Bakterijos yra vienaląsčiai mikrobai ir yra viena iš paprasčiausių gyvybės formų žemėje. Jose yra tik viena DNR chromosoma, joms trūksta branduolio ar kitų organelių, randamų daugumoje eukariotų ląstelių. Norėdami pakartoti, bakterijos išgyvena dvejetainį dalijimąsi, kai bakterijų ląstelė auga, nukopijuoja savo DNR, o paskui skyla į dvi identiškas „dukterines“ ląsteles. Bakterijos taip pat gali sukeisti DNR per konjugaciją, kuri leidžia joms pasidalinti savybėmis, įveikiančiomis aplinkos stresą, pavyzdžiui, antibiotikais.
Bakterijos anatomija
Bakterijų ląstelė yra nepaprastai paprastas prokariotas, vadinasi, joje nėra branduolio. Bakterijoje yra tik ląstelės sienelė, ląstelės membrana, citoplazma, ribosomos ir chromosoma kai kuriose bakterijų ląstelėse taip pat yra plazmidės ar papildomų ląstelių struktūros, tokios kaip kapsulė, fimbrijos ir vėliava. Skirtingai nuo eukariotinės ląstelės, turinčios branduolį, bakterijos replikacijos metu nevyksta mitozės, kai branduolys skyla ir DNR pasiskirsto į dvi identiškas grupes. Vietoj to, bakterijos dauginasi dvejetainiu dalijimusi - dauginimosi procesu, kuris kopijuoja bakterijos DNR ir padalija vieną ląstelę į dvi identiškas dukterines ląsteles. Bakterijų dauginimosi proceso supaprastinimas leidžia bakterijoms daugintis nepaprastai sparčiai. Tinkamomis sąlygomis viena bakterijų ląstelė per 10 valandų gali daugintis net milijarde atskirų bakterijų.
Mes turime dvynukus!
Dvejetainis dalijimasis yra griežtai kontroliuojamas procesas, kuris padalija bakterijas tolygiai į dvi pilnavertes dukteris, naudodamas replikacijai skirtus specifinius baltymus. Dvejetainis dalijimasis prasideda nuo bakterijos DNR replikacijos. Kai DNR replikuojama chromosomoje, chromosoma išsidėsto į dvi replikacijos šakutes ir tada suskaidoma į priešingus ląstelės galus. Dalijimosi vietoje, netoli pailgos bakterijos centro, surenkamos dalijimosi mašinos, ypač baltymų žiedas FtsZ. Surinkus dalijimosi elementus, bakterija suskaidymo vietoje sintezuoja naują ląstelės sienelę, naudodama ląstelės membraną, ir padalijama į dvi identiškas dukterines ląsteles. Dukterinės ląstelės yra klonai, visais atžvilgiais identiški pradinei bakterijai.
Drebantys dalykai
Bakterijos gali modifikuoti savo genetinę struktūrą, naudodamos mažą plazmidžių perkėlimą žiedinė DNR molekulė, turinti genetinę informaciją, leidžiančią bakterijai įveikti aplinką pabrėžia. Plazmides bakterija pasiima iš savo aplinkos arba perduoda iš bakterijų bakterijoms per procesą, vadinamą konjugacija. Tai leidžia jiems prisitaikyti gyventi priešiškoje aplinkoje, pradedant arktiniu sniegu ir baigiant vandenyno dugnu. Tai taip pat leidžia jiems išsiugdyti atsparumą dirbtiniams stresams, pavyzdžiui, antibiotikams. Padalijimo metu plazmidė ne visada dauginasi; retkarčiais jie perduodami tik vienai iš dukterinių kamerų. Plazmidės dauginasi per savo pačių DNR atkarpą, užtikrinančią pirminės bakterijos ląstelės replikaciją ir netgi gali daugintis nepriklausomai nuo bakterijos. Vienoje bakterijoje gali būti šimtai replikuotų plazmidžių.
Alternatyvus replikavimas
Bakterijos yra labai įvairios, o kai kurios bakterijų formos nesidaugina dvejetainiu dalijimusi. Cyanobacteria Stanieria dauginasi ląstelės sienelėje, todėl gauna dešimtis ar net šimtus palikuonių, vadinamų baeocitais. Ląstelių sienelė plyšta, ir visi baeocitai išsiskiria vienu metu. Epulopiscium iš didesnės motininės ląstelės iš replikuotos DNR susidaro dvi mažos palikuonių ląstelės. Kai palikuonys yra visiškai išvystyti, motininė ląstelė miršta, išlaisvindama dvi visas bakterijų ląsteles. Reprodukcinis procesas, vadinamas pumpuravimu, taip pat pastebėtas kai kuriuose Planctomycetes nariuose, tačiau šio proceso mechanika vis dar nežinoma.