BAKTERILER NASIL ÇOĞALIR? ASEKSÜEL VE CINSEL ÜREME - BIYOLOJI - 2025

Bakteriler, bir hücrenin iki özdeş küçük hücreye bölündüğü bir süreç olan ikili fisyon gibi aseksüel yollarla çoğalır. Bununla birlikte, bu mikroorganizmalar, "konjugasyon" adı verilen bir işlem yoluyla bir tür cinsel üreme de sergiler.

Eşeysiz üremeyle ilgili olarak, ikili bölünme baskındır, ancak bu tek hücreli organizma grubunda, tomurcuklanma, çoklu bölünme ve "hücre içi" yavru oluşumu gibi "olağandışı" veya "alternatif" bölünme kalıplarına ilişkin raporlar vardır. birkaç isim.

Bir prokaryon hücresinin şeması (Kaynak: Bu vektör görüntüsü tamamen Ali Zifan tarafından Wikimedia Commons aracılığıyla yapılmıştır)

Bakterilerdeki farklı üreme mekanizmalarına girmeden önce, bu biyolojik süreçlerin bazı yönlerini anlamak için anahtar bilgileri hatırlamak yerinde olacaktır.

Bakterilerin genel özellikleri

Bakteriler prokaryotik organizmalardır, yani genetik materyalleri ökaryotlarda bulunan "çekirdek" olarak bilinen membranöz yapının içine alınmaz.

Bazıları koloniler ve filamentler oluşturabilmesine rağmen, esas olarak tek hücreli organizmalardan oluşan son derece başarılı ve çeşitli bir gruptur. Biyosfer üzerindeki hemen hemen tüm ekosistemlerde bulunurlar ve çok hücreli canlıların doğasında bulunan birçok biyolojik süreç için son derece önemlidirler.

Bakteriyel hücreler, özellikle ökaryotik hücrelere kıyasla küçük hücrelerdir (çapı birkaç mikrondan fazla değildir). Sitozolü, bir hayvan veya bitki hücresinden önemli ölçüde "daha basittir", örneğin membranöz organel olmadığından.

İçinde çok sayıda ribozom, farklı maddelerden oluşan depolama granülleri, farklı türlerde proteinler ve büyük, dairesel ve aşırı sargılı bir kromozomun yanı sıra "plazmitler" olarak bilinen küçük ekstra kromozomal DNA molekülleri vardır.

Polipeptitlerle bağlantılı amino şekerlerden oluşan "peptidoglikan" adı verilen karmaşık bir polimerden oluştuğu için bakteri hücre tabakası oldukça özeldir. Bu organizmaların duvarının ve plazma zarının özellikleri sınıflandırılmaları için kullanılır.

Bazı bakteriler de hücre duvarlarını çevreleyen ve koruyucu işlevleri olan bir "kapsül" ile kaplıdır. Diğer bakteriler hareketlidir ve kirpikler ve kamçı gibi yüzeylerinden çıkıntı yapan özel yapılara sahiptir.

Tüm bakteriler laboratuvarda in vitro olarak yetiştirilemeyeceğinden, bilim camiasının metabolizmaları, üremeleri, morfolojileri ve genel özellikleri ile ilgili yönettikleri bilgiler büyük ölçüde model türlerle yapılan çalışmalardan elde edilen verilere bağlıdır.

Bakterilerin eşeysiz üremesi

Eşeysiz üreme, “anne” olarak işlev gören bir bireyden klonların oluşmasından oluşur. Cinsel üremeden farklı olarak, bu süreç, örneğin, iç bileşenlerini kopyalayan ve iki eşit yavru hücreye bölünen yalnızca bir hücre gerektirir.

- İkili fisyon

"İki bölümlü" olarak da bilinen ikili bölünme, doğadaki çoğu bakteri için ana üreme biçimidir. Bu süreçte, bölünen hücre bunu, genetik olarak özdeş iki küçük hücre oluşturacak şekilde yapar ve ilk hücre "kaybolur".

Bölünen bir hücre, zorunlu olarak, iç içeriğini (kromozom, proteinler, ribozomlar vb.) İkiye katlayan ve sitozolik içeriğini iki katın altına yükselten önceki bir "hazırlık" sürecinden geçmiş olmalıdır.

İkili fisyon (Kaynak: Binary_fission.svg: Çizen w: Kullanıcı: JWSchmidt (w: Image: Binary fission.png); vectorized by w: User: JTojnarderivative work: Ortisa via Wikimedia Commons)

Bakteriyel kromozomun iki kopyası, bölünen hücrenin her iki kutbuna ve kopyalanan bazı iç malzemeye doğru salgılanır. Bundan sonra, hücrenin "bölünme bölgesi" adı verilen belirli bir yerinde bir "septum" oluşur.

Septum, yeni bir hücre duvarının sentezinden ve iki yavru hücrenin ayrılmasından önce gelen, sitoplazmik zarın "merkezcil" yayılmasından oluşur.

