PARASEXUELE VOORTPLANTING: MONERAS, PROTISTEN EN SCHIMMELS - BIOLOGIE - 2025

De parasexuele reproductie is een speciaal type reproductie waarbij genetisch materiaal wordt overgedragen zonder dat een proces van reductiedeling (meiose) of tussenkomst van gameten plaatsvindt. Parasexualiteit werd in 1956 ontdekt door de Italiaanse geneticus Guido Pontecorvo.

De parasexuele cyclus is een mitotisch mechanisme om de productie van nakomelingen met nieuwe genotypen te bereiken door genoomrecombinatie. In tegenstelling tot seksuele voortplanting is het een proces dat coördinatie mist en geen meiotische celdelingen omvat.

Candida albicans parasexuele cyclus. Genomen en bewerkt uit: Anja Forche, Kevin Alby, Dana Schaefer, Alexander D Johnson, Judith Berman, Richard J Bennett.

Hoewel het oorspronkelijk werd ontdekt in schimmels, is dit type voortplanting later ook waargenomen bij andere organismen, zoals bacteriën en protisten. Sommige auteurs hebben zelfs het bestaan ​​van parasexualiteit in bloeiende planten gesuggereerd.

In champignons

Parasexuele voortplanting werd oorspronkelijk ontdekt in de schimmel Aspergillus nidulans, hoewel de capaciteit ervan al is aangetoond bij een grote groep verschillende soorten. De cyclus bestaat uit drie fasen: diploïdisatie, mitotische chiasmevorming en haploïdisatie.

Diploïdisatie

Het proces van parasexuele voortplanting bij schimmels begint, zoals in het geval van de seksuele cyclus, met de vorming van een heterokaryoot door de vereniging van twee genetisch verschillende mycelia en fusie van hun cellulaire cytoplasma's (plasmogamie). De resulterende heterokaryoot heeft cellen met twee haploïde kernen.

Af en toe kunnen de haploïde kernen samensmelten (karyogamie), waardoor diploïde kernen ontstaan. Deze kernen kunnen door mitose delen, waardoor nieuwe diploïde kernen ontstaan. Op deze manier zal de heterokaryoot cellen hebben met haploïde kernen en met diploïde kernen.

Mitotische chiasmevorming en cross-over

Het chiasme is een brug die wordt gelegd tussen zusterchromatiden tijdens de recombinatie die plaatsvindt in het meiotische proces. Tijdens mitose, hoewel veel minder vaak, kan de vorming van deze brug tussen chromatiden ook voorkomen.

Het zeldzame voorkomen van het mitotische chiasma is omdat de chromosomen in dit type celdeling over het algemeen niet in een regelmatige opstelling paren. Het komt echter voor in de parasexuele cyclus, wat resulteert in genetische recombinatie die resulteert in variaties in het nageslacht.

Haploïdisatie

Haploïdisatie is het proces waarbij een cel met een chromosomale belasting groter dan de normale haploïde belasting van de soort, de haploïde toestand herstelt door chromosomen te elimineren, zonder dat er een meioseproces plaatsvindt.

Tijdens de mitotische delingen van de diploïde kernen van de parasexuele cyclus kan niet-disjunctie van chromosomen optreden, waardoor een van de resulterende kernen een extra chromosoom heeft en de andere een ontbrekend chromosoom. Deze kernen worden aneuploïden genoemd.

Deze aneuploïde kernen zijn meestal onstabiel en verliezen chromosomen tijdens daaropvolgende mitotische delingen, totdat ze de haploïde chromosomale lading bereiken.

In Monera

In de classificatiesystemen van Copeland, 1938, en Whittaker, 1969, is Monera een koninkrijk van eencellige organismen die worden gekenmerkt door het ontbreken van een kern. Het komt overeen met de nu genoemde Eubacteria en Archea, evenals de oude Prokaryoten.

In deze organismen is parasexuele reproductie gesignaleerd volgens drie verschillende mechanismen: conjugatie, transformatie en transductie.

Bacteriële vervoeging

Het is een proces van overdracht van genetisch materiaal tussen twee bacteriën (of archaea), de ene fungeert als donor van dat materiaal en de andere als ontvanger. Deze overdracht vindt plaats door direct contact tussen beide cellen.

