ROZMNAŻANIE PARASEKSUALNE: MONERY, PROTISTY I GRZYBY - BIOLOGIA - 2026

Parasexual rozrodczy jest szczególnym rodzajem reprodukcji, która obejmuje przeniesienie materiału genetycznego bez procesie podziału (zmniejszenie) lub mejozy gamety występuje ingerencja. Paraseksualizm został odkryty w 1956 roku przez włoskiego genetyka Guido Pontecorvo.

Cykl paraseksualny to mechanizm mitotyczny mający na celu uzyskanie potomstwa z nowymi genotypami poprzez rekombinację genomu. W przeciwieństwie do rozmnażania płciowego jest to proces, w którym brakuje koordynacji i nie obejmuje mejotycznych podziałów komórkowych.

Cykl paraseksualny Candida albicans. Zrobione i zredagowane przez: Anja Forche, Kevin Alby, Dana Schaefer, Alexander D Johnson, Judith Berman, Richard J Bennett.

Chociaż pierwotnie odkryto go u grzybów, później ten typ rozmnażania zaobserwowano również w innych organizmach, takich jak bakterie i protisty. Niektórzy autorzy sugerowali nawet istnienie paraseksualizmu u roślin kwiatowych.

W grzybach

Rozmnażanie paraseksualne zostało pierwotnie odkryte u grzyba Aspergillus nidulans, chociaż jego zdolność została już wykazana w dużej grupie różnych gatunków. Cykl składa się z trzech etapów: diploidyzacji, tworzenia skrzyżowań mitotycznych i haploidyzacji.

Diploidyzacja

Proces rozmnażania paraseeksualnego u grzybów rozpoczyna się, podobnie jak w przypadku cyklu płciowego, od powstania heterokariota przez połączenie dwóch genetycznie różnych grzybni i fuzję ich cytoplazmy komórkowej (plazmogamia). Powstały heterokariot ma komórki z dwoma haploidalnymi jądrami.

Czasami jądra haploidalne mogą się łączyć (kariogamia), tworząc diploidalne jądra. Jądra te mogą się dzielić przez mitozę, dając początek nowym jądrom diploidalnym. W ten sposób heterokariont będzie miał komórki z jądrem haploidalnym i jądrem diploidalnym.

Tworzenie i krzyżowanie mitotycznego chiazma

Chiazma to most, który powstaje między chromatydami siostrzanymi podczas rekombinacji zachodzącej w procesie mejotycznym. Podczas mitozy, choć znacznie rzadziej, może również dojść do powstania tego mostu między chromatydami.

Rzadkie występowanie skrzyżowania mitotycznego polega na tym, że chromosomy w tego typu podziale komórek na ogół nie łączą się w pary w regularnym układzie. Jednak występuje w cyklu paraseksualnym, powodując rekombinację genetyczną, która skutkuje zmiennością potomstwa.

Haploidyzacja

Haploidyzacja to proces, w którym komórka z ładunkiem chromosomów większym niż normalny ładunek haploidalny gatunku, przywraca stan haploidalny poprzez eliminację chromosomów, bez zachodzenia procesu mejozy.

Podczas mitotycznych podziałów diploidalnych jąder cyklu parazeksualnego może wystąpić nierozłączność chromosomów, powodując, że jedno z powstałych jąder będzie miało dodatkowy chromosom, a drugie brakujący chromosom. Te jądra nazywane są aneuploidami.

Te aneuploidalne jądra są zwykle niestabilne i tracą chromosomy podczas kolejnych podziałów mitotycznych, aż do osiągnięcia obciążenia chromosomem haploidalnym.

W Monera

W systemach klasyfikacyjnych Copelanda z 1938 roku i Whittakera z 1969 roku Monera jest królestwem organizmów jednokomórkowych, które charakteryzują się brakiem jądra. Odpowiada obecnie zwanym Eubacteria i Archea, a także starożytnym Prokariotom.

W tych organizmach rozmnażanie paraseksualne było sygnalizowane zgodnie z trzema różnymi mechanizmami: koniugacją, transformacją i transdukcją.

Koniugacja bakteryjna

Jest to proces przenoszenia materiału genetycznego między dwiema bakteriami (lub archeonami), z których jedna jest dawcą tego materiału, a druga biorcą. Ten transfer zachodzi przez bezpośredni kontakt między obiema komórkami.

