HUR REPRODUCERAR BAKTERIER? ASEKSUELL OCH SEXUELL REPRODUKTION - BIOLOGI - 2025

Bakterier reproduceras huvudsakligen genom asexuella vägar såsom binär klyvning, vilket är en process genom vilken en cell delar upp i två identiska mindre celler. Dessa mikroorganismer uppvisar emellertid också en typ av sexuell reproduktion genom en process som kallas "konjugering".

Beträffande asexuell reproduktion är binär klyvning dominerande, men det finns rapporter om "ovanliga" eller "alternativa" uppdelningsmönster i denna grupp av cellcelliga organismer, såsom spirande, multipeldivision och bildandet av "intracellulära" avkommor. för att nämna några.

Schematisk av en prokaryoncell (Källa: Denna vektorbild är helt gjord av Ali Zifan via Wikimedia Commons)

Innan man studerar de olika reproduktionsmekanismerna i bakterier är det relevant att komma ihåg nyckelinformation för att förstå vissa aspekter av dessa biologiska processer.

Allmänna egenskaper hos bakterier

Bakterier är prokaryota organismer, det vill säga deras genetiska material är inte inneslutet i den membranstrukturen som kallas "kärnan", som existerar i eukaryoter.

Det är en extremt framgångsrik och mångfaldig grupp som består av huvudsakligen encelliga organismer, även om vissa kan bilda kolonier och filament. De finns i praktiskt taget alla ekosystem över biosfären och är av yttersta vikt för många biologiska processer som är inneboende i flercelliga levande saker.

Bakterieceller är små celler (inte mer än ett par mikrometer i diameter) särskilt jämfört med eukaryota celler. Dess cytosol är betydligt "enklare" än för en djur- eller växtcell, till exempel eftersom det inte finns någon membranorganell.

Inuti det finns ett stort antal ribosomer, lagringsgranulat av olika ämnen, proteiner av olika typer och en stor, cirkulär och superkokt kromosom, samt små extra-kromosomala DNA-molekyler kända som "plasmider".

Cellbeläggningen av bakterier är ganska speciell, eftersom den består av en komplex polymer som kallas "peptidoglycan", som består av aminosocker kopplade till polypeptider. Egenskaperna hos väggen och plasmamembranet för dessa organismer används för deras klassificering.

Vissa bakterier täcks också av en "kapsel" som omger deras cellvägg och som har skyddande funktioner. Andra bakterier är rörliga och har specialiserade strukturer som sticker ut från deras yta, såsom cilia och flagella.

Eftersom inte alla bakterier kan odlas in vitro i ett laboratorium, beror den information som det vetenskapliga samhället hanterar om deras metabolism, reproduktion, morfologi och allmänna egenskaper till stor del av uppgifterna från studier som utförts med modellarter.

Asexuell reproduktion av bakterier

Asexual reproduktion består av bildandet av kloner från en individ som fungerar som en "mor". Till skillnad från sexuell reproduktion kräver denna process endast en cell som duplicerar dess inre komponenter och delar upp i två lika dotterceller, till exempel.

- Binär klyvning

Också känd som "tvåparti", binär klyvning är den viktigaste formen för reproduktion för de flesta bakterier i naturen. I denna process gör den delande cellen det på ett sådant sätt att den producerar två mindre celler som är genetiskt identiska och den initiala cellen "försvinner".

En delande cell måste nödvändigtvis ha genomgått en tidigare "förberedande" process, genom vilken den fördubblat sitt inre innehåll (kromosom, proteiner, ribosomer, etc.) och ökat sitt cytosoliska innehåll till knappt dubbelt.

Binary fission (Källa: Binary_fission.svg: Dragen av w: Användare: JWSchmidt (w: Bild: Binary fission.png); vektoriserat av w: Användare: JTojnarderivativt arbete: Ortisa via Wikimedia Commons)

De två kopiorna av bakteriekromosomen utsöndras mot båda polerna i den delande cellen, liksom en del av det inre materialet som har kopierats. Efter detta bildas ett "septum" på en specifik plats i cellen som kallas "delningsplatsen".

