HVORDAN REPRODUSERER BAKTERIER? ASEKSUELL OG SEKSUELL REPRODUKSJON - BIOLOGI - 2025

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

Når det gjelder aseksuell reproduksjon, er binær fisjon overveiende, men det er rapporter om "uvanlige" eller "alternative" delingsmønstre i denne gruppen av encellede organismer, for eksempel spiring, multiple divisjon og dannelse av "intracellulære" avkom. for å nevne noen.

Skjematisk av en prokaryon-celle (Kilde: Dette vektorbildet er fullstendig laget av Ali Zifan via Wikimedia Commons)

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

Generelle egenskaper ved bakterier

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

Det er en ekstremt vellykket og mangfoldig gruppe, sammensatt av hovedsakelig encellede organismer, selv om noen kan danne kolonier og filamenter. De finnes i praktisk talt alle økosystemer over biosfæren og er av største betydning for mange biologiske prosesser iboende i flercellede levende ting.

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

Inni i det er det et stort antall ribosomer, lagringsgranulater av forskjellige stoffer, proteiner av forskjellige typer og et stort, sirkulært og superoppviklet kromosom, i tillegg til 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 aminosukkere knyttet til polypeptider. Egenskapene 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 deres, for eksempel cilia og flagella.

Ettersom ikke alle bakterier kan dyrkes in vitro på et laboratorium, avhenger informasjonen som det vitenskapelige samfunnet forvalter om metabolisme, reproduksjon, morfologi og generelle egenskaper, i stor grad av dataene som er hentet fra studier utført med modellarter.

Asexual reproduksjon av bakterier

Asexual reproduksjon består av dannelse 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 deles opp i to like datterceller, for eksempel.

- Binær fisjon

Også kjent som "topartisjon", binær fisjon er den viktigste formen for reproduksjon for de fleste bakterier i naturen. I denne prosessen gjør den delende cellen 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, etc.) og økte det cytosoliske innholdet til i underkant av det dobbelte.

Binær fisjon (Kilde: Binary_fission.svg: Tegnet av w: Bruker: JWSchmidt (w: Image: Binary fission.png); vektorisert av w: Bruker: JTojnarderivativt arbeid: Ortisa via Wikimedia Commons)

De to kopiene av bakteriekromosomet skilles ut mot begge polene i delingscellen, så vel som noe av det indre materialet som har duplisert seg. Etter dette dannes en "septum" på et bestemt sted i cellen som kalles "delingsstedet".

Septumet består av en "centripetal" invaginasjon av den cytoplasmatiske membranen, som går foran syntesen av en ny cellevegg og separasjonen av de to dattercellene.

- "Uvanlig" aseksuell reproduksjon

Den aseksuelle reproduksjonsprosessen er ikke den samme i alle grupper av bakterier. Som nevnt i begynnelsen, er noen arter preget av spirende, andre av flere delinger, av dannelse av intracellulært avkom, etc.

Danning av flere intracellulære avkom

Mange linjer med 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 en stor antall aktive etterkommere.

For mange avstamninger er dannelsen av dette "multiple intracellulære avkom" det viktigste middelet for reproduksjon, så binær fisjon kan forekomme sjelden eller ikke i det hele tatt.

Gemmation

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

De skjematiske fremstillingene av denne prosessen (lite studert og kjent blant bakterier) illustrerer hvordan bakterier som reproduserer useksuelt på denne måten kaster en "fraksjon" eller "eggeplomme" av deres cellelegeme, en brøkdel som er betydelig mindre enn "mor" cellen som har opphav til dem, og som sannsynligvis ikke inneholder alle de cytosoliske komponentene til sistnevnte.

Baeocyttproduksjon i noen cyanobakterier

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

Baeocytten øker gradvis i størrelse, og når den gjør det, repliseres det kromosomale DNA mange påfølgende ganger. Når baeocytten går inn i den cytoplasmatiske delingsfasen, produserer den et stort antall nye bittesmå baeocytter, som frigjøres ved å bryte det ytre dekket til "mor" -baeocytten.

Denne prosessen er også kjent i andre arter som fragmentering.

"Seksuell" reproduksjon av bakterier

Seksuell reproduksjon, som vi kjenner det, består av fusjon av to spesialiserte sexceller kalt "gameter", gjennom hvilke to individer utveksler genetisk informasjon og produserer avkom med gener som er resultatet av kombinasjonen av begge.

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

- Transformasjonen

- Transduksjon

- Konjugasjonen

Selv om det ikke innebærer produksjon av nye celler eller forskjellige celler, er transformasjon en hendelse der en bakterie kan skaffe seg DNA-fragmenter fra en annen bakterie som har frigjort dem til miljøet de lever i eller som har dødd og gått i oppløsning.

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

Endelig handler konjugering, som ikke er preget av produksjon av nye individer, om direkte overføring av genetisk materiale fra en celle til en annen gjennom en spesialisert struktur kjent som "seksuell pili".

Bakteriell konjugering (Kilde: derivatarbeid: Franciscosp2 (snakk) Bakteriell_Conjugation_en.png: Mike Jones via Wikimedia Commons)

Denne siste prosessen krever fysisk kontakt mellom to celler, og i følge studiene som er utført i modellen E. coli, er det "mannlige" donorceller og "kvinnelige" reseptorceller.

Generelt er det som gis og mottas plasmid-DNA-molekyler som inneholder nyttig genetisk informasjon.

referanser

1. Angert, ER (2005). Alternativer til binær fisjon i bakterier. Nature Reviews Microbiology, 3 (3), 214.
2. Helmstetter, CE (1969). Sekvens av bakteriell reproduksjon. Årlig gjennomgang av mikrobiologi, 23 (1), 223-238.
3. Lutkenhaus, J., & Addinall, SG (1997). Bakteriell celledeling og Z-ringen. Årlig gjennomgang av biokjemi, 66 (1), 93-116.
4. Prescott, H., & Harley, JP Klein 2002. Mikrobiologi.
5. Scheffers, DJ (2001). Bakteriell reproduksjon og vekst. Els.
6. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (9. utg.). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.