اكتشف كيف تتكاثر البكتيريا

مثل بقية الكائنات الحية ، البكتيريا لديها القدرة على التكاثر. يعد تكاثر البكتيريا أمرًا خاصًا للغاية لأنه ، بشكل عام ، يحدث من خلال التكاثر اللاجنسي ، أي أنه لا يوجد تبادل للحمض النووي بين نوعين مختلفين من البكتيريا. في مناسبات معينة ، يمكن لبكتيريا مختلفة تبادل المواد الجينية من خلال التحول أو التنبيغ أو الاقتران. إذا أردت أن تعرف كيف تتكاثر البكتيريا، متى وكيف يحدث التكاثر اللاجنسي وكيف تحدث الأنواع المختلفة من تبادل الحمض النووي بين البكتيريا ، نشجعك على مواصلة قراءة هذا الدرس من المعلم!

تتكاثر البكتيريا عادة عن طريق الانشطار الثنائي أو ثنائي القسم. تهدف هذه العملية إلى إنشاء خليتان ابنتان ، نفس الخلية البادئة أو الخلية الجذعية. أي أننا نستنسخ خلية البداية الأصلية. تشارك خلية واحدة فقط في هذه العملية ، لذلك لا يوجد تبادل للمادة الجينية: إنها نوع من التكاثر اللاجنسي.

تتم تغذية الخلايا الجذعية بطرق مختلفة ، تنمو وتنمو. عندما تكون الخلية كبيرة جدًا بحيث لا يمكنها الاستمرار في العمل بكفاءة ، أي أن نسبة السطح إلى الحجم صغيرة جدًا ، يتم إجبار الخلية على التكاثر. عند هذه النقطة ، تبدأ الخلية عملية التقسيم الثنائي. أولا،

الخلية تكرر مادتها الجينية، ما يمكن أن يكون الحمض النووي أحادي الجديلة والدائرية. يظل جزيئي الحمض النووي مرتبطين ببعضهما البعض وبمنطقة قريبة من غشاء البلازما لأن البكتيريا كائنات بدائية النواة (بدون نواة أو غلاف نووي).

المادة الوراثية للبكتيريا

لمعرفة كيفية تكاثر البكتيريا ، عليك أن تعرف أن البكتيريا لديها أيضًا في حالات معينة المادة الوراثية التكميلية. يجب أيضًا نسخ هذه المعلومات الجينية لأنه ، على الرغم من أنها ليست ضرورية لبقائهم على قيد الحياة ، إلا أنها تمنحهم مزايا على البكتيريا الأخرى التي لا تمتلكها. هذه المادة الجينية الإضافية تسمى بلازميد، ويمكن أن تحتوي نفس البكتيريا على أكثر من نوع واحد من البلازميد أو أكثر من نسخة واحدة من نفس البلازميد.

يمكن أن تصنع البلازميدات جرثومة تنتج مضادًا حيويًا التي تهاجم بكتيريا أخرى ولكنها لا تهاجمها ، أو على العكس من ذلك ، يمكن أن تجعلها مقاومة لمضاد حيوي طبيعي أو من صنع الإنسان. هذه هي الطريقة التي تظهر بها البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية ، لكن البلازميدات مفيدة جدًا أيضًا في البحث ، وإنشاء اللقاح ، وما إلى ذلك.

نمو غشاء البلازما

بمجرد نسخ المادة الجينية للبكتيريا ، يتعين على الخلية تكرار المكونات الأخرى الأساسية لإنشاء خلية أخرى. كونها بدائية النواة ، تحتاج البكتيريا اجعل غشاء البلازما أكبر ، لذلك تخلق المكونات الأساسية للغشاء: الدهون والبروتينات. يتم دمج هذه الجزيئات في المنطقة الواقعة بين نقطتي التقاطع لجزيئات الحمض النووي ، مما يؤدي إلى انفصالهما.

