Sporulatie in planten, schimmels en bacteriën

De Sporulatie Het is het proces waarbij een organisme in de natuur reproductieve en/of beschermingsstructuren produceert die bekend staan ​​als sporen. Het komt voor bij veel soorten, is bijzonder belangrijk in schimmels en sommige planten en bacteriën. Zoals u uit zijn naam zou kunnen afleiden, is sporulatie niets meer dan het proces dat bestaat uit de vorming van sporen.

De sporen zijn extreem resistente voortplantingsstructuren, die in staat zijn om verschillende omstandigheden te overleven, zoals droogte of overstromingen, warmte of koude, gebrek aan voedingsstoffen, enz. Bovendien zijn ze metabolisch rustig, wat betekent dat ze bij afwezigheid van een gunstige stimulus inactief blijven (ze zijn niet verdeeld).

A spore basically consists of a unicellular structure, of sexual or asexual origin, which has several extracellular layers that protect it, and inside are both the genetic material of the individual that produced it and those organic elements necessary to restore functions when it arrives when it arriveert het gunstige moment.

[TOC]

Wat is de functie van sporulatie?

In organismen waar het voorkomt, kan sporulatie twee processen vergemakkelijken: overleving tegen ongunstige of niet -beschikbare omstandigheden voor groei en ontwikkeling en tegelijkertijd de spreiding Naar nieuwe omgevingen, minder vijandig en overvloediger in middelen om te exploiteren.

De stimuli die het begin van dit proces activeren, zijn verschillend voor elk organisme, evenals de volgorde van stappen die worden geactiveerd wanneer de juiste stimulus aanwezig is.

Sporulatie in planten

Sporen onder een varenblad

In het plantenrijk kan er enige verwarring zijn met betrekking tot het concept van sporulatie.

Terwijl seksuele cellen of gameten van bloemplanten bekend staan ​​als megaspora (het vrouwtje, dat wil zeggen ovocell) en microspora (de man, dat wil zeggen pollenkorrel), alleen in omstandigheden In vitro Een pollenkorrel kan een plant produceren (genetisch haploïde) en alleen deze structuur is echt resistent.

Daarom, strikt genomen, volgens het concept dat wordt behandeld van een spore, zijn de enige vertegenwoordigers van de groep planten die sporen produceren varens (pteridophytes, vasculaire planten) en briophytes (niet -vasculaire planten).

Het kan u van dienst zijn: BEPERKINGEN ENZYMES: functies, typen en voorbeelden

Sporulatie in briophiet

In deze niet -vasculaire planten komt sporulatie voor in een stadion dat bekend staat als de sporofie, Waar het begint met de meiotische verdeling van een groep cellen en gaat door met verschillende extra cycli van mitotische divisies, waardoor een groot aantal haploïde sporen wordt geproduceerd.

Deze sporen, wanneer ze zich in een omgeving bevinden die zijn voorzien van voldoende water- en voedingsbronnen (en op de juiste temperatuur), ontkiemen en produceren ze andere structuren die bekend staan ​​als gametophytes, die vervolgens aanleiding zullen geven tot de gameten die zullen samenvoegen om een ​​andere diplide -sporofyt te vormen (2n).

Pteridophyte sporulatie

In de groep varens is sporulatie erg vergelijkbaar. Sommige individuen produceren sporen aan de onderkant van hun bladeren, in structuren die bekend staan ​​als Sinangios, die worden gevormd door meerdere meisporangios, in staat om veel haploïde megaspores (N) te produceren door meiotische divisie.

Sporen in de varens

Wanneer deze sporen in de omgeving worden vrijgegeven, als de omstandigheden dit toestaan, kunnen ze ontkiemen om een ​​individu of stadium te produceren dat bekend staat als gametofyt, waarvan de vrouwelijke en mannelijke gametische cellen zullen worden gevormd door mitose die, zodra ze samengaan, ze zullen produceren, ze zullen produceren Een capabele capabele in staat om weer sporulair te zijn.

Schimmels sporulatie

De sporen van een schimmel

Schimmels zijn zeer populaire organismen met betrekking tot de productie van sporen. Hierin vervult sporulatie primaire functies in verspreiding en vermenigvuldiging, omdat elke spore min of meer werkt als de zaden van bloemplanten, dat wil zeggen een nieuw organisme.

Dit proces is erg bestudeerd door de mens, sinds het begrijpen van de sporulatie van pathogeen.

In deze organismen kunnen sporen worden geproduceerd, zowel door seksuele paden (meiose) als door aseksuele route (mitosis), zijnde de aseksuele sporen die vooral belangrijk zijn voor de dispersie van veel soorten en de fundamentele seksuele sporen voor het behoud of de overleving van de soort tegen bijwerkingen voorwaarden.

Sommige auteurs wijzen er echter op dat er zoveel sporulatiestrategieën kunnen zijn als schimmelsoorten, omdat elke groep een bepaald provestent heeft dat het onderscheidt van de andere. Laten we hieronder enkele voorbeelden bekijken:

Het kan u van dienst zijn: Vogel-Johnson Agar: wat is, fundering, voorbereiding, gebruik

Sporulatie in eencellige schimmels: case Saccharomyces

Saccharomyces cerevisiae -cultuur. Bron: Rainis Sale [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)], van Wikimedia Commons

Saccharomyces cerevisiae, De eencellige schimmel die wordt gebruikt om brood en bier te produceren, is misschien onderzocht vanuit het oogpunt van sporulatie.

