Tabla de Contenidos
Bakterie to organizmy prokariotyczne rozmnażające się bezpłciowo. Najczęstszą formą rozmnażania się bakterii jest proces zwany rozszczepieniem binarnym. Rozszczepienie binarne to podział pojedynczej komórki, w wyniku którego powstają dwie genetycznie identyczne komórki . Aby zrozumieć proces rozszczepienia binarnego, konieczna jest znajomość struktury komórkowej bakterii, co jest celem pierwszej części tego artykułu.
Struktura komórkowa bakterii
Bakterie mogą mieć różne formy. Najczęstsze są kuliste, w kształcie pręta i w kształcie spirali. Ogólnie bakterie składają się ze ściany komórkowej, błony komórkowej, cytoplazmy, wici, jądra, plazmidów i rybosomów. Zobaczmy, co to jest i jaką funkcję pełni każdy z tych elementów.
- ściana komórkowa . Jest to zewnętrzna powłoka komórki, która ją chroni i nadaje jej zewnętrzny kształt.
- cytoplazma . Jest to galaretowata substancja złożona głównie z wody i zawierająca enzymy, sole, różne składniki komórkowe i różne cząsteczki organiczne.
- Błona komórkowa lub błona plazmatyczna . Jest to błona otaczająca cytoplazmę i regulująca przepływ substancji do iz komórki.
- wici . Są serią długich wypukłości w kształcie bicza, które powodują ruch komórki.
- Rybosomy . Są to struktury komórkowe znajdujące się w cytoplazmie i odpowiedzialne za syntezę białek z informacji zawartych w DNA, które docierają do rybosomów poprzez informacyjny RNA (kwas rybonukleinowy).
- plazmidy _ Są to struktury przenoszące geny, utworzone przez DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy), który przybiera kolisty kształt i nie bierze udziału w reprodukcji komórek.
- Nukleoid komórkowy . Jest to obszar cytoplazmy zawierający pojedynczą cząsteczkę DNA bakterii.
binarne rozczepienie
Większość bakterii, w tym Salmonella i Escherichia coli (obie bardzo ważne bakterie dla ludzi, ponieważ powodują poważne choroby), rozmnaża się przez rozszczepienie binarne. W procesie, który ma miejsce w tego typu rozmnażaniu bezpłciowym, pojedyncza cząsteczka DNA bakterii jest replikowana, a obie kopie przylegają do różnych punktów na błonie komórkowej. Następnie komórka zaczyna rosnąć i wydłużać się, zwiększając w ten sposób odległość między dwiema cząsteczkami DNA. Kiedy komórka prawie podwaja swój pierwotny rozmiar, błona komórkowa zaczyna się zapadać w kierunku środka komórki. Ostatecznie tworzy się ściana komórkowa, oddzielając dwie cząsteczki DNA i dzieląc pierwotną komórkę na dwie identyczne komórki potomne.
Rozszczepienie binarne ma kilka zalet jako forma rozmnażania komórek. Pojedyncza bakteria jest w stanie wytworzyć dużą liczbę nowych komórek z dużą szybkością reprodukcji. W optymalnych warunkach niektóre bakterie mogą podwoić swoją populację w ciągu kilku godzin, a nawet minut. Kolejną zaletą jest to, że nie marnuje się czasu na szukanie partnera, ponieważ rozmnażanie jest bezpłciowe. Ponadto komórki powstałe w wyniku rozszczepienia binarnego są identyczne z komórką oryginalną, co oznacza, że nadają się do życia w takim środowisku.
rekombinacja bakteryjna
Rozszczepienie binarne jest wydajną formą rozmnażania się bakterii; jednak ta forma rozmnażania może prowadzić do pewnych problemów dla kolonii bakterii. Ponieważ komórki powstałe w wyniku tego rodzaju rozmnażania są identyczne, wszystkie są podatne na te same rodzaje zagrożeń, takie jak zmiany środowiskowe lub antybiotyki. Takie sytuacje mogą zniszczyć całą kolonię bakterii. Aby uniknąć tych zagrożeń, bakterie mogą wprowadzać zmiany genetyczne w procesach rekombinacji . Rekombinacja polega na przenoszeniu genów między komórkami. Procesy rekombinacji bakterii mogą zachodzić na trzy sposoby: przez koniugację, transformację i transdukcję.
Proces koniugacji zachodzi u niektórych bakterii, które są zdolne do przenoszenia swoich genów do innych bakterii, z którymi wchodzą w kontakt. Podczas koniugacji jedna bakteria łączy się z drugą poprzez rurkowatą strukturę wykonaną z białka zwaną pilusem . Geny są przenoszone z jednej bakterii do drugiej przez tę rurkę.
Niektóre bakterie są zdolne do pobierania DNA ze swojego środowiska, a proces ten nazywa się transformacją . Te pozostałości DNA zwykle pochodzą z martwych komórek bakteryjnych. Podczas transformacji bakteria pobiera DNA ze swojego środowiska i przenosi je przez błonę komórkową. To „przetworzone” DNA jest następnie włączane do DNA komórki.
Transdukcja to rodzaj rekombinacji, który obejmuje wymianę bakteryjnego DNA za pośrednictwem bakteriofagów . Bakteriofagi to wirusy zakażające bakterie. Istnieją dwa rodzaje transdukcji: transdukcja uogólniona i transdukcja specjalistyczna.
Gdy bakteriofag przyczepi się do bakterii, wstawia swój genom do bakterii. Genom wirusa, enzymy i składniki wirusowe są replikowane i składane w bakterii gospodarza. Po utworzeniu nowe bakteriofagi zabijają lub rozbijają komórkę, uwalniając w ten sposób zreplikowane wirusy. Jednak podczas procesu, w którym wirus przyłącza się do bakterii, część DNA bakterii gospodarza może zostać zamknięta w kapsydzie wirusa zamiast w samym genomie wirusa. Kiedy ten bakteriofag infekuje inną bakterię, wstrzykuje fragment DNA z wcześniej zakażonej bakterii. Ten fragment bakteryjnego DNA jest następnie wstawiany do DNA nowej bakterii. Ten rodzaj transdukcji nazywa się transdukcją uogólnioną.
W wyspecjalizowanej transdukcji fragmenty DNA bakterii gospodarza są włączane do wirusowych genomów nowych bakteriofagów, a fragmenty DNA mogą być przenoszone do każdej nowej bakterii, którą zakażają te bakteriofagi.
Fontanna
- Reece, Jane B. i Neil A. Campbell. Biologia Campbella . Benjamina Cummingsa, 2011.
