Bagaimana Bakteri Berkembangbiak?

Bakteri adalah mikroba bersel tunggal, dan merupakan salah satu bentuk kehidupan paling sederhana di bumi. Hanya mengandung satu kromosom DNA, mereka tidak memiliki nukleus atau organel lain yang ditemukan di sebagian besar sel eukariotik. Untuk mereplikasi, bakteri menjalani proses pembelahan biner, di mana sel bakteri tumbuh dalam ukuran, menyalin DNA-nya, dan kemudian membelah menjadi dua sel "anak" yang identik. Bakteri juga dapat menukar DNA melalui konjugasi, yang memungkinkan mereka berbagi sifat yang mengatasi tekanan lingkungan seperti antibiotik.

Sel bakteri adalah prokariota yang sangat sederhana, artinya tidak mengandung nukleus. Bakteri hanya memiliki dinding sel, membran sel, sitoplasma, ribosom, dan kromosom beberapa sel bakteri juga mengandung plasmid atau struktur ekstraseluler seperti kapsul, fimbriae dan flagela. Tidak seperti sel eukariotik, yang memiliki nukleus, bakteri tidak mengalami mitosis selama replikasi, di mana nukleus membelah dan DNA didistribusikan menjadi dua set identik. Sebaliknya, bakteri berkembang biak dengan pembelahan biner, proses replikasi yang menyalin DNA bakteri dan membagi satu sel menjadi dua sel anak yang identik. Penyederhanaan proses reproduksi bakteri memungkinkan bakteri untuk bereplikasi dengan sangat cepat. Di bawah kondisi yang tepat, satu sel bakteri dapat bereplikasi menjadi sebanyak satu miliar bakteri individu hanya dalam 10 jam.

Pembelahan biner adalah proses yang dikontrol ketat yang membagi bakteri secara merata menjadi dua anak perempuan lengkap dengan menggunakan protein khusus yang dirancang untuk replikasi. Pembelahan biner dimulai dengan replikasi DNA bakteri. Setelah DNA direplikasi di dalam kromosom, kromosom mengatur dirinya menjadi dua garpu replikasi dan kemudian membelah ke ujung sel yang berlawanan. Di lokasi pembelahan, di dekat pusat bakteri yang memanjang, mesin untuk pembelahan dirakit, terutama cincin protein FtsZ. Setelah elemen untuk pembelahan dirakit, bakteri mensintesis dinding sel baru di lokasi pembelahan menggunakan membran sel dan membelah menjadi dua sel anak yang identik. Sel anak adalah klon, identik dalam segala hal dengan bakteri aslinya.

Bakteri memiliki kemampuan untuk memodifikasi struktur genetiknya menggunakan transfer plasmid, molekul DNA sirkular yang mengandung informasi genetik yang memungkinkan bakteri mengatasi lingkungan stres. Plasmid diambil oleh bakteri dari lingkungannya, atau berpindah dari bakteri ke bakteri melalui proses yang disebut konjugasi. Ini memungkinkan mereka beradaptasi untuk hidup di lingkungan yang tidak bersahabat, mulai dari salju Arktik hingga dasar laut. Ini juga memungkinkan mereka untuk mengembangkan resistensi terhadap tekanan buatan seperti antibiotik. Plasmid tidak akan selalu bereplikasi selama proses pembelahan; kadang-kadang mereka diteruskan ke hanya salah satu sel anak. Plasmid mereplikasi melalui bentangan DNA mereka sendiri yang memastikan replikasi oleh sel bakteri induk, dan bahkan dapat mereplikasi secara independen dari bakteri. Satu bakteri dapat mengandung ratusan plasmid yang direplikasi.

Bakteri sangat beragam, dan beberapa bentuk bakteri tidak bereplikasi melalui pembelahan biner. Cyanobacteria Stanieria bereplikasi di dalam dinding sel, menghasilkan lusinan atau bahkan ratusan keturunan yang disebut baeosit. Dinding sel pecah, dan semua baeosit dilepaskan secara bersamaan. Dalam Epulopiscium, dua sel keturunan kecil terbentuk dari DNA yang direplikasi dalam sel induk yang lebih besar. Ketika keturunannya berkembang penuh, sel induk mati, melepaskan dua sel bakteri lengkap. Proses reproduksi yang disebut tunas juga telah diamati pada beberapa anggota Planctomycetes, tetapi mekanisme proses ini masih belum diketahui.