ორობითი დაშლა: ამ რეპროდუქციის პროცესის მახასიათებლები და ფაზები

ბაქტერიები ყველგან გარს გვახვევენ, მაშინაც კი, თუ მათი დანახვა არ შეგვიძლია. ეს მიკროორგანიზმები აუცილებელია სიცოცხლისთვის ყველა ხმელეთის ეკოსისტემაში, რადგან ისინი სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ბიოგეოქიმიურ პროცესებში, როგორიცაა ორგანული ნივთიერებების დაშლა, აზოტის ციკლის დასრულება, ჟანგბადის წარმოება (ფოტოსინთეზური ბაქტერიები) და მრავალი სხვა მეტი რამ.

ჩვენ უფრო შორს მივდივართ, რადგან დადგენილია, რომ ბაქტერიები შეადგენენ მთლიანი ხმელეთის ბიომასის 15%-ს (70 გიგატონა), რომელსაც მხოლოდ მცენარეები აღემატება. გარდა იმისა, რომ ეს ცოცხალი არსებები ყველა საცხოვრებელ ზედაპირზეა, ჩვენშიც ცხოვრობენ: ჩვენი მსხვილი ნაწლავი შეიცავს 1014 ბაქტერიულ ერთეულს, რომელიც გვეხმარება დაშლაში. მცენარეული წარმოშობის მატერია, აქტიურად აფერხებს ინფექციას სხვა მიკროორგანიზმებისგან და საშუალებას აძლევს იმუნური სისტემის განვითარებას ჩვენი, როგორც არსების პირველი ნაბიჯების დროს. ადამიანები.

ყველა ეს მაჩვენებელი და მონაცემი საინტერესოა, მაგრამ ჩვენ არ გვინდა იქ დარჩენა. იმისათვის, რომ იცოდეთ ბაქტერიების მნიშვნელობა მსოფლიოში, აუცილებელია მათი ცხოვრების წესის გამოკვლევა და რა ნაკლები აღწერეთ მათი რეპროდუქცია იმის გასარკვევად, თუ როგორ რჩებიან ბაქტერიული კოლონიები დროთა განმავლობაში სტაბილურად. ამ ძალიან საინტერესო წინაპირობიდან გამომდინარე, ყველაფერს მოგიყვებით

ორობითი დაშლა.

• დაკავშირებული სტატია: "პროკარიოტული უჯრედები: რა არის ისინი და რა არის მათი მახასიათებლები"

რა არის ორობითი დაშლა?

ორობითი დაშლა არის ასექსუალური გამრავლების ტიპი, რომელიც ხდება ბაქტერიებსა და არქეებში, ანუ მიკროსკოპულ პროკარიოტულ ორგანიზმებში. სანამ გავაგრძელებთ, ჩვენ უნდა დავამყაროთ ბაზების სერია რეპროდუქციასთან დაკავშირებით.

ჩვენ ვთქვით, რომ საქმე გვაქვს ასექსუალური გამრავლების სახეობასთან, რომლის წინაპირობა ძირითადად იგივეა, რაც მიტოზის მრავალუჯრედიან ორგანიზმებში. ჩვენი სომატური (ქსოვილის) უჯრედები იყოფა ამ მექანიზმით, ანუ მშობლის უჯრედის დაყოფა ორ ქალიშვილად ერთნაირი ფორმის, ზომისა და გენეტიკური ინფორმაციის მქონე. ნებისმიერ შემთხვევაში, მიტოზი და დაშლა წარმოადგენს ძალიან მნიშვნელოვან განსხვავებებს.

ზოგადად, ამის ხაზგასმა აუცილებელია მიტოზი უნიკალურია ერთზე მეტი უჯრედის მქონე ორგანიზმებისთვის. უჯრედების გაყოფის ეს მექანიზმი მიზნად ისახავს a-ს უჯრედების გაზრდას ან შეცვლას ქსოვილი და, შესაბამისად, იგი გამოიყენება იმ ორგანოების ზრდის, განვითარებისა და აღდგენისთვის, რომლებიც კოსმეტიკა. მეორეს მხრივ, ორობითი დაშლა მიჰყვება ბევრად უფრო მარტივ წინაპირობას: სადაც ოდესღაც ერთი ბაქტერია იყო, ახლა არის ორი.

