COMO AS BACTÉRIAS SE REPRODUZEM? REPRODUÇÃO ASSEXUADA E SEXUAL - BIOLOGIA - 2025

As bactérias se reproduzem principalmente por vias assexuadas, como a fissão binária, que é um processo pelo qual uma célula se divide em duas células menores idênticas. No entanto, esses microrganismos também exibem um tipo de reprodução sexual por meio de um processo denominado "conjugação".

Em relação à reprodução assexuada, a fissão binária é predominante, mas há relatos de padrões "incomuns" ou "alternativos" de divisão nesse grupo de organismos unicelulares, como brotamento, divisão múltipla e formação de descendentes "intracelulares". para nomear alguns.

Esquema de uma célula procarionte (Fonte: esta imagem vetorial foi inteiramente feita por Ali Zifan via Wikimedia Commons)

Antes de mergulhar nos diferentes mecanismos de reprodução em bactérias, é pertinente lembrar informações importantes para compreender alguns aspectos desses processos biológicos.

Características gerais das bactérias

Bactérias são organismos procarióticos, ou seja, seu material genético não está incluído na estrutura membranosa conhecida como "núcleo", que existe nos eucariotos.

É um grupo extremamente bem-sucedido e diverso, composto principalmente de organismos unicelulares, embora alguns possam formar colônias e filamentos. Eles são encontrados em praticamente todos os ecossistemas da biosfera e são de extrema importância para muitos processos biológicos inerentes aos seres vivos multicelulares.

As células bacterianas são células pequenas (não mais do que alguns mícrons de diâmetro), especialmente em comparação com as células eucarióticas. Seu citosol é consideravelmente "mais simples" do que o de uma célula animal ou vegetal, por exemplo, uma vez que não há organela membranosa.

Em seu interior, há um grande número de ribossomos, grânulos de armazenamento de diferentes substâncias, proteínas de diferentes tipos e um grande cromossomo circular e superenrolado, bem como pequenas moléculas extracromossômicas de DNA conhecidas como “plasmídeos”.

O revestimento celular da bactéria é bastante particular, pois é constituído por um polímero complexo denominado "peptidoglicano", que consiste em amino açúcares ligados a polipeptídeos. As características da parede e da membrana plasmática desses organismos são utilizadas para sua classificação.

Algumas bactérias também são cobertas por uma "cápsula" que envolve sua parede celular e que tem funções protetoras. Outras bactérias são móveis e possuem estruturas especializadas que se projetam de sua superfície, como cílios e flagelos.

Como nem todas as bactérias podem ser cultivadas in vitro em laboratório, as informações que a comunidade científica gerencia sobre seu metabolismo, reprodução, morfologia e características gerais dependem, em grande medida, dos dados obtidos em estudos realizados com espécies-modelo.

Reprodução assexuada de bactérias

A reprodução assexuada consiste na formação de clones de um indivíduo que funciona como “mãe”. Ao contrário da reprodução sexual, esse processo requer apenas uma célula que duplica seus componentes internos e se divide em duas células-filhas iguais, por exemplo.

- Fissão binária

Também conhecida como "bipartição", a fissão binária é a principal forma de reprodução da maioria das bactérias na natureza. Nesse processo, a célula em divisão o faz de tal forma que produz duas células menores que são geneticamente idênticas, e a célula inicial "desaparece".

Uma célula em divisão deve necessariamente ter passado por um processo "preparatório" anterior, por meio do qual dobrou seu conteúdo interno (cromossomo, proteínas, ribossomos etc.) e aumentou seu conteúdo citosólico para quase o dobro.

Fissão binária (Fonte: Binary_fission.svg: Desenhado por w: Usuário: JWSchmidt (w: Imagem: Binary fission.png); vetorizado por w: Usuário: JTojnarderivative work: Ortisa via Wikimedia Commons)

As duas cópias do cromossomo bacteriano são secretadas em direção a ambos os pólos da célula em divisão, bem como parte do material interno que foi duplicado. Depois disso, um "septo" se forma em um local específico da célula chamado de "local da divisão".

O septo consiste em uma invaginação “centrípeta” da membrana citoplasmática, que precede a síntese de uma nova parede celular e a separação das duas células filhas.

