HOGYAN SZAPORODNAK A BAKTÉRIUMOK? SZEXUÁLIS ÉS SZEXUÁLIS REPRODUKCIÓ - BIOLÓGIA - 2026

A baktériumok szaporodása elsősorban aszexuális úton, például bináris hasadással történik, amely eljárás során egy sejt két azonos kisebb sejtre osztódik. Ezek a mikroorganizmusok ugyanakkor egyfajta szexuális szaporodást is mutatnak egy "konjugáció" elnevezésű folyamat révén.

Az asexualis reprodukciót illetően a bináris hasadás dominál, de vannak olyan jelentések, amelyek az egysejtű organizmusok ebben a csoportjában "szokatlan" vagy "alternatív" megoszlási mintázatokról szólnak, mint például a bimbózás, a többszörös megosztás és az "intracelluláris" utódok kialakulása. hogy csak néhányat említsünk.

Prokarióna sejt vázlata (Forrás: Ezt a vektorképet teljesen Ali Zifan készítette a Wikimedia Commons segítségével)

Mielőtt belemerülnének a baktériumok különféle szaporodási mechanizmusaiba, érdemes megjegyezni a legfontosabb információkat, hogy megértsük e biológiai folyamatok egyes aspektusait.

A baktériumok általános jellemzői

A baktériumok prokarióta szervezetek, vagyis genetikai anyaguk nem záródik be a membrán szerkezetbe, amelyet úgynevezett "mag" -nak hívnak, amely az eukariótákban létezik.

Rendkívül sikeres és változatos csoport, elsősorban egysejtű szervezetekből áll, bár egyesek telepeket és szálakat képezhetnek. A bioszféra gyakorlatilag minden ökoszisztémájában megtalálhatók, és rendkívül fontosak a többsejtű élőlényekben rejlő sok biológiai folyamat szempontjából.

A baktériumsejtek kicsi sejtek (legfeljebb néhány mikron átmérőjűek), különösen az eukarióta sejtekhez képest. Citoszolja lényegesen "egyszerűbb", mint például az állati vagy növényi sejt, mivel nincs membrán szerv.

Benne nagyszámú riboszóma, különféle anyagok tároló granulátum, különféle típusú fehérje és nagy, kör alakú és szuper-tekercselt kromoszóma, valamint apró, kromoszómán kívüli DNS molekulák, úgynevezett "plazmidok".

A baktériumok sejtrétege nagyon különleges, mivel azt egy "peptidoglikán" nevű komplex polimer alkotja, amely polipeptidekhez kapcsolt aminosavakból áll. Ezeknek az organizmusoknak a falát és a plazmamembránt jellemzőit használják osztályozásukhoz.

Néhány baktériumot egy "kapszula" fed le, amely körülveszi sejtfalát és védő funkcióval rendelkezik. Más baktériumok mobilok és speciális szerkezetűek, amelyek felületükből kinyúlnak, mint például a ciliák és a flagella.

Mivel nem minden baktériumot lehet in vitro tenyészteni laboratóriumban, a tudományos közösség által kezelt információk metabolizmusukkal, szaporodásukkal, morfológiájukkal és általános tulajdonságaikkal kapcsolatban nagymértékben függ a modellfajokkal végzett vizsgálatok eredményein.

A baktériumok nem szexuális szaporodása

Az asexuális szaporodás klónok képződéséből áll, amely egy anyaként működik. A szexuális szaporodással ellentétben ez a folyamat csak egy sejtet igényel, amely megismétli belső komponenseit, és például két egyenlő lányos sejtre osztódik.

- Bináris hasadás

A biológiai hasadás a két baktériumhasadás is a természetes baktériumok legtöbb baktériumának szaporodásának fő formája. Ebben a folyamatban az osztó sejt úgy jár el, hogy két kisebb, genetikailag azonos sejtet termel, és a kezdeti sejt "eltűnik".

Az osztódó sejteknek szükségszerűen egy korábbi "előkészítő" folyamaton ment keresztül, amelyen keresztül megduplázta belső tartalmát (kromoszóma, fehérjék, riboszómák stb.), És citoszol tartalmát alig kétszeresére növelte.

Bináris hasítás (Forrás: Binary_fission.svg: w rajzolta: Felhasználó: JWSchmidt (w: Kép: Binary fission.png); vektorizálta w: Felhasználó: JTojnarderivatív munka: Ortisa a Wikimedia Commons segítségével)

A baktérium kromoszóma két példányát a megosztó sejt mindkét pólusa, valamint a megkettőződött belső anyag egy része felé szekretálják. Ezután egy septum alakul ki a cellában egy meghatározott helyen, az úgynevezett "megosztási hely".

A septum a citoplazmatikus membrán „centripetalis” inváziójából áll, amely megelőzi az új sejtfal szintézisét és a két lánysejt elválasztását.

