PARASEXUAL REPRODUKCIJA: MONĒRIJAS, PROTISTI UN SĒNĪTES - BIOLOĢIJA - 2025

Parasexual reproducēšana ir īpašs reprodukcijas veids, kas ietver nodošanu ģenētiskā materiāla bez procesa samazināšanas nodaļas (mejozes) vai gametas iejaukšanās notiek. Paraseksualitāti 1956. gadā atklāja itāļu ģenētiķis Guido Pontecorvo.

Paraseksuālais cikls ir mitotisks mehānisms, lai panāktu pēcnācēju rašanos ar jauniem genotipiem, izmantojot genoma rekombināciju. Atšķirībā no seksuālās reprodukcijas, tas ir process, kam trūkst koordinācijas un nav iesaistīta meiotiskā šūnu dalīšana.

Candida albicans paraseksuālais cikls. Uzņemti un rediģēti no: Anja Forče, Kevins Albijs, Dana Šēfere, Aleksandrs D Džonsons, Džūdita Bermans, Ričards J Bennetts.

Lai gan sākotnēji tas tika atklāts sēnītēs, vēlāk šāda veida reprodukcija tika novērota arī citos organismos, piemēram, baktērijās un protistos. Daži autori pat ir ierosinājuši paraseksualitātes esamību ziedošos augos.

Sēnēs

Parasexual reprodukcija sākotnēji tika atklāta Aspergillus nidulans sēnītes, lai gan tās spēja jau ir pierādīta lielā dažādu sugu grupā. Cikls sastāv no trim posmiem: diploidizācija, mitotiskas hiasmas veidošanās un haploidizācija.

Diploidizācija

Paraseksuālā reprodukcijas process sēnītēs, tāpat kā seksuālā cikla gadījumā, sākas ar heterokariota veidošanos, apvienojot divas ģenētiski atšķirīgas micēlijas, un to šūnu citoplazmu (plazmogamija) saplūšana. Iegūtajā heterokariotā ir šūnas ar diviem haploīdiem kodoliem.

Reizēm haploīdie kodoli var saplūst (kariogāmija), veidojot diploīdus kodolus. Šie kodoli var sadalīties, mitozējot, radot jaunus diploīdus kodolus. Tādā veidā heterokariotā būs šūnas ar haploīdiem kodoliem un ar diploīdiem kodoliem.

Mitotiskas hiasmas veidošanās un krustošanās

Hiasms ir tilts, kas tiek izveidots starp māsu hromatīdiem rekombinācijas laikā, kas notiek mejozes procesā. Mitozes laikā, kaut arī daudz retāk, var notikt arī šī tilta veidošanās starp hromatīdiem.

Mitotiskās hiasmas reti sastopamas tāpēc, ka šāda veida šūnu dalīšanās hromosomas parasti nesavienojas pārī. Tomēr tas notiek paraseksuālajā ciklā, kā rezultātā notiek ģenētiska rekombinācija, kā rezultātā pēcnācēji variējas.

Haploidizācija

Haploidizācija ir process, kurā šūna ar hromosomu slodzi, kas lielāka par sugas parasto haploīdu slodzi, atjauno haploīdu stāvokli, likvidējot hromosomas, neveicot mejozes procesu.

Paraseksuālā cikla diploīdu kodolu mitotisko sadalījumu laikā var notikt hromosomu nesadalīšana, izraisot to, ka vienam no iegūtajiem kodoliem ir papildu hromosoma, bet otram trūkst hromosomas. Šos kodolus sauc par aneuploīdiem.

Šie aneuploīdie kodoli mēdz būt nestabili un zaudē hromosomas sekojošo mitotisko dalījumu laikā, līdz tiek sasniegta haploīdā hromosomu slodze.

Monērā

Kopelanda (1938. gada) un Vitakera (1969. gada) klasifikācijas sistēmās Monera ir vienšūnu organismu valstība, kurai raksturīgs kodola trūkums. Tas atbilst tagad sauktajām eubakterijām un arhejām, kā arī senajiem prokariotiem.

Šajos organismos paraseksuālā reprodukcija tiek signalizēta, izmantojot trīs dažādus mehānismus: konjugāciju, transformāciju un transdukciju.

Baktēriju konjugācija

Tas ir ģenētiskā materiāla pārnešanas process starp divām baktērijām (vai arhaea), no kurām viena darbojas kā minētā materiāla donors, bet otra - par saņēmēju. Šī pārnešana notiek tiešā saskarē starp abām šūnām.

