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La Esporulación: Su proceso y organismos donde se desarrolla

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La esporulación es uno de los tipos de reproducción asexual, en donde no se requiere de un género opuesto o gameto complementario para que pueda multiplicarse. Llega a ocurrir por el proceso de mitosporas. Allí, el núcleo se divide en muchos fragmentos y parte de citoplasma rodea el nuevo núcleo creando esporas.

¿Qué es la esporulación?

Es el proceso mediante el cual se reproducen una gran cantidad de esporas en un determinado sistema biológico. Básicamente, a esta estructura especial productora de espora, se le conoce como esporangio. Siendo en el caso de hongos y plantas el medio de reproducción. A diferencia de las bacterias que se tratan de un mecanismo de supervivencia.

Es interesante que, la esporulación no se trata de una etapa del ciclo de vida de una célula, sino todo lo contrario, es una interrupción. Donde cada una de las formas latentes se les da por nombre endosporas, heterocistos o quistes. Todo depende del método de formación que se lleve a cabo.

¿Qué son las esporas?

Son células microscópicas de reproducción en las plantas y en otros animales actúan como formas latentes. Están compuestas por un núcleo y citoplasma dentro de una cubierta protectora. Se encuentran presente en los:

  • Esporas de hongos. La naturaleza de los hongos puede ser asexual o sexual, para poder llegar a crear nuevos filamentos. Siendo ellos mismos su medio de propagación, una especie común son los hongos filamentosos.
  • Esporas bacterianas. En las bacterias actúan como una capa protectora, que hace resistencia a los ataques de agentes físicos o químicos para desinfección o esterilización. Tiene la facultad de sobrevivir durante largo períodos, aunque no se encuentre en su habitad.
  • Esporas en plantas. Son plantas de origen primitivo, aquellas que pertenecen al grupo de criptógamas. Tales como, los helechos y musgos.

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Etapas de la esporulación

El proceso progresivo de la esporulación consta de las siguientes etapas:

Condiciones normales

Es el momento en el que la célula se encuentra en su normal forma vegetativa.

Formación de filamentos axiales

El cromosoma inicia replicándose y llega a extenderse para formar el filamento axial, a su vez estos filamentos axiales de material genético, se encuentran unidos a la membrana citoplásmatica a través de la mesosoma. Siendo el momento en el que la célula se alarga y activa su reserva alimenticia para formar la espora.

Formación de la pre espora

Se puede observar la división celular asimétrica, en forma de tabique de membrana celular, a un extremo que contiene una pequeña porción de ADN. Se llama pre espora ya que es la primera versión de ella.

Envolvimiento de la pre-espora

La pre espora es cubierta por la membrana de la célula madre que crece a su alrededor, en esta etapa la espora prematura cuenta ya con dos capas de membrana.

Síntesis de exosporium

Se inicia la síntesis exosporium después de que el cromosoma de la célula madre llega a desintegrarse. Luego la pre espora forma una cubierta primordial entre cada una de las dos membranas que la rodean, de esta forma la célula se deshidrata.

Síntesis peptidoglicano

Se le llama peptidoglicano a la corteza que produce la pre espora entre la membrana original y la membrana de la célula madre.

Síntesis de ácidos solubles de la espora

El ácido dipicolínico se condensa de manera que pueda incorporar iones de calcio para poder formar dipicolonato de calcio. Con el propósito de promover la deshidratación del citoplasma y formar una capa de revestimiento.

Lisis y liberación de endospora

Se expulsa la espora ya madura desde la célula madre, la endospora tiene la particularidad de ser una estructura biológica de resistencia que puede permanecer inactiva por años. En condiciones favorables cada endospora puede germinar para crear una célula vegetativa.

Esporulación en bacteria

Se desarrollan en condiciones poco favorable como falta de nutrientes, radiación, exceso de calor o por desecación. Las bacterias llegan a formar esporas para la supervivencia en condiciones adversas ya que actúan como cápsulas donde se concentra el citoplasma y el contenido genético envueltos en varias capas protectoras.

Proceso de esporulación en bacterias

Tiene algunas semejanzas a la de los hongos, aunque no completamente igual, inicia de la siguiente manera:

  1. Se duplica el ADN y se forma el septo de la espora, que al mismo tiempo aísla el material genético junto a una parte del citoplasma.
  2. Luego la membrana plasmática comienza a rodear el ADN, el citoplasma y la membrana aislada.
  3. El septo de la espora recubre la porción aislada y llega a formarse la forespora.
  4. Por último se forma la capa de péptido glicano y la espora se cubre y luego se libera la endospora.

