Comment se reproduisent les bactéries? Reproduction asexuée et sexuelle

Les bactéries sont reproduites principalement par des voies asexuées telles que la fission binaire, qui est un processus par lequel une cellule est divisée en deux cellules identiques plus petites. Cependant, ces micro-organismes présentent également un type de reproduction sexuelle à travers un processus appelé "conjugaison".

En ce qui concerne la reproduction asexuée, la fission binaire est prédominante, mais il y a des rapports de modèles de division "inhabituels" ou "alternatifs" dans ce groupe d'organismes unicellulaires, tels que la gémination, la division multiple et la formation de progéniture "intracellulaire", pour n'en nommer que quelques-uns.

Schéma d'une cellule Procarione (Source: Cette image vectorielle est entièrement par Ali Zifan [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)] via Wikimedia Commons)

Avant de plonger dans les différents mécanismes de reproduction des bactéries, il est pertinent de se souvenir des informations clés pour comprendre certains aspects de ces processus biologiques.

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Caractéristiques générales des bactéries

Les bactéries sont des organismes procaryotes, c'est-à-dire que leur matériel génétique n'est pas enfermé dans la structure membraneuse connue sous le nom de "noyau", qui existe chez les eucaryotes.

Il s'agit d'un groupe extrêmement réussi et diversifié, composé d'organismes fondamentalement unicellulaires, bien que certains puissent former des colonies et des filaments. Ils se trouvent pratiquement dans tous les écosystèmes de la biosphère et sont de la plus haute importance pour de nombreux processus biologiques inhérents aux êtres vivants multicellulaires.

Les cellules bactériennes sont de petites cellules (pas plus d'une paire de micromètres de diamètre) en particulier par rapport aux cellules eucaryotes. Son cytosol est considérablement plus "simple" que celui d'un animal ou d'une cellule végétale, par exemple, car il n'y a pas d'organelle membraneuse.

À l'intérieur, il y a un grand nombre de ribosomes, des granules de stockage de différentes substances, des protéines de différents types et un chromosome circulaire et super interdit, en plus de petites molécules d'ADN chromosomiques supplémentaires appelées "plasmides".

La couverture des cellules bactéries est assez particulière, car elle est formée par un polymère complexe appelé "peptidoglycane", qui se compose de sucres amino unis aux polypeptides. Les caractéristiques du mur et de la membrane plasmique de ces organismes sont utilisées pour la classification.

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Certaines bactéries sont également couvertes par une "capsule" qui entoure sa paroi cellulaire et a des fonctions de protection. Les autres bactéries sont mobiles et ont des structures spécialisées qui se démarquent de leur surface, telle est le cas des cils et des fléaux.

Comme toutes les bactéries ne peuvent pas être cultivées In vitro Dans un laboratoire, les informations que la communauté scientifique gère en ce qui concerne son métabolisme, sa reproduction, sa morphologie et ses caractéristiques générales dépend, dans une large mesure, des données détachées des études réalisées avec des espèces modèles.

Reproduction asexuée des bactéries

La reproduction asexuée consiste en la formation de clones d'un individu qui fonctionne comme "mère". Contrairement à la reproduction sexuelle, ce processus ne nécessite qu'une cellule qui double ses composants internes et est divisé en deux cellules filles égales, par exemple.

Fission binaire

Également connue sous le nom de «bipartition», la fission binaire est la principale forme de reproduction de la plupart des bactéries dans la nature. Dans ce processus, la cellule divisée le fait de telle manière qu'il produit deux cellules plus petites génétiquement identiques, et la cellule initiale "disparaît".

Une cellule de division doit nécessairement avoir suivi un processus «préparatoire» précédent, à travers lequel il a doublé son contenu interne (chromosome, protéines, ribosomes, etc.) et a augmenté un peu moins de doubler son contenu cytosolique.

Fission binaire (source: binaire_fision.SVG: dessiné par W: Utilisateur: JWSCHMIDT (W: Image: Fisk binaire.Png); Vectorisé par W: Utilisateur: Jtojnarderivative Travail: Ortisa [CC par 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 3.0)] via Wikimedia Commons)

Les deux copies du chromosome bactérien sont séparées vers les deux pôles de la cellule divisée, ainsi que dans le cadre du matériau interne qui a doublé. Après cela, un "septa" est formé dans un endroit spécifique dans la cellule appelée "site de division".

