二分裂：この再生プロセスの特徴と段階

目に見えなくても、細菌は私たちの周りを取り囲んでいます。 これらの微生物は、次のような生物地球化学プロセスに不可欠であるため、すべての陸上生態系の生命に不可欠です。 有機物の分解、窒素循環の完了、酸素の生成（光合成細菌）など より多くの事。

バクテリアは全陸生バイオマス (70 ギガトン) の 15% を占めると推定されており、植物だけが上回っています。 これらの生物は、居住可能なすべての表面に存在するだけでなく、私たちの内部にも住んでいます。私たちの結腸には、分解を助ける 1014 の細菌ユニットが含まれています。 植物起源の問題であり、他の微生物からの感染を積極的に防ぎ、存在としての最初のステップで免疫システムの発達を可能にします 人間。

これらの数字とデータはすべて刺激的ですが、そこにとどまりたくありません。 世界におけるバクテリアの重要性を知るためには、彼らの生き方を調査する必要があります。 それらの繁殖を説明して、細菌のコロニーがどのように時間の経過とともに安定しているかを調べます。 この非常に興味深い前提に基づいて、すべてを説明します 二分裂.

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二分裂とは何ですか？

二分裂は バクテリアや古細菌、つまり微視的な原核生物で行われる無性生殖の一種. 続行する前に、繁殖に関する一連の基盤を確立する必要があります。

私たちは、基本的に多細胞生物の有糸分裂と同じ前提の無性生殖の一種を扱っていると言いました。 私たちの体 (組織) 細胞は、このメカニズム、つまり、親細胞が同じ形、大きさ、および遺伝情報を持つ 2 つの娘に分裂するというメカニズムによって分裂します。 いずれにせよ、有糸分裂と分裂には一連の非常に重要な違いがあります。

大まかに言えば、次の点を強調することが不可欠です。 有糸分裂は、複数の細胞を持つ生物に固有のものです. この細胞分裂のメカニズムは、細胞の増加または置換を目的としています。 したがって、それは臓器の成長、発達、修復に使用されます 化粧。 一方、二分裂ははるかに単純な前提に従います。つまり、かつては 1 つの細菌が存在していましたが、現在は 2 つになっています。

このため、二分裂は、生物でのみ考えられる無性生殖の一種です。 原核生物、つまり、1つの細胞のみで構成されているもの（細菌と古細菌、この中で 場合）。 多細胞生物で観察された場合、有糸分裂のケースに直面することになります。 そのような単純な。

二分裂の手順

ほとんどの細菌は二分裂によって繁殖します。 このメカニズムにより、コロニー内の標本が指数関数的に増加します. 以前は 1 つの微生物が存在していましたが、現在は 2 つ、次に 4 つ、次に 8 つ、そして 16、32、64、128 などになっています。 分かりやすく言えば、バクテリア と。 大腸菌 最適な条件下では、20 分に 1 回分裂します。 ご想像のとおり、24 時間でのバクテリア ユニットの数は、この繁殖率では考えられません。

次に、二分裂が分割される各段階を簡単に紹介します。 ここで収集されたメカニズムの多くは、有糸分裂のメカニズムと非常によく似ているため、よく知られています。 頑張れ。

1. DNAの複製

細菌が 2 つに分裂するには、その遺伝情報を自己複製できなければなりません。. 研究された微生物の多くは、核様体に単一の環状染色体を持っています (a ヒト細胞の核の 46 との違い)、したがって、この経験則を次のように使用します。 参照。

この用語は単位を指すため、細菌染色体は本質的にレプリコンです。 のプロセスを実行するために必要なすべての要素を含む遺伝情報の 複製。 この DNA プールは単一の起点で複製され、分子全体が完全に複製されるまで直線的に移動します。

関連する構造、複製フォークなどの複雑なプロセスにとどまるつもりはありません。 この場合、このメカニズムを可能にする酵素が DNA ポリメラーゼとして知られていることを知っていれば十分です。 これは半保存的なプロセスです。つまり、形成された新しい分子にはそれぞれ、古い DNA 鎖と新しい DNA 鎖が 1 つずつ含まれています。.

2. 染色体分離

通常の有糸分裂では、染色体は細胞の赤道にランダムに配置され、有糸分裂紡錘体によって細胞体の各極端な極に「引っ張られる」のを待ちます。 減数分裂 (配偶子を生じさせる) では、この瞬間が本当に重要です。 細胞の赤道では、遺伝的分布に関する限り、何千もの異なる組み合わせが生じる可能性があります。 参照します。

この場合、物事はそれほど刺激的ではありません。 1本の複製によって生成された2本の染色体しかありません. 2 つの染色体は移動し、細菌の細胞質の各極に分離しますが、それ以上複雑になることはありません。

3. 分離

各染色体が極に移動すると、細菌膜が陥入して隔壁としても知られる中隔を形成します。、セル内。 中隔が分裂すると、対応する遺伝情報を持つ両方の細菌が、自律的に生存できる個々のエンティティになります。

二分裂の進化的意義

分割面（正、アメーバ、横、斜めなど）に応じて、いくつかのタイプの二分裂があることを強調する必要がありますが、技術用語に焦点を当てたくはありません。 最後に、このメカニズムの理由を探求することは非常に興味深いことです。

細菌の二分裂の鍵は、対数的放出という 1 つの概念に含めることができます。. この用語は、微生物が導入された新しい培地に微生物が慣れた後の細菌増殖の第 2 段階を指します。 この段階では、細菌の増殖曲線が指数関数的に増加することが観察されます。

対数関数の傾きは環境条件に依存することに注意する必要があります。これは、暖かく人里離れた場所で成長することと、北極で成長することは同じではないためです。 いずれにせよ、成長の安定化（定常期または「プラトー」への移行）が見られます 栄養素の利用可能性によって条件付けられる: バクテリアはそれ以上の手段がなくなると分裂を止める 生き残るために。

これは、「質より量」戦略の明確な例です。 すべての細菌は、親と遺伝的に同一です。 （二分裂は無性生殖の一種なので）適応能力は同じですよね？ 二分裂の成功を理解するには、細菌ゲノムの突然変異率が非常に高いことも考慮に入れる必要があります。

このため、細菌の世代が前の世代と同じであることが常に保証されるわけではなく、これらの微生物の適応能力にとって非常に有益なものです. 変異はランダムであるため、悪いものもあれば良いものもあるかもしれませんが、重要な違いは、良いものは母集団の中で固定されているということです.、負のものは消えます。

したがって、細菌集団の分裂が速ければ速いほど、環境へのより良い適応を可能にする突然変異が現れる可能性が高くなります. 抗生物質耐性微生物の存在は、二分裂と 細菌集団の成長は、それらに最も耐性を持つようになる能力を与えます 明確。

まとめ

これまで見てきたように、例外的な場合を除いて、自然界のすべてには説明があります。 二分裂は原核生物の有性生殖と同じくらい有効な生殖戦略です。 ゲノムの突然変異から適応するために必要な遺伝学であり、女性と男性の配偶子の結合によるものではありません（私たちの 種族）。

結局のところ、進化のプロセス全体は次の文に要約できます。生物は、持っているものでできることを行います。 二分裂メカニズムは完全ではないかもしれませんが、これらの微生物が何世紀にもわたって地球上で永続的かつ拡大することを可能にしてきたことは確かです.

参考文献:

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