ביולוגיה/מיקרואורגניזמים/רבייה

מושגים

דנ"א – מולקולה המכילה את כל החומר התורשתי של היצור. המולקולה מורכבת מארבע מרכיבים:

• A - אדנין (Adenine).
• C - ציטוזין (Cytosine).
• G - גואנין (Guanine).
• T - תימין (Tymine).

גדיל – מולקולה ארוכה עליה הדנ"א. בדרך כלל כיוון שאינה יציבה לבדה יש לה בן זוג (גדיל) משלים (A משלים T ו-G משלים C). למשל :

1. GGACCTGATA גדיל דנ"א אשר קשור אליו גדיל משלים.
2. CCTGGACTAT ההשלמה קבועה תמיד : A מול T ו-G מול C.

גן – מקטע מהדנ"א הנושא תכונה אחת. מולקולת דנ"א שלמה מכילה בתוכה כמות גדולה של גנים.

פלואדיות

1. 'פלואידים - יצור בעל עותק אחד מכל גן. כמו למשל, (רוב) החיידקים.
2. דיפלואידים - יצורים בעלי שני עותקים מכל גן. כמו למשל, אצל האדם (פרט לתאי הרבייה).

1. בני אדם - לכל אדם יש שני גנים (שני עותקי גן) עבור אותו גן, אחד מהאב והשני מהאם.
2. חיידק - לחיידק יש עותק אחד של גן כיוון שחיידקים בדרך כלל מתרבים ברביה אל מינית ולכן ישנם שני עותקים זהים...

סוגי רביות

(נושא משותף)

רבייה אל-זוויגית

הסבר

פרק זה לוקה בחסר. אתם מוזמנים לתרום לוויקיספר ולהשלים אותו. ראו פירוט בדף השיחה.

מוטציות

רבייה מינית בה מעבירים 2 עותקים של כל גן לצאצא, היא בעלת יתרון על פני רביה אל מינית שבה הצאצא זהה באופן מוחלט להוריו. היתרון הגדול של רבייה מינית טמון בגוון הגנטי (Genetic Pool) המאפשר בחירת גן המועדף מתוך מגוון הגנים הקיימים (עבור אותה תכונה). דרך נוספת ליצירת מגוון היא מוטציה.

מוטציה – כל שינויי שמתרחש ברצף הדנ"א (במצב החלוקה או השכפול). השינוי יכול להיות:

1. החלפת נוקליאוטיד (A T G C) בנוקליאוטיד אחר.
2. הוספת נוקליאוטיד
3. החסרה של נוקליאוטיד

השינוי ברצף הבסיסי של הדנ"א משנה את צורת אחד מהאנזימים (שכידוע מתחבר לאנזים אחר) ועתה אינו יכול להתחבר כמו שבעבר. השינוי ברצף יכול לגרום לשלושה אפשרויות :

1. מוטציה חסרות השפעה - מוטציות אלה מתרחשות באזורים בדנ"א אשר אינם גנים. הדנ"א באזורים כאלה אינו בא לידי ביטוי ועל כן הוא חסר משמעות מבחינת תכונות האורגניזם.לאנזים אלה קורים אנזימי "זבל" כיוון שאנחנו לא יודעים מה הם עושים.
2. מוטציות הגורמות להשפעה רעה – מוטציה בגן או באתר הבקרה שלו המובילה לפגיעה בתפקוד של הגן. מוטציה כזו יכולה אף למות אם הפגיעה היא בגן חיוני לחיים (למשל גנים הקשורים במערכת הנשימה) על פי רוב מוטציות כאלה לא יובילו למוות אך יופיעו שינויים לרעה בתפקוד האורגניזם.
3. מוטציה בעלת יתרון – מתרחשת בגן או באתר הבקרה שלו ומובילה לשיפור בפעילות הגן. מוטציות כאלה הן נדירות אך האבולוציה מתקדמת רק בזכותם. לדוגמא : היכולת לנשום חמצן לפני 4 מיליארד שנה הייתה מוטציה טובה.

מוטציה בחיידקים מתרחשת אחת למיליון חלוקות! בשל קצב הריבוי המהיר החיידקים צוברים מוטציות בכמויות גדולות ולכן (כמעט) ואין להם צורך בקיום רבייה מינית.

רבייה זוויגית

פרק זה לוקה בחסר. אתם מוזמנים לתרום לוויקיספר ולהשלים אותו. ראו פירוט בדף השיחה.

דרכים רביה

{נושא משותף}

1. פליגה (תאים פרוקריוטים)/ מטוזה (אאוקריוטים)- חלוקת התא.
2. הנצה (בשמרים) - רביה באמצעות נבגים.
3. רבייה וגטטיבית.
4. רביה מינית - קוניוגציה, מיוזה, טרנסדוקציה (פאג' כמתווכים)
5. הדבקה
6. שחלוף/רקומבינציה -
7. טרנספורמציה -
8. נבגים (של פטריות)

חולקה על פי מיקרוא' :

1. חיידיקם

פליגה (חיידקים, יצוריים חד תאים)

תהליך הרבייה מתחלק לשני שלבים :

שכפול חומר תורשתי

בתמונה שיכפול של גדיל דו גדילי וגדיל חד גדילי. השככפול מתחיל בנקודת ה-Ori (רצוי תמונה ברורה יותר)

לחיידק יש גדיל אחד דו גדילי מעגילי.
על המעגל נמצאת נקודה הנקראת Ori. בנקודה זו הגדיל מתחיל להיפרד והחיידק משלים משני צדי הגדלים את הגדילים המשלים. סך הכול, מתקבלים ארבע גדילים, שניים (חדש+ישן) מהם לחיידק ושניהם מהם לחיידק החדש.

