle.

Bruksområder

Bioterrorisme

Dette mikroskop-bildet viser sporer fra anthrax-bakterien, Bacillus anthracis. Disse kan overleve lang tid under tøffe forhold og spire frem til nye anthrax-bakterier.

Anthrax-sporer
Av /Shutterstock.

Flere vanlige sykdomsframkallende bakterier kan produsere sporer og endosporer har dermed vært brukt i biologisk krigføring og bioterrorisme.

Bacillus anthracis forårsaker miltbrann på dyr og mennesker. Sporene fra denne bakterien har vært brukt i biologisk krigføring og terrorisme. I et tilfelle fra USA i 2001 ble sporer spredd med brev i posten til ulike pressefolk og ansatte i staten. Når brevene ble åpnet, ble sporene raskt spedd i lufta og kom derfra inn i luftveiene hos ofrene. Mange ble syke og flere døde i dette tilfellet.

Industriell nytte

Et annet eksempel på en bakterie hvis sporer brukes av mennesker er Bacillus thuringensis, som lever i jord. Når den sporulerer, danner den samtidig en stor proteinkrystall i den vegetative cellen. Proteinet er en kraftig gift som dreper larvene til mange typer insekter. Den ble først oppdaget på silkeorm.

Når endosporene frigjøres, kommer krystallen ut, løser seg opp og blir spist av insektlarver som dør. Dette giftstoffet, Bt-toksin, er et meget viktig insektmiddel globalt og produseres kommersielt i store mengder. Genet for toksinet, Bt-genet, har også vært satt direkte inn i planter for å drepe de skadelige insektene på stedet. Denne formen for genmodifisering i planter er imidlertid meget omstridt.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg