التكاثر الجرثومي والانشطار الثنائي

بكتيريا هم الكائنات بدائية النواة ذلك التكاثر اللاجنسي. يحدث التكاثر الجرثومي في الغالب بنوع من الانقسام الخلوي يسمى الانشطار الثنائي. الانشطار الثنائي ينطوي على انقسام خلية واحدة ، مما يؤدي إلى تكوين خليتين متطابقتين وراثيا. من أجل فهم عملية الانشطار الثنائي ، من المفيد فهم بنية الخلية البكتيرية.

الماخذ الرئيسية

بكتيريا لها أشكال خلايا مختلفة. أكثر أشكال خلايا البكتريا الشائعة هي كروية ، على شكل قضيب ، ولولبية. تحتوي الخلايا البكتيرية عادة على الهياكل التالية: جدار الخلية ،

• جدار الخلية: غطاء خارجي للخلية يحمي الخلية البكتيرية ويعطيها الشكل.
• السيتوبلازم: مادة تشبه الهلام تتكون بشكل رئيسي من الماء الذي يحتوي أيضًا على الإنزيمات والأملاح ومكونات الخلايا وجزيئات عضوية مختلفة.
• غشاء الخلية أو غشاء البلازما: يحيط بالسيتوبلازم الخلوي وينظم تدفق المواد من وإلى الخلية.
• الأسواط: نتوء طويل يشبه السوط يساعد في الحركة الخلوية.
• الريبوسومات: هياكل الخلية المسؤولة عن بروتين إنتاج.
• البلازميدات: تحمل الجينات ، دائرية الحمض النووي الهياكل التي لا تشارك في التكاثر.
• منطقة نووية: منطقة السيتوبلازم التي تحتوي على جزيء DNA البكتيرية الواحدة.

معظم البكتيريا بما فيها السالمونيلا و بكتريا قولونيةتتكاثر عن طريق الانشطار الثنائي. خلال هذا النوع من التكاثر اللاجنسي ، واحد يتكاثر جزيء DNA وترفق كلتا النسختين في نقاط مختلفة غشاء الخلية. عندما تبدأ الخلية في النمو والاستطالة ، تزداد المسافة بين جزيئي DNA. بمجرد أن تضاعف البكتيريا حجمها الأصلي تقريبًا ، يبدأ غشاء الخلية في الضغط إلى الداخل في المركز. أخيرا ، أ جدار الخلية الأشكال التي تفصل بين جزيئي DNA وتقسم الخلية الأصلية إلى جزئين متطابقين الخلايا الوليدة.

هناك عدد من الفوائد المرتبطة بالإنجاب من خلال الانشطار الثنائي. بكتيريا واحدة قادرة على التكاثر بأعداد كبيرة بمعدل سريع. في ظل الظروف المثلى ، يمكن لبعض البكتيريا مضاعفة عدد سكانها في غضون دقائق أو ساعات. فائدة أخرى هي أنه لا يضيع الوقت في البحث عن رفيق لأن التكاثر لا جنسي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الخلايا الابنة الناتجة عن الانشطار الثنائي متطابقة مع الخلية الأصلية. هذا يعني أنها مناسبة تمامًا للحياة في بيئتها.

الانشطار الثنائي هو طريقة فعالة لتكاثر البكتيريا ، ومع ذلك ، فهو لا يخلو من المشاكل. بما أن الخلايا المنتجة من خلال هذا النوع من التكاثر متطابقة ، فهي جميعها عرضة لنفس أنواع التهديدات ، مثل التغيرات البيئية و مضادات حيوية. يمكن لهذه المخاطر تدمير مستعمرة بأكملها. من أجل تجنب مثل هذه المخاطر ، يمكن أن تصبح البكتيريا أكثر متنوعة وراثيا من خلال إعادة التركيب. يشمل إعادة التركيب نقل الجينات بين الخلايا. يتم إعادة التركيب الجرثومي من خلال الاقتران أو التحويل أو التحويل.

بعض البكتيريا قادرة على نقل قطع منها الجينات إلى البكتيريا الأخرى التي يتصلون بها. أثناء الاقتران ، تصل بكتيريا واحدة إلى أخرى من خلال بنية أنبوب بروتيني تسمى أ طيار. يتم نقل الجينات من بكتيريا إلى أخرى من خلال هذا الأنبوب.

بعض البكتيريا قادرة على امتصاص الحمض النووي من بيئتها. تأتي بقايا الدنا هذه في الغالب من الخلايا البكتيرية الميتة. أثناء التحول ، تربط البكتيريا الحمض النووي وتنقله عبر غشاء الخلية البكتيرية. ثم يتم دمج الحمض النووي الجديد في الحمض النووي للخلية البكتيرية.

تنبيغ هو نوع من إعادة التركيب التي تنطوي على تبادل الحمض النووي البكتيري من خلال البكتيريا. البكتيريا هي الفيروسات التي تصيب البكتيريا. هناك نوعان من التنبيغ: تنبيغ عام ومتخصص.

بمجرد أن يلتصق الجراثيم بالبكتيريا ، فإنها تدخل جينومها في البكتيريا. ثم يتم نسخ الجينوم الفيروسي والإنزيمات والمكونات الفيروسية وتجميعها داخل البكتيريا المضيفة. بمجرد تشكلها ، تقوم البكتيريا الجديدة بالتحليل أو تقسيم البكتيريا ، وإطلاق الفيروسات المكررة. ومع ذلك ، أثناء عملية التجميع ، قد تصبح بعض الحمض النووي البكتيري للمضيف مغلفة في الغشاء الفيروسي بدلاً من الجينوم الفيروسي. عندما يصيب هذا الجراثيم جرثومة أخرى ، فإنه يحقن جزء DNA من البكتيريا المصابة سابقًا. ثم يتم إدخال جزء الحمض النووي هذا في الحمض النووي للبكتيريا الجديدة. هذا النوع من التنبيط يسمى التنبيغ المعمم.

في التنبيط المتخصص ، يتم دمج شظايا الحمض النووي للبكتيريا المضيفة في الجينوم الفيروسي للجديد العاثيات. يمكن بعد ذلك نقل أجزاء الحمض النووي إلى أي بكتيريا جديدة تصيبها هذه البكتيريا.

• ريس وجين ب. ونيل أ. كامبل. بيولوجيا كامبل. بنيامين كامينغز ، 2011.