Come si riproducono i batteri? Riproduzione asessuale e sessuale

I batteri sono riprodotti principalmente da percorsi asessuali come la fissione binaria, che è un processo attraverso il quale una cellula è divisa in due cellule identiche più piccole. Tuttavia, questi microrganismi presentano anche un tipo di riproduzione sessuale attraverso un processo chiamato "coniugazione".

Per quanto riguarda la riproduzione asessuale, la fissione binaria è predominante, ma ci sono segnalazioni di modelli di divisione "insoliti" o "alternativi" in questo gruppo di organismi unicellulari, come la geminazione, la divisione multipla e la formazione di "intracellulare", per citare alcuni denuncia.

Schema di una cella di procarione (fonte: questa immagine vettoriale è completamente di Ali Zifan [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

Prima di approfondire i diversi meccanismi di riproduzione nei batteri è pertinente ricordare informazioni chiave per comprendere alcuni aspetti di questi processi biologici.

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Caratteristiche generali dei batteri

I batteri sono organismi procariotici, cioè il loro materiale genetico non è bloccato nella struttura membranosa che è nota come "nucleo", che esiste negli eucarioti.

È un gruppo di grande successo e diversificato, composto da organismi fondamentalmente unicellulari, sebbene alcuni possano formare colonie e filamenti. Si trovano virtualmente in tutti gli ecosistemi sulla biosfera e sono della massima importanza per molti processi biologici inerenti agli esseri viventi multicellulari.

Le cellule batteriche sono piccole cellule (non più di una coppia di micrometri a diametro) soprattutto rispetto alle cellule eucariotiche. Il suo citosol è considerevolmente più "semplice" di quello di un animale o di una cellula vegetale, ad esempio, poiché non esiste un organello membranoso.

All'interno c'è un gran numero di ribosomi, granuli di conservazione di diverse sostanze, proteine ​​di diversi tipi e un grande cromosoma circolare e super -rolto, oltre a piccole molecole di DNA cromosomiche extra note come "plasmidi".

La copertura cellulare dei batteri è piuttosto particolare, in quanto è formata da un polimero complesso chiamato "peptidoglicano", che è costituito da zuccheri amminici uniti con polipeptidi. Le caratteristiche della membrana del muro e del plasma di questi organismi vengono utilizzate per la classificazione.

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Alcuni batteri sono anche coperti da una "capsula" che circonda la sua parete cellulare e ha funzioni protettive. Altri batteri sono mobili e hanno strutture specializzate che si distinguono dalla loro superficie, tale è il caso di ciglia e flagelli.

Come non tutti i batteri possono essere coltivati In vitro In un laboratorio, le informazioni che la comunità scientifica gestisce rispetto al suo metabolismo, riproduzione, morfologia e caratteristiche generali dipendono in larga misura, dai dati staccati dagli studi condotti con le specie modello.

Riproduzione asessuale dei batteri

La riproduzione asessuale consiste nella formazione di cloni da un individuo che funziona come "madre". A differenza della riproduzione sessuale, questo processo richiede solo una cellula che raddoppia i suoi componenti interni ed è divisa in due cellule figlie uguali, ad esempio.

Fissione binaria

Conosciuto anche come "bipartizione", la fissione binaria è la principale forma di riproduzione della maggior parte dei batteri in natura. In questo processo, la cellula divisa lo fa in modo tale da produrre due cellule più piccole geneticamente identiche e la cellula iniziale "scompare".

Una cellula di divisione deve necessariamente aver attraversato un precedente processo "preparatorio", attraverso il quale ha raddoppiato il suo contenuto interno (cromosoma, proteine, ribosomi, ecc.) e aumentato un po 'meno del doppio del suo contenuto citosolico.

Fissione binaria (fonte: binary_fision.SVG: disegnato da W: Utente: JWSCHMIDT (W: Immagine: Fisk binario.Png); Vettorato da W: Utente: Jtojnarderivative Work: Ortisa [CC di 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/di/3.0)] via Wikimedia Commons)

Le due copie del cromosoma batterico sono separate verso entrambi i poli della cellula che è divisa, nonché parte del materiale interno che è raddoppiato. Dopo questo, un "setto" si forma in un luogo specifico nella cella chiamato "sito di divisione".