ამ მიზეზით, ორობითი დაშლა არის ასექსუალური გამრავლების ტიპი, რომელიც მხოლოდ ორგანიზმებშია ჩაფიქრებული. პროკარიოტები, ანუ ისინი, რომლებიც მხოლოდ ერთი უჯრედისგან შედგება (ბაქტერიები და არქეები, ამ საქმე). მრავალუჯრედოვან ორგანიზმში რომ დაფიქსირდა, ჩვენ ვიქნებოდით მიტოზის შემთხვევის წინაშე. მარტივი როგორც ეს.

ორობითი დაშლის საფეხურები

ბაქტერიების უმეტესობა მრავლდება ორობითი დაშლით, ვინაიდან ეს მექანიზმი იწვევს ნიმუშების ექსპონენციალურ ზრდას კოლონიაში. სადაც ადრე ერთი მიკროორგანიზმი იყო, ახლა არის ორი, შემდეგ ოთხი, შემდეგ რვა, შემდეგ 16, 32, 64, 128 და ა.შ. წარმოდგენა რომ მოგცეთ, ბაქტერიები და. coli ოპტიმალურ პირობებში მისი დაყოფა შესაძლებელია ყოველ 20 წუთში ერთხელ. როგორც თქვენ წარმოიდგინეთ, 24 საათში ბაქტერიული ერთეულების რაოდენობა წარმოუდგენელია ამ რეპროდუქციული სიჩქარით.

შემდეგ, ჩვენ მოკლედ წარმოგიდგენთ თითოეულ ეტაპს, რომლებზეც იყოფა ორობითი დაშლა. რა თქმა უნდა, აქ შეგროვებული მრავალი მექანიზმი თქვენთვის ცნობილია, რადგან ისინი ძალიან ჰგავს მიტოზის მექანიზმებს. წადი.

1. დნმ-ის რეპლიკაცია

იმისათვის, რომ ბაქტერია ორ თანაბარ ნაწილად გაიყოს, მან უნდა შეძლოს საკუთარი გენეტიკური ინფორმაციის გამეორება.. ბევრ შესწავლილ მიკროორგანიზმს აქვს ერთი წრიული ქრომოსომა მათ ნუკლეოიდში (ა განსხვავება 46-ისგან ადამიანის უჯრედების ბირთვში), ასე რომ, ჩვენ ავიღოთ ეს წესი, როგორც მითითება.

ბაქტერიული ქრომოსომა არსებითად რეპლიკონია, რადგან ეს ტერმინი ეხება ერთეულს გენეტიკური ინფორმაციის, რომელიც შეიცავს ყველა საჭირო ელემენტს პროცესის განსახორციელებლად რეპლიკაცია. ეს დნმ-ის აუზი იმეორებს ერთ საწყისზე, რომელიც მოძრაობს ხაზობრივად მთელი მოლეკულის სრულ გაორმაგებამდე.

ჩვენ არ ვაპირებთ შეჩერებას რთულ პროცესებზე, როგორიცაა ჩართული სტრუქტურები, რეპლიკაციის ჩანგალი და სხვა. საკმარისია ვიცოდეთ, ამ შემთხვევაში, რომ ფერმენტები, რომლებიც ამ მექანიზმს შესაძლებელს ხდის, ცნობილია როგორც დნმ-პოლიმერაზები და ეს არის ნახევრად კონსერვატიული პროცესი, ანუ ყოველი ახალი წარმოქმნილი მოლეკულა შეიცავს დნმ-ის ერთ ძველ და ახალ ჯაჭვს..

