ПАРАСЕКСУАЛНО ВЪЗПРОИЗВЕЖДАНЕ: МОНЕТАРИ, ПРОТИСТИ И ГЪБИЧКИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В parasexual възпроизвеждане е специален вид на възпроизвеждане, която включва прехвърляне на генетичен материал без процес на разделяне редукция (мейоза) или гамети настъпва намеса. Парасексуалността е открита през 1956 г. от италианския генетик Гидо Понтекорво.

Парасексуалният цикъл е митотичен механизъм за постигане на производството на потомство с нови генотипове чрез рекомбинация на генома. За разлика от сексуалната репродукция, това е процес, който няма координация и не включва мейотични клетъчни деления.

Парасексуален цикъл на Candida albicans. Взето и редактирано от: Anja Forche, Kevin Alby, Dana Schaefer, Alexander D Johnson, Judith Berman, Richard J Bennett.

Въпреки че първоначално е бил открит при гъбички, по-късно този вид размножаване е наблюдаван и при други организми, като бактерии и протестисти. Някои автори дори предполагат наличието на парасексуалност в цъфтящите растения.

В гъбите

Парасексуалната репродукция първоначално е открита в гъбата Aspergillus nidulans, въпреки че нейният капацитет вече е демонстриран в голяма група от различни видове. Цикълът се състои от три етапа: диплоидизация, формиране на митотичен хиазъм и хаплоидизация.

Diploidization

Процесът на парасексуално възпроизводство при гъбички започва, както в случая на сексуалния цикъл, с образуването на хетерокариот чрез обединението на две генетично различни мицелии и сливането на техните клетъчни цитоплазми (плазмогамия). Полученият хетерокариот има клетки с две хаплоидни ядра.

Понякога хаплоидните ядра могат да се слеят (кариогамия), произвеждайки диплоидни ядра. Тези ядра могат да се разделят чрез митоза, пораждайки нови диплоидни ядра. По този начин хетерокариотът ще има клетки с хаплоидни ядра и с диплоидни ядра.

Формиране на митотичен хиазъм и кросоувър

Хиазмът е мост, който се установява между сестринските хроматиди по време на рекомбинацията, която се случва в мейотичния процес. По време на митозата, макар и много по-рядко, може да се наблюдава и образуването на този мост между хроматидите.

Рядката поява на митотичния хиазъм е, тъй като хромозомите в този тип клетъчно делене обикновено не се сдвояват при редовно подреждане. Тя обаче се проявява в парасексуалния цикъл, което води до генетична рекомбинация, която води до вариации в потомството.

Haploidization

Хаплоидизацията е процесът, при който клетка с хромозомно натоварване, по-голяма от нормалното хаплоидно натоварване на вида, възстановява хаплоидното състояние чрез елиминиране на хромозоми, без да възниква процес на мейоза.

По време на митотичните деления на диплоидните ядра на парасексуалния цикъл може да възникне недисфункция на хромозомите, което причинява едно от получените ядра допълнителна хромозома, а другото липсваща хромозома. Тези ядра се наричат ​​анеуплоиди.

Тези анеуплоидни ядра са склонни да бъдат нестабилни и губят хромозоми по време на следващи митотични деления, докато се достигне натоварването на хаплоидната хромозома.

В Монера

В класификационните системи на Copeland, 1938 и Whittaker, от 1969 г., Monera е царство на едноклетъчни организми, които се характеризират с липса на ядро. Тя съответства на сега наречените Евбактерии и Архея, както и на древните Прокариоти.

В тези организми парасексуалната репродукция е сигнализирана според три различни механизма: конюгация, трансформация и трансдукция.

Конюгиране на бактерии

Това е процес на прехвърляне на генетичен материал между две бактерии (или археи), едната, която действа като донор на споменатия материал, а другата като реципиент. Този трансфер се осъществява чрез директен контакт между двете клетки.

Прехвърлената генетична информация, обикновено плазмид или транспозон, позволява на донорната клетка да сподели с получателя определена характеристика или предимство, което липсва на последния, като резистентност към антибиотици. Ако и двете клетки имат тази характеристика, конюгирането няма да се осъществи.

Трансформация

Именно модификацията на генетичния материал на прокариотна клетка се дължи на включването в генома на генетичен материал, който се намира гол в околната среда и прониква в неговата клетъчна мембрана. Този генетичен материал е известен с името на екзогенна ДНК.

Не всички бактерии са способни да включат екзогенен генетичен материал, за онези, които могат да го направят, се казва, че са в състояние на конкуренция, което може да възникне както естествено, така и изкуствено.

Трансдукция

Той се състои в прехвърлянето на генетичен материал от една бактерия в друга поради действието на бактериофаг или фагов вирус. Бактериофагите се репликират вътре в бактериалните клетки, като се възползват от процесите на репликация, транскрипция, а също и от техния превод.

По време на капсулирането на генетичния материал на фага, част от генетичния материал на бактерията може да бъде хванат, който по-късно може да бъде транспортиран и прехвърлен към други бактерии, след като фагът се освободи от донорните бактерии.

Бактериална трансдукция. Взето и редактирано от: Микробиология (одонтология) в Университета в Овиедо (Испания).

При протестистите

Протиците са полифилетна група от организми, които се характеризират с това, че не се развиват от ембрионални листа или ламини. Повечето от тези организми са едноклетъчни, но могат да бъдат и многоклетъчни.

Наскоро беше открито, че някои видове от тази група могат да се размножават парасексуално. Изследователите са показали, че при тези организми може да възникне плазмогамия, например амеби от родовете Cochliopodium и Variosea, докато те се култивират при лабораторни условия.

След плазмогамия възниква кариогамия със смес от генетичен материал от всяко ядро ​​и след това ядрено делене и плазмотомия, освобождавайки дъщерните клетки с генетична информация, различна от тази на родителите, поради процеса на кръстосване.

Приложения

В гъбите

Изследователите са използвали парасексуалното възпроизводство предимно за производство на нови щамове на безсексуални гъбички, които имат някакво търговско значение. Например, за производство на хибриди, способни да получават по-добри добиви при производството на антибиотици.

В Монера

Конюгирането на бактерии се използва в генното инженерство за пренасяне на генетичен материал към организми от различни царства. Всъщност при лабораторни изследвания изследователите успешно прехвърлят генетичен материал в дрожди, растения, митохондрии и клетки на бозайници.

Този инструмент има определени предимства пред други средства за пренасяне на генетичен материал, като например факта, че нанася по-малко щети на клетъчната мембрана на реципиентната клетка, както и способността да се прехвърлят относително големи количества генетичен материал.

В Протиста

Неотдавнашното откритие за съществуването на този тип процес в протестистите е възможна причина, че все още не е разработено приложение към него.

Препратки

1. Парасексуален цикъл. В Уикипедия. Възстановено от: en.wikipedia.org.
2. Y. Teklea, OR Anderson & AF Leckya (2014). Доказателство за парасексуална активност при асексуални амеби “Cochliopodium spp. 4 (Amoebozoa): Екстензивен клетъчен и ядрен синтез. Протист.
3. Парасексуален процес на възпроизвеждане в бактерии. Възстановена от: wikiteka.com.
4. AJ Clutterbuck (1996). Парасексуална рекомбинация при гъбички. Списание за генетиката.
5. Прокариотна конюгация. В Уикипедия. Възстановено от: es.wikipedia.org.
6. Трандукция (генетика). В Уикипедия. Възстановено от: es.wikipedia.org.
7. Трансформация (генетика). В Уикипедия. Възстановено от: es.wikipedia.org.