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Il setto è costituito da un'invaginazione "centripeta" della membrana citoplasmatica, che precede la sintesi di una nuova parete cellulare e la separazione delle due cellule figlie.

Riproduzione asessuale "insolita"

Il processo di riproduzione asessuale non è lo stesso in tutti i gruppi di batteri. Come commentato all'inizio, alcune specie sono caratterizzate da una gemizzazione, altre da una divisione multipla, dalla formazione della prole intracellulare, ecc.

Propring intracellulare multiplo

Molti lignaggi di batteri appartenenti al gruppo di gram -positivi con basso numero di discendenti GC (Firmicutes).

Per molti lignaggi la formazione di questa "prole intracellulare multipla" è il principale mezzo di riproduzione, in modo che la fissione binaria possa verificarsi a malapena o meno.

Gemmazione

Il geming nei batteri è stato osservato nei cianobatteri, nei soldati e nei plankastomiceti, nonché in alcuni proteo -acteria.

Le rappresentazioni schematiche di questo processo (poco studiate e conosciute tra i batteri) illustrano come i batteri che riproducono asessualmente emettono una "frazione" o "tuorlo" del loro corpo cellulare, una frazione considerevolmente più piccola della cellula "madre" che li ha originati e questo probabilmente non contiene tutti i componenti citosolici di quest'ultimo.

Produzione di baeociti in alcuni cianobatteri

Alcuni cianobatteri come quelli del genere Stanieria, Non si riproducono mai per fissione binaria; Invece, questi sono divisi per un processo che inizia con una piccola cellula conosciuta come baeocito.

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Baeocito aumenta progressivamente di dimensioni e, mentre lo fa, il DNA cromosomico viene replicato molte volte consecutivo. Quando il baeocito entra nella fase della divisione citoplasmatica, produce un gran numero di nuovi piccoli baeociti, che vengono rilasciati quando la copertura esterna della "madre" di Baeocito.

Questo processo è anche noto in altre specie come frammentazione.

Riproduzione "sessuale" di batteri

La riproduzione sessuale, come lo conosciamo, consiste nella fusione di due cellule sessuali specializzate chiamate "gameti", attraverso le quali due individui scambiano informazioni genetiche e producono prole con geni che derivano dalla combinazione di entrambi.

Sebbene nei batteri non ci siano gameti specializzati o cellule sessuali, in alcune occasioni due cellule diverse scambiano materiale genetico tra loro, che può verificarsi attraverso tre diversi processi:

• La trasformazione.
• Trasduzione.
• La coniugazione.

Sebbene non implichi la produzione di nuove cellule o cellule diverse, la trasformazione è un evento con cui un batterio può acquisire frammenti di DNA da un altro batterio che li ha rilasciati nell'ambiente in cui vivono o che è morto e si è disintegrato.

La trasduzione, d'altra parte, ha a che fare con la combinazione di DNA batterico (di batteri diversi) grazie ai fagi di partecipazione, che sono virus attaccano.

Infine, la coniugazione, che non è caratterizzata dalla produzione di nuovi individui, è il trasferimento diretto di materiale genetico da una cellula all'altra attraverso una struttura specializzata nota come "Pili sessuali".

CONIUGAZIONE BATTERIALE (Fonte: lavoro derivato: Francisp2 (talk) batterial_conjugation_in.PNG: Mike Jones [CC BY-SA 2.5 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/2.5)] via Wikimedia Commons)

Quest'ultimo processo richiede un contatto fisico tra due cellule e, secondo gli studi condotti nell'organismo del modello E. coli, Ci sono cellule "maschili" e cellule del recettore "femmina".

Di solito, ciò che viene donato e ricevuto sono molecole di DNA plasmatico che contengono informazioni genetiche molto utili.