חלוקת תאים

תהליך הפליגה

1. שלב א' - חיידק רוצה להתרבות.
2. שלב ב' - התא גדל בנפח הציטופלזמה + תחילת תהליך שיכפול חומר תורשתי. לפירוט שלבי שכפול הכפלת דנ"א
3. שלב ג'- סיום תהליך שכפול.
4. שלב ד'- החלוקה.

קוניוגציה (חיידקים)

לדרברג היה מדען שרצה להוכיח כי חיידקים הכן מקיימים רבייה מינית. לשם הוכחה זו הוא לוקח חיידקי WT (Wild Type), חיידקים הנלקחים מבית הגידול המקורי ואינם נשאי מוטציות, ושם אותם במצע עשיר.
בעזרת קרנית UV הוא יצר מוטציות בתדירות גבוהה יותר מהופעתן בטבע.

מבחנות :

1. מבחנה עם חיידקי E.coli ללא מוטציה (WT) יודעים לחיות במצע גידול עני.
2. מבחנה עם מוטציות שאינן יודעות לייצר את חומר א'.
3. מבחנה עם מוטציות שאינן יודעות לייצר את חומר ב'.
4. מבחנה עם מוטציות שאינן יודעות לייצר את חומר ג'.

מבחנות 2-3 נזרעו גם הן על מצע עני. עתה, המשך קיומם של החיידקים תלוי רק ביכולת שלהם להעביר בניהם חומר תורשתי. אם קיימת רבייה מינית בין חיידקים - החיידקים ישרדו (מה שקרה במציאות).

למרות זאת ניסוי זה לא מספיק להוכחה מוחלטת , כיוון שעדין יש סבירות שקרתה מוטציה שתיקנה את החיידק, ולכן, עובד לדרברג אם חיידקים בעלי 3 גנים פגומים (כל אחד גן שונה).הסיכוי ש-6 גנים שונים יתוקנו במוטציה אחת קטנה כל כך שכמעט בלתי אפשרית.

מפויי כרומוזומים באמצעות קוניוגציה

מפויי כרומוזומים באמצעות קוניוגציה מתכוון אל סידור הגנים של החיידק, במילים אחרות מהו סדר הגנים של החיידק לפי נקודת ORI לכיוון השעון. רצף הגנים עוזר לנו לדעת את תפקידו של הגן ולהשוואתו בין אורגניזם שונים שחשוב לקידום תחומי הביולוגיה המולקולארית וההנדסה הגנטית.

דרישות :

1. חיידק תקין בכל הגנים שלו ($A^{+}B^{+}C^{+}$).
2. חיידק מוטנט ($A^{-}B^{-}C^{-}$)

העקרון : ככל שכורמוזום קרוב יותר אל נקודת Ori, כך, בשלב מוקדם יותר, כורמוזום זה יעבור אל החיידק המוטנט.

דוגמא : בערבוב זן (wt) הבר עם $A^{-}B^{-}$ קיבלת זן חדש הזקוק לתוספת $B^{-}$ בלבד. בערבוב $A^{-}B^{-}$ עם $C^{-}$ קיבלתם בעיקר חיידקים שהם $A^{-}B^{-}$. מהו הסדר הגני?

דרך פתרון :

1. חיידק תקין + מוטנט $A^{-}B^{-}C^{+}$ התקבל : $A^{+}B^{-}C^{+}$ - A לפני B.
2. מוטנט $A^{-}B^{-}C^{+}$ עם מוטנט $A^{+}B^{+}C^{-}$ התקבל : $A^{-}B^{-}C^{+}$ - C לפני A.

תשובה : Ori – C – A - B

הנצה

שים לב : שמרים

מיוזה

שים לב : שמרים

שחלוף/רקומבינציה

ראה ביוכימיה/שינויים "טבעיים" שחלים בגנום

טרנספורמציה

שים לב : טר'

נושאים פרטיים

1. חיידקים - קישור ל[רבייה (פליגה ,קוניוגציה)], מצעי גידול, שיטות ספירה, גורמים המשפיעים על גידול החיידקים .
2. נגיפים - רבייה : קישור ל[הדבקה (המסלול הליטיה מסלול הליזוגני)], השוואה לרבייה ביצורים אאוקריוטים
3. חד תאי - פליגה => אין צורך בערך פרטי
4. פטריות - מחזור חיים ורבייה בפטריות (שמרים, העובש השחור) - פליגה. קורים מול תפטיר, גוף פרי