Бактерије су прокариотски организми то репродукује се асексуално. Размножавање бактерија најчешће се догађа дијелом ћелије која се назива бинарна фисија. Бинарна фисија укључује поделу једне ћелије, што резултира формирањем две ћелије које су генетски идентичне. Да бисте схватили процес бинарне фисије, корисно је разумјети структуру ћелије бактерија.
Кључне Такеаваис
- Бинарна фисија је процес којим се једна ћелија дели на формирање две ћелије које су генетски идентичне једна другој.
- Постоје три уобичајена облика бактеријских ћелија: шипкаст, сферни и спирални.
- Уобичајене ћелије бактерија укључују: ћелијску стијенку, ћелијску мембрану, цитоплазму, флагеле, нуклеоидну регију, плазмиде као и рибосоме.
- Бинарна фисија као средство репродукције има бројне предности, главна од њих је способност репродукције у великом броју и то врло брзином брзином.
- Будући да бинарна фисија производи идентичне ћелије, бактерије могу генетички бити разноврсне рекомбинацијом, што укључује пренос гена између ћелија.
Структура ћелија бактерија
Бактерије имају различите ћелијске облике. Највише уобичајени ћелијски облици бактерија су сферични, шипкасто обликовани и спирални. Бактеријске ћелије обично садрже следеће структуре: ћелијски зид, ћелијске мембране, цитоплазма, рибозоми, плазмиди, флагеллаи нуклеоидни регион.
- Ћелијски зид: Спољни прекривач ћелије који штити бактеријску ћелију и даје јој облик.
- Цитоплазма: Супстанца слична гелу састављена углавном од воде која такође садржи ензиме, соли, ћелијске компоненте и разне органске молекуле.
- Ћелијска мембрана или мембрана плазме: Окружује цитоплазму ћелије и регулише проток материја у и из ћелије.
- Флагелла: Дугачка избочина попут бича која помаже у станичној локомоцији.
- Рибозоми: Ћелијске структуре одговорне за протеин производња.
- Плазмиди: Ношење гена, кружно ДНК структуре које нису укључене у репродукцију.
- Нуклеоидна регија: Подручје цитоплазме која садржи једини бактеријски молекул ДНК.
Бинарни фисија
Већина бактерија, укључујући Салмонела и Е.цоли, репродуцирају се бинарном фисијом. Током ове врсте асексуалне репродукције, самца Молекул ДНК се понавља а обе копије се у различитим тачкама причвршћују на ћелијске мембране. Како ћелија почиње да расте и продужава, удаљеност између два молекула ДНК се повећава. Једном када бактерија приближно удвостручи своју првобитну величину, ћелијска мембрана почиње да се у средини убацује унутра. Коначно, а Ћелијски зид Облици који раздвајају два молекула ДНК и дели оригиналну ћелију на две идентичне ћерке ћелије.
Постоје бројне предности повезане са репродукцијом путем бинарне фисије. Поједина бактерија је у стању да се размножава великим бројем. Под оптималним условима, неке бактерије могу да удвоструче свој број популације у неколико минута или сати. Друга корист је што се не троши вријеме за тражењем родитеља јер је репродукција асексуална. Поред тога, ћерке ћелије које су резултат бинарне фисије идентичне су оригиналној ћелији. То значи да су добро прилагођени за живот у свом окружењу.
Рекомбинација бактерија
Бинарна фисија је ефикасан начин да се бактерије размножавају, међутим, то није без проблема. Пошто су ћелије произведене овом врстом репродукције идентичне, све су подложне истим врстама претњи, као што су промене у животној средини и антибиотици. Ове опасности могу уништити читаву колонију. Да би се избегле такве опасности, бактерија може постати више генетски разнолики рекомбинацијом. Рекомбинација укључује пренос гена између ћелија. Бактеријска рекомбинација се врши коњугацијом, трансформацијом или трансдукцијом.
Коњугација
Неке бактерије су способне да пренесу своје комаде гени другим бактеријама које контактирају. Током коњугације, једна бактерија се повезује са другом кроз структуру протеинских цеви која се назива а пилус. Гени се преносе из једне бактерије у другу путем ове цеви.
Трансформација
Неке бактерије су способне да преузму ДНК из своје околине. Ови остаци ДНК најчешће потичу из мртвих бактеријских ћелија. Током трансформације, бактерија веже ДНК и транспортује га кроз мембрану ћелије бактерија. Нова ДНК се затим уграђује у ДНК бактеријске ћелије.
Трансдукција
Трансдукција је врста рекомбинација која укључује размену бактеријске ДНК кроз бактериофаге. Бактериофаги су вируса које инфицирају бактерије. Постоје две врсте трансдукције: генерализована и специјализована трансдукција.
Једном када се бактериофаг веже за бактерију, он убацује свој геном у бактерију. Вирусни геном, ензими и вирусне компоненте се затим реплицирају и састављају у бактерију домаћина. Једном када се формирају, нови бактериофаги лизирају или цепају отвори бактерију, ослобађајући реплициране вирусе. Међутим, током процеса састављања, неки од бактеријских ДНК домаћина могу се затворити у вирусни капсид уместо у вирусни геном. Када овај бактериофаг инфицира другу бактерију, убризгава фрагмент ДНК из претходно заражене бактерије. Овај фрагмент ДНК тада се убацује у ДНК нове бактерије. Ова врста трансдукције се назива генерализована трансдукција.
У специјализованој трансдукцији, фрагменти ДНК бактерије домаћина постају уграђени у вирусни геном нове бактериофаги. Фрагменти ДНК тада могу да се пренесу у било коју нову бактерију коју ови бактериофаги инфицирају.
Извори
- Рееце, Јане Б. и Неил А. Цампбелл. Цампбелл Биологи. Бењамин Цуммингс, 2011.