Les bactéries sont des microbes unicellulaires et sont l'une des formes de vie les plus simples sur terre. Ne contenant qu'un seul chromosome d'ADN, ils n'ont pas de noyau ou d'autres organites trouvés dans la plupart des cellules eucaryotes. Pour se répliquer, les bactéries subissent le processus de fission binaire, où une cellule bactérienne grossit, copie son ADN, puis se divise en deux cellules « filles » identiques. Les bactéries peuvent également échanger de l'ADN par conjugaison, ce qui leur permet de partager des traits qui surmontent les stress environnementaux comme les antibiotiques.
Anatomie d'une bactérie
Une cellule bactérienne est un procaryote extrêmement simple, ce qui signifie qu'elle ne contient pas de noyau. Une bactérie ne contient qu'une paroi cellulaire, une membrane cellulaire, un cytoplasme, des ribosomes et le chromosome, bien que certaines cellules bactériennes contiennent également un plasmide ou des structures extracellulaires comme une capsule, des fimbriae et flagelles. Contrairement à une cellule eucaryote, qui possède un noyau, une bactérie ne subit pas de mitose lors de la réplication, où le noyau se divise et l'ADN est réparti en deux ensembles identiques. Au lieu de cela, les bactéries se reproduisent par fission binaire, un processus de réplication qui copie l'ADN de la bactérie et divise une seule cellule en deux cellules filles identiques. La simplification du processus de reproduction des bactéries permet aux bactéries de se répliquer à un rythme remarquablement rapide. Dans les bonnes conditions, une seule cellule bactérienne peut se répliquer en un milliard de bactéries individuelles en seulement 10 heures.
Nous allons avoir des jumeaux !
La fission binaire est un processus étroitement contrôlé qui divise une bactérie uniformément en deux filles complètes en utilisant des protéines spécifiques conçues pour la réplication. La fission binaire commence par une réplication de l'ADN de la bactérie. Une fois que l'ADN est répliqué dans le chromosome, le chromosome s'organise en deux fourches de réplication, puis se divise aux extrémités opposées de la cellule. Au site de division, près du centre de la bactérie allongée, la machinerie de division est assemblée, notamment l'anneau protéique FtsZ. Une fois les éléments de division assemblés, la bactérie synthétise une nouvelle paroi cellulaire au site de division à l'aide de la membrane cellulaire et se scinde en deux cellules filles identiques. Les cellules filles sont des clones, identiques en tous points à la bactérie d'origine.
Faire bouger les choses
Les bactéries ont la capacité de modifier leur structure génétique en utilisant le transfert de plasmides, un petit molécule d'ADN circulaire contenant des informations génétiques qui permettent à la bactérie de surmonter l'environnement stresse. Les plasmides sont soit récupérés par une bactérie dans son environnement, soit transmis de bactéries à bactéries par un processus appelé conjugaison. Cela leur permet de s'adapter pour vivre dans des environnements hostiles, allant de la neige arctique au fond de l'océan. Cela leur permet également de développer une résistance aux stress artificiels comme les antibiotiques. Un plasmide ne se répliquera pas toujours pendant le processus de division; parfois, ils sont transmis à une seule des cellules filles. Les plasmides se répliquent à travers un tronçon de leur propre ADN qui assure la réplication par la cellule bactérienne mère, et peut même se répliquer indépendamment de la bactérie. Une seule bactérie peut contenir des centaines de plasmides répliqués.
Réplication alternative
Les bactéries sont extrêmement diverses et certaines formes de bactéries ne se répliquent pas par fission binaire. La cyanobactérie Stanieria se réplique dans la paroi cellulaire, produisant des dizaines voire des centaines de descendants appelés baeocytes. La paroi cellulaire se rompt et tous les béocytes sont libérés simultanément. Dans Epulopiscium, deux petites cellules progénitures se forment à partir de l'ADN répliqué dans une cellule mère plus grande. Lorsque la progéniture est complètement développée, la cellule mère meurt, libérant deux cellules bactériennes complètes. Un processus de reproduction appelé bourgeonnement a également été observé chez certains membres des Planctomycètes, mais les mécanismes de ce processus sont encore inconnus.