CUM SE REPRODUC BACTERIILE? REPRODUCERE ASEXUALĂ ȘI SEXUALĂ - BIOLOGIE - 2025

Bacteriile se reproduc în principal pe căi asexuale, cum ar fi fisiunea binară, care este un proces prin care o celulă se împarte în două celule mai mici identice. Totuși, aceste microorganisme prezintă, de asemenea, un tip de reproducere sexuală printr-un proces numit „conjugare”.

În ceea ce privește reproducerea asexuală, fisiunea binară este predominantă, dar există rapoarte de modele de diviziune „neobișnuite” sau „alternative” în acest grup de organisme unicelulare, cum ar fi înmugurirea, divizarea multiplă și formarea descendenților „intracelulari”. a numi câteva.

Schema unei celule procarione (Sursa: Această imagine vectorială este complet făcută de Ali Zifan prin Wikimedia Commons)

Înainte de a aprofunda diferitele mecanisme de reproducere din bacterii, este pertinent să vă amintiți informațiile cheie pentru a înțelege unele aspecte ale acestor procese biologice.

Caracteristicile generale ale bacteriilor

Bacteriile sunt organisme procariote, adică materialul lor genetic nu este închis în structura membranoasă cunoscută sub numele de „nucleu”, care există în eucariote.

Este un grup extrem de reușit și divers, compus în principal din organisme unicelulare, deși unele pot forma colonii și filamente. Acestea se găsesc în aproape toate ecosistemele din biosferă și sunt de cea mai mare importanță pentru multe procese biologice inerente unor viețuitoare multicelulare.

Celulele bacteriene sunt celule mici (nu mai mult de un micru diametru) în special în comparație cu celulele eucariote. Citosolul său este considerabil „mai simplu” decât cel al unei celule animale sau vegetale, de exemplu, deoarece nu există niciun organel membranos.

În interior se află un număr mare de ribozomi, granule de stocare a diferitelor substanțe, proteine ​​de diferite tipuri și un cromozom mare, circular și supracoperit, precum și mici molecule de ADN extra-cromozomiale cunoscute sub numele de „plasmide”.

Stratul celular de bacterii este destul de particular, deoarece este format dintr-un polimer complex numit "peptidoglican", care constă din zaharuri amino legate cu polipeptide. Caracteristicile peretelui și membranei plasmatice ale acestor organisme sunt utilizate pentru clasificarea lor.

Unele bacterii sunt de asemenea acoperite de o „capsulă” care înconjoară peretele celular și care are funcții de protecție. Alte bacterii sunt mobile și au structuri specializate care ies din suprafața lor, precum cilia și flagelul.

Deoarece toate bacteriile nu pot fi cultivate in vitro într-un laborator, informațiile pe care comunitatea științifică le gestionează cu privire la metabolismul lor, reproducerea, morfologia și caracteristicile generale depind, în mare măsură, de datele obținute din studiile efectuate cu specii model.

Reproducerea sexuală a bacteriilor

Reproducerea sexuală constă în formarea de clone de la un individ care funcționează ca „mamă”. Spre deosebire de reproducerea sexuală, acest proces necesită o singură celulă care își duplică componentele interne și se împarte în două celule fiice egale, de exemplu.

- Fisiunea binară

Cunoscută și sub denumirea de „bipartiție”, fisiunea binară este principala formă de reproducere pentru majoritatea bacteriilor din natură. În acest proces, celula divizantă face acest lucru în așa fel încât produce două celule mai mici, care sunt identice genetic, iar celula inițială „dispare”.

O celulă împărțitoare trebuie să fi trecut neapărat printr-un proces prealabil „pregătitor”, prin care și-a dublat conținutul intern (cromozom, proteine, ribozomi etc.) și și-a crescut conținutul citosolic până la o dublă dublă.

Fisiunea binară (Sursa: Binary_fission.svg: Desenată de w: Utilizator: JWSchmidt (w: Imagine: Binary fission.png); vectorizată de w: Utilizator: Lucrare JTojnarderivativ: Ortisa prin Wikimedia Commons)

Cele două copii ale cromozomului bacterian sunt secretate către ambii poli ai celulei divizante, precum și către o parte din materialul intern care s-a duplicat. După aceasta se formează un „sept” într-un loc specific din celulă numit „loc de divizare”.

Septul constă dintr-o invaginare „centripetă” a membranei citoplasmatice, care preced sinteza unui nou perete celular și separarea celor două celule fiice.

