انواع تولید مثل مخمر و چرخه سلولی

همانطور که گفته شد، مخمرها قارچ های تک سلولی هستند که به دو صورت غیر جنسی (از طریق جوانه زدن) و جنسی تولید مثل می کنند. در تولید مثل غیرجنسی، سلولهای مخمر رشد میکنند و با جوانه زدن تقسیم میشوند. اندامکهای سلولی مانند میتوکندری و برخی پروتئین های سلولی در جوانه در حال رشد، تقسیم میشوند. سرانجام، با انجام تقسیم میتوز، هسته دیگری ایجاد میشود و هنگامی که جوانه به اندازه کافی رسید، سلول دختری جدید آزاد میشود و خراشی در سطح سلول مادر باقی میماند. در تولید مثل غیر جنسی )جوانه زدن( ، سلول های یکسان از لحاظ ژنتیکی ایجاد می شوند.

مخمر در چرخه زندگی خود فازهای دیپلوئید (سلولی که در هسته آن، دو مجموعه کروموزومی دیده می شود) و هاپلوئید (سلولی که در هسته آن، یک مجموعه کروموزومی دیده می شود) دارد و بررسی ژنتیکی را بسیار ساده میکند. بیشتر مخمرهایی که در محیط یافت میشوند، دیپلوئید و دارای دو نسخه از ژنوم هستند. در شرایط نامناسب محیطی، مخمر میتواند تقسیم میوز انجام داده و چهار اسپور هاپلوئید ایجاد کند که آسکوپور نامیده میشوند و در یک آسکوس قرار دارد. اسپورها برای یافتن محیط جدید با مواد مغذی بیشتر آزاد میشوند و اگر محیط بهتری پیدا کنند، جوانه میزنند. در آزمایشگاه، سلولهای هاپلوئید را میتوان جدا کرد و به طور جداگانه رشد داد، اما در طبیعت، سلولهای هاپلوئید به سرعت با دیگری ترکیب میشوند و دوباره سلول های دیپلوئید تشکیل میشوند (شکل 24). این چرخه زندگی اجازه میدهد تا ژنهای جداگانه در هنگام تفکیک و الگوهای وراثتی مورد بررسی قرار گیرند، همانند نخودفرنگی مندل. با این حال، چرخه عمر کوتاهتر مخمر اجازه میدهد در زمان کمتری تعداد بیشتری بررسی شود.

همانطور که میوز باعث ایجاد گامتهای هاپلوئید نر و ماده در انسان میشود، میوز در مخمر نیز سلولهای هاپلوئیدی از دو نوع مختلف ایجاد میکند. از آنجا که آنها از نظر ساختاری یکسان هستند و نر و ماده نیستند، این دو نوع مخمر a و α نامیده میشوند. همجوشی ممکن است فقط بین انواع مختلف اتفاق بیفتد. یعنی فقط یک سلول a و α میتواند ادغام شود و یک دیپلوئید تشکیل دهد. هر نوع جفت گیری، یک فرمون جفتگیری متمایزی ( pheromone ( (یک عامل شیمیایی ترشحشده یا دفع شده از موجود است که موجب پاسخ اجتماعی در اعضای یک گونه میگردد) را بیان میکند که به گیرندههای جفت گیری نوع مخالف متصل میشود. فرمونها در محیط ترشح میشوند. به عنوان مثال، وقتی سلول a با فرمون α روبرو میشود، یک گیرنده سطح سلول، گیرنده α ، به فرمون α متصل میشود و مخمر را برای همجوشی آماده میکند. برعکس، وقتی سلولهای α با فرمون a برخورد میکنند، یک گیرنده در سطح سلول به فرمون متصل میشود و سلول را برای جفت شدن آماده میکند. سپس دو سلول با هم ترکیب میشوند و دو ژنوم مختلف را در یکی ترکیب میکنند. تبادل ژن در حین جفت گیری برای تکامل مهم است، زیرا ترکیبات ژنتیکی جدیدی را تشکیل میدهد که ممکن است در محیطهای مختلف دارای مزیت باشد.