Bakteriell reproduksjon og binær fisjon

Bakterie er prokaryote organismer at reprodusere aseksuelt. Bakteriell reproduksjon skjer ofte ved en slags celledeling kalt binær fisjon. Binær fisjon involverer delingen av en enkelt celle, noe som resulterer i dannelsen av to celler som er genetisk identiske. For å forstå prosessen med binær fisjon, er det nyttig å forstå bakteriecellestruktur.

Viktige takeaways

Bakterie har forskjellige celleformer. Det meste vanlige bakteriecelleformer er sfærisk, stavformet og spiral. Bakterieceller inneholder vanligvis følgende strukturer: en cellevegg, cellemembran, cytoplasma, ribosomer, plasmider, flag, og en nukleoidregion.

• Celleveggen: En ytre tildekning av cellen som beskytter bakteriecellen og gir den form.
• cytoplasma: Et gel-lignende stoff som hovedsakelig består av vann som også inneholder enzymer, salter, cellekomponenter og forskjellige organiske molekyler.
• Cellemembran eller plasmamembran: Omgir cellens cytoplasma og regulerer strømmen av stoffer inn og ut av cellen.
• flag: Lang, piskliknende fremspring som hjelper til med mobil bevegelse.
• ribosomer: Cellestrukturer ansvarlige for protein produksjon.
• plasmider: Genbærende, sirkulær DNA strukturer som ikke er involvert i reproduksjon.
• Nucleoid Region: Område av cytoplasma som inneholder DNA-molekylet.

De fleste bakterier, inkludert Salmonella og E coli, reprodusere ved binær fisjon. Under denne typen aseksuell reproduksjon, singelen DNA-molekyl replikerer og begge kopiene knytter seg på forskjellige punkter til cellemembran. Når cellen begynner å vokse og langstrakt, øker avstanden mellom de to DNA-molekylene. Når bakterien omtrent har doblet sin opprinnelige størrelse, begynner cellemembranen å klype innover i midten. Til slutt, a celleveggen former som skiller de to DNA-molekylene og deler den opprinnelige cellen i to identiske datterceller.

Det er en rekke fordeler forbundet med reproduksjon gjennom binær fisjon. En enkelt bakterie er i stand til å reprodusere i høye antall med en rask hastighet. Under optimale forhold kan noen bakterier doble sitt populasjonsnummer i løpet av minutter eller timer. En annen fordel er at det ikke blir bortkastet tid på å søke etter en kamerat siden reproduksjon er aseksuell. I tillegg er dattercellene som følge av binær fisjon identiske med den opprinnelige cellen. Dette betyr at de er godt egnet for livet i miljøet.

Binær fisjon er en effektiv måte for bakterier å reprodusere, men det er ikke uten problemer. Siden cellene som produseres gjennom denne type reproduksjon er identiske, er de alle mottagelige for de samme typene trusler, som miljøendringer og antibiotika. Disse farene kan ødelegge en hel koloni. For å unngå slike farer, kan bakterier bli flere genetisk variert gjennom rekombinasjon. Rekombinasjon innebærer overføring av gener mellom celler. Bakteriell rekombinasjon oppnås gjennom konjugering, transformasjon eller transduksjon.

Noen bakterier er i stand til å overføre deler av deres gener til andre bakterier som de tar kontakt med. Under konjugering kobler en bakterie seg til en annen gjennom en proteinrørsstruktur kalt a pilus. Gener overføres fra den ene bakterien til den andre gjennom dette røret.

Noen bakterier er i stand til å ta opp DNA fra miljøet. Disse DNA-restene kommer oftest fra døde bakterieceller. Under transformasjon binder bakterien DNAet og transporterer det over bakteriecellemembranen. Det nye DNAet blir deretter inkorporert i bakteriecellens DNA.

Transduksjon er en type rekombinasjon som innebærer utveksling av bakteriell DNA gjennom bakteriofager. Bakteriofager er virus som smitter bakterier. Det er to typer transduksjon: generalisert og spesialisert transduksjon.

Når en bakteriofag festes til en bakterie, setter den genomet inn i bakterien. Det virale genomet, enzymer og virale komponenter blir deretter replikert og samlet i vertsbakterien. Når den er dannet, lyser eller splitter de nye bakteriofagene bakterien, og frigjør de replikerte virusene. Under monteringsprosessen kan imidlertid noe av vertens bakterielle DNA bli innkapslet i den virale kapsiden i stedet for det virale genomet. Når denne bakteriofagen infiserer en annen bakterie, injiserer den DNA-fragmentet fra den tidligere infiserte bakterien. Dette DNA-fragmentet blir deretter satt inn i DNAet til den nye bakterien. Denne typen transduksjon kalles generalisert transduksjon.

I spesialisert transduksjon blir fragmenter av vertsbakteriets DNA inkorporert i de virale genomene til det nye bakteriofager. DNA-fragmentene kan deretter overføres til alle nye bakterier som disse bakteriofagene infiserer.

• Reece, Jane B. og Neil A. Campbell. Campbellbiologi. Benjamin Cummings, 2011.