Bakterien vermehren sich hauptsächlich über asexuelle Wege wie die binäre Spaltung. Dies ist ein Prozess, bei dem sich eine Zelle in zwei kleinere, identische Zellen teilt. Diese Mikroorganismen zeigen jedoch auch eine Art sexuelle Reproduktion durch einen Prozess, der als "Konjugation" bezeichnet wird..
In Bezug auf die asexuelle Fortpflanzung ist die binäre Spaltung vorherrschend, es gibt jedoch Berichte über "ungewöhnliche" oder "alternative" Teilungsmuster in dieser Gruppe einzelliger Organismen, wie Knospung, Mehrfachteilung und Bildung von "intrazellulären" Nachkommen, um nur einige zu nennen.
Bevor Sie sich mit den verschiedenen Fortpflanzungsmechanismen von Bakterien befassen, sollten Sie sich wichtige Informationen merken, um einige Aspekte dieser biologischen Prozesse zu verstehen..
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Bakterien sind prokaryotische Organismen, dh ihr genetisches Material ist nicht in der Membranstruktur eingeschlossen, die als "Kern" bekannt ist und in Eukaryoten existiert..
Es ist eine äußerst erfolgreiche und vielfältige Gruppe, die hauptsächlich aus einzelligen Organismen besteht, obwohl einige Kolonien und Filamente bilden können. Sie kommen in nahezu allen Ökosystemen der Biosphäre vor und sind für viele biologische Prozesse, die mehrzelligen Lebewesen innewohnen, von größter Bedeutung..
Bakterienzellen sind kleine Zellen (nicht mehr als ein paar Mikrometer im Durchmesser), insbesondere im Vergleich zu eukaryotischen Zellen. Sein Cytosol ist beispielsweise wesentlich "einfacher" als das einer tierischen oder pflanzlichen Zelle, da es keine membranösen Organellen gibt..
Im Inneren befinden sich eine große Anzahl von Ribosomen, Speichergranulate verschiedener Substanzen, Proteine verschiedener Typen und ein großes, kreisförmiges und supergewickeltes Chromosom sowie kleine extrachromosomale DNA-Moleküle, die als "Plasmide" bekannt sind..
Die Zellschicht von Bakterien ist ganz besonders, da sie aus einem komplexen Polymer namens "Peptidoglycan" besteht, das aus mit Polypeptiden verknüpften Aminozuckern besteht. Die Eigenschaften der Wand und der Plasmamembran dieser Organismen werden für ihre Klassifizierung verwendet..
Einige Bakterien sind auch von einer "Kapsel" bedeckt, die ihre Zellwand umgibt und Schutzfunktionen hat. Andere Bakterien wie Zilien und Flagellen sind mobil und haben spezielle Strukturen, die aus ihrer Oberfläche herausragen..
Wie nicht alle Bakterien gezüchtet werden können in vitro In einem Labor hängen die Informationen, mit denen die wissenschaftliche Gemeinschaft in Bezug auf Metabolismus, Reproduktion, Morphologie und allgemeine Merkmale umgeht, in hohem Maße von den Daten ab, die aus Studien mit Modellarten gewonnen wurden.
Asexuelle Fortpflanzung besteht aus der Bildung von Klonen aus einem Individuum, das als „Mutter“ fungiert. Im Gegensatz zur sexuellen Fortpflanzung erfordert dieser Prozess nur eine Zelle, die ihre internen Komponenten dupliziert und sich beispielsweise in zwei gleiche Tochterzellen teilt.
Die binäre Spaltung, auch als "Bipartition" bekannt, ist die Hauptform der Fortpflanzung für die meisten Bakterien in der Natur. In diesem Prozess tut die sich teilende Zelle dies so, dass sie zwei kleinere Zellen produziert, die genetisch identisch sind, und die ursprüngliche Zelle "verschwindet"..
Eine sich teilende Zelle muss notwendigerweise einen früheren „vorbereitenden“ Prozess durchlaufen haben, bei dem sie ihren inneren Inhalt (Chromosom, Proteine, Ribosomen usw.) verdoppelt und ihren zytosolischen Gehalt auf knapp das Doppelte erhöht hat..
Die beiden Kopien des Bakterienchromosoms werden in Richtung beider Pole der sich teilenden Zelle sowie eines Teils des duplizierten inneren Materials sekretiert. Danach bildet sich an einer bestimmten Stelle in der Zelle, die als "Teilungsstelle" bezeichnet wird, ein "Septum"..
