Hvordan reproduserer bakterier? Asexual og seksuell reproduksjon

1108
Sherman Hoover

Bakterier reproduserer primært aseksuelle veier som binær fisjon, som er en prosess der en celle deler seg i to mindre, identiske celler. Imidlertid utviser disse mikroorganismene også en type seksuell reproduksjon gjennom en prosess som kalles "konjugasjon.".

Når det gjelder aseksuell reproduksjon, er binær fisjon dominerende, men det er rapporter om "uvanlige" eller "alternative" delingsmønstre i denne gruppen av encellede organismer, for eksempel spirende, multipel divisjon og dannelsen av "intracellulære" avkom. For å nevne noen få.

Skjematisk oversikt over en prokaryoncelle (Kilde: Dette vektorbildet er fullstendig laget av Ali Zifan [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

Før du går inn i de forskjellige reproduksjonsmekanismene i bakterier, er det viktig å huske nøkkelinformasjon for å forstå noen aspekter av disse biologiske prosessene..

Artikkelindeks

  • 1 Generelle egenskaper ved bakterier
  • 2 Kjønnlig reproduksjon av bakterier
    • 2.1 - Binær fisjon
    • 2.2 - "Uvanlig" aseksuell reproduksjon
  • 3 "Seksuell" reproduksjon av bakterier
  • 4 Referanser

Generelle egenskaper ved bakterier

Bakterier er prokaryote organismer, det vil si at deres genetiske materiale ikke er innesluttet i den membranstrukturen kjent som "kjernen", som finnes i eukaryoter..

Det er en ekstremt vellykket og mangfoldig gruppe, sammensatt av primært encellede organismer, selv om noen kan danne kolonier og filamenter. De finnes i nesten alle økosystemer på biosfæren og er av største betydning for mange biologiske prosesser som ligger i flercellede levende ting..

Bakterieceller er små celler (ikke mer enn et par mikrometer i diameter) spesielt sammenlignet med eukaryote celler. Dens cytosol er betydelig "enklere" enn for en dyre- eller plantecelle, for eksempel, siden det ikke er noen membranøs organell..

Innvendig er det et stort antall ribosomer, lagringsgranulater av forskjellige stoffer, proteiner av forskjellige typer og et stort, sirkulært og supercoiled kromosom, samt små ekstra-kromosomale DNA-molekyler kjent som "plasmider".

Cellebelegget av bakterier er ganske spesielt, ettersom det består av en kompleks polymer kalt "peptidoglycan", som består av aminosukker knyttet til polypeptider. Karakteristikken til veggen og plasmamembranen til disse organismer brukes til klassifisering..

Noen bakterier er også dekket av en "kapsel" som omgir celleveggen deres og som har beskyttende funksjoner. Andre bakterier er mobile og har spesialiserte strukturer som stikker ut fra overflaten, som cilia og flagella..

Hvordan ikke alle bakterier kan dyrkes in vitro I et laboratorium avhenger informasjonen som det vitenskapelige samfunnet håndterer om stoffskifte, reproduksjon, morfologi og generelle egenskaper, i stor grad av dataene innhentet fra studier utført med modellarter.

Asexual reproduksjon av bakterier

Asexual reproduksjon består av dannelsen av kloner fra et individ som fungerer som en "mor". I motsetning til seksuell reproduksjon krever denne prosessen bare en celle som dupliserer de indre komponentene og deler seg i to like datterceller, for eksempel.

- Binær fisjon

Også kjent som "bipartition", er binær fisjon den viktigste formen for reproduksjon for de fleste bakterier i naturen. I denne prosessen gjør delingscellen det på en slik måte at den produserer to mindre celler som er genetisk identiske, og den opprinnelige cellen "forsvinner"..

En delende celle må nødvendigvis ha gått gjennom en tidligere "forberedende" prosess, der den doblet det indre innholdet (kromosom, proteiner, ribosomer osv.) Og økte det cytosoliske innholdet til litt under det dobbelte..

Binær fisjon (Kilde: Binary_fission.svg: Tegnet av w: Bruker: JWSchmidt (w: Bilde: Binary fission.png); vektorisert av w: Bruker: JTojnarderivative arbeid: Ortisa [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org / lisenser / av / 3.0)] via Wikimedia Commons)

De to kopiene av bakteriekromosomet skilles ut mot begge polene i delingscellen, samt noe av det indre materialet som er duplisert. Etter dette dannes et "septum" på et bestemt sted i cellen som kalles "divisjonsstedet"..

Septum består av en "sentripetal" invaginasjon av den cytoplasmiske membranen, som går forut for syntesen av en ny cellevegg og separasjonen av de to dattercellene.