عندما ينمو غشاء البلازما بشكل كافٍ ، تحدث طية أو انقلاب على كل جانب من الغشاء ، وتقترب أكثر فأكثر من بعضها. في النهاية ، تلتقي غزوات غشاء البلازما في المركز ، وتتحد ، وينقسم السيتوبلازم إلى قسمين. تسمى عملية انقسام السيتوبلازم يظهر. في الوقت نفسه ، على السطح الخارجي لغشاء البلازما في التكوين ، يتم ترسيب المواد التي تشكل جدار الخلية البكتيرية. اعتمادًا على مكان حدوث انقسام السيتوبلازم ، يمكن أن يكون التقسيم الثنائي من أنواع مختلفة: منتظم ، طولي ، نوع أميبا ، نوع جلدي ، إلخ.

مع هذا النوع من التكاثر ، سريع وفعال للغاية ، تنجح البكتيريا في تكوين مستعمرات لملايين الكائنات الحية في دقائق. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لارتفاع معدل الأخطاء التي تحدثها البكتيريا عند استنساخ حمضها النووي ، فإن الكثير منها الطفرات، مما يجعل أفراد المستعمرة البكتيرية ليسوا استنساخًا دقيقًا لبعضهم البعض. يمنحهم هذا العديد من المزايا عندما يتعلق الأمر بالبقاء على قيد الحياة لأنه يولد تنوع و ال القدرة على التكيف مع التغيرات البيئيةبما في ذلك ظهور المضادات الحيوية.

يمكن للبكتيريا أحيانًا تبادل المواد الجينية مع بعض. في هذه الحالة نحن نواجه التكاثر الجنسي بالمعنى الدقيق للكلمة ، ليس التكاثر الجنسي لأنه ، على الرغم من أنه تبادل للمعلومات الجينية ، إلا أنه لا ينطوي على تكوين الأمشاج أو اندماجها أو ظهور الزيجوت. هناك ثلاث آليات تخبرنا كيف تتكاثر البكتيريا بطريقة متطفلة: التحول ، والتحول ، والاقتران.

عن طريق تحويلالخلايا قادرة على دمج أكثر أو أقل شظايا صغيرة من الحمض النووي الموجودة في البيئة المحيطة بها ؛ تأتي هذه المادة الوراثية بالكامل تقريبًا من البكتيريا التي تم كسر غشاءها البلازمي (تم تحللها) وذهب كل محتواها الخلوي إلى الخارج. يشكك العديد من المؤلفين في أن هذه العملية تحدث بشكل طبيعي ولكن تمت دراستها واستخدامها لعقود في البحوث والدراسات الصناعية.

الآلية الثانية للتكاثر اللاجئ هي التوضيح. في هذه العملية أ عاثية، وهي فيروسات تصيب البكتيريا وتستخدمها لإنشاء نسخ أكثر من نفسها. تشير العاثيات إلى البكتيريا لتكوين نسخ من حمضها النووي. أثناء نسخها ، تُدخل البكتيريا نسخًا من الحمض النووي الخاص بها فيها بحيث ، عندما تصيب تلك البكتيريا بكتيريا أخرى ، فإنها ستأخذ معها جزء الحمض النووي البكتيري. يمكن للبكتيريا الثانية ، عند تلقيها ، قطع تلك القطعة من الحمض النووي ، وعمل نسخ والاحتفاظ ببعضها لنفسها.

آلية التكاثر اللاجنسية النهائية هي اقتران. يحدث الاقتران عندما يكون هناك نوع خاص من البلازميد يسمى البلازميد F.. يحمل هذا البلازميد معلومات وراثية تسمح له بتكوين الشعير. بيلي عبارة عن هياكل أسطوانية تعمل كجسر بين نوعين من البكتيريا وتسمح لهما بتبادل البلازميدات. بهذه الطريقة ، تتصل بكتيريا مع البلازميد F (F +) بأخرى لا تحتوي عليها (F-) ، وتتبرع بواحدة أو أكثر من نسخها البلازميدية ، بما في ذلك البلازميد F. هذه البكتيريا ، قبل F- ، تصبح F + وتحتوي على جميع البلازميدات التي مرت إليها أول واحدة. بمجرد الانتهاء من التبادل ، تختفي الشعيرة ، ولم تعد البكتيريا متصلة ويمكن الآن لكليهما تبادل الحمض النووي مع بكتيريا F- أخرى.