Bakterije su jednostanični mikrobi i jedan su od najjednostavnijih oblika života na zemlji. Sadrže samo jedan kromosom DNA, nedostaje im jezgra ili drugi organeli koji se nalaze u većini eukariotskih stanica. Da bi se replicirale, bakterije prolaze kroz proces binarne fisije, gdje bakterijska stanica raste u veličini, kopira svoju DNK, a zatim se dijeli na dvije identične "kćerke" stanice. Bakterije također mogu zamijeniti DNA konjugacijom, što im omogućuje dijeljenje osobina koje prevladavaju stres iz okoliša poput antibiotika.
Anatomija bakterija
Stanica bakterija izuzetno je jednostavan prokariot, što znači da ne sadrži jezgru. Bakterija sadrži samo staničnu stijenku, staničnu membranu, citoplazmu, ribosome i kromosom neke stanice bakterija također sadrže plazmid ili izvanstanične strukture poput kapsule, fimbrije i bičevi. Za razliku od eukariotske stanice koja posjeduje jezgru, bakterija ne prolazi mitozu tijekom replikacije, gdje se jezgra dijeli i DNA se raspoređuje u dva identična skupa. Umjesto toga, bakterije se razmnožavaju binarnom cijepanjem, postupkom replikacije koji kopira DNA bakterije i dijeli jednu stanicu na dvije identične stanice kćeri. Pojednostavljenje reproduktivnog procesa bakterija omogućava bakterijama da se umnožavaju vrlo brzim tempom. Pod pravim uvjetima, jedna bakterijska stanica može se umnožiti u čak milijardu pojedinačnih bakterija u samo 10 sati.
Imamo blizance!
Binarna fisija strogo je kontroliran proces koji ravnomjerno cijepa bakteriju na dvije cjelovite kćeri pomoću specifičnih proteina namijenjenih replikaciji. Binarna fisija započinje replikacijom DNA bakterije. Jednom kad se DNA replicira unutar kromosoma, kromosom se rasporedi u dvije replikacijske vilice, a zatim razdvaja na suprotne krajeve stanice. Na mjestu podjele, blizu središta izdužene bakterije, sastavljeni su strojevi za podjelu, ponajviše proteinski prsten FtsZ. Jednom kad se sastave elementi za diobu, bakterija sintetizira novu staničnu stijenku na mjestu diobe koristeći staničnu membranu i razdvaja se na dvije identične stanice kćeri. Kćerke stanice su klonovi, u svakom pogledu identični izvornoj bakteriji.
Stresanje stvari
Bakterije imaju sposobnost modificiranja svoje genetske strukture pomoću prijenosnika plazmida, malog kružna molekula DNA koja sadrži genetske informacije koje omogućuju bakteriji da prevlada okoliš naprezanja. Plazmide bakterija pokupi iz svog okruženja ili ih prenese iz bakterije u bakteriju postupkom koji se naziva konjugacija. To im omogućuje prilagodbu na život u neprijateljskim okruženjima, od arktičkog snijega do dna oceana. Također im omogućuje da razviju otpornost na umjetne stresove poput antibiotika. Plazmid se neće uvijek replicirati tijekom postupka dijeljenja; povremeno se prenose samo u jednu od stanica kćeri. Plazmidi se repliciraju kroz dio vlastite DNA koji osigurava replikaciju od strane matične bakterijske stanice, a mogu se čak i replicirati neovisno od bakterije. Jedna bakterija može sadržavati stotine repliciranih plazmida.
Alternativna replikacija
Bakterije su izuzetno raznolike, a neki se oblici bakterija ne repliciraju binarnom cijepanjem. Cijanobakterija Stanieria replicira se unutar staničnog zida, stvarajući desetke ili čak stotine potomaka zvanih baeociti. Stanični zid pukne, a svi se baociti istodobno oslobađaju. U Epulopiscijumu se iz replicirane DNA unutar veće matične stanice stvaraju dvije male potomstvene stanice. Kad se potomstvo u potpunosti razvije, matična stanica umire oslobađajući dvije cjelovite stanice bakterija. Reproduktivni proces nazvan pupanjem također je primijećen kod nekih članova Planctomycetesa, ali mehanika tog procesa još uvijek nije poznata.