- Reprodução assexuada "incomum"

O processo de reprodução assexuada não é o mesmo em todos os grupos de bactérias. Como mencionado no início, algumas espécies são caracterizadas por brotamento, outras por divisão múltipla, pela formação de prole intracelular, etc.

Formação de vários descendentes intracelulares

Muitas linhagens de bactérias pertencentes ao grupo de bactérias gram-positivas com baixo teor de GC (Firmicutes) se reproduzem assexuadamente por meio de um processo que implica que múltiplos endosporos (também dormentes) ou um grande número de descendentes ativos.

Para muitas linhagens, a formação dessa "prole intracelular múltipla" é o principal meio de reprodução, de modo que a fissão binária pode ocorrer raramente ou nunca.

Gemmation

Brotamento em bactérias foi observado em cianobactérias, firmicutes e planctomicetos, bem como em algumas proteobactérias.

As representações esquemáticas desse processo (pouco estudadas e conhecidas entre as bactérias) ilustram como as bactérias que se reproduzem assexuadamente dessa forma eliminam uma "fração" ou "gema" de seu corpo celular, uma fração consideravelmente menor que a célula "mãe" que os origina e que provavelmente não contém todos os componentes citosólicos destes.

Produção de baeócitos em algumas cianobactérias

Algumas cianobactérias, como as do gênero Stanieria, nunca se reproduzem por fissão binária; em vez disso, eles se dividem por um processo que começa com uma pequena célula conhecida como baeócito.

O baeócito aumenta de tamanho progressivamente e, à medida que isso acontece, o DNA cromossômico se replica muitas vezes consecutivas. Quando o baeócito entra na fase de divisão citoplasmática, ele produz um grande número de novos baeócitos minúsculos, que são liberados pela quebra da cobertura externa do baeócito "mãe".

Este processo também é conhecido em outras espécies como fragmentação.

Reprodução "sexual" de bactérias

A reprodução sexual, como a conhecemos, consiste na fusão de duas células sexuais especializadas chamadas "gametas", por meio das quais dois indivíduos trocam informações genéticas e produzem descendentes com genes que resultam da combinação de ambas.

Embora nem gametas nem células sexuais especializadas sejam produzidos em bactérias, às vezes duas células diferentes trocam material genético uma com a outra, o que pode ocorrer por meio de três processos diferentes:

- A transformação

- Transdução

- A conjugação

Embora não envolva a produção de novas células ou células diferentes, a transformação é um evento pelo qual uma bactéria pode adquirir fragmentos de DNA de outra bactéria que os liberou no ambiente em que vive ou que morreu e se desintegrou.

A transdução, por outro lado, tem a ver com a combinação de DNA bacteriano (de bactérias diferentes) graças à participação dos fagos, que são vírus que atacam as bactérias.

Por fim, a conjugação, que não se caracteriza pela produção de novos indivíduos, trata da transferência direta de material genético de uma célula para outra por meio de uma estrutura especializada conhecida como "pili sexual".

Conjugação bacteriana (Fonte: trabalho derivado: Franciscosp2 () Bacterial_Conjugation_en.png: Mike Jones via Wikimedia Commons)

Este último processo exige o contato físico entre duas células e, de acordo com os estudos realizados no organismo modelo E. coli, existem células doadoras “masculinas” e células receptoras “femininas”.

Em geral, o que é doado e recebido são moléculas de DNA de plasmídeo que contêm informações genéticas úteis.

Referências

1. Angert, ER (2005). Alternativas para a fissão binária em bactérias. Nature Reviews Microbiology, 3 (3), 214.
2. Helmstetter, CE (1969). Sequência de reprodução bacteriana. Annual Review of Microbiology, 23 (1), 223-238.
3. Lutkenhaus, J., & Addinall, SG (1997). Divisão celular bacteriana e o anel Z. Revisão anual de bioquímica, 66 (1), 93-116.
4. Prescott, H., & Harley, JP Klein 2002. Microbiology.
5. Scheffers, DJ (2001). Reprodução e crescimento bacteriano. eLS.
6. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biology (9ª ed.). Brooks / Cole, Cengage Learning: EUA.