Бактериальная репродукция и бинарное деление

бактерии находятся прокариотические организмы тот размножаться бесполым. Бактериальное размножение чаще всего происходит путем своего рода клеточного деления, называемого бинарным делением. Бинарное деление включает деление одной клетки, что приводит к образованию двух генетически идентичных клеток. Чтобы понять процесс бинарного деления, полезно понять бактериальную клеточную структуру.

Ключевые вынос

бактерии имеют различные формы клеток. Большинство общие формы клеток бактерий сферические, стержневые и спиральные. Бактериальные клетки обычно содержат следующие структуры: клеточная стенка, клеточная мембрана, цитоплазма, рибосомыплазмиды, жгутикии нуклеоидная область.

• Клеточная стена: Внешнее покрытие клетки, которое защищает бактериальную клетку и придает ей форму.
• Цитоплазма: Гелеобразное вещество, состоящее в основном из воды, которая также содержит ферменты, соли, клеточные компоненты и различные органические молекулы.
• Клеточная или плазменная мембрана: Окружает клеточную цитоплазму и регулирует поток веществ внутрь и наружу клетки.
• Жгутик: Длинный, подобный кнуту выступ, который помогает в клеточной локомоции.
• Рибосомы: Клеточные структуры, ответственные за белок производство.
• Плазмиды: Генная переноска, круговая ДНК структуры, которые не участвуют в воспроизводстве.
• Нуклеоидная область: Область цитоплазмы, которая содержит одну молекулу бактериальной ДНК.

Большинство бактерий, в том числе сальмонелла и Е. coli, размножаться бинарным делением. Во время этого типа бесполого размножения, одиночный Молекула ДНК реплицируется и обе копии прикрепляются в разных точках к клеточная мембрана. Когда клетка начинает расти и удлиняться, расстояние между двумя молекулами ДНК увеличивается. Как только бактерия почти удваивает свой первоначальный размер, клеточная мембрана начинает сжиматься внутрь в центре. Наконец, клеточная стенка формы, которая разделяет две молекулы ДНК и делит исходную клетку на две одинаковые дочерние клетки.

Есть ряд преимуществ, связанных с размножением путем деления на две части. Одна бактерия способна размножаться в большом количестве с высокой скоростью. В оптимальных условиях некоторые бактерии могут удвоить численность своего населения за считанные минуты или часы. Еще одним преимуществом является то, что на поиск партнера не тратится время, поскольку размножение бесполое. Кроме того, дочерние клетки в результате бинарного деления идентичны исходной клетке. Это означает, что они хорошо подходят для жизни в их среде.

Бинарное деление - это эффективный способ размножения бактерий, однако не без проблем. Поскольку клетки, продуцируемые посредством этого типа размножения, идентичны, они все подвержены одним и тем же типам угроз, таким как изменения окружающей среды и антибиотики. Эти опасности могут уничтожить целую колонию. Чтобы избежать таких опасностей, бактерии могут стать более генетически разнообразный через рекомбинацию. Рекомбинация включает перенос генов между клетками. Бактериальная рекомбинация осуществляется путем конъюгации, трансформации или трансдукции.

Некоторые бактерии способны переносить кусочки своих гены с другими бактериями, с которыми они контактируют. Во время конъюгации одна бактерия соединяется с другой через структуру белковой трубки, которая называется пилуса. Гены передаются от одной бактерии к другой через эту трубку.

Некоторые бактерии способны поглощать ДНК из окружающей среды. Эти остатки ДНК чаще всего происходят из мертвых бактериальных клеток. Во время трансформации бактерия связывает ДНК и транспортирует ее через мембрану бактериальной клетки. Новая ДНК затем включается в ДНК бактериальной клетки.

Трансдукция является типом рекомбинация это включает обмен бактериальной ДНК через бактериофаги. Бактериофаги вирусы которые заражают бактерии. Существует два типа трансдукции: генерализованная и специализированная.

Как только бактериофаг прикрепляется к бактерии, он вставляет свой геном в бактерию. Затем вирусный геном, ферменты и вирусные компоненты реплицируются и собираются внутри бактерии-хозяина. После образования новые бактериофаги лизируют или расщепляют бактерию, высвобождая реплицированные вирусы. Однако в процессе сборки часть бактериальной ДНК хозяина может заключаться в вирусный капсид вместо вирусного генома. Когда этот бактериофаг заражает другую бактерию, он вводит фрагмент ДНК из ранее зараженной бактерии. Этот фрагмент ДНК затем вставляется в ДНК новой бактерии. Этот тип трансдукции называется обобщенной трансдукцией.

При специализированной трансдукции фрагменты ДНК бактерии-хозяина встраиваются в вирусные геномы нового бактериофаги. Затем фрагменты ДНК могут быть переданы любым новым бактериям, которые заражают эти бактериофаги.

• Рис, Джейн Б. и Нил А. Кэмпбелл. Кэмпбелл Биология. Бенджамин Каммингс, 2011.