การสืบพันธุ์ของเชื้อราและการสร้างสปอร์
เชื้อราสืบพันธุ์ได้ทั้งแบบไม่อาศัยเพศและอาศัยเพศ และในกรณีส่วนใหญ่ ผลผลิตของการสืบพันธุ์คือสปอร์: ซึ่งโดยทั่วไปเป็นเซลล์เดียว สามารถแพร่กระจายได้ และสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยและงอกเป็นสิ่งมีชีวิตใหม่ได้ การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (เช่น การแตกหน่อในยีสต์และการสร้างโคนิเดียในรา) ช่วยขยายพันธุ์โคลนได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกี่ยวข้องกับการผสมพันธุ์ระหว่างคู่ที่เข้ากันได้ การรวมตัวของนิวเคลียส และการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส ซึ่งก่อให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรม สปอร์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการแพร่กระจายของเชื้อรา รวมถึงโคนิเดียที่ลอยในอากาศซึ่งเป็นสาเหตุของการติดเชื้อในมนุษย์หลายชนิด
Definition
การสืบพันธุ์ของเชื้อราและการสร้างสปอร์ หมายถึง กระบวนการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและอาศัยเพศที่เชื้อราใช้ในการขยายพันธุ์ และการผลิตสปอร์: ซึ่งเป็นหน่วยแพร่กระจายที่มักทนทานต่อความเครียด ซึ่งสร้างขึ้นผ่านการแตกหน่อ การสร้างโคนิเดีย หรือวัฏจักรทางเพศที่เกี่ยวข้องกับการผสมพันธุ์ การรวมตัวของนิวเคลียส และการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมรูปแบบการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและอาศัยเพศของเชื้อรา เหตุการณ์ระดับเซลล์ของการผสมพันธุ์และการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส ชนิดของสปอร์หลักและการก่อตัวของสปอร์เหล่านั้น รวมถึงบทบาททางชีวภาพของสปอร์ในการแพร่กระจายและการอยู่รอด หัวข้อนี้ถือว่าการสืบพันธุ์เป็นชีววิทยาอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับวิทยาเชื้อราทางการแพทย์ และไม่ใช่แนวทางในการจัดการโรคเชื้อรา
Core questions
- เชื้อราสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศได้อย่างไร และแตกต่างจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศอย่างไร?
- เหตุการณ์ระดับเซลล์ใดบ้างที่เกิดขึ้นระหว่างการผสมพันธุ์และการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสของเชื้อรา?
- สปอร์หลักมีกี่ประเภทและก่อตัวขึ้นได้อย่างไร?
- เหตุใดสปอร์จึงมีความสำคัญต่อการแพร่กระจายของเชื้อราและการติดเชื้อ?
Key concepts
- การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (การแตกหน่อ, การสร้างโคนิเดีย)
- การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและชนิดของการผสมพันธุ์
- พลาสโมแกมี, คาริโอแกมี, และไมโอซิส
- โคนิเดีย
- แอสโคสปอร์และบาซิดิโอสปอร์
- สปอร์แรงจิโอสปอร์
- การแพร่กระจายและการพักตัวของสปอร์
- การงอก
Mechanisms
การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศสร้างลูกหลานที่มีพันธุกรรมเหมือนกันโดยไม่มีการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส: โดยทั่วไปยีสต์จะแตกหน่อ ในขณะที่ราเส้นใยจะสร้างโคนิเดียจากโครงสร้างพิเศษ ซึ่งช่วยให้เกิดการแพร่กระจายของโคลนได้อย่างรวดเร็ว การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเริ่มต้นขึ้นเมื่อคู่ผสมพันธุ์ที่เข้ากันได้ ซึ่งกำหนดโดยตำแหน่งของยีนควบคุมการผสมพันธุ์ รวมไซโทพลาสซึมเข้าด้วยกัน (พลาสโมแกมี); นิวเคลียสของพวกมันอาจยังคงจับคู่กันก่อนที่จะรวมตัวกัน (คาริโอแกมี) หลังจากนั้นการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสจะสร้างสปอร์ทางเพศที่เกิดจากการรวมกันของสารพันธุกรรม เช่น แอสโคสปอร์ (ในแอสโคไมซีท) หรือบาซิดิโอสปอร์ (ในบาซิดิโอไมซีท) สปอร์ ไม่ว่าจะเป็นแบบไม่อาศัยเพศหรืออาศัยเพศ มักมีขนาดเล็ก ทนทาน และแพร่กระจายได้ง่ายโดยลม น้ำ หรือพาหะ และจะอยู่ในสภาพพักตัวจนกว่าสัญญาณจากสิ่งแวดล้อมจะกระตุ้นให้เกิดการงอกและการเจริญเติบโตใหม่
Clinical relevance
การติดเชื้อราในมนุษย์หลายชนิดเริ่มต้นด้วยการสูดดมหรือการตกตะกอนของสปอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโคนิเดียที่ลอยในอากาศของรา เช่น Aspergillus ซึ่งทำให้ชีววิทยาของสปอร์มีความเกี่ยวข้องกับวิธีที่การสัมผัสเชื้อนำไปสู่โรค วัฏจักรทางเพศยังก่อให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรมที่อาจส่งผลต่อความรุนแรงของโรคและการดื้อยา ข้อมูลนี้อธิบายชีววิทยาการสืบพันธุ์เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงและไม่ได้ให้คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษา
Evidence & guidelines
คำอธิบายในที่นี้อ้างอิงจากการทบทวนวรรณกรรมปัจจุบันเกี่ยวกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศของเชื้อรา และจากตำราเรียนวิทยาเชื้อรามาตรฐาน; โดยนำเสนอข้อตกลงเชิงกลไกและเชิงพรรณนามากกว่าหลักฐานจากการทดลองทางคลินิก
History
วิทยาเชื้อราแบบดั้งเดิมจำแนกเชื้อราส่วนใหญ่ตามโครงสร้างที่สร้างสปอร์ทางเพศ โดยแยกแอสโคไมซีท บาซิดิโอไมซีท และกลุ่มอื่นๆ การรับรู้ถึงชนิดของการผสมพันธุ์และลำดับของเหตุการณ์ระดับเซลล์ของพลาสโมแกมี คาริโอแกมี และไมโอซิส ได้ชี้แจงวัฏจักรทางเพศ ในขณะที่พันธุศาสตร์โมเลกุลในภายหลังได้เปิดเผยการสืบพันธุ์แบบซ่อนเร้นและแบบเพศเดียวในเชื้อราที่เคยคิดว่าเป็นแบบไม่อาศัยเพศอย่างสมบูรณ์ ซึ่งเป็นการปรับเปลี่ยนความเข้าใจเกี่ยวกับวิธีที่ความหลากหลายของเชื้อราและลักษณะการก่อโรคเกิดขึ้น
Key figures
- Joseph Heitman
- Constantine John Alexopoulos
Related topics
Seminal works
- ni-2011
- alexopoulos-1996
Frequently asked questions
- สปอร์ของเชื้อราคืออะไร?
- สปอร์คือหน่วยแพร่กระจายที่โดยทั่วไปเป็นเซลล์เดียว ซึ่งผลิตโดยเชื้อรา มักทนทานต่อความเครียด และสามารถอยู่รอดได้ในสิ่งแวดล้อมและงอกเพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ได้
- เชื้อราทุกชนิดสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศหรือไม่?
- ไม่ เชื้อราหลายชนิดสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยการแตกหน่อหรือการสร้างโคนิเดีย และบางชนิดเคยถูกคิดว่าไม่มีวัฏจักรทางเพศมานานแล้ว ในกรณีที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ จะเกี่ยวข้องกับการผสมพันธุ์ระหว่างคู่ที่เข้ากันได้ตามด้วยการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส ซึ่งก่อให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรม