Scissione binaria e divisione della cellula batterica

Divisione della cellula batterica

Crescita cellulare e scissione binaria

La crescita cellulare e la scissione binaria rappresentano la riproduzione asessuata nei batteri, un meccanismo non verticale come avviene per la riproduzione sessuata. La crescita è definita come l'aumento del numero di cellule. Il processo di crescita di una cellula batterica prevede circa 2000 reazioni biochimiche di diverso tipo, tra cui: trasformazione dell'energia, biosintesi di piccole molecole, polimerizzazioni, cofattori e coenzimi.

Tempo di generazione: si riferisce all'intervallo di tempo impiegato dalla cellula per dividersi o dalla popolazione per raddoppiarsi. Esistono tempi diversi di replicazione per i diversi batteri. Minore è il tempo di replicazione, minori sono le esigenze. Queste sono le condizioni ottimali per i diversi tipi di batterio.

Curva di crescita batterica

L'andamento in un sistema chiuso è sempre lo stesso. Aumentano i tempi ma per i diversi tipi di batteri.

Scissione binaria

Durante la divisione della cellula batterica, nel punto di divisione la cellula si separa. I mesosomi agganciano i cromosomi e assicurano che ogni cellula figlia abbia un solo cromosoma. La membrana, essendo un fluido, si può strozzare, si estroflette e si chiude mentre la parete, che è rigida (fatta di peptidoglicano), viene rigenerata. La strozzatura avviene nel mezzo perché le nuove cellule avranno la stessa dimensione; altrimenti, se una è più piccola, non può contenere tutto il genoma.

La divisione nei batteri gram-negativi comporta la crescita interna di uno strato che delimita il citoplasma sotto forma di un setto. La formazione del setto richiede una regolazione: temporale e spaziale. La regolazione temporale fa in modo che la divisione avvenga sempre dopo la duplicazione del DNA (un blocco nella sintesi del DNA non sarà seguito dalla divisione). Un ruolo importante è svolto dalla proteina SuIA (sistema SOS) che inibisce in modo selettivo la principale proteina responsabile della formazione del setto (FtsZ). Altri fattori che attivano la formazione del setto devono ancora essere individuati.

Regolazione spaziale della divisione di E. coli

In E. coli, come in altri batteri di forma bastoncellare, il setto si localizza esattamente nella posizione centrale della cellula. Come viene scelta la corretta posizione del setto? Si ritiene che siano due i fattori coinvolti nel corretto posizionamento del setto:

• Occlusione del nucleoide: Il nucleoide esercita un effetto negativo sul posizionamento del setto. In una regione occupata dal nucleoide non si formerà mai il setto. Il volume cellulare è occupato dal nucleoide, quindi non ci sono siti liberi per la formazione del setto. In seguito alla segregazione del DNA, la regione mediana rimane libera dal nucleoide, permettendo la formazione del setto. Non è richiesta la completa separazione dei nucleoidi ma è sufficiente una diminuzione della concentrazione del DNA.
• Sistema Min: Le proteine FtsZ e il piano di divisione (...testo tagliato...)