Przekazana informacja genetyczna, na ogół plazmid lub transpozon, umożliwia komórce dawcy dzielenie się z biorcą pewną cechą lub zaletą, której brakuje temu drugiemu, na przykład oporność na antybiotyki. Jeśli obie komórki mają tę cechę, koniugacja nie nastąpi.

Transformacja

Jest to modyfikacja materiału genetycznego komórki prokariotycznej w wyniku włączenia do jej genomu materiału genetycznego, który znajduje się nago w środowisku i przenika przez jej błonę komórkową. Ten materiał genetyczny jest znany pod nazwą egzogennego DNA.

Nie wszystkie bakterie są zdolne do inkorporacji egzogennego materiału genetycznego. Mówi się, że o tych, które to potrafią, są w stanie współzawodnictwa, które może zachodzić zarówno naturalnie, jak i sztucznie.

Transdukcja

Polega na przenoszeniu materiału genetycznego z jednej bakterii do drugiej w wyniku działania bakteriofaga lub wirusa faga. Bakteriofagi replikują się wewnątrz komórek bakteryjnych, wykorzystując procesy replikacji, transkrypcji, a także ich translacji.

Podczas enkapsulacji materiału genetycznego faga, część materiału genetycznego bakterii może zostać uwięziona, która może być później transportowana i przenoszona do innych bakterii, po uwolnieniu faga z bakterii dawcy.

Transdukcja bakteryjna. Zrobione i zredagowane z: Przedmiot Mikrobiologia (Odontologia) na Uniwersytecie w Oviedo (Hiszpania).

W protistach

Protisty to polifiletyczna grupa organizmów, które nie rozwijają się z liści lub blaszek zarodkowych. Większość z tych organizmów jest jednokomórkowa, jednak mogą też być wielokomórkowe.

Niedawno odkryto, że niektóre gatunki z tej grupy mogą rozmnażać się paraseksualnie. Badacze wykazali, że plazmogamia może występować w tych organizmach, na przykład amebach z rodzajów Cochliopodium i Variosea, podczas ich hodowli w warunkach laboratoryjnych.

Po plazmogamii dochodzi do kariogamii, w której dochodzi do zmieszania materiału genetycznego z każdego jądra, a następnie rozszczepienia jądra i plazmotomii, uwalniając komórki potomne o innej informacji genetycznej niż rodzice, ze względu na proces krzyżowania się.

Aplikacje

W grzybach

Badacze wykorzystali rozmnażanie paraseksualne przede wszystkim do wytworzenia nowych szczepów grzybów bezpłciowych, które mają pewne znaczenie handlowe. Na przykład, aby wyprodukować hybrydy zdolne do uzyskiwania lepszych plonów przy produkcji antybiotyków.

W Monera

Koniugacja bakteryjna została wykorzystana w inżynierii genetycznej do przenoszenia materiału genetycznego do organizmów z różnych królestw. Rzeczywiście, w testach laboratoryjnych naukowcom udało się przenieść materiał genetyczny do drożdży, roślin, mitochondriów i komórek ssaków.

Narzędzie to ma pewne zalety w porównaniu z innymi sposobami przenoszenia materiału genetycznego, takie jak fakt, że powoduje mniejsze uszkodzenia błony komórkowej komórki biorcy, a także możliwość przenoszenia stosunkowo dużych ilości materiału genetycznego.

W Protista

Niedawne odkrycie istnienia tego typu procesu u protistów jest możliwą przyczyną, że nie opracowano jeszcze jego zastosowania.

Bibliografia

1. Cykl paraseksualny. Na Wikipedii. Odzyskane z: en.wikipedia.org.
2. Y. Teklea, OR Anderson & AF Leckya (2014). Dowody na aktywność paraseksualną u aseksualnych ameb ”Cochliopodium spp. 4 (Amoebozoa): Rozległa fuzja komórkowa i jądrowa. Protist.
3. Proces rozmnażania paraseeksualnego u bakterii. Odzyskane z: wikiteka.com.
4. AJ Clutterbuck (1996). Rekombinacja paraseksualna u grzybów. Journal of Genetics.
5. Koniugacja prokariotyczna. Na Wikipedii. Odzyskane z: es.wikipedia.org.
6. Transdukcja (genetyka). Na Wikipedii. Odzyskane z: es.wikipedia.org.
7. Transformacja (genetyka). Na Wikipedii. Odzyskane z: es.wikipedia.org.