Amitoza

Amitoza (binarna fisija, binarna deoba ili fisiona deoba) je tip bespolnog razmnožavanja bakterija (prokariota), nekih protozoa kao i nekih organela (mitohondrije, hloroplasti, peroksizomi) u eukariotskoj ćeliji pri kome se jedna ćelija podeli na dve nove ćelije.

Novonastale ćelije su genetski klonovi majke ćelije. Kod protozoa se razlikuju poprečna i uzdužna fisiona deoba zavisno od položaja deobne ravni. Fisiona deoba se razlikuje od mitoze, regeneracije tela posle njegovog presecanja na dva dela (bodljokošci neki pljosnati crvi) i od vegetativnog razmnožavanja kod biljaka.

Fisiona deoba bakterija

Fisiona deoba bakterija je bila predmet istraživanja u mnogim istraživačkim laboratorijama širom sveta zahvaljujući čemu je utvrđen genetski mehanizam tog procesa. Razumevanje mehanizma ove deobe je veoma značajno zbog pronalaženja hemijskih preparata ili antibiotika koji ometaju deobu, a time i širenje bakterijskih infekcija. U toku deobe razlikuju sledeći procesi:

• DNK replikacija,
• DNK segregacija,
• izbor položaja deobne ravni,
• invaginacija ćelijske membrane- citokineza,
• i sinteza ćelijskog zida novih bakterija.

Ovaj naizgled jednostavan proces, u stvari je veoma složen i regulisan kontrolnim mehanizmima ćelije koji obezbeđuju vremensku i prostornu usaglašenost fiziološkog stanja ćelije kao i replikacije, citokineze i drugog. Regulatorni mehanizmi do danas nisu dovoljno razjašnjeni i zahtevaju dodatna istraživanja koja bi potpuno objasnila dešavanja tokom fisione deobe bakterija.

DNK replikacija

Pre deobe, DNK se pričvrsti za ćelijsku membranu, a zatim se izvrši njena replikacija. Bakterije sadrže jedan molekul DNK u obliku prstena. Replikacija počinje na izvesnom delu kružnog molekula DNK, lanci DNK se razdvoje i na svakom od njih se po principu komplementarnosti sintetiše novi lanac. Tako se obrazuju dva molekula DNK od kojih svaki sadrži jedan stari lanac i jedan novi lanac (semikonzervativnost) koji su međusobno komplementarni. Novoformirani molekuli DNK su međusobno potpuno isti čime se obezbeđuje da nove ćelije imaju ista kopije gena i svojstva kao i ćelija od koje su nastale.

Ostali procesi

Posle izvršene replikacije, u ćeliji se nalaze dva jednaka molekula kružne DNK. Oba molekula se prčvršćuju za ćelijsku membranu, nakon čega ćelija počinje da se izdužuje, čime se molekuli DNK razdvajaju. Kada ćelija dostigne dvostruku zapreminu počinje uvrtanje (invaginacija) ćelijske membrane ka unutrašnjosti ćelije. Nakon toga se bakterija deli na dva jednaka ili nejednaka dela sa po jednim molekulom DNK u svakom delu.

Podela ćelijske citoplazme pod kontrolom je grupe od desetak proteina koji se nalaze blizu mesta gde ćelija treba da se podeli. Ispitivanja na bakteriji ešerihija koli dovela su do saznanja da je za njenu deobu neophodna aktivnost grupe koju čini 9 gena (ftsA , ftsI , ftsK , ftsL , ftsN , ftsQ , ftsW , ftsZ i zipA). Ključnu ulogu ima FtsZ protein koji na mestu deobe obrazuje prsten. Ostali molekuli koji učestvuju u podeli bakterijske ćelije grupišu se oko prstena. Ćelijska membrana se invaginiše (raste ka unutrašnjosti ćelije) i time podeli ćeliju na dva dela. Biohemijski mehanizmi koji su odgovorni za ovaj proces nisu dovoljno razjašnjeni. Posle toga se sintetiše ćelijski zid na novim bakterijama.

FtsZ protein

Široko je rasprostranjen pa se nalazi kod pravih bakterija (Eubacteria), arhebakterija (Archaea), a i kod organela eukariotskih ćelija. Smatra se da je homolog tubulinu, ključnoj komponenti mikrotubula eukariotskih ćelija koja je skoro univerzalna za te ćelije.

Odgovoran je i neophodan za podelu bakterijske ćelije jer igra ključnu ulogu u njenoj citokinezi. Smatra se da je ovaj protein neophodan na samom početku obrazovanja pregrade kao i za završni korak u citokinezi. Njegova koncentracija u ćeliji reguliše učestalost deoba. Genetska istraživanja su pokazala da na njega deluju endogeni inhibitori ćelijske deobe. Obrazuje prsten u delu ćelije gde će se obrazovati pregrada. Prsten ostaje vezan za krajeve invaginacija ćelijske membrane sve dok se pregrada potpuno ne formira i ćelija ne podeli na dve nove. Za aktivnost ovog proteina neophodno je prisustvo GTP (guanozin-trifosfat) koji hidrolizom oslobađa energiju neophodnu za citokinezu.

Stopa razmnožavanja

U povoljnim uslovima bakterije se dele na svakih 20-30 minuta, što im daje neverovatni potencijal razmnožavanja. Od samo jedne bakterije bi posle 24 časa neprekidnog razmnožavanja nastalo 2,81x10(na četrnaesti) bakterija što je jednako broju ćelija u ljudskom organizmu. Očigledno je da lečenje bakterijskih bolesti mora da bude veoma brzo i efikasno. Srećom, bakterije veoma retko mogu da dugo održe ovu stopu razmnožavanja jer ih ograničavaju faktori spoljašnje sredine (nedostatak hranljivih materija, infekcije bakteriofagima i dr.)

Literatura

• Vujaklija, M: Leksikon stranih reči i izraza, Prosveta, Beograd
• Grozdanović-Radovanović, Jelena: Citologija, ZUNS, Beograd, 2000
• Nešković Mirjana, Konjević R, Ćulafić Ljubinka (2002): Fiziologija biljaka, NNK, Beograd
• Karlson, P: Biokemija, Školska knjiga, Zagreb, 1976
• Petrović, N, Đorđe: Osnovi enzimologije, ZUNS, Beograd, 1998
• Šerban, M, Nada: Ćelija - strukture i oblici, ZUNS, Beograd, 2001
• Sarić, M. (1975): Fiziologija biljaka, Naučna knjiga, Beograd
• Kojić, M. (1989): Botanika, Naučna knjiga, Beograd

Spoljašnje veze

• Bionet škola