Pārnestā ģenētiskā informācija, parasti plazmīda vai transposons, ļauj donora šūnai dalīties ar saņēmēju noteiktā īpašībā vai priekšrocībās, kuras viņam trūkst, piemēram, izturībā pret antibiotikām. Ja abām šūnām ir šī īpašība, tad konjugācija nenotiks.

Pārveidošanās

Tā ir prokariotu šūnas ģenētiskā materiāla modifikācija sakarā ar ģenētiskā materiāla iekļaušanu savā genomā, kas vidē ir atklāts un iekļūst tās šūnu membrānā. Šis ģenētiskais materiāls ir pazīstams ar eksogēnas DNS nosaukumu.

Ne visas baktērijas ir spējīgas iekļaut eksogēnu ģenētisko materiālu, tiek apgalvots, ka tās, kuras to var izdarīt, atrodas konkurences stāvoklī, kas var rasties gan dabiski, gan mākslīgi.

Pārveidošana

Tas sastāv no ģenētiskā materiāla pārvietošanas no vienas baktērijas uz otru bakteriofāga vai fāgas vīrusa iedarbības dēļ. Bakteriofāgi replicējas baktēriju šūnās, izmantojot replikācijas, transkripcijas un arī to tulkošanas procesus.

Fāgas ģenētiskā materiāla iekapsulēšanas laikā var tikt iesprostota daļa baktērijas ģenētiskā materiāla, ko vēlāk var transportēt un pārnest uz citām baktērijām, pēc tam, kad fāgs ir atbrīvots no donoru baktērijām.

Baktēriju transdukcija. Uzņemts un rediģēts no: Mikrobioloģijas (odontoloģijas) priekšmets Ovjedo universitātē (Spānija).

Protistos

Protisti ir polifiletiska organismu grupa, kam raksturīga neattīstība no embriju lapām vai lamīnēm. Lielākā daļa šo organismu ir vienšūnas, tomēr tie var būt arī daudzšūnu.

Nesen tika atklāts, ka dažas šīs grupas sugas var vairoties paraseksuāli. Pētnieki ir parādījuši, ka plazmogamija var rasties šajos organismos, piemēram, Cochliopodium un Variosea ģinšu amebijās, kamēr tos kultivē laboratorijas apstākļos.

Pēc plazmogamijas rodas kariogamija, kurā tiek sajaukts ģenētiskais materiāls no katra kodola un pēc tam notiek kodolskaldīšana un plazmotomija, savstarpējās selekcijas procesa dēļ atbrīvojot meitas šūnas ar ģenētisko informāciju, kas atšķiras no vecāku informācijas.

Lietojumprogrammas

Sēnēs

Pētnieki paraseksuālo reprodukciju galvenokārt izmantojuši, lai ražotu jaunus aseksuālu sēņu celmus, kuriem ir zināma komerciāla nozīme. Piemēram, lai iegūtu hibrīdus, kas antibiotiku ražošanā var iegūt labāku ražu.

Monērā

Baktēriju konjugācija ir izmantota ģenētiskajā inženierijā, lai pārnestu ģenētisko materiālu uz dažādu karaļvalstu organismiem. Patiešām, laboratorijas testos pētnieki ir veiksmīgi pārsūtījuši ģenētisko materiālu rauga, augu, mitohondriju un zīdītāju šūnās.

Šim rīkam ir noteiktas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem ģenētiskā materiāla pārsūtīšanas līdzekļiem, piemēram, tas, ka tas rada mazāku kaitējumu saņēmēja šūnas membrānai, kā arī spēja pārnest relatīvi lielu daudzumu ģenētiskā materiāla.

Protistā

Nesenie atklājumi par šāda veida procesu pastāvēšanu protistos ir iespējamais iemesls, ka vēl nav izstrādāta tā piemērošana.

Atsauces

1. Parasexual cikls. Vietnē Wikipedia. Atgūts no: en.wikipedia.org.
2. Y. Teklea, OR Anderson & AF Leckya (2014). Paraseksuālas aktivitātes pierādījumi aseksuālai amebijai ”Cochliopodium spp. 4 (Amoebozoa): plaša šūnu un kodolsintēze. Protists.
3. Parasexual reprodukcijas process baktērijās. Atgūts no: wikiteka.com.
4. AJ Clutterbuck (1996). Parasexual rekombinācija sēnītēs. Ženētikas žurnāls.
5. Prokariotu konjugācija. Vietnē Wikipedia. Atgūts no: es.wikipedia.org.
6. Transdukcija (ģenētika). Vietnē Wikipedia. Atgūts no: es.wikipedia.org.
7. Transformācija (ģenētika). Vietnē Wikipedia. Atgūts no: es.wikipedia.org.