Septumet består av en "centripetal" invagination av det cytoplasmiska membranet, som föregår syntesen av en ny cellvägg och separationen av de två dottercellerna.

- "Ovanlig" asexuell reproduktion

Den asexuella reproduktionsprocessen är inte densamma för alla grupper av bakterier. Som nämnts i början kännetecknas vissa arter av spirande, andra av multipeldivision, av bildandet av intracellulärt avkomm, etc.

Bildande av flera intracellulära avkommor

Många linjer av bakterier som tillhör gruppen grampositiva bakterier med lågt GC-innehåll (Firmicutes) reproducerar asexuellt genom en process som innebär att flera endosporer (även vilande) eller en stor antal aktiva ättlingar.

För många linjer är bildandet av detta "multipla intracellulära avkomma" det huvudsakliga sättet för reproduktion, så binär klyvning kan förekomma sällan eller inte alls.

KNOPPNING

Spirande bakterier har observerats i cyanobakterier, firmicutes och planctomycetes samt i vissa proteobacteria.

De schematiska representationerna av denna process (lite studerade och kända bland bakterier) illustrerar hur bakterier som reproducerar asexuellt på detta sätt kastar en "fraktion" eller "äggula" av sin cellkropp, en fraktion som är betydligt mindre än "moder" -cellen som härstammar från dem och som förmodligen inte innehåller alla de cytosoliska komponenterna i den senare.

Baeocytproduktion i vissa cyanobakterier

Vissa cyanobakterier, till exempel släkten Stanieria, reproduceras aldrig genom binär klyvning; istället delar de sig genom en process som börjar med en liten cell som kallas en baeocyt.

Baeocyten ökar gradvis i storlek, och när den gör det replikeras kromosomalt DNA många på varandra följande gånger. När baeocyten går in i cytoplasmatisk uppdelningsfas producerar den ett stort antal nya små baeocyter, som frigörs genom att bryta den yttre täckningen av "moder" baeocyten.

Denna process är också känd i andra arter som fragmentering.

"Sexuell" reproduktion av bakterier

Som vi känner till den består sexuell reproduktion av fusionen av två specialiserade könsceller som kallas "gameter", genom vilka två individer utbyter genetisk information och producerar avkommor med gener som är resultatet av kombinationen av båda.

Även om varken gameter eller specialiserade könsceller produceras i bakterier utbyter ibland två olika celler genetiskt material med varandra, vilket kan uppstå genom tre olika processer:

- Förvandlingen

- Transduktion

- Konjugationen

Även om det inte involverar produktion av nya celler eller olika celler, är transformation en händelse genom vilken en bakterie kan skaffa DNA-fragment från en annan bakterie som har frigjort dem i miljön där de lever eller som har dött och sönderdelats.

Transduktion, å andra sidan, har att göra med kombinationen av bakteriell DNA (från olika bakterier) tack vare deltagande av fager, som är virus som attackerar bakterier.

Slutligen handlar konjugering, som inte kännetecknas av produktion av nya individer, om direkt överföring av genetiskt material från en cell till en annan genom en specialiserad struktur känd som "sexuell pili".

Bakteriell konjugering (Källa: derivatarbete: Franciscosp2 (samtal) Bakteriell_Konjugation_en.png: Mike Jones via Wikimedia Commons)

Den sista processen kräver fysisk kontakt mellan två celler, och enligt studierna i E. coli-modellen finns det "manliga" donatorceller och "kvinnliga" receptorceller.

I allmänhet är det som doneras och erhålls plasmid-DNA-molekyler som innehåller användbar genetisk information.

referenser

1. Angert, ER (2005). Alternativ till binär klyvning i bakterier. Nature Reviews Microbiology, 3 (3), 214.
2. Helmstetter, CE (1969). Sekvens av bakteriell reproduktion. Årlig översyn av mikrobiologi, 23 (1), 223-238.
3. Lutkenhaus, J., & Addinall, SG (1997). Bakteriell celldelning och Z-ringen. Årlig granskning av biokemi, 66 (1), 93-116.
4. Prescott, H., & Harley, JP Klein 2002. Microbiology.
5. Scheffers, DJ (2001). Bakteriell reproduktion och tillväxt. ELS.
6. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (9: e edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.