Diferentes esporas bacterianas

Los géneros de bacterias que forman esporas son: Bacillus, Clostridium y Sporolactobacillus.

  • Genero bacillus: Las esporas tienen forma ovalada y se caracterizan por ser una de las más resistentes. Un ejemplo de ella es la responsable del Ántrax llamada bacillus anthracis.
  • Genero clostridium: Pueden distinguirse fácilmente del resto ya que su forma es alargada y no ovalada como se tiene por costumbre. Un ejemplo de ellas son Tetani que es el causante del tétano.
  • Genero sporalactobacillus: Son esporas totalmente redondeadas.

Esporulación de Hongos

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Esporulación en los hongos

Este tipo de esporulación al igual que otras también se lleva a cabo por etapas.

  1. Mitosis: a través de ella se llega a duplicar el material genético ADN por igual.
  2. Formación del septo: También conocido como pared de la espora ya que divide completamente y pocos casos de forma incompleta la cavidad en una estructura más pequeña.
  3. Membrana plasmática: Esta comienza a bordear el citoplasma, ADN y la membrana aislada, que está siendo rodeada por el septo. Llegando a formar un organismo rico en diplicolinato de calcio.
  4. Liberación: La espora se envuelve de una cubierta de resistencia, para dar lugar a la liberación de la endospora de la célula a través de la lisis celular.

La espora sufre ciertos cambios químicos y físicos durante el proceso de esporulación a las que se le da por nombre transformaciones morfológicas en la espora. Primeramente se fragmenta el núcleo de la célula madre, para crear membranas plasmáticas nuevas y otras estructuras alrededor de cada una parte nuclear.

Esporulación de plantas

En las plantas varían los métodos de reproducción, sus hijos pueden ser creados por reproducción asexual o por reproducción sexual. Por lo que algunas de ellas cuentan con la capacidad de reproducirse por esporulación, en donde cuentan con ciertas partes que encargan del proceso de formación de las esporas. A estas zonas se les da el nombre de esporangios y se alojan en el envés de la hoja, su función principal es producir esporas.

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La esporulación en las plantas

Genes y proteínas en la esporulación

En el proceso de la esporulación participan activamente tanto los genes como las proteínas.

Genes

La cantidad de 113 genes están involucrados en este proceso. Estos se clasifican de acuerdo a la fase de esporulación, y para diferenciarlos se les identifica con una letra como O, I, II, entre otros. Los factores que regulan la expresión de los genes se pueden encontrar los factores sigma que inician la transcripción en procariontes. Facilitan que se produzca la unión especifica de la ARN poimerasa a un promotor de un gen.

Para que luego un sensor genere el cambio que inicia con una cascada de señales. Siendo esto posible ya que está localizado al nivel de la membrana, es decir, al nivel citoplasmático. También, llega a generar interacción en determinadas secuencias de ADN para dar espacio a la respuesta que le corresponde al medio ambiente.

Proteínas

En específico las proteínas que intervienen en el proceso de esporulación son las siguientes:

  • FtsZ. Tiene como función llegar a polimerizar y crear un anillo en el centro de la célula, en el momento que se está llevando a cabo la división celular. Adicional a ello durante la fase 2, las células originas dos anillos en cada polo para dar paso a la formación del septo asimétrico.
  • SpoOJ. Esta proteína tiene la capacidad de reconocer el origen de la replicación OriC en la célula vegetativa, que llega a unificar los polos de la célicula.
  • Remodeling and Anchorinin of Chromosome A. Su papel es fundamental en la creación del filamento en medio del proceso de la esporulación.
  • DivIVA. Se le da el nombre de la proteína del anclaje ya que en los poros de la baxteria, llega a unir sea indirectamente o de forma directa al RacA y a la proteína SpoOj.
  • SpollE. Su objetivo es trasladar la réplica exacta del ADN en la forespora para que pueda formarse el septo.

El proceso de esporulación se considera lento, ya que puede demorar hasta tres días. Tiempo donde las células mueren al servir de alimento a las otras células, para así poder completar el proceso de forma exitosa. Con el objetivo de formar cuerpos fructíferos se utilizan diferentes factores dependiendo del tipo de organismo y la especie en que se lleve a cabo este método.

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