Bakterier er encellede mikrober og er en af de enkleste former for liv på jorden. Indeholder kun et enkelt kromosom af DNA mangler de en kerne eller andre organeller, der findes i de fleste eukaryote celler. For at replikere gennemgår bakterier binær fission, hvor en bakteriecelle vokser i størrelse, kopierer dens DNA og derefter opdeles i to identiske "datter" -celler. Bakterier kan også bytte DNA gennem konjugering, hvilket giver dem mulighed for at dele træk, der overvinder miljøbelastninger som antibiotika.
En bakteries anatomi
En bakteriecelle er en meget enkel prokaryot, hvilket betyder, at den ikke indeholder en kerne. En bakterie indeholder kun en cellevæg, cellemembran, cytoplasma, ribosomer og kromosom, selvom nogle bakterieceller indeholder også et plasmid eller ekstracellulære strukturer som en kapsel, fimbriae og flagella. I modsætning til en eukaryot celle, som har en kerne, gennemgår en bakterie ikke mitose under replikation, hvor kernen deler sig, og DNA fordeles i to identiske sæt. I stedet reproducerer bakterier sig ved binær fission, en replikationsproces, der kopierer bakteriens DNA og deler en enkelt celle i to identiske datterceller. Forenklingen af bakteriers reproduktive proces gør det muligt for bakterier at replikere i et bemærkelsesværdigt hurtigt tempo. Under de rigtige forhold kan en enkelt bakteriecelle replikere i så mange som en milliard individuelle bakterier på bare 10 timer.
Vi får tvillinger!
Binær fission er en tæt kontrolleret proces, der opdeler en bakterie jævnt i to komplette datter ved hjælp af specifikke proteiner designet til replikation. Binær fission starter med en replikation af bakteriens DNA. Når DNA'et er replikeret inden i kromosomet, arrangerer kromosomet sig i to replikationsgafler og splittes derefter i modsatte ender af cellen. På delingsstedet tæt på centrum af den aflange bakterie samles delingsmaskineriet, især proteinringen FtsZ. Når elementerne til deling er samlet, syntetiserer bakterien en ny cellevæg ved delingsstedet ved hjælp af cellemembranen og deler sig i to identiske datterceller. Dattercellerne er kloner, der på alle måder er identiske med den oprindelige bakterie.
Ryster ting op
Bakterier har evnen til at ændre deres genetiske struktur ved hjælp af overførsel af plasmider, en lille cirkulært DNA-molekyle, der indeholder genetisk information, der gør det muligt for bakterien at overvinde miljøet understreger. Plasmider optages enten af en bakterie fra sit miljø eller overføres fra bakterier til bakterier gennem en proces kaldet konjugering. Dette giver dem mulighed for at tilpasse sig til at leve i fjendtlige miljøer, der spænder fra arktisk sne til havbunden. Det giver dem også mulighed for at udvikle resistens over for kunstige belastninger som antibiotika. Et plasmid replikerer ikke altid under delingsprocessen; lejlighedsvis overføres de kun til en af dattercellerne. Plasmider replikerer gennem en strækning af deres eget DNA, der sikrer replikation af moderbakteriecellen og kan endda replikere uafhængigt af bakterien. En enkelt bakterie kan indeholde hundreder af replikerede plasmider.
Alternativ replikering
Bakterier er meget forskellige, og nogle former for bakterier replikerer ikke ved binær fission. Cyanobakterierne Stanieria replikerer inden i cellevæggen og producerer snesevis eller endda hundreder af afkom kaldet baeocytter. Cellevæggen brister, og alle baeocytter frigives samtidigt. I Epulopiscium dannes to små afkomceller fra det replikerede DNA inden i en større modercelle. Når afkom er fuldt udviklet, dør modercellen og frigiver to komplette bakterieceller. En reproduktiv proces kaldet spirende er også blevet observeret hos nogle medlemmer af Planctomycetes, men mekanikken i denne proces er stadig ukendt.