علم وراثة الأحياء الدقيقة
الكائنات الحية الدقيقة التي يدرسها علم وراثة الأحياء الدقيقة > الفطريات

يمكن أن تكون الفطريات كائنات متعددة الخلايا ووحيدة الخلية، وتتميز عن الميكروبات الأخرى بالطريقة التي تحصل بها على العناصر الغذائية. تفرز الفطريات الإنزيمات في محيطها لتفكيك المادة العضوية. تستخدم الجيناتُ الفطريةُ الخميرةَ والفطريات الخيطية ككائنات نموذجية للأبحاث الجينية حقيقية النواة، بما في ذلك تنظيم دورة الخلية، وهيكل الكروماتين وتنظيم الجينات.
ساهمت الدراسات التي أجريت على فطر العصيباء المبوغة السميكة بشكل كبير في فهم كيفية عمل الجينات. المبوغة السميكة، هو نوع من عفنات الخبز الأحمر من شعبة الفطريات الزقية. يستخدم كنموذج حي لأنه سهل النمو وله دورة حياة فردية تجعل التحليل الجيني بسيطًا لأن السمات المتنحية ستظهر في النسل. يسهَّل تحليل إعادة التركيب الجيني من خلال الترتيب المنظم لمنتجات الانقسام الاختزالي في الأبواغ الزقية. تعيش المبوغة السميكة في بيئتها الطبيعية بشكل رئيسي في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية. غالبًا ما يمكن العثور عليها تنمو على مادة نباتية ميتة بعد الحرائق.
أستخدمت العصيباء المبوغة من قبل إدوارد تاتوم وجورج بيدل في تجاربهما التي فازا بها بجائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء في عام 1958. وأدت نتائج هذه التجارب مباشرة إلى فرضية جين واحد إنزيم واحد التي ترمز الجينات المحددة لبروتينات معينة. أثبت هذا المفهوم أنه المدفع الافتتاحي لما أصبح علم الوراثة الجزيئي وجميع التطورات التي تلت ذلك.
السكيراء الجعوية هي خميرة من شعبة الفطريات الزقية. أثناء النمو الخضري الذي يحدث عادة عندما تكون العناصر الغذائية وفيرة، تتكاثر السكيراء الجعوية عن طريق الانقسام المتساوي كخلايا ثنائية التصبغ. ومع ذلك، عند الجوع، تخضع هذه الخلايا للانقسام الاختزالي لتشكيل أبواغ أحادية التصبغ. يحدث التزاوج عندما تتلامس الخلايا أحادية الصيغة الصبغية من النوعين المتعاكسين MATa و MATα. مثل هذه الاتصالات متكررة بين خلايا الخميرة وثيقة الصلة في الطبيعة لسببين. الأول هو أن الخلايا من نوع التزاوج المعاكس موجودة معًا في نفس الوعاء، وهو الكيس الذي يحتوي على الخلايا التي تنتج مباشرة من خلال الانقسام الاختزالي الفردي، ويمكن لهذه الخلايا أن تتزاوج مع بعضها البعض. السبب الثاني هو أن الخلايا الفردية من نوع تزاوج واحد، عند انقسام الخلية، غالبًا ما تنتج خلايا من نوع التزاوج المعاكس. خلص تحليل لأسلاف سلالات السكيراء الجعوية الطبيعية إلى أن التهجين يحدث بشكل غير متكرر (مرة واحدة فقط كل 50000 انقسام خلية). تشير الندرة النسبية في طبيعة الأحداث الانتصافية التي تنتج عن التهجين إلى أن الفوائد المحتملة طويلة الأجل للتهجين (مثل توليد التنوع) من غير المرجح أن تكون كافية للحفاظ على الجنس بشكل عام من جيل إلى جيل. بدلاً من ذلك، قد تكون الفائدة قصيرة المدى، مثل الإصلاح التأشبي الانتصافي لأضرار الحمض النووي التي تسببها الظروف المجهدة (مثل الجوع) هي المفتاح للحفاظ على الجنس في السكيراء الجعوية.
المبيضات البيضاء، هي فطر ثنائي الصبغة ينمو على شكل خميرة وخيوط. المبيضة البيضاء هي أكثر مسببات الأمراض الفطرية شيوعًا في البشر. يسبب التهابات الغشاء المخاطي المنهكة والتهابات جهازية قد تهدد الحياة. احتفظت المبيضات البيضاء بجهاز تزاوج مفصل، ولكنه مخفي إلى حد كبير. اقترح جونسون أن استراتيجيات التزاوج قد تسمح للبكتيريا البيضاء بالبقاء على قيد الحياة في بيئة معادية لمضيف من الثدييات.
من بين 250 نوعًا معروفًا من الرشاشيات، حوالي 33 ٪ لديهم حالة جنسية محددة. من بين تلك الأنواع من الرشاشيات التي تظهر دورة جنسية، فإن الغالبية العظمى في الطبيعة متجانسة (تخصيب ذاتي). يتضمن التزاوج الذاتي في فطر الرشاشية المعششة تنشيط نفس مسارات التزاوج المميزة للجنس في الأنواع المتقاطعة، أي أن الإخصاب الذاتي لا يتجاوز المسارات المطلوبة لتهجين الجنس ولكنه يتطلب بدلاً من ذلك تنشيط هذه المسارات داخل فرد واحد. يحدث اندماج النوى أحادية الصيغة الصبغية داخل الهياكل التناسلية التي يطلق عليها اسم كليستوثيسيا، حيث يخضع الزيجوت ثنائي الصيغة الصبغية للانقسامات الانتصافية لإنتاج أبواغ زقية أحادية الصيغة الصبغية.