uabooks.top » Біологія » Репродукція прокаріотичних клітин
Інформація про новину
  • Переглядів: 785
  • Дата: 17-09-2018, 19:20
17-09-2018, 19:20

Репродукція прокаріотичних клітин

Категорія: Біологія




Поміркуйте

Прокаріоти не мають статевого розмноження, але у них існують механізми обміну генетичною інформацією. Які способи обміну генетичною інформацією існують у прокаріотів?

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.

Ключова ідея

Прокаріотичні клітини діляться навпіл бінарним поділом. Спороутворення і кон'югація у бактерій не є способами розмноження. Спори утворюються для перенесення несприятливих умов, а кон'югація призводить до обміну генами між особинами.

Запитання та завдання

1. Які процеси призводять до рекомбінації генетичного матеріалу в прокаріотів? 2. Чим статевий процес бактерій відрізняється від статевого розмноження еукаріотів? Чим він подібний до нього?

 

Це матеріал з підручника Біологія і Екологія 10 клас Задорожний

 




^