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Le septa se compose d'une invagination «centripète» de la membrane cytoplasmique, qui précède la synthèse d'une nouvelle paroi cellulaire et la séparation des deux cellules filles.

Reproduction asexuée "inhabituelle"

Le processus de reproduction asexué n'est pas le même dans tous les groupes de bactéries. Comme commenté au début, certaines espèces sont caractérisées par des gématismes, d'autres par une division multiple, par la formation de progéniture intracellulaire, etc.

Plusieurs descendants intracellulaires

De nombreuses lignées de bactéries appartenant au groupe de Gram -Positif avec un faible GC (Firmicutes) Nombre de descendants actifs.

Pour de nombreuses lignées, la formation de cette "progéniture intracellulaire multiple" est le principal moyen de reproduction, de sorte que la fission binaire peut se produire à peine ou non du tout.

Géme

La gemance dans les bactéries a été observée dans les cyanobactéries, les firmicutes et les plankastomycètes, ainsi que dans certains protéo -ateria.

Les représentations schématiques de ce processus (peu étudiées et connues parmi les bactéries) illustrent comment les bactéries qui reproduisent de manière asexuelle dégagent une "fraction" ou "jaune" de leur corps cellulaire, une fraction considérablement plus petite que la cellule "mère" qui les provient Et cela ne contient probablement pas toutes les composantes cytosoliques de ce dernier.

Production de baeocytes dans certaines cyanobactéries

Certaines cyanobactéries comme celles du genre Stanieria, Ils ne se reproduisent jamais par fission binaire; Au lieu de cela, ceux-ci sont divisés par un processus qui commence par une petite cellule connue sous le nom de baeocito.

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Le baeocito augmente progressivement et, ce faisant, l'ADN chromosomique est reproduit plusieurs fois consécutif. Lorsque le baeocito entre dans la phase de division cytoplasmique, il produit un grand nombre de nouveaux baeocytes minuscules, qui sont libérés lorsque la couverture extérieure du baeocito "mère" ".

Ce processus est également connu dans d'autres espèces sous le nom de fragmentation.

Reproduction "sexuelle" des bactéries

La reproduction sexuelle, telle que nous la connaissons, consiste à fusion de deux cellules de sexe spécialisées appelées «gamètes», à travers lesquelles deux individus échangent des informations génétiques et produisent une progéniture avec des gènes résultant de la combinaison des deux des deux.

Bien que dans les bactéries, il n'y a pas de gamètes ou de cellules de sexe spécialisés, à certaines occasions, deux cellules différentes échangent du matériel génétique les uns avec les autres, ce qui peut se produire à travers trois processus différents:

• La transformation.
• Transduction.
• La conjugaison.

Bien que cela n'implique pas la production de nouvelles cellules ou de différentes cellules, la transformation est un événement par lequel une bactérie peut acquérir des fragments d'ADN à partir d'une autre bactérie qui les a libérés dans l'environnement dans lequel ils vivent ou qui sont morts et se sont désintégrés.

La transduction, en revanche, a à voir avec la combinaison d'ADN bactérien (de différentes bactéries) grâce aux phages de participation, qui sont des virus qui attaquent les bactéries.

Enfin, la conjugaison, qui n'est pas caractérisée par la production de nouveaux individus, c'est le transfert direct de matériel génétique d'une cellule à une autre à une structure spécialisée connue sous le nom de «pili sexuel».

Conjugaison bactérienne (source: travail dérivé: francisc2 (talk) bacterial_conjugation_in.PNG: Mike Jones [CC BY-SA 2.5 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 2.5)] via Wikimedia Commons)

Ce dernier processus nécessite un contact physique entre deux cellules et, selon les études réalisées dans l'organisme modèle ET. coli, Il y a des cellules "masculines" et des cellules récepteurs "féminines".

Habituellement, ce qui est donné et reçu, ce sont des molécules d'ADN plasmatique qui contiennent des informations génétiques très utiles.