baktériumok vannak prokarióta szervezetek hogy szaporodni aszexuálisan. A baktériumok szaporodása leggyakrabban egy olyan sejtosztódáson keresztül zajlik, amelyet bináris hasításnak hívnak. A bináris hasítás magában foglalja egyetlen sejt megosztását, amelynek eredményeként két genetikailag azonos sejt képződik. A bináris hasadási folyamat megértése érdekében hasznos megérteni a baktériumsejtek szerkezetét.
Kulcs elvihető
- A bináris hasítás az az eljárás, amelynek során egy sejt osztódik, és két sejtből áll, amelyek genetikailag azonosak egymással.
- Három általános bakteriális sejtforma van: rúd alakú, gömb alakú és spirál.
- A szokásos bakteriális sejtkomponensek a következők: sejtfal, sejtmembrán, citoplazma, flagella, nukleoid régió, plazmidok és riboszómák.
- A bináris hasításnak mint a szaporodási eszköznek számos előnye van, ezek közül a legfontosabb az a képesség, hogy nagy számban szaporodjanak nagyon gyorsan.
- Mivel a bináris hasítás azonos sejteket hoz létre, a baktériumok genetikailag változatosabbak lehetnek a rekombináció révén, amely magában foglalja a gének sejtek közötti átadását.
Bakteriális sejt felépítése
baktériumok különböző sejt alakúak. A legtöbb gyakori baktériumsejtek gömb alakú, rúd alakú és spirál alakúak. A baktériumsejtek általában a következő szerkezeteket tartalmazzák: sejtfal, sejt membrán, citoplazma, riboszómák, plazmidok, csillóés egy nukleoid régió.
- Sejtfal: A sejt külső burkolata, amely megvédi a baktériumsejtet és megadja annak alakját.
- Citoplazma: Gélszerű anyag, amely főleg vízből áll, enzimeket, sókat, sejtkomponenseket és különféle szerves molekulákat is tartalmaz.
- Sejtmembrán vagy plazmamembrán: Körbeveszi a sejt citoplazmáját és szabályozza az anyagok áramlását a sejtbe és a sejtből.
- csilló: Hosszú, ostorhoz hasonló kiemelkedés, amely elősegíti a sejtek mozgását.
- A riboszómák: Sejtszerkezetek, amelyek felelősek fehérje Termelés.
- Plazmidok: Génhordozó, kör alakú DNS olyan struktúrák, amelyek nem vesznek részt a reprodukcióban.
- Nukleoid régió: A citoplazma azon területe, amely az egyetlen baktérium-DNS-molekulát tartalmazza.
Bináris hasadás
A legtöbb baktérium, beleértve a Salmonella és E.coli, reprodukálható bináris hasadással. Az ilyen szexuális szaporodás során az egyedüli A DNS molekula replikálódik és mindkét példány különböző pontokban kapcsolódik a sejt membrán. Ahogy a sejt növekedni kezd és elnyúlik, a két DNS molekula közötti távolság megnő. Amint a baktérium csaknem megduplázza eredeti méretét, a sejtmembrán közepén befelé csípni kezd. Végül a sejtfal olyan formákat képez, amelyek elválasztják a két DNS-molekulát, és az eredeti sejtet két azonos részre osztják lányos sejtek.
Számos előnye van a bináris hasadás révén történő reprodukcióval kapcsolatban. Egyetlen baktérium képes nagyszámban, gyorsan szaporodni. Optimális körülmények között egyes baktériumok percekben vagy órákban megduplázhatják populációjukat. Egy másik előnye az, hogy nincs idő pazarolni a pár keresésére, mivel a szaporodás nem szexuális. Ezenkívül a bináris hasításból származó leánysejtek megegyeznek az eredeti sejtekkel. Ez azt jelenti, hogy jól alkalmazkodnak a környezetükben való élethez.
Bakteriális rekombináció
A bináris hasítás hatékony módszer a baktériumok szaporodására, azonban nem probléma nélkül. Mivel az ilyen típusú szaporodás révén előállított sejtek azonosak, mind hajlamosak azonos típusú fenyegetésekre, például a környezeti változásokra és antibiotikumok. Ezek a veszélyek elpusztíthatják az egész kolóniát. Az ilyen veszély elkerülése érdekében a baktériumok többré válhatnak genetikailag változatos rekombináción keresztül. A rekombináció magában foglalja a gének transzferét a sejtek között. A baktériumok rekombinációját konjugációval, transzformációval vagy transzdukcióval hajtjuk végre.
Konjugáció
Néhány baktérium képes darabjai átvitelére gének más baktériumokkal, amelyekkel érintkezésbe kerülnek. A konjugáció során az egyik baktérium a fehérjecső szerkezetén keresztül kapcsolódik a másikhoz ostor. A gének ezen baktériumon keresztül kerülnek át egyik baktériumból a másikra.
átalakítás
Egyes baktériumok képesek felvenni a DNS-t a környezetükből. Ezek a DNS-maradványok leggyakrabban halott baktériumsejtekből származnak. A transzformáció során a baktérium megköti a DNS-t, és átviszi azt a baktériumsejt membránján. Az új DNS-t ezután beépítik a baktériumsejt DNS-ébe.
Transduction
A transzdukció egyfajta rekombináció amely magában foglalja a bakteriális DNS cseréjét bakteriofágokon keresztül. Bakteriofágok vannak vírusok amelyek megfertőzik a baktériumokat. Az transzdukciónak két típusa van: általános és speciális transzdukció.
Amint egy bakteriofág hozzákapcsolódik egy baktériumhoz, beilleszti a genomját a baktériumba. A vírusgenomot, az enzimeket és a víruskomponenseket ezután replikálják és összeállítják a gazda baktériumban. A kialakulás után az új bakteriofágok lizálják vagy megbontják a baktériumot, felszabadítva a replikált vírusokat. Az összeszerelési folyamat során azonban a gazdaszervezet baktériumainak DNS-e a vírusgenom helyett a víruskapszidba burkolódhat. Amikor ez a bakteriofág egy másik baktériumot megfertőz, akkor beinjektálja a korábban fertőzött baktériumból származó DNS-fragmenst. Ez a DNS-fragmentum azután beépül az új baktérium DNS-ébe. Az ilyen típusú transzdukciót generalizált transzdukciónak nevezzük.
Speciális transzdukció során a gazda baktérium DNS-fragmensei beépülnek az új vírusgenomjaiba bakteriofágok. A DNS-fragmenseket ezután átvihetjük bármilyen új baktériumba, amelyet ezek a bakteriofágok megfertőznek.
források
- Reece, Jane B. és Neil A. Campbell. Campbell Biology. Benjamin Cummings, 2011.