Как се размножават бактериите?

Бактериите са едноклетъчни микроби и са една от най-простите форми на живот на земята. Съдържащи само една хромозома на ДНК, те нямат ядро ​​или други органели, открити в повечето еукариотни клетки. За да се репликират, бактериите се подлагат на процеса на бинарно делене, където бактериалната клетка нараства по размер, копира нейната ДНК и след това се разделя на две еднакви "дъщерни" клетки. Бактериите могат също така да разменят ДНК чрез конюгация, което им позволява да споделят черти, които преодоляват стреса в околната среда като антибиотиците.

Бактериалната клетка е изключително прост прокариот, което означава, че не съдържа ядро. Бактерията съдържа само клетъчна стена, клетъчна мембрана, цитоплазма, рибозоми и хромозома някои бактериални клетки също съдържат плазмид или извънклетъчни структури като капсула, фимбрии и флагела. За разлика от еукариотната клетка, която притежава ядро, бактерията не претърпява митоза по време на репликация, където ядрото се разделя и ДНК се разпределя в две еднакви групи. Вместо това бактериите се размножават чрез бинарно делене, процес на репликация, който копира ДНК на бактерията и разделя една клетка на две еднакви дъщерни клетки. Опростяването на репродуктивния процес на бактериите позволява на бактериите да се репликират със забележително бързи темпове. При подходящи условия една бактериална клетка може да се размножи до един милиард отделни бактерии само за 10 часа.

Двоичното делене е строго контролиран процес, който разделя бактерията равномерно на две пълни дъщери чрез използване на специфични протеини, предназначени за репликация. Бинарното делене започва с репликация на ДНК на бактерията. След като ДНК се репликира в хромозомата, хромозомата се подрежда в две репликационни вилици и след това се разделя до противоположните краища на клетката. На мястото на разделяне, близо до центъра на удължената бактерия, се сглобява машината за разделяне, най-вече протеиновият пръстен FtsZ. След като елементите за разделяне са събрани, бактерията синтезира нова клетъчна стена на мястото на разделяне, използвайки клетъчната мембрана и се разделя на две еднакви дъщерни клетки. Дъщерните клетки са клонинги, идентични по всякакъв начин с оригиналната бактерия.

Бактериите имат способността да модифицират своята генетична структура, като използват трансферала на плазмиди, малък кръгова ДНК молекула, съдържаща генетична информация, която позволява на бактерията да преодолее околната среда стрес. Плазмидите се улавят от бактерията от околната среда или се предават от бактерии на бактерии чрез процес, наречен конюгация. Това им позволява да се адаптират да живеят във враждебна среда, варираща от арктически сняг до океанското дъно. Също така им позволява да развият устойчивост на изкуствени стресове като антибиотици. Плазмидът не винаги ще се възпроизвежда по време на процеса на разделяне; от време на време те се предават само на една от дъщерните клетки. Плазмидите се репликират чрез участък от собствената си ДНК, който осигурява репликация от родителската бактериална клетка и дори може да се репликира независимо от бактерията. Една бактерия може да съдържа стотици реплицирани плазмиди.

Бактериите са изключително разнообразни и някои форми на бактерии не се репликират чрез бинарно делене. Цианобактериите Stanieria се репликират в клетъчната стена, като произвеждат десетки или дори стотици потомци, наречени беоцити. Клетъчната стена се разкъсва и всички беоцити се освобождават едновременно. В Epulopiscium се образуват две малки потомствени клетки от репликираната ДНК в по-голяма клетка майка. Когато потомството е напълно развито, майчината клетка умира, освобождавайки две цялостни бактериални клетки. Репродуктивен процес, наречен бутонизация, също е наблюдаван при някои членове на планктомицетите, но механиката на този процес все още е неизвестна.