İkili bölünme: bu yeniden üretim sürecinin özellikleri ve aşamaları

Biz göremesek de bakteriler her yerde bizi kuşatıyor. Bu mikroorganizmalar, aşağıdakiler gibi biyojeokimyasal süreçlerde hayati öneme sahip olduklarından, tüm karasal ekosistemlerdeki yaşam için gereklidir. organik maddenin ayrışması, nitrojen döngüsünün tamamlanması, oksijen üretimi (fotosentetik bakteri) ve diğerleri daha fazla şey.

Daha da ileri gidiyoruz, çünkü bakterilerin toplam karasal biyokütlenin (70 gigaton) %15'ine katkıda bulunduğu ve bunun yalnızca bitkiler tarafından aşıldığı tahmin ediliyor. Bu canlılar tüm yaşanabilir yüzeylerde bulunmanın yanı sıra içimizde de yaşarlar: Kolonumuz parçalanmamıza yardımcı olan 1014 bakteri birimi içerir. bitki kökenli bir madde, aktif olarak diğer mikroorganizmaların neden olduğu enfeksiyonları önler ve canlılar olarak ilk adımlarımızda bağışıklık sisteminin gelişmesini sağlar. insanlar

Bütün bu rakamlar ve veriler heyecan verici ama biz orada kalmak istemiyoruz. Bakterilerin dünyadaki önemini bilmek için yaşam tarzlarını ve daha azını araştırmak gerekir. bakteri kolonilerinin zaman içinde nasıl sabit kaldığını öğrenmek için üremelerini tanımlayın. Bu çok ilginç önermeye dayanarak, size her şeyi anlatacağız.

ikiye bölünerek çoğalma.

• İlgili makale: "Prokaryotik hücreler: bunlar nedir ve özellikleri nelerdir"

İkili fisyon nedir?

ikili fisyon bakteri ve arkelerde, yani mikroskobik prokaryotik organizmalarda gerçekleşen bir tür eşeysiz üreme. Devam etmeden önce, yeniden üretim söz konusu olduğunda bir dizi temel oluşturmalıyız.

Öncülü temel olarak çok hücreli organizmalardaki mitozla aynı olan bir tür eşeysiz üreme ile uğraştığımızı söylemiştik. Somatik (doku) hücrelerimiz bu mekanizma ile, yani bir ebeveyn hücrenin aynı şekil, boyut ve genetik bilgiye sahip iki kıza bölünmesiyle bölünür. Her durumda, mitoz ve fisyon bir dizi çok önemli farklılık gösterir.

Genel olarak, şunu vurgulamak önemlidir. Mitoz, birden fazla hücreli organizmalara özgüdür.. Bu hücre bölünmesi mekanizması, bir hücrenin hücrelerini çoğaltmak veya değiştirmek için tasarlanmıştır. doku ve dolayısıyla organların büyümesi, gelişmesi ve onarımı için kullanılır. makyaj yapmak. Öte yandan, ikili fisyon çok daha basit bir önermeyi takip eder: Bir zamanlar bir bakterinin olduğu yerde, şimdi iki tane var.

Bu nedenle, ikili bölünme, yalnızca organizmalarda tasarlanan bir eşeysiz üreme türüdür. prokaryotlar, yani tek hücreden oluşanlar (bakteriler ve arkeler, bu hücrede dava). Çok hücreli bir organizmada gözlemlenseydi, bir mitoz vakasıyla karşı karşıya kalırdık. Bu kadar basit.

İkili fisyon adımları

Çoğu bakteri ikili bölünme ile çoğalır, çünkü bu mekanizma, bir kolonideki örneklerde üstel bir artışa neden olur. Daha önce bir mikroorganizma varken, şimdi iki, sonra dört, sonra sekiz, sonra 16, 32, 64, 128 vb. Bir fikir vermesi açısından bakteri VE. coli optimal koşullar altında, her 20 dakikada bir bölünebilir. Tahmin edebileceğiniz gibi 24 saatteki bakteri ünitelerinin sayısı bu üreme hızıyla düşünülemez.

Daha sonra, ikili fisyonun bölündüğü aşamaların her birini kısaca sunuyoruz. Burada toplanan mekanizmaların çoğu, mitozdakilere çok benzer olduklarından kesinlikle size aşinadır. Göreyim seni.

1. DNA replikasyonu

Bir bakterinin ikiye bölünebilmesi için genetik bilgisini kendi kendine kopyalayabilmesi gerekir.. Çalışılan mikroorganizmaların çoğu, nükleoidlerinde tek bir dairesel kromozoma sahiptir (bir insan hücrelerinin çekirdeğindeki 46'dan fark), bu nedenle bu pratik kuralı şu şekilde ele alacağız: referans.

Bakteri kromozomu doğası gereği bir replikondur, çünkü bu terim bir birimi ifade eder. sürecini yürütmek için gerekli tüm unsurları içeren genetik bilgi. çoğaltma. Bu DNA havuzu, tüm molekülün tamamen kopyalanmasına kadar doğrusal olarak hareket eden tek bir orijinde kopyalanır.

İlgili yapılar, çoğaltma çatalı ve diğerleri gibi karmaşık süreçlerde durmayacağız. Bu durumda bu mekanizmayı mümkün kılan enzimlerin DNA polimerazlar olarak bilindiğini ve Yarı korunumlu bir süreçtir, yani oluşan her yeni molekül bir eski ve bir yeni DNA zinciri içerir..

