როგორ ხდება ბაქტერიების გამრავლება?

ბაქტერიები ერთუჯრედიანი მიკრობებია და დედამიწაზე ცხოვრების ერთ-ერთი უმარტივესი ფორმაა. შეიცავს მხოლოდ დნმ-ის ერთ ქრომოსომას, მათ არ გააჩნიათ ბირთვი ან სხვა ორგანულები, რომლებიც გვხვდება უმეტეს ეუკარიოტულ უჯრედებში. გამრავლების მიზნით, ბაქტერიები გადიან ორობითი განხეთქილების პროცესს, სადაც ბაქტერიული უჯრედის ზომა იზრდება, ასლის მის დნმ-ს და შემდეგ იყოფა ორ ერთნაირ "ქალიშვილ" უჯრედად. ბაქტერიას ასევე შეუძლია შეცვალოს დნმ კონიუგირების საშუალებით, რაც მათ საშუალებას აძლევს გაიზიარონ თვისებები, რომლებიც ანტიბიოტიკების მსგავსად გადალახავს გარემოს სტრესებს.

ბაქტერიული უჯრედი ძალიან მარტივი პროკარიოტია, რაც იმას ნიშნავს, რომ იგი არ შეიცავს ბირთვს. ბაქტერია შეიცავს მხოლოდ უჯრედის კედელს, უჯრედის მემბრანს, ციტოპლაზმას, რიბოსომებსა და ქრომოსომას ზოგიერთ ბაქტერიულ უჯრედში ასევე შედის პლაზმიდი ან უჯრედული უჯრედები, როგორიცაა კაფსულა, ფიმბრია და სხვა flagella. ეუკარიოტული უჯრედისგან განსხვავებით, რომელიც ბირთვს ფლობს, ბაქტერიები არ განიცდიან მიტოზს გამრავლების დროს, სადაც ბირთვი იყოფა და დნმ გადანაწილებულია ორ ერთნაირ კომპლექტად. ამის ნაცვლად, ბაქტერიები მრავლდებიან ორობითი განხეთქილებით, რეპლიკაციის პროცესი, რომელიც ასლის ბაქტერიების დნმ-ს და ყოფს ერთ უჯრედს ორ ერთნაირ ქალიშვილ უჯრედად. ბაქტერიების რეპროდუქციული პროცესის გამარტივება საშუალებას აძლევს ბაქტერიებს გამრავლდეს საოცრად სწრაფი ტემპით. სწორ პირობებში, მხოლოდ ერთ ბაქტერიულ უჯრედს შეუძლია განმეორდეს ერთ მილიარდ ინდივიდუალურ ბაქტერიად მხოლოდ 10 საათში.

ორობითი განხეთქილება მკაცრად კონტროლირებადი პროცესია, რომელიც ბაქტერიებს თანაბრად ანაწილებს ორ სრულ ქალიშვილზე, სპეციფიკური ცილების გამოყენებით, რომლებიც გამრავლებისთვისაა განკუთვნილი. ორობითი განხეთქილება იწყება ბაქტერიის დნმ-ის რეპლიკაციით. მას შემდეგ, რაც დნმ გაიმეორება ქრომოსომის შიგნით, ქრომოსომა თავსდება ორ რეპლიკაციურ ჩანგლად და შემდეგ იყოფა უჯრედის საპირისპირო ბოლოებში. დაყოფის ადგილზე, მოგრძო ბაქტერიის ცენტრთან, დანაწევრებული დანადგარებია აწყობილი, განსაკუთრებით ცილის რგოლი FtsZ. გაყოფის ელემენტების აწყობის შემდეგ, ბაქტერია სინთეზირებს უჯრედის მემბრანის გამოყენებით ახალ უჯრედულ კედელს დაყოფს ორ იდენტურ ქალიშვილ უჯრედად. ქალიშვილის უჯრედები კლონებია, ყველანაირი იდენტურია ორიგინალური ბაქტერიისა.

ბაქტერიებს აქვთ უნარი შეცვალონ თავიანთი გენეტიკური სტრუქტურა მცირე ზომის პლაზმიდების გადატანის საშუალებით ცირკულარული დნმ-ის მოლეკულა, რომელიც შეიცავს გენეტიკურ ინფორმაციას, რაც საშუალებას აძლევს ბაქტერიას გადალახოს გარემო ხაზს უსვამს პლაზმიდები ან ბაქტერიას იპყრობს მისი გარემოდან, ან ბაქტერიებიდან გადადის ბაქტერიებში პროცესით, რომელსაც უწოდებენ კონიუგირებას. ეს მათ საშუალებას აძლევს მოერგონ მტრულ გარემოში ცხოვრებას, დაწყებული არქტიკული თოვლიდან ოკეანის ფსკერამდე. ეს ასევე საშუალებას აძლევს მათ განავითარონ რეზისტენტობა ხელოვნური სტრესების მიმართ, მაგალითად ანტიბიოტიკები. დაყოფის პროცესში პლაზმიდი ყოველთვის არ გაიმეორებს; ზოგჯერ ისინი გადადიან მხოლოდ ერთ ქალიშვილ უჯრედში. პლაზმიდები რეპლიკაციას ახდენენ საკუთარი დნმ – ის მონაკვეთის მეშვეობით, რაც უზრუნველყოფს მშობლის ბაქტერიული უჯრედის მიერ გამრავლებას და ბაქტერიისგან დამოუკიდებლად გამრავლებაც კი შეუძლია. ერთი ბაქტერია შეიძლება შეიცავდეს ასობით გამრავლებულ პლაზმიდს.

ბაქტერიები ძალზე მრავალფეროვანია და ბაქტერიების ზოგიერთი ფორმა არ მრავლდება ორობითი გახლეჩით. ციანობაქტერია სტანიერია მრავლდება უჯრედის კედელში და წარმოქმნის ათობით ან თუნდაც ასობით შთამომავლობას, რომელსაც ეწოდება ბაეოციტები. უჯრედის კედელი იშლება და ყველა ბეოციტი ერთდროულად გამოიყოფა. ეპულოპისციუმში, უფრო მცირე დედის უჯრედში განმეორებითი დნმ – ისგან წარმოიქმნება ორი მცირეწლოვანი უჯრედი. როდესაც შთამომავლობა სრულად განვითარდება, დედა უჯრედი კვდება, რის შედეგადაც ხდება ორი სრული ბაქტერიული უჯრედის გამოყოფა. პლანქტომიცეტების ზოგიერთ წევრში ასევე დაფიქსირდა რეპროდუქციული პროცესი, რომელსაც ეწოდება ბუდობა, მაგრამ ამ პროცესის მექანიკა ჯერ კიდევ უცნობია.