- "Olağandışı" aseksüel üreme

Eşeysiz üreme süreci tüm bakteri gruplarında aynı değildir. Başlangıçta bahsedildiği gibi, bazı türler tomurcuklanma, diğerleri çoklu bölünme, hücre içi yavru oluşumu vb. İle karakterize edilir.

Birden fazla hücre içi yavru oluşumu

Düşük GC içeriğine (Firmicutes) sahip gram pozitif bakteri grubuna ait birçok bakteri soyu, birden fazla endosporun (aynı zamanda uykuda) veya büyük bir aktif torunların sayısı.

Pek çok soy için, bu "çoklu hücre içi dölün" oluşumu ana üremedir, bu nedenle ikili bölünme nadiren meydana gelebilir veya hiç olmayabilir.

tomurcuklanma

Bakterilerde tomurcuklanma siyanobakterilerde, firmikütlerde ve planktomisetlerde ve ayrıca bazı proteobakterilerde gözlemlenmiştir.

Bu sürecin şematik temsilleri (bakteriler arasında çok az çalışılmış ve çok az çalışılmış) bu şekilde eşeysiz olarak çoğalan bakterilerin hücre gövdelerinin bir "fraksiyonunu" veya "sarısını", "anne" hücreden önemli ölçüde daha küçük bir fraksiyonu nasıl döktüğünü göstermektedir. onları oluşturan ve muhtemelen ikincisinin tüm sitozolik bileşenlerini içermeyen.

Bazı siyanobakterilerde baeosit üretimi

Stanieria cinsine ait olanlar gibi bazı siyanobakteriler asla ikili bölünmeyle çoğalmazlar; bunun yerine, baeocyte olarak bilinen küçük bir hücre ile başlayan bir süreçle bölünürler.

Baositin boyutu aşamalı olarak artar ve bunu yaparken, kromozomal DNA pek çok ardışık kez çoğalır. Baeosit, sitoplazmik bölünme aşamasına girdiğinde, "anne" baeositin dış kaplamasını kırarak salınan çok sayıda yeni minik baeosit üretir.

Bu süreç, diğer türlerde de parçalanma olarak bilinir.

Bakterilerin "cinsel" üremesi

Cinsel üreme, bildiğimiz gibi, "gametler" adı verilen iki özel cinsiyet hücresinin füzyonundan oluşur; bu sayede iki kişi genetik bilgi alışverişinde bulunur ve her ikisinin kombinasyonundan kaynaklanan genlerle yavrular üretir.

Bakterilerde ne gamet ne de özel cinsiyet hücreleri üretilmese de, bazen iki farklı hücre birbirleriyle genetik materyal değiştirir ve bu da üç farklı işlemle gerçekleşebilir:

- Dönüşüm

- İletim

- Konjugasyon

Dönüşüm, yeni hücrelerin veya farklı hücrelerin üretimini içermemesine rağmen, bir bakterinin, kendisini yaşadığı ortama salmış veya ölmüş ve parçalanmış başka bir bakteriden DNA fragmanları elde edebildiği bir olaydır.

Transdüksiyon ise bakterilere saldıran virüsler olan fajların katılımı sayesinde bakteriyel DNA'nın (farklı bakterilerden) kombinasyonu ile ilgilidir.

Son olarak, yeni bireylerin üretilmesiyle karakterize edilmeyen konjugasyon, genetik materyalin bir hücreden diğerine "cinsel pili" olarak bilinen özel bir yapı aracılığıyla doğrudan aktarılmasıyla ilgilidir.

Bakteriyel konjugasyon (Kaynak: türev çalışma: Franciscosp2 (konuşma) Bacterial_Conjugation_en.png: Mike Jones, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Bu son işlem, iki hücre arasında fiziksel temas gerektirir ve E. coli model organizmasında yapılan çalışmalara göre, “erkek” verici hücreler ve “dişi” reseptör hücreler vardır.

Genel olarak bağışlanan ve alınan, yararlı genetik bilgi içeren plazmit DNA molekülleridir.

Referanslar

1. Angert, ER (2005). Bakterilerde ikili bölünmeye alternatifler. Doğa İncelemeleri Mikrobiyoloji, 3 (3), 214.
2. Helmstetter, CE (1969). Bakteriyel üreme dizisi. Mikrobiyolojinin Yıllık İncelemesi, 23 (1), 223-238.
3. Lutkenhaus, J. ve Addinall, SG (1997). Bakteriyel hücre bölünmesi ve Z halkası. Biyokimyanın yıllık incelemesi, 66 (1), 93-116.
4. Prescott, H. ve Harley, JP Klein 2002. Microbiology.
5. Scheffers, DJ (2001). Bakteriyel Üreme ve Büyüme. Els.
6. Solomon, EP, Berg, LR ve Martin, DW (2011). Biyoloji (9. baskı). Brooks / Cole, Cengage Learning: ABD.