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Reprodução bacteriana e fissão binária

Reprodução bacteriana e fissão binária


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As bactérias são organismos procarióticos que se reproduzem assexuadamente. A reprodução bacteriana ocorre mais comumente por um tipo de divisão celular chamada fissão binária. A fissão binária envolve a divisão de uma única célula, o que resulta na formação de duas células geneticamente idênticas. Para entender o processo de fissão binária, é útil entender a estrutura celular bacteriana.

Principais Takeaways

  • A fissão binária é o processo pelo qual uma única célula se divide para formar duas células geneticamente idênticas uma à outra.
  • Existem três formas comuns de células bacterianas: em forma de bastonete, esféricas e em espiral.
  • Os componentes celulares bacterianos comuns incluem: parede celular, membrana celular, citoplasma, flagelos, região nucleoide, plasmídeos e ribossomos.
  • A fissão binária como meio de reprodução tem vários benefícios, dentre os quais a principal é a capacidade de se reproduzir em números altos a um ritmo muito rápido.
  • Como a fissão binária produz células idênticas, as bactérias podem se tornar mais geneticamente variadas através da recombinação, que envolve a transferência de genes entre as células.

Estrutura celular bacteriana

As bactérias têm formas celulares variadas. As formas celulares mais comuns de bactérias são esféricas, em forma de bastonete e em espiral. As células bacterianas normalmente contêm as seguintes estruturas: parede celular, membrana celular, citoplasma, ribossomos, plasmídeos, flagelos e região nucleoide.

  • Parede celular: Uma cobertura externa da célula que protege a célula bacteriana e lhe dá forma.
  • Citoplasma: Substância semelhante a gel composta principalmente de água que também contém enzimas, sais, componentes celulares e várias moléculas orgânicas.
  • Membrana Celular ou Membrana Plasma: Circunda o citoplasma da célula e regula o fluxo de substâncias dentro e fora da célula.
  • Flagelos: Protrusão longa, tipo chicote, que auxilia na locomoção celular.
  • Ribossomos: Estruturas celulares responsáveis ​​pela produção de proteínas.
  • Plasmídeos: Transporte de genes, estruturas circulares de DNA que não estão envolvidas na reprodução.
  • Região Nucleoide: Área do citoplasma que contém a única molécula de DNA bacteriano.

Fissão binária

Esta é uma micrografia eletrônica de transmissão colorida (TEM) de uma bactéria E. coli nos estágios iniciais da fissão binária. Crédito: CNRI / Getty Images

A maioria das bactérias, incluindo Salmonella e E.coli, reproduzir por fissão binária. Durante esse tipo de reprodução assexuada, a única molécula de DNA se replica e as duas cópias se ligam, em diferentes pontos, à membrana celular. À medida que a célula começa a crescer e se alongar, a distância entre as duas moléculas de DNA aumenta. Uma vez que a bactéria quase dobra seu tamanho original, a membrana celular começa a beliscar para dentro no centro. Finalmente, forma-se uma parede celular que separa as duas moléculas de DNA e divide a célula original em duas células filhas idênticas.

Esta imagem mostra bactérias crescendo exponencialmente em uma placa de Petri. Uma única colônia pode ter trilhões de bactérias. Wladimir Bulgar / Science Photo Library / Getty Images

Existem vários benefícios associados à reprodução por fissão binária. Uma única bactéria é capaz de se reproduzir em números altos a um ritmo rápido. Sob condições ideais, algumas bactérias podem dobrar seus números populacionais em questão de minutos ou horas. Outro benefício é que não se perde tempo procurando um parceiro, já que a reprodução é assexuada. Além disso, as células filhas resultantes da fissão binária são idênticas à célula original. Isso significa que eles são adequados para a vida em seu ambiente.

Recombinação bacteriana

A fissão binária é uma maneira eficaz de as bactérias se reproduzirem, no entanto, não é isenta de problemas. Como as células produzidas por esse tipo de reprodução são idênticas, todas são suscetíveis aos mesmos tipos de ameaças, como alterações ambientais e antibióticos. Esses riscos podem destruir uma colônia inteira. Para evitar esses perigos, as bactérias podem se tornar mais geneticamente variadas através da recombinação. A recombinação envolve a transferência de genes entre as células. A recombinação bacteriana é realizada por conjugação, transformação ou transdução.

Conjugação

Algumas bactérias são capazes de transferir partes de seus genes para outras bactérias que eles contatam. Durante a conjugação, uma bactéria se conecta a outra através de uma estrutura de tubo de proteína chamada pilus. Os genes são transferidos de uma bactéria para a outra através deste tubo.

Transformação

Algumas bactérias são capazes de absorver o DNA de seu ambiente. Esses remanescentes de DNA geralmente vêm de células bacterianas mortas. Durante a transformação, a bactéria liga o DNA e o transporta através da membrana celular bacteriana. O novo DNA é então incorporado ao DNA da célula bacteriana.

Transdução

A transdução é um tipo de recombinação que envolve a troca de DNA bacteriano através de bacteriófagos. Bacteriófagos são vírus que infectam bactérias. Existem dois tipos de transdução: transdução generalizada e especializada.

Depois que um bacteriófago se liga a uma bactéria, ele insere seu genoma na bactéria. O genoma viral, enzimas e componentes virais são então replicados e montados na bactéria hospedeira. Uma vez formados, os novos bacteriófagos lisos ou dividem a bactéria, liberando os vírus replicados. Durante o processo de montagem, no entanto, parte do DNA bacteriano do hospedeiro pode ficar encapsulado no capsídeo viral, em vez do genoma viral. Quando esse bacteriófago infecta outra bactéria, ele injeta o fragmento de DNA da bactéria infectada anteriormente. Este fragmento de DNA é então inserido no DNA da nova bactéria. Esse tipo de transdução é chamado de transdução generalizada.

Na transdução especializada, fragmentos do DNA da bactéria hospedeira são incorporados aos genomas virais dos novos bacteriófagos. Os fragmentos de DNA podem então ser transferidos para qualquer nova bactéria infectada por esses bacteriófagos.

Fontes

  • Reece, Jane B. e Neil A. Campbell. Campbell Biology. Benjamin Cummings, 2011.


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