- "Uvanlig" aseksuell reproduksjon

Den aseksuelle reproduksjonsprosessen er ikke den samme i alle bakteriegrupper. Som nevnt i begynnelsen, er noen arter preget av spirende, andre av flere deler, av dannelsen av intracellulære avkom, etc..

Dannelse av flere intracellulære avkom

Mange slekter av bakterier som tilhører gruppen gram-positive bakterier med lavt GC-innhold (Firmicutes) reproduserer aseksuelt gjennom en prosess som innebærer at flere endosporer (også sovende) eller et stort antall aktive etterkommere.

For mange slekter er dannelsen av dette "flere intracellulære avkom" det viktigste reproduksjonsmidlet, så binær fisjon kan sjelden eller ikke forekomme i det hele tatt..

Gemmasjon

Spirende bakterier har blitt observert i cyanobakterier, firmicutes og planctomycetes, så vel som i noen proteobakterier..

Skjematiske fremstillinger av denne prosessen (lite studert og kjent blant bakterier) illustrerer hvordan bakterier som reproduserer aseksuelt på denne måten kaster en "fraksjon" eller "eggeplomme" fra cellekroppen, en fraksjon som er betydelig mindre enn "mor" -cellen. stammer fra dem og som sannsynligvis ikke inneholder alle de cytosoliske komponentene til sistnevnte.

Baeocyteproduksjon i noen cyanobakterier

Noen cyanobakterier, som de fra slekten Stanieria, de reproduserer aldri ved binær fisjon; i stedet deler de seg med en prosess som begynner med en liten celle kjent som baeocyte..

Baeocyten øker gradvis i størrelse, og mens den gjør det, replikerer det kromosomale DNAet mange ganger på rad. Når baeocytten går inn i den cytoplasmatiske divisjonsfasen, produserer den et stort antall nye bittesmå baeocytter, som frigjøres når det ytre dekket til "mor" baeocyten bryter..

Denne prosessen er også kjent i andre arter som fragmentering.

"Seksuell" reproduksjon av bakterier

Seksuell reproduksjon, slik vi kjenner den, består av fusjonen av to spesialiserte seksuelle celler kalt "gameter", der to individer utveksler genetisk informasjon og produserer avkom med gener som skyldes kombinasjonen av begge..

Selv om kjønnsceller og spesialiserte kjønnsceller ikke produseres i bakterier, utveksler noen ganger to forskjellige celler genetisk materiale med hverandre, noe som kan oppstå gjennom tre forskjellige prosesser:

- Transformasjonen

- Transduksjon

- Bøyningen

Selv om det ikke involverer produksjon av nye celler eller forskjellige celler, er transformasjon en hendelse der en bakterie kan skaffe DNA-fragmenter fra en annen bakterie som har gitt dem ut i miljøet de lever i eller som har dødd og disintegrert..

Transduksjon, derimot, har å gjøre med kombinasjonen av bakterielt DNA (fra forskjellige bakterier) takket være deltakelse av fager, som er virus som angriper bakterier.

Til slutt er konjugasjon, som ikke er preget av produksjonen av nye individer, direkte overføring av genetisk materiale fra en celle til en annen gjennom en spesialisert struktur kjent som "seksuell pili".

Bakteriell konjugasjon (Kilde: avledet arbeid: Franciscosp2 (diskusjon) Bacterial_Conjugation_en.png: Mike Jones [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)] via Wikimedia Commons)

Denne siste prosessen krever fysisk kontakt mellom to celler, og ifølge studier utført i modellorganismen E coli, det er "mannlige" donorceller og "kvinnelige" reseptorceller.

Generelt er det som er donert og mottatt plasmid-DNA-molekyler som inneholder veldig nyttig genetisk informasjon.

Referanser

  1. Angert, E. R. (2005). Alternativer til binær fisjon i bakterier. Nature Reviews Microbiology, 3 (3), 214.
  2. Helmstetter, C. E. (1969). Sekvens av bakteriell reproduksjon. Årlig gjennomgang av mikrobiologi, 23 (1), 223-238.
  3. Lutkenhaus, J., & Addinall, S. G. (1997). Bakteriell celledeling og Z-ringen. Årlig gjennomgang av biokjemi, 66 (1), 93-116.
  4. Prescott, H., & Harley, J. P. Klein 2002. Mikrobiologi.
  5. Scheffers, D. J. (2001). Bakteriell reproduksjon og vekst. eLS.
  6. Solomon, E. P., Berg, L. R., og Martin, D. W. (2011). Biologi (9. utg.). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.