Кон'югація
Репродукція прокаріотичних клітин
Бінарний поділ
Прокаріотичні
клітини розмножуються нестатевим шляхом. Розмноженню передує подвоєння
кільцевої молекули ДНК, яка в прокаріотичній клітині існує у вигляді
компактної структури — нуклеоїду, що прикріплений до мезосоми (впинання
цитоплазматичної мембрани всередину клітини).
Реплікація
кільцевої молекули ДНК бактерій починається з точки ініціації
реплікації. Вона відбувається одночасно в протилежних напрямках. Через
певний час після реплікації ДНК і розходження дочірніх хромосом клітина
починає ділитися.
У
більшості випадків прокаріотичні клітини діляться навпіл з утворенням
двох однакових за розміром дочірніх клітин, тому цей процес називають
бінарним поділом (мал. 77.1).
В
одних видів бактерій бінарний поділ відбувається шляхом формування
перегородки, що зростає від периферії до центра (мал. 77.2, а). В інших
видів бактерій бінарний поділ відбувається шляхом утворення перетяжки:
клітина поступово стоншується посередині, поки не розірветься на дві
самостійні клітини (мал. 77.2, б). Іноді дочірні клітини бактерій після
поділу не розходяться і залишаються пов’язаними між собою. Це спричинює
утворення клітинних скупчень різної форми. Наприклад, сферичні бактерії
можуть утворювати пари (диплококи), ланцюжки (стрептококи) або грони
(стафілококи) клітин.
Дізнайтеся більше
Розмноження
прокаріотів відбувається з величезною швидкістю. За сприятливих умов
їхні клітини діляться кожні 20-30 хвилин. За добу в бактерій змінюється
стільки поколінь, скільки в людини за 5000 років. За наявності ідеальних
умов, що виключають загибель клітин, з однієї бактерії за добу можуть
утворитися «нащадки» масою 4720 т (якщо прийняти, що 1 млрд бактерій має
масу 1 мг). Настільки високі темпи розмноження прокаріотів сприяють їх
швидкому поширенню на планеті. Однак їх розмноження обмежене
кліматичними умовами, дією сонячного світла, боротьбою між видами,
накопиченням продуктів обміну речовин.
Різновидом бінарного поділу є брунькування, яке можна розглядати як нерівновели-
кий
бінарний поділ. Під час брунькування на одному з полюсів материнської
клітини утворюється маленький виріст, який збільшується і згодом
відокремлюється (мал. 77.2, в). У результаті брунькування утворюються
дві нерівноцінні клітини, що розрізняються за формою, розмірами та
іншими ознаками. Материнська клітина поступово старіє, а дочірня
клітина, навпаки, активно добудовує клітинні структури і краще
пристосовується до мінливого середовища.
Утворення спор
За
несприятливих умов паличкоподібні бактерії здатні утворювати спори
(мал. 77.3). На поверхні бактеріальної клітини утворюється щільна
багатошарова оболонка, усі життєві процеси в клітині припиняються.
Спороутворення не є розмноженням, тому що з кожної клітини формується
одна спора і число особин при цьому не збільшується. У вигляді спори
прокаріотична клітина витримує дію високих або низьких температур,
отруйних речовин, зневоднення, зберігаючи життєздатність протягом
багатьох років. За сприятливих умов оболонка спори руйнується, і процеси
життєдіяльності відновлюються.
Кон'югація
Для бактерій характерний статевий процес — кон’югація. Це перенесення частини
генетичного
матеріалу під час безпосереднього контакту бактеріальних клітин. У
процесі кон’югації по спеціальному каналу, що утворюється між двома
клітинами, фрагмент ДНК з однієї клітини передається іншій клітині (мал.
77.4).
Для
кон’югації бактерій необхідна спеціальна плазміда, яка називається
F-фактором. Кон’югація відбувається за наявності двох типів клітин:
донорів (F+), що володіють F-фактором, і реципієнтів (F), що не мають
його. F-фактор містить гени структур, за допомогою яких відбувається
прикріплення клітини-донора до клітини-реципієнта. Потім між клітинами
формується кон’югаційний місток, через який передається копія F-фактора,
а також інші плазміди з цитоплазми донора. Після потрапляння F-фактора в
реципієнтну клітинку вона стає F+.
Кон’югація
не є способом статевого розмноження, оскільки число бактерій при цьому
не збільшується. Кон’югацію визначають як статевий процес, що приводить
до горизонтального перенесення генів і сприяє обміну корисними ознаками.
Зокрема, кон’югація забезпечує швидке поширення між бактеріями генів
стійкості до антибіотиків у складі плазмід.
Немає коментарів:
Дописати коментар