PARASEXUÁLNÍ REPRODUKCE: MONER, PROTISTŮ A HUB - BIOLOGIE - 2024

Parasexual reprodukce je speciální druh reprodukce, která zahrnuje přenos genetického materiálu bez procesu dělení redukce (meiózy) nebo gamet dochází zásah. Parasexualitu objevil v roce 1956 italský genetik Guido Pontecorvo.

Parasexuální cyklus je mitotický mechanismus k dosažení produkce potomků s novými genotypy prostřednictvím genomové rekombinace. Na rozdíl od sexuální reprodukce je to proces, který postrádá koordinaci a nezahrnuje meiotické buněčné dělení.

Parasexuální cyklus Candida albicans. Převzato a editováno: Anja Forche, Kevin Alby, Dana Schaefer, Alexander D Johnson, Judith Berman, Richard J Bennett.

Ačkoli to bylo původně objeveno v houbách, později byl tento typ reprodukce pozorován i v jiných organismech, jako jsou bakterie a protisté. Někteří autoři dokonce navrhli existenci parasexuality v kvetoucích rostlinách.

V hub

Parasexuální reprodukce byla původně objevena u houby Aspergillus nidulans, ačkoli její kapacita již byla prokázána u velké skupiny různých druhů. Cyklus se skládá ze tří fází: diploidizace, tvorba mitotického chiasmu a haploidizace.

Diploidizace

Proces parasexuální reprodukce v houbách začíná, stejně jako v případě pohlavního cyklu, vznikem heterokaryotu spojením dvou geneticky odlišných mycelií a fúzí jejich buněčných cytoplazmat (plazmogamie). Výsledná heterokaryota obsahuje buňky se dvěma haploidními jádry.

Haploidní jádra se občas mohou spojit (karyogamie) a produkovat diploidní jádra. Tato jádra se mohou dělit mitózou, což vede ke vzniku nových diploidních jader. Tímto způsobem bude heterokaryota obsahovat buňky s haploidními jádry a diploidními jádry.

Tvorba mitotických šikmých přechodů

Chiasm je most, který je vytvořen mezi sesterskými chromatidy během rekombinace, ke které dochází v meiotickém procesu. Během mitózy, i když mnohem méně často, může dojít také k vytvoření tohoto můstku mezi chromatidy.

Vzácným výskytem mitotického chiasmu je to, že chromozomy v tomto typu buněčného dělení se obvykle v pravidelném uspořádání ne párují. Vyskytuje se však v parasexuálním cyklu, což má za následek genetickou rekombinaci, která má za následek variace v potomstvu.

Haploidizace

Haploidizace je proces, kterým buňka s chromozomální zátěží větší než je normální haploidní zátěž druhu, obnovuje haploidní stav odstraněním chromozomů, aniž by došlo k procesu meiózy.

Během mitotických dělení diploidních jader parasexuálního cyklu může nastat nespojení chromozomů, což způsobí, že jedno z výsledných jader bude mít další chromozom a druhé chybějící chromozom. Tato jádra se nazývají aneuploidy.

Tato aneuploidní jádra bývají nestabilní a ztrácí chromozomy během následných mitotických dělení, dokud není dosaženo zátěže haploidních chromozomů.

V Monere

V klasifikačních systémech Copeland, 1938 a Whittaker z roku 1969 je Monera královstvím jednobuněčných organismů, které jsou charakterizovány chybějícím jádrem. Odpovídá to nyní zvaným Eubacteria a Archea, stejně jako starým prokaryotům.

U těchto organismů byla parasexuální reprodukce signalizována podle tří různých mechanismů: konjugace, transformace a transdukce.

Bakteriální konjugace

Je to proces přenosu genetického materiálu mezi dvěma bakteriemi (nebo archaea), jedním, který funguje jako dárce uvedeného materiálu, a druhým jako příjemcem. K tomuto přenosu dochází přímým kontaktem mezi oběma buňkami.

