КАКО СЕ БАКТЕРИЈЕ РАЗМНОЖАВАЈУ? АСЕКСУАЛНА И СЕКСУАЛНА РЕПРОДУКЦИЈА - БИОЛОГИЈА - 2025

Бактерије се размножавају углавном асексуалним путевима као што је бинарна фисија, што је процес којим се ћелија дели на две идентичне мање ћелије. Међутим, ови микроорганизми такође показују врсту сексуалне репродукције кроз процес који се зове "коњугација".

Када је ријеч о асексуалној репродукцији, превладава бинарна фисија, али постоје извјештаји о "необичним" или "алтернативним" обрасцима дијељења у овој групи једноћелијских организама, као што су пупољка, вишеструка подјела и стварање "унутарћелијског" потомства. да поменемо само неке.

Шема прокарионске ћелије (Извор: Векторску слику у потпуности је направио Али Зифан преко Викимедиа Цоммонса)

Пре него што се удубите у различите механизме размножавања у бактеријама, важно је упамтити кључне информације да бисте разумели неке аспекте ових биолошких процеса.

Опште карактеристике бактерија

Бактерије су прокариотски организми, односно њихов генетски материјал није затворен у мембранску структуру познату као "језгро", која постоји у еукариотама.

То је изузетно успешна и разнолика група, састављена углавном од једноћелијских организама, мада неки могу да формирају колоније и нитне. Они се налазе у готово свим екосуставима преко биосфере и од изузетног су значаја за многе биолошке процесе својствене вишећелијским живим бићима.

Бактеријске ћелије су мале ћелије (не више од неколико микрона у пречнику) посебно у поређењу са еукариотским ћелијама. Цитосол је знатно "једноставнији" од животињске или биљне ћелије, на пример, јер не постоји мембранска органела.

Унутар ње се налази велики број рибосома, складиштених гранула различитих супстанци, протеина различитих врста и велики, кружни и суперхлађени хромозом, као и мали екстрахромосомални молекули ДНК, познати као "плазмиди".

Ћелијски омотач бактерија је сасвим посебан, јер је састављен од сложеног полимера названог "пептидогликан", који се састоји од амино шећера повезаних с полипептидима. За њихову класификацију користе се карактеристике зида и плазма мембране ових организама.

Неке бактерије су такође прекривене „капсулом“ која окружује њихов ћелијски зид и која има заштитне функције. Остале бактерије су покретне и имају специјализоване структуре које стрше из њихове површине, попут цилија и флагела.

Како се све бактерије не могу узгајати ин витро у лабораторији, информације које научна заједница управља у вези с њиховим метаболизмом, репродукцијом, морфологијом и општим карактеристикама у великој мери зависе од података добијених из студија изведених на моделним врстама.

Асексуална репродукција бактерија

Асексуална репродукција састоји се од формирања клонова од појединца који функционише као "мајка". За разлику од сексуалне репродукције, овај процес захтева само једну ћелију која дуплира своје унутрашње компоненте и дели се, на пример, на две једнаке ћелијске ћелије.

- Бинарна фисија

Позната и под називом „бипартиционирање“, бинарна фисија је главни облик репродукције већине бактерија у природи. У овом процесу, ћелија која дели се то чини на такав начин да производе две мање ћелије које су генетски идентичне, а почетна ћелија „нестаје“.

Ћелија за дељење мора да је прошла претходни „припремни“ процес, кроз који је удвостручила свој унутрашњи садржај (хромозом, протеине, рибосоме, итд.) И повећала свој цитосолни садржај на нешто мање од двоструког.

Бинарна фисија (Извор: Бинари_фиссион.свг: Нацртао в: Корисник: ЈВСцхмидт (в: Слика: Бинари фиссион.пнг); векторизирао в: Корисник: ЈТојнардеривативни рад: Ортиса преко Викимедиа Цоммонс)

Две копије бактеријског хромозома излучују се на оба пола дељиве ћелије, као и део унутрашњег материјала који се дуплирао. Након тога се „септум“ формира на одређеном месту у ћелији названом „место поделе“.

Септум се састоји од „центрипеталне“ инвазије цитоплазматске мембране која претходи синтези нове ћелијске стијенке и одвајању две ћелијске ћелије.