Das Septum besteht aus einer "zentripetalen" Invagination der zytoplasmatischen Membran, die der Synthese einer neuen Zellwand und der Trennung der beiden Tochterzellen vorausgeht.
Der asexuelle Fortpflanzungsprozess ist nicht bei allen Bakteriengruppen gleich. Wie eingangs erwähnt, sind einige Arten durch Knospung, andere durch Mehrfachteilung, Bildung intrazellulärer Nachkommen usw. gekennzeichnet..
Viele Abstammungslinien von Bakterien, die zur Gruppe der grampositiven Bakterien mit niedrigem GC-Gehalt (Firmicutes) gehören, vermehren sich ungeschlechtlich durch einen Prozess, der impliziert, dass mehrere Endosporen (ebenfalls ruhend) oder eine große Anzahl aktiver Nachkommen vorhanden sind.
Für viele Abstammungslinien ist die Bildung dieser „multiplen intrazellulären Nachkommen“ das Hauptmittel der Reproduktion, so dass eine binäre Spaltung selten oder überhaupt nicht auftreten kann..
Knospen in Bakterien wurden bei Cyanobakterien, Firmicutes und Planctomyceten sowie bei einigen Proteobakterien beobachtet..
Schematische Darstellungen dieses Prozesses (wenig untersucht und unter Bakterien bekannt) veranschaulichen, wie Bakterien, die sich auf diese Weise ungeschlechtlich vermehren, eine "Fraktion" oder "Eigelb" aus ihrem Zellkörper abgeben, eine Fraktion, die erheblich kleiner ist als die "Mutter" -Zelle entsteht sie und das enthält wahrscheinlich nicht alle zytosolischen Komponenten der letzteren.
Einige Cyanobakterien, wie die der Gattung Stanieria, sie reproduzieren sich niemals durch binäre Spaltung; Stattdessen teilen sie sich durch einen Prozess, der mit einer kleinen Zelle beginnt, die als Baeozyten bekannt ist..
Die Größe der Baeozyten nimmt progressiv zu, und dabei repliziert sich die chromosomale DNA viele Male hintereinander. Wenn der Baeozyt in die zytoplasmatische Teilungsphase eintritt, produziert er eine große Anzahl neuer winziger Baeozyten, die freigesetzt werden, wenn die äußere Hülle des "Mutter" -Baeozyten bricht..
Dieser Prozess ist bei anderen Arten auch als Fragmentierung bekannt.
Die sexuelle Fortpflanzung, wie wir sie kennen, besteht aus der Fusion zweier spezialisierter sexueller Zellen, die "Gameten" genannt werden, durch die zwei Individuen genetische Informationen austauschen und Nachkommen mit Genen hervorbringen, die aus der Kombination beider resultieren..
Obwohl Gameten und spezialisierte Geschlechtszellen nicht in Bakterien produziert werden, tauschen manchmal zwei verschiedene Zellen genetisches Material miteinander aus, was durch drei verschiedene Prozesse geschehen kann:
- Die Transformation
- Transduktion
- Die Konjugation
Obwohl es sich nicht um die Produktion neuer Zellen oder anderer Zellen handelt, ist die Transformation ein Ereignis, durch das ein Bakterium DNA-Fragmente von einem anderen Bakterium erwerben kann, das sie in die Umgebung freigesetzt hat, in der sie leben oder die gestorben und zerfallen ist..
Die Transduktion hat dagegen mit der Kombination von bakterieller DNA (von verschiedenen Bakterien) zu tun, da Phagen beteiligt sind, bei denen es sich um Viren handelt, die Bakterien angreifen.
Schließlich ist die Konjugation, die nicht durch die Produktion neuer Individuen gekennzeichnet ist, der direkte Transfer von genetischem Material von einer Zelle zur anderen durch eine spezielle Struktur, die als "sexuelle Pili" bekannt ist..
Dieser letzte Prozess erfordert physischen Kontakt zwischen zwei Zellen und gemäß Studien, die im Modellorganismus durchgeführt wurden E coli, Es gibt "männliche" Spenderzellen und "weibliche" Rezeptorzellen.
Im Allgemeinen werden Plasmid-DNA-Moleküle gespendet und empfangen, die sehr nützliche genetische Informationen enthalten.
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