Bakterie rozmnażają się głównie na drodze aseksualnej, takiej jak rozszczepienie binarne, czyli proces, w którym komórka dzieli się na dwie mniejsze, identyczne komórki. Jednak te mikroorganizmy również wykazują rodzaj rozmnażania płciowego poprzez proces zwany „koniugacją”..
Jeśli chodzi o rozmnażanie bezpłciowe, dominuje rozszczepienie binarne, ale istnieją doniesienia o „nietypowych” lub „alternatywnych” wzorcach podziału w tej grupie organizmów jednokomórkowych, takich jak pączkowanie, wielokrotne podziały i tworzenie potomstwa „wewnątrzkomórkowego”..
Przed zagłębieniem się w różne mechanizmy rozmnażania się bakterii, warto zapamiętać kluczowe informacje, aby zrozumieć niektóre aspekty tych procesów biologicznych..
Indeks artykułów
Bakterie są organizmami prokariotycznymi, to znaczy ich materiał genetyczny nie jest zamknięty w błoniastej strukturze znanej jako „jądro”, która istnieje u eukariotów..
Jest to niezwykle udana i zróżnicowana grupa, składająca się głównie z organizmów jednokomórkowych, chociaż niektóre mogą tworzyć kolonie i włókna. Występują praktycznie we wszystkich ekosystemach w biosferze i mają ogromne znaczenie dla wielu procesów biologicznych właściwych dla organizmów wielokomórkowych..
Komórki bakteryjne to małe komórki (o średnicy nie większej niż kilka mikrometrów), zwłaszcza w porównaniu z komórkami eukariotycznymi. Na przykład jego cytozol jest znacznie „prostszy” niż w komórkach zwierzęcych lub roślinnych, ponieważ nie ma błoniastych organelli..
Wewnątrz znajduje się duża liczba rybosomów, granulki magazynowe różnych substancji, białka różnych typów oraz duży, okrągły i superskręcony chromosom, a także małe pozachromosomalne cząsteczki DNA zwane „plazmidami”.
Płaszcz komórkowy bakterii jest dość szczególny, ponieważ składa się ze złożonego polimeru zwanego „peptydoglikanem”, który składa się z aminocukrów połączonych z polipeptydami. Do ich klasyfikacji wykorzystuje się charakterystykę ściany i błony komórkowej tych organizmów..
Niektóre bakterie są również pokryte „kapsułką”, która otacza ich ścianę komórkową i która pełni funkcje ochronne. Inne bakterie są ruchliwe i mają wyspecjalizowane struktury wystające z ich powierzchni, takie jak rzęski i wici..
Jak nie wszystkie bakterie można wyhodować in vitro W laboratorium informacje, którymi posługuje się społeczność naukowa, dotyczące jego metabolizmu, rozmnażania, morfologii i ogólnych cech zależą w dużej mierze od danych uzyskanych z badań przeprowadzonych na gatunkach modelowych..
Rozmnażanie bezpłciowe polega na tworzeniu klonów z osobnika pełniącego funkcję „matki”. W przeciwieństwie do rozmnażania płciowego proces ten wymaga tylko jednej komórki, która powiela swoje wewnętrzne elementy i dzieli się na przykład na dwie równe komórki potomne.
Rozszczepienie binarne, znane również jako „bipartition”, jest główną formą rozmnażania większości bakterii w przyrodzie. W tym procesie dzieląca się komórka robi to w taki sposób, że wytwarza dwie mniejsze komórki, które są genetycznie identyczne, a komórka początkowa „znika”..
Dzieląca się komórka musiała koniecznie przejść poprzedni proces „przygotowawczy”, w którym podwoiła swoją wewnętrzną zawartość (chromosomy, białka, rybosomy itp.) I zwiększyła zawartość cytozolową prawie dwukrotnie..
Dwie kopie chromosomu bakteryjnego są wydzielane do obu biegunów dzielącej się komórki, a także do części materiału wewnętrznego, który się zduplikował. Następnie w określonym miejscu w komórce, zwanym „miejscem podziału”, tworzy się „przegroda”..
