Wie reproduzieren sich Bakterien?? Asexuelle und sexuelle Fortpflanzung

Bakterien werden hauptsächlich durch asexuelle Wege wie binäre Spaltung reproduziert, was ein Prozess ist, durch den eine Zelle in zwei kleinere identische Zellen unterteilt ist. Diese Mikroorganismen präsentieren jedoch auch eine Art sexueller Reproduktion durch einen Prozess, der als "Konjugation" bezeichnet wird.

In Bezug auf eine asexuelle Reproduktion ist die binäre Spaltung vorherrschend, aber es gibt Berichte über "ungewöhnliche" oder "alternative" Teilungsmuster in dieser Gruppe einzelliger Organismen, wie Zemination, Multiple Division und Bildung von "intrazellulären" Nachkommen, um nur einige zu nennen, einige.

Schema einer Procarion-Zelle (Quelle: Dieses Vektorbild erfolgt vollständig von Ali Zifan [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)] über Wikimedia Commons)

Bevor Sie sich mit den verschiedenen Reproduktionsmechanismen in Bakterien befassen, ist es wichtig, wichtige Informationen zu erinnern, um einige Aspekte dieser biologischen Prozesse zu verstehen.

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Allgemeine Eigenschaften von Bakterien

Bakterien sind prokaryotische Organismen, dh ihr genetisches Material ist nicht in der membranösen Struktur eingeschlossen, die als "Kern" bezeichnet wird und in Eukaryoten existiert.

Es ist eine äußerst erfolgreiche und vielfältige Gruppe, die sich aus grundlegend einzelligen Organismen zusammensetzt, obwohl einige möglicherweise Kolonien und Filamente bilden können. Sie werden praktisch in allen Ökosystemen auf der Biosphäre gefunden und sind für viele biologische Prozesse, die mit mehrzelligen Lebewesen verbunden sind, von größter Bedeutung.

Bakterienzellen sind kleine Zellen (nicht mehr als ein Paar Durchmesser -Mikrometer), insbesondere im Vergleich zu eukaryotischen Zellen. Sein Cytosol ist wesentlich "einfacher" als das einer Tier- oder Pflanzenzelle, da es keine membranöse Organelle gibt.

Im Inneren gibt es eine große Anzahl von Ribosomen, Speichergranulat verschiedener Substanzen, Proteine ​​verschiedener Typen und ein großes kreisförmiges und superrolltes Chromosom, zusätzlich zu kleinen extra Chromosomal -DNA -Molekülen, die als "Plasmiden" bekannt sind.

Die Bakterienzellbedeckung ist ganz Besonderes, da sie durch ein komplexes Polymer namens "Peptidoglycan" gebildet wird, das aus Aminozucker besteht, die mit Polypeptiden vereint sind. Die Eigenschaften der Wand- und Plasmamembran dieser Organismen werden zur Klassifizierung verwendet.

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Einige Bakterien sind auch von einer "Kapsel" bedeckt, die seine Zellwand umgibt und Schutzfunktionen hat. Andere Bakterien sind mobil und haben spezielle Strukturen, die sich von ihrer Oberfläche abheben.

Da nicht alle Bakterien angebaut werden können In vitro In einem Labor hängen die Informationen, die die wissenschaftliche Gemeinschaft in Bezug auf ihren Stoffwechsel, die Fortpflanzung, die Morphologie und ihre allgemeinen Merkmale verwaltet, weitgehend von den von Studien, die mit Modellarten durchgeführten Studien durchgeführt wurden.

Asexuelle Reproduktion von Bakterien

Die asexuelle Reproduktion besteht aus der Bildung von Klonen einer Person, die als "Mutter" fungiert, die fungiert. Im Gegensatz zur sexuellen Fortpflanzung erfordert dieser Prozess nur eine Zelle, die seine internen Komponenten verdoppelt und beispielsweise in zwei gleiche Tochterzellen unterteilt ist.

Zellteilung

Binärspaltung auch als "Bipartition" bekannt ist die Hauptform der Reproduktion der meisten Bakterien in der Natur. In diesem Prozess tut die Zelle, die geteilt ist, dies so, dass sie zwei kleinere Zellen produziert, die genetisch identisch sind, und die anfängliche Zelle "verschwindet".

Eine Divisionszelle muss notwendigerweise einen früheren "vorbereitenden" Prozess durchlaufen haben, durch den sie seinen internen Inhalt verdoppelte (Chromosom, Proteine, Ribosomen usw.) und erhöhte sich etwas weniger als das Doppelte seines zytosolischen Gehalts.