- Reproducere asexuală „neobișnuită”

Procesul de reproducere asexuală nu este același la toate grupele de bacterii. Așa cum am menționat la început, unele specii se caracterizează prin înmugurire, altele prin diviziune multiplă, prin formarea de descendenți intracelulari etc.

Formarea descendenței intracelulare multiple

Multe linii de bacterii aparținând grupului de bacterii gram-pozitive cu un conținut scăzut de GC (Firmicutes) se reproduc asexual printr-un proces care implică faptul că mai multe endospores (de asemenea, în stare latentă) sau o mare numărul descendenților activi.

Pentru multe linii, formarea acestei „multiple descendențe intracelulare” este principalul mijloc de reproducere, astfel încât fisiunea binară poate apărea rar sau deloc.

Înmulţire prin înmugurire

Înmulțirea bacteriilor a fost observată în cianobacterii, firmicute și planctomicete, precum și în unele proteobacterii.

Reprezentările schematice ale acestui proces (puțin studiate și cunoscute printre bacterii) ilustrează modul în care bacteriile care se reproduc asexual în acest fel vărsă o „fracțiune” sau „gălbenuș” din corpul lor celular, o fracție care este considerabil mai mică decât celula „mamă”. care le generează și care probabil nu conține toate componentele citosolice ale acestora din urmă.

Producția de baocite în unele cianobacterii

Unele cianobacterii, precum cele din genul Stanieria, nu se reproduc niciodată prin fisiune binară; în schimb, se împart printr-un proces care începe cu o celulă mică cunoscută sub numele de baeocit.

Baeocitul crește progresiv în dimensiune și, în acest sens, ADN-ul cromozomial se reproduce de mai multe ori consecutiv. Când baeocitul intră în faza diviziunii citoplasmatice, acesta produce un număr mare de noi baeocite minuscule, care sunt eliberate prin ruperea acoperirii exterioare a baeocitului „mamă”.

Acest proces este cunoscut și la alte specii sub formă de fragmentare.

Reproducerea „sexuală” a bacteriilor

Reproducerea sexuală, așa cum o știm, constă în fuziunea a două celule sexuale specializate numite „gameți”, prin intermediul căruia doi indivizi fac schimb de informații genetice și produc descendență cu gene care rezultă din combinarea ambelor.

Cu toate că nici bacteriile și nici celulele sexuale specializate nu sunt produse în bacterii, uneori două celule diferite fac schimb de materiale genetice între ele, care pot apărea prin trei procese diferite:

- Transformarea

- Transductie

- Conjugarea

Deși nu implică producerea de noi celule sau celule diferite, transformarea este un eveniment prin care o bacterie poate achiziționa fragmente de ADN de la o altă bacterie care le-a eliberat în mediul în care trăiesc sau care a murit și s-a dezintegrat.

Transducția, pe de altă parte, are legătură cu combinația de ADN bacterian (din diferite bacterii), datorită participării fagilor, care sunt viruși care atacă bacteriile.

În cele din urmă, conjugarea, care nu este caracterizată prin producerea de noi indivizi, este vorba despre transferul direct al materialului genetic de la o celulă la alta printr-o structură specializată cunoscută sub numele de "pili sexual".

Conjugare bacteriană (Sursa: lucrare derivată: Franciscosp2 (discuție) Bacterial_Conjugation_en.png: Mike Jones prin Wikimedia Commons)

Acest ultim proces necesită un contact fizic între două celule și, conform studiilor efectuate în organismul model E. coli, există celule donatoare „masculine” și celule receptoare „feminine”.

În general, ceea ce este donat și primit sunt molecule de ADN plasmidice care conțin informații genetice utile.

Referințe

1. Angert, ER (2005). Alternative la fisiunea binară din bacterii. Nature Review Microbiology, 3 (3), 214.
2. Helmstetter, CE (1969). Secvență de reproducere bacteriană. Revizuirea anuală a microbiologiei, 23 (1), 223-238.
3. Lutkenhaus, J., & Addinall, SG (1997). Diviziunea celulară bacteriană și inelul Z. Analiza anuală de biochimie, 66 (1), 93-116.
4. Prescott, H., & Harley, JP Klein 2002. Microbiologie.
5. Scheffers, DJ (2001). Reproducerea și creșterea bacteriană. ELS.
6. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologie (ediția a 9-a). Brooks / Cole, Cengage Learning: SUA.