Przegroda składa się z „dośrodkowej” inwaginacji błony cytoplazmatycznej, która poprzedza syntezę nowej ściany komórkowej i oddzielenie dwóch komórek potomnych.
Proces rozmnażania bezpłciowego nie jest taki sam we wszystkich grupach bakterii. Jak wspomniano na początku, niektóre gatunki cechuje pączkowanie, inne wielokrotne podziały, tworzenie wewnątrzkomórkowego potomstwa itp..
Wiele linii bakterii należących do grupy bakterii Gram-dodatnich o niskiej zawartości GC (Firmicutes) rozmnaża się bezpłciowo w procesie, który implikuje, że wiele przetrwalników (również uśpionych) lub duża liczba aktywnych potomków.
Dla wielu linii formacja tego „wielorakiego potomstwa wewnątrzkomórkowego” jest głównym sposobem rozmnażania, więc rozszczepienie binarne może wystąpić rzadko lub wcale..
Pączkowanie bakterii obserwowano w sinicach, firmicutes i planctomycetes, a także w niektórych proteobakteriach..
Schematyczne przedstawienie tego procesu (mało zbadane i znane wśród bakterii) ilustruje, jak bakterie rozmnażające się bezpłciowo w ten sposób pozbywają się „frakcji” lub „żółtka” z ciała komórkowego, frakcji znacznie mniejszej niż „macierzysta” komórka. jest ich źródłem i prawdopodobnie nie zawiera wszystkich składników cytozolowych tego ostatniego.
Niektóre sinice, takie jak te z rodzaju Stanieria, nigdy nie rozmnażają się przez rozszczepienie binarne; zamiast tego dzielą się w procesie, który zaczyna się od małej komórki zwanej baeocytem..
Baeocyt stopniowo powiększa się, a gdy to robi, chromosomalny DNA replikuje wiele razy z rzędu. Gdy baeocyt wchodzi w fazę podziału cytoplazmatycznego, wytwarza dużą liczbę nowych, malutkich baeocytów, które są uwalniane, gdy pęknie zewnętrzna powłoka baeocytu „matki”..
Ten proces jest również znany u innych gatunków jako fragmentacja.
Rozmnażanie płciowe, jak wiemy, składa się z połączenia dwóch wyspecjalizowanych komórek płciowych zwanych „gametami”, za pośrednictwem których dwie osoby wymieniają informacje genetyczne i produkują potomstwo z genami wynikającymi z połączenia obu..
Chociaż gamety i wyspecjalizowane komórki płciowe nie są wytwarzane przez bakterie, czasami dwie różne komórki wymieniają między sobą materiał genetyczny, co może zachodzić w trzech różnych procesach:
- Transformacja
- Transdukcja
- Koniugacja
Chociaż nie wiąże się to z produkcją nowych komórek lub innych komórek, transformacja jest zdarzeniem, w wyniku którego bakteria może nabyć fragmenty DNA z innej bakterii, która uwolniła je do środowiska, w którym żyją lub która umarła i rozpadła się..
Z kolei transdukcja ma związek z połączeniem bakteryjnego DNA (z różnych bakterii) dzięki udziałowi fagów, czyli wirusów atakujących bakterie.
Wreszcie koniugacja, która nie charakteryzuje się produkcją nowych osobników, jest bezpośrednim przenoszeniem materiału genetycznego z jednej komórki do drugiej poprzez wyspecjalizowaną strukturę znaną jako „pilusy seksualne”.
Ten ostatni proces wymaga fizycznego kontaktu między dwiema komórkami i, jak wynika z badań przeprowadzonych w organizmie modelowym E coli, istnieją „męskie” komórki dawcy i „żeńskie” komórki receptorowe.
Ogólnie rzecz biorąc, przekazywane i otrzymywane są cząsteczki plazmidowego DNA, które zawierają bardzo przydatne informacje genetyczne.
Jeszcze bez komentarzy