Přenesená genetická informace, obvykle plazmid nebo transposon, umožňuje dárcovské buňce sdílet s příjemcem určitou charakteristiku nebo výhodu, kterou příjemci postrádá, jako je rezistence na antibiotika. Pokud mají obě buňky tuto charakteristiku, potom k konjugaci nedojde.

Proměna

Je to modifikace genetického materiálu prokaryotické buňky v důsledku začlenění genetického materiálu do jeho genomu, který se v prostředí nachází nahý a který proniká do jeho buněčné membrány. Tento genetický materiál je znám pod názvem exogenní DNA.

Ne všechny bakterie jsou schopné inkorporovat exogenní genetický materiál, o těch, které tak mohou učinit, se říká, že jsou ve stavu konkurence, který se může vyskytovat přirozeně i uměle.

Převod

Spočívá v přenosu genetického materiálu z jedné bakterie na druhou v důsledku působení bakteriofága nebo fágového viru. Bakteriofágy se replikují uvnitř bakteriálních buněk a využívají výhod procesů replikace, transkripce a také jejich translace.

Během zapouzdření genetického materiálu fágu může být část genetického materiálu bakterie zachycena, která může být později transportována a přenesena na jiné bakterie poté, co byl fág uvolněn z dárcovských bakterií.

Bakteriální transdukce. Převzato a editováno z předmětu Mikrobiologie (odontologie) na University of Oviedo (Španělsko).

V protestech

Protisté jsou polyetyletickou skupinou organismů, které se vyznačují tím, že se nevyvíjejí z embryonálních listů nebo laminae. Většina z těchto organismů je jednobuněčná, mohou však být i mnohobuněčná.

Nedávno bylo objeveno, že některé druhy v této skupině se mohou rozmnožovat parazexně. Vědci ukázali, že v těchto organismech se může vyskytovat plazma, například améby rodů Cochliopodium a Variosea, zatímco jsou kultivovány v laboratorních podmínkách.

Po plazmogamii dochází k karyogamii se směsí genetického materiálu z každého jádra a poté s nukleárním štěpením a plazmotomií, což uvolňuje dceřiné buňky s genetickou informací odlišnou od informací rodičů v důsledku křížení.

Aplikace

V hub

Vědci použili parasexuální reprodukci především k produkci nových kmenů asexuálních hub, které mají určitý komerční význam. Například k produkci hybridů schopných dosáhnout lepších výtěžků při výrobě antibiotik.

V Monere

Bakteriální konjugace byla použita v genetickém inženýrství k přenosu genetického materiálu do organismů různých království. V laboratorních testech vědci skutečně přenesli genetický materiál do kvasinek, rostlin, mitochondrií a savčích buněk.

Tento nástroj má určité výhody oproti jiným prostředkům přenosu genetického materiálu, jako je skutečnost, že způsobuje menší poškození buněčné membrány přijímající buňky, jakož i schopnost přenášet relativně velká množství genetického materiálu.

V Protista

Nedávný objev existence tohoto typu procesu u protistů je možnou příčinou toho, že na něj dosud nebyla vyvinuta žádná aplikace.

Reference

1. Parasexuální cyklus. Na Wikipedii. Obnoveno z: en.wikipedia.org.
2. Y. Teklea, OR Anderson a AF Leckya (2014). Důkaz parasexuální aktivity u assexuálních améb “Cochliopodium spp. 4 (Amoebozoa): Rozsáhlá buněčná a jaderná fúze. Protist.
3. Parasexuální reprodukční proces v bakteriích. Obnoveno z: wikiteka.com.
4. AJ Clutterbuck (1996). Parasexuální rekombinace v hubách. Žurnál genetiky.
5. Prokaryotická konjugace. Na Wikipedii. Obnoveno z: es.wikipedia.org.
6. Transdukce (genetika). Na Wikipedii. Obnoveno z: es.wikipedia.org.
7. Transformace (genetika). Na Wikipedii. Obnoveno z: es.wikipedia.org.