Bakteerit ovat yksisoluisia mikrobeja, ja ne ovat yksi yksinkertaisimmista elämänmuodoista maan päällä. Niissä on vain yksi kromosomi DNA: ta, niiltä puuttuu ydin tai muut organellit, joita löytyy useimmista eukaryoottisoluista. Replikoitumiseen bakteerit läpikäyvät binaarifissioprosessin, jossa bakteerisolu kasvaa kooltaan, kopioi sen DNA: n ja jakautuu sitten kahteen identtiseen "tytärsoluun". Bakteerit voivat myös vaihtaa DNA: ta konjugaation avulla, mikä antaa heille mahdollisuuden jakaa piirteitä, jotka voittavat ympäristöstressit, kuten antibiootit.
Bakteerin anatomia
Bakteerisolu on erittäin yksinkertainen prokaryootti, eli se ei sisällä ydintä. Bakteeri sisältää vain soluseinän, solukalvon, sytoplasman, ribosomit ja kromosomin jotkut bakteerisolut sisältävät myös plasmidia tai solunulkoisia rakenteita, kuten kapseli, fimbriae ja lippu. Toisin kuin eukaryoottisolu, jolla on ydin, bakteereille ei tapahdu mitoosia replikaation aikana, jolloin ydin jakautuu ja DNA jakautuu kahteen identtiseen sarjaan. Sen sijaan bakteerit lisääntyvät binaarifissiolla, replikaatioprosessilla, joka kopioi bakteerien DNA: n ja jakaa yhden solun kahteen identtiseen tytärsoluun. Bakteerien lisääntymisprosessin yksinkertaistaminen antaa bakteerien lisääntyä huomattavan nopeasti. Oikeissa olosuhteissa yksi bakteerisolu voi replikoitua jopa miljardiksi yksittäiseksi bakteeriksi vain 10 tunnissa.
Meillä on kaksoset!
Binaarifissio on tiukasti kontrolloitu prosessi, joka jakaa bakteerit tasaisesti kahteen täydelliseen tytäryn käyttämällä erityisiä replikaatioon suunniteltuja proteiineja. Binaarifissio alkaa bakteerin DNA: n replikaatiosta. Kun DNA on replikoitunut kromosomissa, kromosomi järjestyy itsensä kahteen replikaatiohaarukkaan ja jakautuu sitten solun vastakkaisiin päihin. Jakautumiskohdassa, lähellä pitkänomaisen bakteerin keskustaa, jakautumisen koneisto on koottu, erityisesti proteiinirengas FtsZ. Kun jakoelementit on koottu, bakteeri syntetisoi uuden soluseinän jakautumiskohdassa solukalvon avulla ja jakautuu kahdeksi identtiseksi tytärsoluksi. Tytärsolut ovat klooneja, identtisiä kaikin tavoin alkuperäisen bakteerin kanssa.
Ravistamalla asioita
Bakteereilla on kyky muuttaa geneettistä rakennettaan käyttämällä pieniä plasmidien siirtoja pyöreä DNA-molekyyli, joka sisältää geneettistä tietoa, jonka avulla bakteeri voi voittaa ympäristön korostaa. Bakteeri joko poimii plasmidit ympäristöstään tai kuljettaa bakteereista bakteereihin konjugaatioprosessin kautta. Tämä antaa heille mahdollisuuden sopeutua elämään vihamielisissä olosuhteissa arktisesta lumesta merenpohjaan. Se antaa heille myös mahdollisuuden kehittää vastustuskykyä keinotekoisille rasituksille, kuten antibiooteille. Plasmidi ei aina replikoidu jakoprosessin aikana; joskus ne siirretään vain yhteen tytärsoluista. Plasmidit replikoituvat oman DNA: nsa läpi, joka varmistaa replikaation perusbakteerisolulla ja voivat jopa replikoitua bakteerista riippumatta. Yksi bakteeri voi sisältää satoja replikoituneita plasmideja.
Vaihtoehtoinen replikointi
Bakteerit ovat erittäin erilaisia, ja jotkut bakteerimuodot eivät replikoidu binäärisen fissioinnin kautta. Stanieria-syanobakteerit replikoituvat soluseinässä ja tuottavat kymmeniä tai jopa satoja jälkeläisiä, joita kutsutaan baeosyyteiksi. Soluseinä repeytyy ja kaikki baososyytit vapautuvat samanaikaisesti. Epulopisciumissa kaksi pientä jälkeläissolua muodostuu replikoidusta DNA: sta suuremmassa emosolussa. Kun jälkeläiset ovat täysin kehittyneet, emosolu kuolee ja vapauttaa kaksi täydellistä bakteerisolua. Joillakin Planctomycetes -jäsenillä on havaittu myös lisääntymisprosessia, jota kutsutaan orastavaksi, mutta tämän prosessin mekaniikkaa ei vielä tunneta.