- "Szokatlan" aszexuális reprodukció

Az aszexuális szaporodási folyamat nem azonos a baktériumok összes csoportjában. Mint az elején említettük, egyes fajokat budding, másokat többszörös megosztás, intracelluláris utódok kialakulása stb.

Többszörös intracelluláris utódok kialakulása

Az alacsony GC-tartalmú (pozitív baktériumok) gram-pozitív baktériumok csoportjába tartozó baktériumok sok vonala szaporodik aszexuálisan egy olyan folyamat révén, amely arra utal, hogy több endospóra (szintén nyugvó állapotban lévő) vagy egy nagy sejt alakul ki a szülői „nyugvó” sejtben. aktív leszármazottak száma.

Sok vonal esetében a "több intracelluláris utód" kialakulása a szaporodás fő eszköze, tehát a bináris hasadás ritkán, vagy egyáltalán nem fordulhat elő.

Rügyezés

A baktériumokban kócosodást figyeltek meg cianobaktériumokban, firmicutákban és planktomicetákban, valamint egyes proteobaktériumokban.

Ennek a folyamatnak a sematikus ábrázolása (kevés tanulmányozott és ismert a baktériumok körében) szemlélteti, hogy az aszexuálisan szaporodó baktériumok miként szétbontják sejttestük egy „frakcióját” vagy „tojássárgáját”, amely frakció lényegesen kisebb, mint az „anya” sejt ami valószínűleg nem tartalmazza az utóbbi összes citoszolos alkotórészét.

Baeocitatermelés egyes cianobaktériumokban

Néhány cianobaktérium, például a Stanieria nemhez tartozó, soha nem szaporodnak bináris hasadással; ehelyett egy olyan folyamattal osztódnak el, amely egy baeocita néven ismert kicsi sejttel kezdődik.

A baeociták mérete fokozatosan növekszik, és ennek során a kromoszóma-DNS sokszor egymás után replikálódik. Amikor a baeociták belépnek a citoplazmatikus megoszlási fázisba, nagyszámú új apró baeocita képződik, amelyek felszabadulnak az „anya” baeocita külső burkolatának megbontásával.

Ezt a folyamatot más fajokban fragmentációnak is nevezik.

A baktériumok "szexuális" szaporodása

A szexuális szaporodás, amint azt tudjuk, két „ivarsejteknek” nevezett speciális nemi sejt fúziójából áll, amelyen keresztül két személy genetikai információt cserél, és utódokat termel olyan génekkel, amelyek mindkettő kombinációjából származnak.

Bár baktériumban sem gamát, sem speciális nemi sejtek nem termelődnek, néha két különböző sejt cserél genetikai anyagot egymással, ami három különböző folyamaton keresztül fordulhat elő:

- Az átalakulás

- Transdukció

- A konjugáció

Annak ellenére, hogy nem jár új sejtek vagy különféle sejtek előállításával, a transzformáció olyan esemény, amely során egy baktérium megszerezheti a DNS-fragmenseket egy másik baktériumból, amely felszabadította őket a környezetbe, amelyben élnek, vagy amely elpusztult és szétesett.

A transzdukciónak viszont a bakteriális DNS kombinációjával (különféle baktériumoktól) kell származnia, a fágok részvételének köszönhetően, amelyek vírusok támadják meg a baktériumokat.

Végül, a konjugáció, amelyet nem jellemez az új egyének termelődése, a genetikai anyagnak az egyik sejtből a másikba való közvetlen átvitelére vonatkozik, egy "szexuális pili" néven ismert speciális struktúrán keresztül.

Bakteriális konjugáció (Forrás: származékos munka: Franciscosp2 (beszéd) Bakteriális konjugáció_hu.png: Mike Jones a Wikimedia Commons segítségével)

Ez az utolsó folyamat két sejt fizikai érintkezését igényli, és az E. coli modellszervezetben végzett vizsgálatok szerint vannak „hím” donor sejtek és „női” receptor sejtek.

Általában az adományozott és kapott plazmid DNS-molekulák, amelyek hasznos genetikai információkat tartalmaznak.

Irodalom

1. Angert, ER (2005). Alternatívák a bináris hasadásra baktériumokban. Nature Reviews Microbiology, 3 (3), 214.
2. Helmstetter, CE (1969). A baktériumok szaporodásának sorrendje. Éves áttekintés a mikrobiológiáról, 23. (1), 223-238.
3. Lutkenhaus, J. és Addinall, SG (1997). Bakteriális sejtosztódás és a Z gyűrű. A biokémia éves áttekintése, 66 (1), 93–116.
4. Prescott, H. és Harley, JP Klein 2002. Mikrobiológia.
5. Scheffers, DJ (2001). Bakteriális szaporodás és növekedés. Els.
6. Solomon, EP, Berg, LR és Martin, DW (2011). Biológia (9. kiadás). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.