- "необична" асексуална репродукција

Процес асексуалне репродукције није исти код свих група бактерија. Као што је на почетку поменуто, неке врсте карактеришу пупољци, друге вишеструком дељењем, формирањем међућелијског потомства итд.

Формирање вишећелијских потомака

Многе генерације бактерија које припадају групи грам-позитивних бактерија са ниским садржајем ГЦ-а (Фирмицутес) размножавају се асексуално процесом који подразумева да су више ендоспора (такође успаване) или велике број активних потомака.

За многе лозе, формирање овог "вишећелијског потомака" је главно средство за размножавање, тако да се бинарна цепање може ретко или уопште не догодити.

Гемматион

Прскање у бактеријама примећено је у цијанобактеријама, чвориштима и планктомицетима, као и неким протеобактеријама.

Шематски прикази овог процеса (мало проучавани и познати међу бактеријама) илуструју како бактерије које се на овај начин асексуално размножавају избацују „фракцију“ или „жуманце“ свог ћелијског тела, део који је знатно мањи од „матичне“ ћелије. која их потиче и која вероватно не садржи све цитосолне компоненте последњег.

Производња баеоцита у неким цијанобактеријама

Неке цијанобактерије, попут рода Станиериа, никада се не размножавају бинарном цепљењем; умјесто тога, они се дијеле поступком који започиње малом ћелијом која је позната и као баеоцит.

Баеоцит се прогресивно повећава у величини, и док то чини, хромозомска ДНК се умножава много пута заредом. Када баеоцит уђе у фазу поделе цитоплазме, он ствара велики број нових ситних баоцита, који се ослобађају разбијањем спољне облоге баеоцита „мајке“.

Овај процес је такође познат и код других врста као фрагментација.

"Сексуална" репродукција бактерија

Сексуална репродукција, као што је познато, састоји се од спајања двеју специјализованих полних ћелија званих "гамете", кроз које две јединке размењују генетске информације и производе потомство са генима који настају из комбинације оба.

Иако се нити бактерије нити специјализоване полне ћелије не производе у бактеријама, понекад две различите ћелије међусобно размењују генетски материјал, што се може догодити кроз три различита процеса:

- Трансформација

- Трансдукција

- Коњугација

Иако не укључује производњу нових ћелија или различитих ћелија, трансформација је догађај којим бактерија може да набави фрагменте ДНК из друге бактерије која их је пустила у окружење у којем живе или која је умрла и распадала се.

Трансдукција, с друге стране, има везе са комбинацијом бактеријске ДНК (од различитих бактерија) захваљујући учешћу фага, који су вируси који нападају бактерије.

Коначно, коњугација, за коју није карактеристична производња нових јединки, односи се на директан пренос генетског материјала из једне ћелије у другу кроз специјализовану структуру познату као "сексуални пили".

Коњугација бактерија (Извор: изведени рад: Францисцосп2 (разговор) Бацтериал_Цоњугатион_ен.пнг: Мике Јонес путем Викимедиа Цоммонс)

Овај последњи процес захтева физички контакт између две ћелије, а према истраживањима која су спроведена у моделном организму Е. цоли, постоје „мушке“ ћелије донора и „женске“ рецепторе.

Генерално, оно што се донира и прима су молекули плазмидне ДНК који садрже корисне генетске информације.

Референце

1. Ангерт, ЕР (2005). Алтернатива бинарној фисији у бактеријама. Натуре Ревиевс Мицробиологи, 3 (3), 214.
2. Хелмстеттер, ЦЕ (1969). Секвенција репродукције бактерија. Годишњи преглед микробиологије, 23 (1), 223-238.
3. Луткенхаус, Ј. и Аддиналл, СГ (1997). Подела бактеријске ћелије и З прстен. Годишњи преглед биохемије, 66 (1), 93-116.
4. Пресцотт, Х., Харлеи, ЈП Клеин 2002. Мицробиологи.
5. Сцхефферс, ДЈ (2001). Репродукција и раст бактерија. еЛС.
6. Соломон, ЕП, Берг, ЛР и Мартин, ДВ (2011). Биологија (9. изд.). Броокс / Цоле, Ценгаге Леарнинг: УСА.