Reproducerea bacteriană și fisiunea binară

Bacterii sunt organisme procariote acea reproduceți asexual. Reproducerea bacteriană apare cel mai frecvent printr-un fel de diviziune celulară numită fisiune binară. Fisiunea binară implică divizarea unei singure celule, ceea ce are ca rezultat formarea a două celule identice genetic. Pentru a înțelege procesul fisiunii binare, este util să înțelegem structura celulelor bacteriene.

Cheie de luat cu cheie

Bacterii au forme de celule variate. Cel mai forme de celule bacteriene comune sunt sferice, în formă de tijă și în spirală. Celulele bacteriene conțin de obicei următoarele structuri: un perete celular, membrana celulara, citoplasma, ribozomi, plasmide, flageli, și o regiune nucleoidă.

• Perete celular: O acoperire exterioară a celulei care protejează celula bacteriană și îi conferă formă.
• citoplasma: O substanță asemănătoare unui gel compusă în principal din apă care conține, de asemenea, enzime, săruri, componente celulare și diverse molecule organice.
• Membrana celulară sau membrana plasmatică: Înconjoară citoplasma celulei și reglează fluxul de substanțe din și din celulă.
• flageli: O proeminență lungă, asemănătoare cu biciul, care ajută la locomoția celulară.
• ribozomii: Structuri celulare responsabile pentru proteină producție.
• Plasmidele: Gen de transport, circular DNA structuri care nu sunt implicate în reproducere.
• Regiunea nucleoidă: Zona citoplasmei care conține molecula ADN unică bacteriană.

Majoritatea bacteriilor, inclusiv Salmonella și E coli, se reproduc prin fisiune binară. În timpul acestui tip de reproducere asexuală, single-ul Replică moleculă de ADN și ambele copii se atașează, în diferite puncte, la membrana celulara. Pe măsură ce celula începe să crească și să se alungească, distanța dintre cele două molecule de ADN crește. Odată ce bacteriile își dublează dimensiunea inițială, membrana celulară începe să se prindă spre interior în centru. În cele din urmă, a perete celular forme care separă cele două molecule de ADN și împarte celula originală în două identice celule fiice.

Există o serie de beneficii asociate reproducerii prin fisiune binară. O singură bacterie este capabilă să se reproducă în număr mare în ritm rapid. În condiții optime, unele bacterii își pot dubla numărul populației în câteva minute sau ore. Un alt beneficiu este că nu se pierde timpul căutând un partener, deoarece reproducerea este asexuală. În plus, celulele fiice rezultate în urma fisiunii binare sunt identice cu celula inițială. Aceasta înseamnă că sunt potrivite pentru viața în mediul lor.

Fisiunea binară este o modalitate eficientă de reproducere a bacteriilor, însă nu este lipsită de probleme. Deoarece celulele produse prin acest tip de reproducere sunt identice, toate sunt susceptibile la aceleași tipuri de amenințări, cum ar fi schimbările de mediu și antibiotice. Aceste pericole ar putea distruge o întreagă colonie. Pentru a evita astfel de pericole, bacteriile pot deveni mai multe variat genetic prin recombinare. Recombinarea presupune transferul genelor între celule. Recombinarea bacteriană se realizează prin conjugare, transformare sau transducție.

Unele bacterii sunt capabile să transfere bucăți din gene la alte bacterii pe care le contactează. În timpul conjugării, o bacterie se conectează la alta printr-o structură de tub proteic numită a pilului. Genele sunt transferate de la o bacterie la cealaltă prin acest tub.

Unele bacterii sunt capabile să preia ADN-ul din mediul lor. Aceste resturi de ADN provin cel mai frecvent din celulele bacteriene moarte. În timpul transformării, bacteria leagă ADN-ul și îl transportă pe membrana celulară bacteriană. Noul ADN este apoi încorporat în ADN-ul celulelor bacteriene.

Transducția este un tip de recombinare asta presupune schimbul de ADN bacterian prin bacteriofage. Bacteriofagii sunt viruși care infectează bacteriile. Există două tipuri de transducție: transducție generalizată și specializată.

Odată ce un bacteriofag se atașează de o bacterie, acesta își introduce genomul în bacterie. Genomul viral, enzimele și componentele virale sunt apoi replicate și asamblate în cadrul bacteriei gazdă. Odată format, noul bacteriofag lize sau divizat deschide bacteria, eliberând virusurile replicate. În timpul procesului de asamblare, totuși, o parte din ADN-ul bacterian al gazdei poate deveni încorporat în capsidă virală în locul genomului viral. Când acest bacteriofag infectează o altă bacterie, injectează fragmentul de ADN din bacteria infectată anterior. Acest fragment de ADN devine apoi introdus în ADN-ul noii bacterii. Acest tip de transducție se numește transducție generalizată.

În transducția specializată, fragmente din ADN-ul bacteriilor gazdă sunt încorporate în genomii virali ai noului bacteriofagi. Fragmentele de ADN pot fi apoi transferate la orice bacterii noi pe care le infectează aceste bacteriofage.

• Reece, Jane B. și Neil A. Campbell. Campbell Biology. Benjamin Cummings, 2011.