Bakterijų dauginimasis ir dvejetainė dalijimasis

Bakterijos yra prokariotiniai organizmai kad daugintis aseksualiai. Bakterijų dauginimasis dažniausiai vyksta atliekant tam tikrą ląstelių dalijimąsi, vadinamą dvejetainiu dalijimusi. Dvejetainis dalijimasis apima vienos ląstelės dalijimąsi, dėl kurio susidaro dvi genetiškai tapačios ląstelės. Norint suvokti dvejetainio dalijimosi procesą, pravartu suprasti bakterijų ląstelių struktūrą.

Pagrindiniai išvežamieji daiktai

  • Dvejetainis dalijimasis yra procesas, kurio metu viena ląstelė dalijasi, sudarydama dvi ląsteles, kurios yra genetiškai tapačios viena kitai.
  • Yra trys įprastos bakterijų ląstelių formos: lazdelės formos, sferinės ir spiralės.
  • Įprasti bakterijų ląstelių komponentai yra: ląstelės siena, ląstelės membrana, citoplazma, žvynelinė, nukleoidinė sritis, plazmidės, taip pat ribosomos.
  • Dvejetainis dalijimasis kaip reprodukcijos priemonė turi nemažai pranašumų, iš kurių svarbiausias yra gebėjimas daugintis daug greitai.
  • Kadangi dvejetainis dalijimasis sukuria identiškas ląsteles, bakterijos gali būti genetiškai įvairesnės rekombinacijos, kuri apima genų perkėlimą iš vienos ląstelės į kitą, metu.
    instagram viewer

Bakterijų ląstelių struktūra

Bakterijos turi skirtingą ląstelių formą. Labiausiai įprastos bakterijų ląstelių formos yra rutulio, strypo ir spiralės. Bakterijų ląstelės paprastai turi šias struktūras: ląstelės sienelę, ląstelės membrana, citoplazma, ribosomos, plazmidės, flagellair nukleoidinis regionas.

  • Ląstelių sienelės: Išorinis ląstelės gaubtas, apsaugantis bakterijos ląstelę ir suteikiantis jai formą.
  • Citoplazma: Į gelį panaši medžiaga, sudaryta daugiausia iš vandens, kurioje taip pat yra fermentų, druskų, ląstelių komponentų ir įvairių organinių molekulių.
  • Ląstelių arba plazmos membranos: Aplink ląstelės citoplazmą ir reguliuoja medžiagų srautą į ląstelę ir iš jos.
  • Flagella: Ilgas, plaukus primenantis išsikišimas, palengvinantis ląstelių judėjimą.
  • Ribosomos: Ląstelių struktūros, atsakingos už baltymas gamyba.
  • Plazmidės: Genų pernešimas, apskritas DNR struktūros, kurios nedalyvauja reprodukcijoje.
  • Branduolinis regionas: Citoplazmos, kurioje yra vienos bakterijos DNR molekulė, plotas.

Dvejetainis dalijimasis

E. coli bakterija
Tai yra spalvotas E. perdavimo elektronų mikrografas (TEM). coli bakterija dvejetainio dalijimosi ankstyvosiose stadijose.Kreditas: CNRI / „Getty Images“

Dauguma bakterijų, įskaitant Salmonelės ir E.coli, dauginasi dvejetainiu dalijimusi. Šio tipo neseksualios reprodukcijos metu vienišas DNR molekulė atkartoja ir abi kopijos skirtinguose taškuose pridedamos prie ląstelės membrana. Ląstelei pradėjus augti ir pailgėti, atstumas tarp dviejų DNR molekulių didėja. Kai bakterija beveik padvigubina savo pradinį dydį, ląstelės membrana pradeda smeigti į vidų. Pagaliau a ląstelių sienelės forma, kuri atskiria dvi DNR molekules ir padalija pradinę ląstelę į dvi identiškas dukros ląstelės.