2. kromozom ayrımı

Normal mitozda, kromozomlar hücrenin ekvatorunda rastgele bir şekilde konumlanır ve mitotik iğ tarafından hücre gövdesinin her bir uç kutbuna "çekilmeyi" bekler. Gametleri meydana getiren mayozda bu an gerçekten önemlidir çünkü kromozom permütasyonları hücre ekvatorunda, genetik dağılım söz konusu olduğunda binlerce farklı kombinasyonla sonuçlanabilir. atıfta.

Bu durumda, işler çok daha az heyecan vericidir, çünkü birinin replikasyonu ile üretilen sadece iki kromozomumuz var. İki kromozom, daha fazla komplikasyon olmaksızın bakterinin sitoplazmasının her bir kutbuna hareket eder ve ayrılır.

3. Ayrılma

Her bir kromozom bir kutba doğru hareket ederken, bakteri zarı bölme duvarı olarak da bilinen bir septum oluşturmak için invajine olur., hücrenin içinde. Septum bölündüğünde, karşılık gelen genetik bilgiye sahip her iki bakteri de otonom hayatta kalabilen bireysel varlıklar haline gelir.

İkili fisyonun evrimsel önemi

Bölünme düzlemine bağlı olarak (düzenli, amoeboid, enine, eğik vb.) Birkaç ikili fisyon türü olduğunu vurgulamak gerekir, ancak teknik terminolojiye odaklanmak istemiyoruz. Bitirirken, bu mekanizmanın temel olduğu kadar basit olan nedenini keşfetmeyi çok daha ilginç buluyoruz.

Bakteriyel ikili fisyonun anahtarı tek bir kavramda kapsanabilir: logaritmik salınım. Bu terim, mikroorganizmaların girdikleri yeni ortama alışmalarından sonra, bakteriyel büyümenin ikinci aşamasını ifade eder. Bu aşamada bakteri büyüme eğrisinde üstel bir artış gözlenir, yani başlangıç ​​popülasyonunda ne kadar çok bakteri bulunursa o kadar çok bölünebilirler.

Sıcak ve tenha bir yerde büyümek ile Kuzey Kutbu'nda büyümek aynı şey olmadığından, logaritmik fonksiyonun eğiminin çevresel koşullara bağlı olduğuna dikkat edilmelidir. Her durumda, büyümenin stabilizasyonu (durağan faza veya "platoya" geçiş) görülür. Besinlerin mevcudiyeti ile şartlandırılmış: Bakteriler, başka çare kalmadığında bölünmeyi durdurur hayatta kalmak.

Bu, “kalite yerine nicelik” stratejisinin açık bir örneğidir. Tüm bakteriler genetik olarak ebeveyn ile aynıdır. (çünkü ikili bölünme bir tür eşeysiz üremedir), yani uyum sağlama yetenekleri aynıdır, değil mi? İkili fisyonun başarısını anlamak için bakteri genomunun mutasyon oranının çok yüksek olduğunu da dikkate almalıyız.

Bu nedenle, bir bakteri neslinin bir öncekiyle aynı olacağı her zaman garanti edilmez, bu mikroorganizmaların adaptif kapasiteleri için son derece faydalı bir şeydir. Mutasyonlar rastgeledir, bu nedenle bazıları kötü, bazıları iyi olabilir, ancak temel fark, iyi olanların popülasyonda sabitlenmiş olmasıdır., olumsuz olanlar kaybolurken.

Bu nedenle, bir bakteri popülasyonu ne kadar hızlı bölünürse, çevreye daha iyi uyum sağlayan bir mutasyonun ortaya çıkma olasılığı o kadar yüksektir. Antibiyotiğe dirençli mikroorganizmaların varlığı şu temele dayanmaktadır: ikili fisyon ve bakteri popülasyonlarının büyümesi, onlara en çok dirençli hale gelme yeteneği verir. özel.

Özet

Görüldüğü gibi istisnai durumlar dışında doğadaki her şeyin bir açıklaması vardır. İkili bölünme, değişkenliği elde ettikleri için prokaryotik organizmalar için eşeyli üreme kadar geçerli olan bir üreme stratejisidir. Bir dişi ve bir erkek gametin birleşmesi yoluyla değil, genomundaki mutasyonlardan adapte olması gereken genetik. türler).

Sonuçta tüm evrim süreci şu cümleyle özetlenebilir: Canlılar ellerinde bulunanlarla yapabileceklerini yaparlar. İkili fisyon mekanizması mükemmel olmayabilir, ancak bu mikroorganizmaların yüzyıllardır Dünya'da kalıcı olmasına ve yayılmasına kesinlikle izin vermiştir.

Bibliyografik referanslar:

• Eswara, P. J. ve Ramamurthi, K. S. (2017). Bakteriyel hücre bölünmesi: ilgi odağı olmaya hazır model olmayanlar. Yıllık mikrobiyoloji incelemesi, 71, 393-411.
• İkili fisyon, Khan Academy. 25 Mart'ta toplandı https://es.khanacademy.org/science/biology/cellular-molecular-biology/mitosis/a/bacterial-binary-fission
• Margolin, W. (2014). Bakterilerde İkili Fisyon. eLS.
• Nystrom, T. (2007). Bakteriyel bir yaşlanma türü. PLoS Genet, 3(12), e224.
• Samsun, R. Y. ve Bell, S. D. (2009). Eski ESCRT'ler ve ikili fisyonun evrimi. Mikrobiyolojideki eğilimler, 17(11), 507-513.
• Smith, J. M., Smith, N. H., O'Rourke, M. ve Spratt, B. G. (1993). Bakteriler ne kadar klonlanır? Ulusal Bilimler Akademisi Tutanakları, 90(10), 4384-4388.