Binärspaltung (Quelle: Binary_fision.SVG: Zeichnen von W: Benutzer: JWSCHMIDT (W: Bild: Binary Fisk.Png); Vektorisiert von W: Benutzer: jtojnarderivative Arbeit: Ortisa [CC von 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/bis/3.0)] über Wikimedia Commons)

Die beiden Kopien des bakteriellen Chromosoms sind auf beide Pole der Zelle getrennt, die geteilt ist, sowie Teil des internen Materials, das sich verdoppelt hat. Danach wird an einem bestimmten Ort in der Zelle "Division Site" ein "Septa" gebildet, der an einem bestimmten Ort gebildet wird.

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Die Septa besteht aus einer „zentripetalen“ Invagination der zytoplasmatischen Membran, die der Synthese einer neuen Zellwand und der Trennung der beiden Tochterzellen vorausgeht.

"Ungewöhnliche" asexuelle Reproduktion

Der asexuelle Fortpflanzungsprozess ist in allen Bakteriengruppen nicht gleich. Wie zu Beginn kommentiert, sind einige Arten durch Gemüse, andere durch die Bildung von intrazellulären Nachkommen usw. gekennzeichnet.

Mehrere intrazelluläre Nachkommen

Viele Bakterienlinien, die zur Gruppe von Gram -positiv mit niedrigen GC (Firmicutes) -Annummer aktiver Nachkommen gehören.

Für viele Linien ist die Bildung dieses "multiplen intrazellulären Nachkommens" das Hauptmittel zur Fortpflanzung, so dass eine binäre Spaltung kaum auftreten kann oder nicht. Überhaupt nicht.

Gemmation

Das Juwel in Bakterien wurde in Cyanobakterien, Firmicutes und Plankastomyceten sowie in einigen Proteo -Acteria beobachtet.

Die schematischen Darstellungen dieses Prozesses (wenig untersucht und unter den Bakterien bekannt) veranschaulichen, wie Bakterien, die asexuell eine "Bruch" oder "Eigelb" ihres Zellkörpers reproduzieren, eine Bruchteil, die erheblich kleiner ist als die "Mutter" -Zelle, die sie entsteht Und das enthält wahrscheinlich nicht alle zytosolischen Komponenten des letzteren.

Baeozytenproduktion in einigen Cyanobakterien

Einige Cyanobakterien wie die des Genres Stanieria, Sie reproduzieren niemals durch binäre Spaltung; Stattdessen werden diese durch einen Prozess geteilt, der mit einer kleinen Zelle beginnt, die als Baeocito bekannt ist.

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Baeocito nimmt zunehmend in der Größe zu, und dabei wird die chromosomale DNA mehrmals aufeinanderfolgend repliziert. Wenn der Baeocito in die Phase der zytoplasmatischen Teilung eintritt, erzeugt es eine große Anzahl neuer winziger Baeozyten, die freigesetzt werden, wenn die äußere Abdeckung des Baeocito "Mutter" freigesetzt wird.

Dieser Prozess ist auch bei anderen Arten als Fragmentierung bekannt.

"Sexuelle" Reproduktion von Bakterien

Die sexuelle Fortpflanzung besteht, wie wir es wissen, in der Verschmelzung von zwei spezialisierten Sexzellen, die als „Gameten“ bezeichnet werden und die zwei Individuen genetische Informationen austauschen und Nachkommen mit Genen produzieren, die sich aus der Kombination von beiden ergeben.

Obwohl es in den Bakterien keine speziellen Gameten oder Sexzellen gibt, tauschen zwei verschiedene Zellen in einigen Fällen genetisches Material aus, was durch drei verschiedene Prozesse auftreten kann:

• Die Verwandlung.
• Transduktion.
• Die Konjugation.

Obwohl es nicht die Produktion neuer Zellen oder verschiedenen Zellen impliziert, ist die Transformation ein Ereignis, mit dem ein Bakterium DNA -Fragmente aus einem anderen Bakterium erwerben kann.

Die Transduktion hingegen hat mit der Kombination von bakterieller DNA (unterschiedlicher Bakterien) dank der Teilnahmephagen zu tun, die Viren sind, die Bakterien angreifen.

Schließlich ist die Konjugation, die nicht durch die Produktion neuer Individuen gekennzeichnet ist, die direkte Übertragung von genetischem Material von einer Zelle in eine andere durch eine spezialisierte Struktur, die als „sexuelle Pili“ bekannt ist.

Bakterienkonjugation (Quelle: Derivates Werk: Francisp2 (Diskussion) bacterial_conjugation_in.PNG: Mike Jones [CC BY-SA 2.5 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/2.5)] über Wikimedia Commons)

Dieser letzte Prozess erfordert einen physischen Kontakt zwischen zwei Zellen und gemäß den im Modellorganismus durchgeführten Studien UND. coli, Es gibt "männliche" Zellen und "weibliche" Rezeptorzellen.

Normalerweise werden Plasma -DNA -Moleküle gespendet und empfangen, die sehr nützliche genetische Informationen enthalten.