Augančios bakterijos
Šis vaizdas rodo bakterijas, augančias eksponentiškai Petri lėkštelėje. Vienoje kolonijoje gali būti trilijonai bakterijų.Wladimir Bulgar / Mokslo nuotraukų biblioteka / „Getty Images“

Dvejetainis dalijimasis susijęs su reprodukcija, be kita ko, daugybe privalumų. Pavienė bakterija gali greitai daugintis. Optimaliomis sąlygomis kai kurios bakterijos per kelias minutes ar valandas gali padvigubinti savo populiaciją. Kitas pranašumas yra tas, kad nereikia gaišti laiko ieškant poro, nes reprodukcija yra lytinė. Be to, dukterinės ląstelės, atsirandančios dėl dvinarės dalijimosi, yra identiškos pradinėms ląstelėms. Tai reiškia, kad jie gerai tinka gyventi savo aplinkoje.

Bakterijų rekombinacija

Dvejetainis dalijimasis yra veiksmingas būdas bakterijoms daugintis, tačiau tai nėra be problemų. Kadangi ląstelės, pagamintos atliekant tokio tipo reprodukciją, yra tapačios, jos visos yra jautrios tos pačios rūšies grėsmėms, tokioms kaip aplinkos pokyčiai ir antibiotikai. Šie pavojai gali sunaikinti visą koloniją. Norint išvengti tokių pavojų, bakterijų gali tapti daugiau genetiškai įvairūs per rekombinaciją. Rekombinacija apima genų perkėlimą iš vienos ląstelės į kitą. Bakterijų rekombinacija atliekama konjugacijos, transformacijos ar transdukcijos būdu.

Konjugacija

Kai kurios bakterijos gali pernešti jų dalis genai kitoms bakterijoms, su kuriomis jie kontaktuoja. Konjugacijos metu viena bakterija jungiasi su kita per baltymo vamzdelio struktūrą, vadinamą a piliu. Genai per šį vamzdelį pernešami iš vienos bakterijos į kitą.

Transformacija

Kai kurios bakterijos sugeba pasiimti DNR iš savo aplinkos. Šie DNR likučiai dažniausiai būna iš negyvų bakterijų ląstelių. Transformacijos metu bakterija suriša DNR ir perneša ją per bakterijų ląstelių membraną. Tada naujoji DNR yra įtraukiama į bakterijos ląstelės DNR.

Transdukcija

Transdukcija yra tam tikros rūšies rekombinacija tai apima bakterijų DNR mainus per bakteriofagus. Bakteriofagai yra virusai kad užkrečia bakterijas. Yra du transdukcijos tipai: generalizuotas ir specializuotas.

Kai bakteriofagas prisijungia prie bakterijos, jis įterpia savo genomą į bakteriją. Tada viruso genomas, fermentai ir viruso komponentai pakartojami ir surenkami šeimininko bakterijoje. Susiformavę nauji bakteriofagai lizuoja arba suskaido bakteriją, išleisdami pakartotus virusus. Surinkimo proceso metu kai kurios šeimininko bakterinės DNR gali būti užkrėstos viruso kapside vietoj viruso genomo. Kai šis bakteriofagas užkrečia kitą bakteriją, jis suleidžia DNR fragmentą iš anksčiau užkrėstos bakterijos. Tada šis DNR fragmentas įterpiamas į naujos bakterijos DNR. Šis transdukcijos tipas vadinamas generalizuotu transdukcija.

Atliekant specializuotą transdukciją, bakterijos-šeimininkės DNR fragmentai yra įtraukiami į naujųjų virusų genomus bakteriofagai. Tada DNR fragmentai gali būti pernešami į bet kurias naujas bakterijas, kuriomis šie bakteriofagai užkrečia.

Šaltiniai

  • Reece, Jane B. ir Neil A. Campbell. Campbello biologija. Benjaminas Cummingsas, 2011 m.