De overgedragen genetische informatie, meestal een plasmide of een transposon, stelt de donorcel in staat om met de ontvanger een bepaald kenmerk of voordeel te delen dat de laatste mist, zoals resistentie tegen antibiotica. Als beide cellen deze eigenschap hebben, zal de vervoeging niet plaatsvinden.

Transformatie

Het is de modificatie van het genetisch materiaal van een prokaryote cel door de opname in het genoom van genetisch materiaal dat naakt in de omgeving wordt aangetroffen en dat het celmembraan binnendringt. Dit genetisch materiaal staat bekend onder de naam exogeen DNA.

Niet alle bacteriën zijn in staat exogeen genetisch materiaal op te nemen; van degenen die dat wel kunnen, wordt gezegd dat ze in een staat van competitie verkeren, die zowel natuurlijk als kunstmatig kan voorkomen.

Transductie

Het bestaat uit de overdracht van genetisch materiaal van de ene bacterie naar de andere door de werking van een bacteriofaag of faagvirus. Bacteriofagen repliceren in bacteriële cellen en profiteren van de processen van replicatie, transcriptie en ook van hun translatie.

Tijdens het inkapselen van het genetisch materiaal van de faag kan een deel van het genetisch materiaal van de bacterie worden ingevangen, dat later kan worden getransporteerd en overgebracht naar andere bacteriën, nadat de faag is vrijgegeven uit de donorbacterie.

Bacteriële transductie. Genomen en bewerkt uit: vak Microbiologie (Odontologie) aan de Universiteit van Oviedo (Spanje).

In protisten

Protisten zijn een polyfyletische groep organismen die worden gekenmerkt doordat ze zich niet ontwikkelen uit embryonale bladeren of laminae. De meeste van deze organismen zijn eencellig, maar ze kunnen ook meercellig zijn.

Onlangs is ontdekt dat sommige soorten in deze groep zich parasexual kunnen voortplanten. Onderzoekers hebben aangetoond dat plasmogamie kan voorkomen in deze organismen, bijvoorbeeld amoeben van de geslachten Cochliopodium en Variosea, terwijl ze onder laboratoriumomstandigheden worden gekweekt.

Na plasmogamie treedt karyogamie op, met een mengsel van het genetisch materiaal van elke kern en vervolgens kernsplijting en plasmotomie, waarbij dochtercellen vrijkomen met genetische informatie die verschilt van die van de ouders, als gevolg van het kruisingsproces.

Toepassingen

In champignons

Onderzoekers hebben parasexuele reproductie voornamelijk gebruikt om nieuwe stammen van aseksuele schimmels te produceren die van enig commercieel belang zijn. Bijvoorbeeld om hybriden te produceren die in staat zijn om betere opbrengsten te behalen bij de productie van antibiotica.

In Monera

Bacteriële conjugatie is gebruikt in genetische manipulatie om genetisch materiaal over te brengen naar organismen van verschillende koninkrijken. In laboratoriumtests hebben onderzoekers inderdaad met succes genetisch materiaal overgebracht naar gist, planten, mitochondriën en zoogdiercellen.

Dit hulpmiddel heeft bepaalde voordelen ten opzichte van andere manieren om genetisch materiaal over te dragen, zoals het feit dat het minder schade aan het celmembraan van de ontvangende cel veroorzaakt, evenals het vermogen om relatief grote hoeveelheden genetisch materiaal over te dragen.

In Protista

De recente ontdekking van het bestaan ​​van dit type proces bij protisten is de mogelijke oorzaak dat er nog geen toepassing op is ontwikkeld.

Referenties

1. Parasexuele cyclus. Op Wikipedia. Hersteld van: en.wikipedia.org.
2. Y. Teklea, OR Anderson & AF Leckya (2014). Bewijs van parasexuele activiteit bij aseksuele amoeben ”Cochliopodium spp. 4 (Amoebozoa): uitgebreide cellulaire en nucleaire fusie. Protist.
3. Parasexueel reproductieproces bij bacteriën. Hersteld van: wikiteka.com.
4. AJ Clutterbuck (1996). Parasexuele recombinatie bij schimmels. Journal of Genetics.
5. Prokaryotische vervoeging. Op Wikipedia. Hersteld van: es.wikipedia.org.
6. Transductie (genetica). Op Wikipedia. Hersteld van: es.wikipedia.org.
7. Transformatie (genetica). Op Wikipedia. Hersteld van: es.wikipedia.org.