Tabla de Contenidos
Vi khuẩn là sinh vật nhân sơ sinh sản vô tính. Hình thức sinh sản phổ biến nhất ở vi khuẩn là thông qua quá trình gọi là phân hạch nhị phân. Phân hạch nhị phân là sự phân chia của một tế bào đơn lẻ, dẫn đến sự hình thành của hai tế bào giống hệt nhau về mặt di truyền . Để hiểu được quá trình phân đôi, cần phải biết cấu trúc tế bào của vi khuẩn và đó là mục tiêu của phần đầu tiên của bài viết này.
Cấu trúc tế bào của vi khuẩn
Vi khuẩn có thể có nhiều hình thức khác nhau. Phổ biến nhất là hình cầu, hình que và hình xoắn ốc. Nói chung, vi khuẩn bao gồm thành tế bào, màng tế bào, tế bào chất, roi, nhân, plasmid và ribosome. Hãy xem nó là gì và mỗi thành phần này có chức năng gì.
- vách tế bào . Nó là lớp vỏ bên ngoài của tế bào, bảo vệ nó và tạo cho nó hình dạng bên ngoài.
- tế bào chất . Nó là một chất keo có thành phần chủ yếu là nước và chứa các enzym, muối, các thành phần tế bào khác nhau và các phân tử hữu cơ khác nhau.
- Màng tế bào hay màng sinh chất . Nó là một màng bao quanh tế bào chất và điều chỉnh dòng chảy của các chất trong và ngoài tế bào.
- trùng roi . Chúng là một loạt các phần nhô ra hình roi dài làm cho tế bào di chuyển.
- Riboxom . Chúng là những cấu trúc tế bào được tìm thấy trong tế bào chất và chịu trách nhiệm tổng hợp protein từ thông tin mà DNA có, và đi đến các ribosome thông qua RNA thông tin (axit ribonucleic).
- plasmid _ Chúng là những cấu trúc mang gen, được hình thành bởi DNA (axit deoxyribonucleic) có hình tròn và không tham gia vào quá trình tái tạo tế bào.
- Nhân tế bào . Đó là khu vực của tế bào chất chứa phân tử DNA duy nhất của vi khuẩn.
phân hạch nhị phân
Hầu hết các vi khuẩn, bao gồm cả Salmonella và Escherichia coli (cả hai đều là vi khuẩn rất quan trọng đối với con người, vì chúng gây ra các bệnh nghiêm trọng), sinh sản bằng cách phân đôi. Trong quá trình diễn ra ở kiểu sinh sản vô tính này, phân tử DNA đơn lẻ của vi khuẩn được sao chép và cả hai bản sao bám vào các điểm khác nhau trên màng tế bào. Tế bào sau đó bắt đầu phát triển và dài ra, do đó làm tăng khoảng cách giữa hai phân tử DNA. Khi tế bào tăng gần gấp đôi kích thước ban đầu, màng tế bào bắt đầu sụp đổ về phía trung tâm của tế bào. Cuối cùng, thành tế bào hình thành, tách hai phân tử DNA và chia tế bào ban đầu thành hai tế bào con giống hệt nhau.
Phân hạch nhị phân có một số lợi thế như một hình thức tái tạo tế bào. Một loại vi khuẩn duy nhất có khả năng tạo ra một số lượng lớn các tế bào mới với tốc độ sinh sản cao. Trong điều kiện tối ưu, một số vi khuẩn có thể nhân đôi số lượng quần thể của chúng chỉ trong vài giờ hoặc thậm chí vài phút. Một lợi thế khác là không có thời gian “lãng phí” để tìm kiếm bạn tình, vì sinh sản là vô tính. Ngoài ra, các tế bào sinh ra từ quá trình phân hạch nhị phân giống hệt với tế bào ban đầu, điều này ngụ ý rằng chúng phù hợp để sống trong môi trường đó.
tái tổ hợp vi khuẩn
Phân hạch nhị phân là một hình thức sinh sản hiệu quả của vi khuẩn; tuy nhiên, hình thức sinh sản này có thể dẫn đến một số vấn đề nhất định đối với một đàn vi khuẩn. Vì các tế bào được tạo ra thông qua kiểu sinh sản này giống hệt nhau nên chúng đều dễ bị ảnh hưởng bởi các loại mối đe dọa giống nhau, chẳng hạn như thay đổi môi trường hoặc kháng sinh. Những tình huống này có thể tiêu diệt toàn bộ một đàn vi khuẩn. Để tránh những mối nguy hiểm này, vi khuẩn có thể tạo ra các biến thể di truyền trong quá trình tái tổ hợp . Tái tổ hợp liên quan đến việc chuyển gen giữa các tế bào. Các quá trình tái tổ hợp của vi khuẩn có thể xảy ra theo ba cách: bằng cách tiếp hợp, bằng cách biến đổi và bằng cách tải nạp.
Quá trình tiếp hợp xảy ra ở một số vi khuẩn có khả năng chuyển gen của chúng sang vi khuẩn khác mà chúng tiếp xúc. Trong quá trình tiếp hợp, một vi khuẩn kết nối với một vi khuẩn khác thông qua một cấu trúc giống như ống làm từ protein gọi là lông mao . Các gen được chuyển từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác thông qua ống này.
Một số vi khuẩn có khả năng lấy DNA từ môi trường của chúng và quá trình này được gọi là biến đổi . Những tàn tích DNA này thường đến từ các tế bào vi khuẩn đã chết. Trong quá trình biến đổi, vi khuẩn lấy DNA từ môi trường của nó và chuyển nó qua màng tế bào. DNA “tái chế” này sau đó được tích hợp vào DNA của tế bào.
Tải nạp là một kiểu tái tổ hợp liên quan đến việc trao đổi DNA của vi khuẩn thông qua thể thực khuẩn . Bacteriophages là virus lây nhiễm vi khuẩn. Có hai loại tải nạp: tải nạp tổng quát và tải nạp chuyên biệt.
Khi thể thực khuẩn gắn vào vi khuẩn, nó sẽ chèn bộ gen của nó vào vi khuẩn. Bộ gen, enzyme và các thành phần của virus được sao chép và lắp ráp bên trong vi khuẩn chủ. Sau khi được hình thành, các thể thực khuẩn mới sẽ tiêu diệt hoặc phá vỡ tế bào, do đó giải phóng các virus đã nhân lên. Tuy nhiên, trong quá trình vi rút gắn vào vi khuẩn, một số DNA của vi khuẩn chủ có thể được bọc trong capsid của vi rút thay vì chính bộ gen của vi rút. Khi thể thực khuẩn này lây nhiễm một loại vi khuẩn khác, nó sẽ tiêm đoạn DNA từ vi khuẩn đã nhiễm trước đó. Đoạn DNA của vi khuẩn này sau đó được chèn vào DNA của vi khuẩn mới. Loại tải nạp này được gọi là tải nạp tổng quát.
Trong quá trình tải nạp chuyên biệt, các đoạn DNA của vi khuẩn chủ được tích hợp vào bộ gen virus của các thể thực khuẩn mới và các đoạn DNA có thể được chuyển sang bất kỳ vi khuẩn mới nào mà các thể thực khuẩn này lây nhiễm.
Đài phun nước
- Reece, Jane B. và Neil A. Campbell. Sinh học Campbell . Benjamin Cummings, 2011.
