Fisiona deoba

Izvor: Bionet Škola
Idi na: navigaciju, pretragu
Fisiona deoba bakterije: ćelijski zid i membrana (crveno), hromozom, DNK (plavo), mesto pričvršćivanja DNK za membranu (žuta tačka), citoplazma (zeleno)

Fisiona deoba (binarna fisija, binarna deoba ili amitoza) je tip bespolnog razmnožavanja bakterija (prokariota), nekih protozoa (heterotrofni protisti) kao i nekih organela (mitohondrije, hloroplasti, peroksizomi) u eukariotskoj ćeliji pri kome se jedna ćelija podeli na dve nove ćelije. Novonastale ćelije su genetski klonovi majke ćelije. Brzina i intezitet razmnožavanja bakterija su ogromni o čemu govori podatak da se u povoljnim uslovima neke bakterije dele na svakih 20 do 30 minuta. Kod protozoa se razlikuju poprečna i uzdužna fisiona deoba zavisno od položaja deobne ravni.

Fisiona deoba se razlikuje od mitoze, regeneracije tela posle njegovog presecanja na dva dela (bodljokošcii neki pljosnati crvi) kao i od vegetativnog razmnožavanja kod biljaka.

Fisiona deoba bakterija

Fisiona deoba bakterija je bila predmet istraživanja u mnogim istraživačkim laboratorijama širom sveta zahvaljujući čemu je utvrđen genetski mehanizam tog procesa. Razumevanje mehanizma ove dobe je veoma značajno zbog pronalaženja hemijskih preparata ili antibiotika koji ometaju deobu a time i širenje bakterijskih infekcija.

U toku deobe mogu će je razlikovati:

  • DNK replikacija
  • DNK segregacija
  • izbor položaja deobne ravni
  • invaginacija ćelijske membrane - citokineza
  • sinteza ćelijskog zida novih bakterija

Ovaj naizgled jednostavan proces je ustvari veoma složen i regulisan kontrolnim mehanizmima ćelije koji obezbeđuju vremensku i prostornu usaglašenost fiziološkog stanja ćelije kao i replikacije, citokineze i dr. Regulatorni mehanizmi do danas nisu dovoljno razjašnjeni i zahtevaju dodatna istraživanja koja bi potpuno objasnila dešavanja tokom fisione deobe bakterija.

Replikacija

Pre deobe DNK se pričvrsti za ćelijsku membranu,a zatim se izvrši njena replikacija. Bakterije sadrže jedan molekul DNK u obliku prstena.

Replikacija počinje na jednom mestu kružnog molekula DNK. lanci DNK se razdvoje i prema svakom od njih se po principu komplementarnosti sintetiše novi lanac. Tako se obrazuju dva molekula DNK od kojih svaki sadrži jedan stari lanac i jedan novi lanac (semikonzervativnost) koji su međusobno komplementarni. Novoformirani molekuli DNK su međusobno potpuno isti čime se obezbeđuje da nove ćelije imaju ista svojstva kao i ćelija od koje su nastale.

Procesi posle replikacije

Posle izvršene replikacije u ćeliji su tada dva jednaka molekula kružne DNK. Oba molekula se prčvršćuju za ćelijsku membranu nakon čega se ćelija počinje da izdužuje čime se molekuli DNK razdvajaju. Kada je ćelija dostigla dvostruku zapreminu počinje uvrtanje (invaginacija) ćelijske membrane ka unutrašnjosti ćelije. Nakon toga se bakterija podeli na dva jednaka ili nejednaka dela sa po jednim molekulom DNK u svakom delu.

Podela ćelijske citoplazme je pod kontrolom grupe od desetak proteina koji se nalaze blizu mesta gde ćelija treba da se podeli. Ispitivanja na bakteriji E. coli dovela su do saznanja da je za njenu deobu neophodna aktivnost grupe koju čini 9 gena (ftsA , ftsI , ftsK , ftsL , ftsN , ftsQ , ftsW , ftsZ i zipA). Ključnu ulogu u tome ima protein FtsZ koji na mestu deobe obrazuje prsten. Ostali molekuli koji učestvuju u podeli bakterijske ćelije se grupišu oko tog prstena. Ćelijska membrana se invaginiše (raste ka unutrašnjosti ćelije) i time podeli ćeliju na dva dela. Biohemijski mehanizmi koji su odgovorni za ovaj proces nisu dovoljno razjašnjeni. Posle toga se sintetiše ćelijski zid na novim bakterijama.

Obrazovanje pregrade učešćem FtsZ i ostalih proteina

FtsZ protein

Široko je rasprostranjen pa se nalazi kod pravih bakterija (Eubacteria), arhebakterija (Archaea), a i kod organela eukariotskih ćelija. Smatra se da je homolog tubulinu, ključnoj komponenti mikrotubula eukariotskih ćelija koja je skoro univerzalna za te ćelije.

Odgovoran je i neophodan za podelu bakterijske ćelije tako što igra ključnu ulogu u njenoj citokinezi. Smatra se da je ovaj protein neophodan na samom početku obrazovanja pregrade kao i za završni korak u citokinezi. Njegova koncentracija u ćeliji reguliše učestalost deoba. Genetska istraživanja su pokazala da na njega deluju endogeni inhibitori ćelijske deobe. Obrazuje prsten u delu ćelije gde će se obrazovati pregrada. Prsten ostaje vezan za krajeve invaginacija ćelijske membrane sve dok se pregrada potpuno ne formira i ćelija ne podeli na dve nove. Za aktivnost ovog proteina neophodno je prisustvo GTP (guanozintrifosfat) koji hidrolizom oslobađa energiju neophodnu za citokinezu.

Stopa razmnožavanja bakterija

U povoljnim uslovima bakterije se dele na svakih 20-30 minuta, što im daje neverovatni potencijal razmnožavanja. Od samo jedne bakterije bi posle 24 časa neprekidnog razmnožavanja nastalo 2,81x1014 bakterija što je jednako broju ćelija u ljudskom organizmu. Očigledno je da lečenje bakterijskih bolesti mora da bude veoma brzo i efikasno. Srećom, bakterije veoma retko mogu da dugo održe ovu stopu razmnožavanja jer ih ograničavaju faktori spoljašnje sredine (nedostatak hranljivih materija, infekcije bakteriofagima i dr.)

Literatura:

  • Vujaklija, M: Leksikon stranih reči i izraza, Prosveta, Beograd
  • Grozdanović-Radovanović, Jelena: Citologija, ZUNS, Beograd, 2000
  • Nešković Mirjana, Konjević R, Ćulafić Ljubinka (2002): Fiziologija biljaka, NNK, Beograd
  • Karlson, P: Biokemija, Školska knjiga, Zagreb, 1976
  • Petrović, N, Đorđe: Osnovi enzimologije, ZUNS, Beograd, 1998
  • Šerban, M, Nada: Ćelija - strukture i oblici, ZUNS, Beograd, 2001
  • Sarić, M. (1975): Fiziologija biljaka, Naučna knjiga, Beograd
  • Kojić, M. (1989): Botanika, Naučna knjiga, Beograd