bakterije su prokariotski organizmi da reproducirati aseksualno. Razmnožavanje bakterija najčešće se događa dijelom stanične diobe koja se naziva binarna fisija. Binarna fisija uključuje podjelu jedne stanice, što rezultira formiranjem dviju stanica koje su genetski identične. Da biste shvatili proces binarne fisije, korisno je razumjeti staničnu strukturu bakterija.
Ključni odvodi
- Binarna fisija je proces kojim se jedna stanica dijeli da tvori dvije stanice koje su genetski identične jedna drugoj.
- Postoje tri uobičajena oblika bakterijskih stanica: šipkast, sferni i spiralni.
- Uobičajene komponente bakterijskih stanica uključuju: staničnu stijenku, staničnu membranu, citoplazmu, flagele, nukleoidnu regiju, plazmide kao i ribosome.
- Binarna fisija kao sredstvo razmnožavanja ima brojne prednosti, a glavna od njih je sposobnost reprodukcije u velikom broju s velikom brzinom.
- Budući da binarna fisija proizvodi identične stanice, bakterije mogu genetički varirati rekombinacijom, što uključuje prijenos gena između stanica.
Stanična struktura bakterija
bakterije imaju različite ćelijske oblike. Najviše uobičajeni oblici stanica bakterija su sferični, šipkasto oblikovani i spiralni. Bakterijske stanice obično sadrže sljedeće strukture: staničnu stijenku, stanična membrana, citoplazma, ribosoma, plazmidi, bičevimai nukleoidna regija.
- Stanične stijenke: Vanjski pokrov ćelije koji štiti stanicu bakterija i daje joj oblik.
- Citoplazma: Tvar slična gelu sastavljena uglavnom od vode koja sadrži i enzime, soli, stanične komponente i razne organske molekule.
- Stanična membrana ili membrana plazme: Okružuje citoplazmu stanice i regulira protok tvari u i izvan stanice.
- bičevima: Dugačka izbočina poput biča koja pomaže u staničnoj lokomociji.
- ribosoma: Stanične strukture odgovorne za protein proizvodnja.
- plazmidi: Nošenje gena, kružno DNA strukture koje nisu uključene u reprodukciju.
- Nukleoidna regija: Područje citoplazme koja sadrži jedinstvenu bakterijsku molekulu DNK.
Binarna fisija
Većina bakterija, uključujući Salmonela i E coli, reproduciraju se binarnom fisijom. Tijekom ove vrste aseksualne reprodukcije, jedinka Molekula DNA se ponavlja a obje se kopije u različitim točkama pričvršćuju na stanična membrana. Kako stanica počinje rasti i produžiti, povećava se udaljenost između dviju molekula DNA. Jednom kada bakterija otprilike udvostruči izvornu veličinu, stanična membrana počinje se prilijepiti prema unutra. Napokon, a stanične stijenke Oblici koji razdvaja dvije molekule DNK i dijele izvornu stanicu na dvije identične kćeri stanice.
Postoje brojne prednosti povezane s reprodukcijom putem binarne fisije. Pojedina bakterija se može brzo razmnožavati u velikom broju. Pod optimalnim uvjetima, neke bakterije mogu udvostručiti svoj broj populacije u nekoliko minuta ili sati. Još jedna prednost je što se ne troši vrijeme za traženjem roditelja jer je reprodukcija aseksualna. Pored toga, kćerne stanice nastale binarnom fisijom identične su izvornoj stanici. To znači da su vrlo prikladni za život u svom okruženju.
Rekombinacija bakterija
Binarna fisija je učinkovit način da se bakterije razmnožavaju, no to nije bez problema. Budući da su stanice proizvedene ovom vrstom reprodukcije identične, sve su podložne istim vrstama prijetnji, poput promjena u okolišu i antibiotici. Te bi opasnosti mogle uništiti čitavu koloniju. Kako bi se izbjegle takve opasnosti, bakterija može postati više genetski raznoliki rekombinacijom. Rekombinacija uključuje prijenos gena između stanica. Rekombinacija bakterija provodi se konjugacijom, transformacijom ili transdukcijom.
Konjugacija
Neke su bakterije sposobne prenijeti svoje komade geni drugim bakterijama koje kontaktiraju. Tijekom konjugacije jedna se bakterija povezuje sa drugom kroz strukturu proteinskih cijevi nazvanu a pila. Pomoću ove epruvete geni se prenose iz jedne bakterije u drugu.
Transformacija
Neke su bakterije sposobne preuzeti DNK iz svoje okoline. Ovi ostaci DNK najčešće potječu iz mrtvih bakterijskih stanica. Tijekom transformacije, bakterija veže DNK i transportira ga kroz stanicu membrane bakterija. Nova DNA se zatim ugrađuje u DNK bakterijske stanice.
sstanično
Transdukcija je vrsta rekombinacija koji uključuje razmjenu bakterijske DNA kroz bakteriofage. Bakteriofagi su virusi koje zaraze bakterijama. Postoje dvije vrste transdukcije: generalizirana i specijalizirana transdukcija.
Nakon što se bakteriofag pripoji bakteriji, on ubacuje svoj genom u bakteriju. Virusni genom, enzimi i virusne komponente se zatim repliciraju i sastavljaju u bakteriji domaćinu. Jednom kada se formiraju, novi bakteriofagi liziraju ili razdvajaju bakteriju, oslobađajući replicirane viruse. Međutim, tijekom postupka sastavljanja, neki od bakterija DNA domaćina može se zatvoriti u virusni kapsid umjesto u virusni genom. Kad ovaj bakteriofag inficira drugu bakteriju, ubrizgava fragment DNA iz prethodno zaražene bakterije. Taj fragment DNA tada se ubacuje u DNK nove bakterije. Ova vrsta transdukcije naziva se generaliziranom transdukcijom.
U specijaliziranim transdukcijama, fragmenti DNA bakterije domaćina ugrađuju se u virusne genome novog bakteriofagi. Fragmenti DNK tada se mogu prenijeti na bilo koje nove bakterije koje tim bakteriofazima inficiraju.
izvori
- Reece, Jane B. i Neila A. Campbell. Campbell Biology. Benjamin Cummings, 2011.