2. ქრომოსომის სეგრეგაცია

ნორმალური მიტოზის დროს, ქრომოსომა განლაგებულია უჯრედის ეკვატორთან შემთხვევითი გზით და ელოდება მიტოზური ღეროს მიერ უჯრედის სხეულის თითოეულ უკიდურეს პოლუსამდე „გაყვანას“. მეიოზის დროს (რომელიც წარმოშობს გამეტებს) ეს მომენტი ნამდვილად მნიშვნელოვანია, რადგან ქრომოსომის პერმუტაციები უჯრედის ეკვატორზე შეიძლება გამოიწვიოს ათასობით განსხვავებული კომბინაცია, რაც შეეხება გენეტიკურ განაწილებას. ეხება.

ამ შემთხვევაში, ყველაფერი გაცილებით ნაკლებად საინტერესოა, რადგან ჩვენ გვაქვს მხოლოდ ორი ქრომოსომა, რომელიც წარმოიქმნება ერთის რეპლიკაციით. ორი ქრომოსომა მოძრაობს და ნაწილდება ბაქტერიის ციტოპლაზმის თითოეულ პოლუსზე, შემდგომი გართულების გარეშე.

3. განშორება

როდესაც თითოეული ქრომოსომა მიემგზავრება პოლუსზე, ბაქტერიული მემბრანა ინვაგინარდება და ქმნის ძგიდის ნაწილს, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც გამყოფი კედელი., უჯრედის შიგნით. ძგიდის გაყოფისას, ორივე ბაქტერია შესაბამისი გენეტიკური ინფორმაციის მქონე ინდივიდუალურად იქცევა, რომელსაც შეუძლია ავტონომიური გადარჩენა.

ორობითი დაშლის ევოლუციური მნიშვნელობა

აუცილებელია ხაზგასმით აღვნიშნოთ, რომ არსებობს ორობითი გაყოფის რამდენიმე სახეობა გაყოფის სიბრტყის მიხედვით (რეგულარული, ამებოიდური, განივი, ირიბი და ა.შ.), მაგრამ არ გვინდა ყურადღება გავამახვილოთ ტექნიკურ ტერმინოლოგიაზე. დასასრულს, ჩვენ უფრო საინტერესოდ მიგვაჩნია ამ მექანიზმის მიზეზის შესწავლა, როგორც მარტივი, ისე არსებითი.

ბაქტერიული ორობითი დაშლის გასაღები შეიძლება მოიცავდეს ერთ კონცეფციას: ლოგარითმული გამოშვება. ეს ტერმინი ეხება ბაქტერიების ზრდის მეორე ფაზას, მიკროორგანიზმების მიჩვევის შემდეგ ახალ გარემოში, რომელშიც ისინი შეყვანილია. ამ ეტაპზე შეიმჩნევა ბაქტერიების ზრდის მრუდის ექსპონენციალური ზრდა, ანუ რაც უფრო მეტი ბაქტერია გვხვდება საწყის პოპულაციაში, მით მეტია მათი დაყოფა.

უნდა აღინიშნოს, რომ ლოგარითმული ფუნქციის დახრილობა დამოკიდებულია გარემო პირობებზე, ვინაიდან თბილ და იზოლირებულ ადგილას ზრდა არ არის იგივე, ვიდრე ჩრდილოეთ პოლუსზე. ნებისმიერ შემთხვევაში, შეინიშნება ზრდის სტაბილიზაცია (გადასასვლელი სტაციონარული ფაზაში ან "პლატოზე"). განაპირობებს საკვები ნივთიერებების ხელმისაწვდომობას: ბაქტერიები წყვეტენ დაყოფას, როცა საშუალება აღარ არის რომ გადარჩეს.

ეს არის „რაოდენობა ხარისხზე მეტი“ სტრატეგიის ნათელი მაგალითი. ყველა ბაქტერია გენეტიკურად იდენტურია მშობლისა. (რადგან ორობითი დაშლა არის ასექსუალური გამრავლების ტიპი), ამიტომ მათი ადაპტირება იგივეა, არა? ორობითი დაშლის წარმატების გასაგებად, ასევე უნდა გავითვალისწინოთ, რომ ბაქტერიული გენომის მუტაციის მაჩვენებელი ძალიან მაღალია.

