Bacteriile sunt microbi unicelulari și sunt una dintre cele mai simple forme de viață de pe pământ. Conținând doar un singur cromozom de ADN, le lipsește un nucleu sau alte organite găsite în majoritatea celulelor eucariote. Pentru a se replica, bacteriile suferă procesul de fisiune binară, în care o celulă bacteriană crește în dimensiune, își copiază ADN-ul și apoi se împarte în două celule „fiice” identice. De asemenea, bacteriile pot schimba ADN-ul prin conjugare, ceea ce le permite să împărtășească trăsături care depășesc stresul din mediu, cum ar fi antibioticele.
Anatomia unei bacterii
O celulă bacteriană este un procariot extrem de simplu, ceea ce înseamnă că nu conține un nucleu. Deși o bacterie conține doar peretele celular, membrana celulară, citoplasma, ribozomii și cromozomul unele celule bacteriene conțin, de asemenea, o plasmidă sau structuri extracelulare, cum ar fi o capsulă, fimbrii și flagel. Spre deosebire de o celulă eucariotă, care are un nucleu, o bacterie nu suferă mitoză în timpul replicării, unde nucleul se desparte și ADN-ul este distribuit în două seturi identice. În schimb, bacteriile se reproduc prin fisiune binară, un proces de replicare care copiază ADN-ul bacteriei și împarte o singură celulă în două celule fiice identice. Simplificarea procesului de reproducere a bacteriilor permite bacteriilor să se replice într-un ritm extrem de alert. În condițiile potrivite, o singură celulă bacteriană se poate reproduce în până la un miliard de bacterii individuale în doar 10 ore.
Avem gemeni!
Fisiunea binară este un proces bine controlat care împarte o bacterie în mod egal în două fiice complete prin utilizarea proteinelor specifice concepute pentru replicare. Fisiunea binară începe cu o replicare a ADN-ului bacteriei. Odată ce ADN-ul este replicat în cromozom, acesta se aranjează în două furci de replicare și apoi se desparte la capetele opuse ale celulei. La locul diviziunii, în apropierea centrului bacteriei alungite, sunt asamblate utilajele pentru divizare, în special inelul proteic FtsZ. Odată ce elementele pentru diviziune sunt asamblate, bacteria sintetizează un nou perete celular la locul diviziunii folosind membrana celulară și se împarte în două celule fiice identice. Celulele fiice sunt clone, identice din toate punctele de vedere cu bacteria originală.
Scuturând lucrurile
Bacteriile au capacitatea de a-și modifica structura genetică folosind transferul plasmidelor, un mic moleculă circulară de ADN care conține informații genetice care permit bacteriei să depășească mediul subliniază. Plasmidele sunt fie preluate de o bacterie din mediul său, fie trecute de la bacterii la bacterii printr-un proces numit conjugare. Acest lucru le permite să se adapteze pentru a trăi în medii ostile, variind de la zăpadă arctică până la fundul oceanului. De asemenea, le permite să evolueze rezistența la stresuri artificiale, cum ar fi antibioticele. O plasmidă nu se va replica întotdeauna în timpul procesului de divizare; ocazional, ele sunt transmise doar unei celule fiice. Plasmidele se replică printr-o întindere a propriului ADN care asigură replicarea de către celula bacteriană mamă și chiar se poate replica independent de bacterie. O singură bacterie poate conține sute de plasmide replicate.
Replicare alternativă
Bacteriile sunt extrem de diverse, iar unele forme de bacterii nu se replică prin fisiune binară. Cianobacteriile Stanieria se replică în peretele celular, producând zeci sau chiar sute de descendenți numiți baeocite. Peretele celular se rupe și toate baeocitele sunt eliberate simultan. În Epulopiscium, două celule mici de descendenți se formează din ADN-ul replicat într-o celulă mamă mai mare. Când descendenții sunt pe deplin dezvoltați, celula mamă moare, eliberând două celule bacteriene complete. Un proces de reproducere numit înmugurire a fost, de asemenea, observat la unii membri ai Planctomycetes, dar mecanica acestui proces este încă necunoscută.