In deze soort wordt de sporulatie veroorzaakt door uitputting van stikstofbronnen in een medium zonder koolstofbronnen die bruikbaar zijn voor cellen. Het proces treedt op in de volgende sequentie, gebaseerd op diploïde cellen (2N) waarin een meiotische verdeling plaatsvindt:

• De chromosomen zijn uitgelijnd in het equatoriale vlak van de cel, ze recombineren en vervolgens worden deze gescheiden naar de polen.
• 4 haploïde kernen (n) worden gevormd.
• Elke kern wordt omgeven door een ingepakt membraan en vormt wat de sporen later zullen zijn (pre-spores).
• De celwand wordt rond elke kern geassembleerd.
• Er worden vier individuele sporen gevormd die het rijpingsproces beginnen.

Andere soorten sporulatie

In de filamenteuze schimmels van het genre Aspergillus, Onder degenen die degenen die wat voedsel verspreiden, sporulatie omvatten, is sporulatie niet alleen een product van seksuele reproductie (zoals in gisten), maar het kan ook gebeuren door aseksuele route.

Aldus kan een enkele persoon honderden sporen produceren door mitose, waardoor zijn dispersiecapaciteit op vrijwel elk oppervlak aanzienlijk wordt versterken. Het proces kan worden omschreven als analoog aan dat van gisten, maar impliceert geen chromosomale recombinatie of reductieafdeling.

Multicellulaire schimmels, die zichtbaar zijn voor "blote oog", zoals champignons, produceren bijvoorbeeld ook sporen en doen dit door hun vruchtbare lichamen. In dit soort schimmels zijn er ook belangrijke verschillen tussen de oorsprong van de sporen (mitotisch of meiotisch) en een deel van hun kenmerken.

Bacteriesporulatie

Microscopisch beeld van Bacillus subtilis. De onveranderde ovale structuren zijn sporen. Bron: y ook (originele uploader)/cc by-s (http: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0/)

Hoewel het geen norm is voor de hele groep, produceren veel soorten bacteriën sporen die hen helpen overleven wanneer de omstandigheden plotseling veranderen; In feite worden bacteriële sporen als de meest resistente van aard beschouwd.

De productie van sporen in bacteriën is beperkt tot de groep FirmaUtes, waar organismen behoren tot klassen Bacillen, Clostridia, Erysipelotrichi En Negativicutes Ze zijn het meest bestudeerd met betrekking tot dit proces.

Kan je van dienst zijn: epiblast

Hoewel het kan variëren tussen soorten, wordt de meest voorkomende vorm van sporulatie in bacteriën hoofdzakelijk afgevuurd door de uitputting van voedingsstoffen en een toename van de cellulaire dichtheid. Over het algemeen kan bacteriële sporulatie worden samengevat in de volgende stappen:

• Chromosomale duplicatie en migratie van elke kopie naar de tegenovergestelde polen van de cel.
• Verlenging van celuiteinden, ook bekend als de vorming van de gloeidraad.
• Remodellering van het muur- en celmembraan om een ​​van de chromosomale kopieën (vorming van een septa van deling in de cytosol van de cel "moeder" cel) in te pakken).
• Asymmetrische celdeling en vorming van een pre-spora in de "Moeder" -cel.
• Rijping van de pre-spora naar Estopora.
• En ten slotte, in de stamcel de activering van de signaalroutes die leiden tot hun apoptose (geprogrammeerde celdood) en lysis treedt op, waardoor de volwassen endospora wordt vrijgelaten.

Sommige bacteriën produceren een enkele spore (ze zijn monosporisch) maar er zijn andere die twee of meer produceren, afhankelijk van de soort. Er is aangetoond dat het proces tussen 8 en 10 uur kan duren, maar dit is ook extreem variabel.

Sporulatie is een zorgvuldig gecontroleerd proces op genetisch niveau, wat betekent dat verschillende signalen door cellen moeten worden waargenomen en via boodschappers naar het genetische materiaal moeten worden gecommuniceerd, dat specifieke genen begint te transcriberen en de transcriptie van andere onnodige ones houdt.

Referenties

1. Chaffey, n. (2014). Raven Biologie van planten. Annals of Botany, 113 (7), vii.
2. Dahlberg, k. R., & Etten, J. L. V. (1982). Fysiologie en biochemie van schimmelsporulatie. Jaaroverzicht van Phytopathology, 20 (1), 281-301.
3. Huang, m., & Hull, c. M. (2017). Sporulatie: hoe te overleven op planeet Aarde (en daarbuiten). Huidige genetica, 63 (5), 831-838.
4. Hutchison, E. NAAR., Miller, D. NAAR., & Angert, en. R. (2016). Sporulatie in bacteriën: buiten het standaardmodel. De bacteriële spore: van moleculen tot systemen, 87-102.
5. Solomon, E. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2011). Biologie (9e edn). Brooks/Cole, Cengage Learning: VS.
6. Yuan, L., & Sundary, v. (2015). Spore -vorming in planten: sporocyels en meer. Cell Research, 25 (1), 7-8.