二元核分裂と共役の違い

微生物は有性生殖と無性生殖の両方の方法で生殖します。細菌やアメーバなどの単細胞生物では、無性生殖の方法として二項分裂が一般的である。成熟した母細胞は、二元分裂で2つの同じ娘細胞に分かれる。スプライシングとは、細菌が細胞内に遺伝子を導入する有性生殖の方法の一つである。接合は、2つのセルの間に形成されたスプライスチューブを介して、または2つのセルが直接接触することによって行われる。したがって、二元分裂とスプライシングの決定的な違いは、二元分裂が成熟した細胞から遺伝的に同一の細胞を2つ作り出す無性生殖の方法であるのに対し、スプライシングは細菌が一時的につながった2つの細胞間で遺伝物質を伝達するために用いる有性生殖の方法であることです。

目次1. 概要と主な違い2. 二元分裂とは3. 共役とは4. 並べて比較 - 二元分裂と共役 5.まとめ

二元核分裂は何ですか？

原核生物および単細胞真核生物における無性生殖の最も一般的な形態は、二体核分裂である。二体核分裂は、1つの成熟した細胞から遺伝的に同一の2つの娘細胞を作り出す。ほとんどの細菌は、単純かつ迅速なプロセスであることから、生殖を二元分裂に依存している。二体核分裂は、生物のゲノムをコピーすることで複製の起点となることから始まる。複製されたゲノムは、細胞の両端に分離する。細胞膜は内側に成長し、隔壁の形成が始まる。隔壁の形成が完了すると、細胞は2つの娘細胞に分裂する。娘細胞は大きさも遺伝子の構成も同じである。図01に二元核分裂の基本ステップを示す。

図01：バクテリアの細胞の二次分裂

共役は何ですか？

バクテリアコンジュゲーションは、2つのバクテリアの間で直接遺伝物質が移動するメカニズムである。細胞間の接触、または一時的に接続された2つの細胞間の接合ブリッジの形成により発生する。この2つの細胞はそれぞれドナー細胞、レシピエント細胞と呼ばれる。一方の細胞は遺伝物質の提供者であり、他方は遺伝物質の受容者である。ドナー細胞は受精因子（F因子）でできており、発生した絨毛がレシピエント細胞と接触し、DNAをレシピエント細胞に移行させるために必要な因子である。レシピエント細胞は、ドナー細胞が持っている遺伝物質を欠いている。したがって、このような遺伝子の移動は、しばしば遺伝的な優位性をもたらす。受け取った細胞は、受け取ったDNAがコード化した新しい特性を獲得する。薬剤耐性遺伝子の多くは、細菌のプラスミドDNAに存在する。その結果、一部の細菌は薬剤と結合することで薬剤耐性を獲得します。

細菌の結合は、ドナー細胞による性毛の生成によって開始される。性毛は2つの細胞をつなぎ、互いに接触するのを助ける。ドナー細胞のプラスミドは、性毛とくぼみに近いところから一本鎖になる。プラスミドDNAの1本鎖は、スプライスチューブを介してレシピエントセルに移される。2つの細胞は、一本鎖のプラスミドDNAを、相補鎖を合成して二本鎖に変換する。

図20：バクテリアの結合

二元核分裂と共役の違い

概要 - 二元核分裂 vs. 共役

細菌の生殖様式には、二元分裂と共役の2つがある。二元分裂と共役の大きな違いは、二元分裂が無性生殖であるのに対し、共役は有性生殖であることである。単細胞生物は、2つの同一の娘細胞を作るために二値核分裂を利用する。二元分裂では、成熟した細胞は遺伝的に同一の2つのコピーに変化する。スプライシングは、細菌が2つの親の間で遺伝物質を移動させ、遺伝的に同一でない子孫を作るために使用される。プラスミドやトランスポゾンを2つの細菌間で転送する際には、スプライシングが重要である。

参考文献：1.Adelberg Edward A. and James Pittard."バクテリアの結合における染色体移動"Bacteriological Reviews. u. U. S. National Library of Medicine, June 1965.Web. 1972 年 3 月 3 日、「二体核分裂」、ウィキペディア。ウィキメディア財団、2017年2月24日。網膜. 2017年3月3日, "コーネル大学", 微生物学部, 二元分裂とバクテリアの他の生殖形態. n, p., N.d. Web. 2017年3月3日.