Tabla de Contenidos
A baktériumok prokarióta szervezetek, amelyek ivartalanul szaporodnak. A baktériumok szaporodásának leggyakoribb formája a bináris hasadásnak nevezett folyamat. A bináris hasadás egyetlen sejt osztódása, amelynek eredményeként két genetikailag azonos sejt képződik . A bináris hasadási folyamat megértéséhez ismerni kell a baktériumok sejtszerkezetét, és ez a cikk első részének célja.
A baktériumok sejtszerkezete
A baktériumok különféle formájúak lehetnek. A leggyakoribbak a gömb alakúak, a rúd alakúak és a spirál alakúak. Általában a baktériumok sejtfalból, sejtmembránból, citoplazmából, flagellákból, sejtmagból, plazmidokból és riboszómákból állnak. Nézzük meg, mi ez, és milyen funkciót töltenek be ezek az összetevők.
- sejtfal . Ez a sejt külső borítása, amely védi és adja a külső formáját.
- citoplazma . Főleg vízből álló kocsonyás anyag, amely enzimeket, sókat, különféle sejtkomponenseket és különféle szerves molekulákat tartalmaz.
- Sejtmembrán vagy plazmamembrán . Ez egy membrán, amely körülveszi a citoplazmát, és szabályozza az anyagok áramlását a sejtbe és kifelé.
- Flagella . Ezek hosszú, ostor alakú kidudorodások sorozata, amelyek a sejt mozgását okozzák.
- Riboszómák . Ezek azok a sejtszerkezetek , amelyek a citoplazmában találhatók, és felelősek a fehérjék szintéziséért a DNS-ből származó információkból, és amelyek a hírvivő RNS-en (ribonukleinsavon) keresztül jutnak el a riboszómákig.
- plazmidok_ _ Ezek génhordozó struktúrák, amelyeket a DNS (dezoxiribonukleinsav) képez, amely kör alakú, és nem vesz részt a sejtszaporodásban.
- Sejt nukleoid . Ez a citoplazma területe, amely a baktérium egyetlen DNS-molekuláját tartalmazza.
bináris hasadás
A legtöbb baktérium, köztük a Salmonella és az Escherichia coli (mindkettő nagyon fontos baktérium az ember számára, mivel súlyos betegségeket okoz), bináris hasadás útján szaporodik. Az ilyen típusú ivartalan szaporodás során végbemenő folyamat során a baktérium egyetlen DNS-molekulája replikálódik, és mindkét kópia a sejtmembrán különböző pontjaihoz tapad. A sejt ekkor elkezd növekedni és megnyúlni, így nő a távolság a két DNS-molekula között. Amikor a sejt csaknem megkétszerezi eredeti méretét, a sejtmembrán elkezd összeomlani a sejt közepe felé. Végül egy sejtfal képződik, amely elválasztja a két DNS-molekulát, és az eredeti sejtet két egyforma leánysejtre osztja.
A bináris hasadásnak számos előnye van a sejtreprodukció egyik formájaként. Egyetlen baktérium nagyszámú új sejtet képes generálni, nagy szaporodási sebesség mellett. Optimális körülmények között egyes baktériumok néhány óra, de akár percek alatt megduplázhatják populációjuk számát. További előnye, hogy nincs „pazarolt idő” párkereséssel, mivel a szaporodás ivartalan. Ezenkívül a bináris hasadásból származó sejtek azonosak az eredeti sejttel, ami azt jelenti, hogy alkalmasak az adott környezetben való életre.
bakteriális rekombináció
A bináris hasadás a baktériumok szaporodásának hatékony formája; azonban a szaporodásnak ez a formája bizonyos problémákhoz vezethet egy baktériumkolónia számára. Mivel az ilyen típusú szaporodás során keletkező sejtek azonosak, mindegyikük ugyanolyan típusú fenyegetésekre érzékeny, mint például a környezeti változások vagy az antibiotikumok. Ezek a helyzetek egy egész baktériumkolóniát elpusztíthatnak. E veszélyek elkerülése érdekében a baktériumok genetikai eltéréseket vezethetnek be a rekombinációs folyamatokban . A rekombináció magában foglalja a gének sejtek közötti átvitelét. A baktériumok rekombinációs folyamatai három módon történhetnek: konjugációval, transzformációval és transzdukcióval.
A konjugációs folyamat egyes baktériumokban megy végbe, amelyek képesek génjeiket átvinni más baktériumokba, amelyekkel érintkezésbe kerülnek. A konjugáció során az egyik baktérium egy fehérjéből álló csőszerű szerkezeten keresztül kapcsolódik a másikhoz, amelyet pilusnak neveznek . A gének ezen a csövön keresztül kerülnek át egyik baktériumból a másikba.
Egyes baktériumok képesek DNS-t felvenni környezetükből, és ezt a folyamatot transzformációnak nevezik . Ezek a DNS-maradványok általában elhalt baktériumsejtekből származnak. Az átalakulás során a baktérium DNS-t vesz ki környezetéből, és átviszi a sejtmembránon. Ez az „újrahasznosított” DNS azután beépül a sejt DNS-ébe.
A transzdukció a rekombináció egyik fajtája, amely magában foglalja a bakteriális DNS bakteriofágokon keresztül történő cseréjét . A bakteriofágok olyan vírusok, amelyek megfertőzik a baktériumokat. A transzdukciónak két típusa van: az általánosított transzdukció és a speciális transzdukció.
Miután egy bakteriofág egy baktériumhoz kapcsolódik, beépíti a genomját a baktériumba. A vírusgenom, az enzimek és a víruskomponensek replikálódnak és összeállnak a gazdabaktériumban. Miután kialakultak, az új bakteriofágok elpusztítják vagy feltörik a sejtet, így felszabadítják a replikált vírusokat. A vírus baktériumhoz való kapcsolódási folyamata során azonban előfordulhat, hogy a gazdabaktérium DNS-ének egy része a víruskapszidba záródik be, nem pedig maga a vírusgenom. Amikor ez a bakteriofág egy másik baktériumot fertőz meg, beinjektálja a korábban fertőzött baktérium DNS-fragmensét. Ezt a bakteriális DNS-darabot ezután beillesztik az új baktérium DNS-ébe. Az ilyen típusú transzdukciót általánosított transzdukciónak nevezik.
A speciális transzdukció során a gazdabaktérium DNS-ének fragmentumai beépülnek az új bakteriofágok vírusgenomjába, és a DNS-fragmensek átvihetők bármely új baktériumba, amelyet ezek a bakteriofágok megfertőznek.
Szökőkút
- Reece, Jane B. és Neil A. Campbell. Campbell biológia . Benjamin Cummings, 2011.