ამ მიზეზით, ყოველთვის არ არის გარანტირებული, რომ ბაქტერიების თაობა იქნება იგივე, რაც წინა, რაც ძალიან სასარგებლოა ამ მიკროორგანიზმების ადაპტაციური შესაძლებლობებისთვის. მუტაციები შემთხვევითია, ამიტომ ზოგი შეიძლება იყოს ცუდი და ზოგი კარგი, მაგრამ მთავარი განსხვავება ისაა, რომ კარგიები ფიქსირდება პოპულაციაში., ხოლო უარყოფითი ქრება.

ამრიგად, რაც უფრო სწრაფად ნაწილდება ბაქტერიული პოპულაცია, მით უფრო სავარაუდოა, რომ გამოჩნდეს მუტაცია, რომელიც გარემოსთან უკეთ ადაპტაციის საშუალებას იძლევა. ამ საფუძველს ეფუძნება ანტიბიოტიკებისადმი მდგრადი მიკროორგანიზმების არსებობა: ორობითი დაშლა და ბაქტერიების პოპულაციების ზრდა მათ აძლევს უნარს გახდნენ მდგრადი ყველაზე მეტად კონკრეტული.

Შემაჯამებელი

როგორც ხედავთ, ბუნებაში ყველაფერს აქვს ახსნა, გარდა განსაკუთრებული შემთხვევებისა. ორობითი დაშლა არის რეპროდუქციული სტრატეგია, რომელიც ისევე მოქმედებს როგორც სქესობრივი გამრავლება პროკარიოტული ორგანიზმებისთვის, რადგან ისინი იღებენ ცვალებადობას. გენეტიკა აუცილებელია მისი გენომის მუტაციებისგან ადაპტაციისთვის და არა ქალისა და მამაკაცის გამეტის გაერთიანების გზით (როგორც ეს ჩვენს სახეობა).

დღის ბოლოს, მთელი ევოლუციური პროცესი შეიძლება შეჯამდეს შემდეგ წინადადებაში: ცოცხალი არსებები აკეთებენ იმას, რაც შეუძლიათ იმით, რაც აქვთ. ორობითი დაშლის მექანიზმი შეიძლება არ იყოს სრულყოფილი, მაგრამ მან, რა თქმა უნდა, დაუშვა ამ მიკროორგანიზმების მუდმივობა და გაფართოება დედამიწაზე საუკუნეების განმავლობაში.

ბიბლიოგრაფიული ცნობები:

• ესვარა, პ. J., & Ramamurthi, კ. ს. (2017). ბაქტერიული უჯრედების დაყოფა: არამოდელები, რომლებიც მზად არიან ყურადღების ცენტრში მოექცნენ. მიკრობიოლოგიის წლიური მიმოხილვა, 71, 393-411.
• ორობითი დაშლა, ხანის აკადემია. შეგროვდა 25 მარტს ქ https://es.khanacademy.org/science/biology/cellular-molecular-biology/mitosis/a/bacterial-binary-fission
• მარგოლინი, ვ. (2014). ორობითი გაყოფა ბაქტერიებში. eLS.
• ნისტრომი, თ. (2007). ბაქტერიული სახის დაბერება. PLoS Genet, 3(12), e224.
• სამსონი, რ. ი., და ბელი, ს. დ. (2009). უძველესი ESCRT და ბინარული დაშლის ევოლუცია. ტენდენციები მიკრობიოლოგიაში, 17 (11), 507-513.
• სმიტი, ჯ. მ., სმიტი, ნ. H., O'Rourke, M., & Spratt, B. გ. (1993). რამდენად კლონურია ბაქტერიები?. მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის შრომები, 90(10), 4384-4388.