Bakterier är encelliga mikrober och är en av de enklaste livsformerna på jorden. Innehåller bara en enda kromosom av DNA, de saknar en kärna eller andra organeller som finns i de flesta eukaryota celler. För att replikera genomgår bakterier processen med binär fission, där en bakteriecell växer i storlek, kopierar sitt DNA och delar sig sedan i två identiska "dotterceller". Bakterier kan också byta DNA genom konjugering, vilket gör att de kan dela egenskaper som övervinner miljöbelastningar som antibiotika.
En bakteries anatomi
En bakteriecell är en extremt enkel prokaryot, vilket innebär att den inte innehåller en kärna. En bakterie innehåller dock bara en cellvägg, cellmembran, cytoplasma, ribosomer och kromosom vissa bakterieceller innehåller också en plasmid eller extracellulära strukturer som en kapsel, fimbriae och flagella. Till skillnad från en eukaryot cell, som har en kärna, genomgår en bakterie inte mitos under replikering, där kärnan delas och DNA distribueras i två identiska uppsättningar. Istället reproducerar bakterier genom binär fission, en replikationsprocess som kopierar bakteriens DNA och delar en enda cell i två identiska dotterceller. Förenklingen av bakteriers reproduktionsprocess gör det möjligt för bakterier att replikera i en anmärkningsvärt snabb takt. Under rätt förhållanden kan en enda bakteriecell replikera till så många som en miljard enskilda bakterier på bara 10 timmar.
Vi har tvillingar!
Binär fission är en tätt kontrollerad process som delar upp en bakterie jämnt i två kompletta dotter genom att använda specifika proteiner som är utformade för replikering. Binär fission börjar med en replikering av bakteriens DNA. När DNA: t har replikerats i kromosomen ordnar kromosomen sig i två replikationsgafflar och delas sedan i motsatta ändar av cellen. Vid delningsplatsen, nära centrum för den långsträckta bakterien, monteras maskineriet för delning, framför allt proteinringen FtsZ. När elementen för delning har monterats, syntetiserar bakterien en ny cellvägg vid delningsstället med hjälp av cellmembranet och delas i två identiska dotterceller. Dottercellerna är kloner, på alla sätt identiska med den ursprungliga bakterien.
Skakar upp saker
Bakterier har förmågan att modifiera sin genetiska struktur med hjälp av överföring av plasmider, en liten cirkulär DNA-molekyl som innehåller genetisk information som gör att bakterien kan övervinna miljön betonar. Plasmider plockas antingen upp av en bakterie från sin omgivning eller överförs från bakterier till bakterier genom en process som kallas konjugering. Detta gör att de kan anpassa sig för att leva i fientliga miljöer, allt från arktisk snö till havsbotten. Det gör det också möjligt för dem att utveckla resistens mot artificiella påfrestningar som antibiotika. En plasmid kommer inte alltid att replikeras under delningsprocessen; ibland överförs de till endast en av dottercellerna. Plasmider replikerar genom en sträcka av sitt eget DNA som säkerställer replikering av moderbakteriecellen och kan till och med replikera oberoende av bakterien. En enda bakterie kan innehålla hundratals replikerade plasmider.
Alternativ replikering
Bakterier är extremt olika, och vissa former av bakterier replikeras inte genom binär fission. Cyanobakterierna Stanieria replikerar inom cellväggen och producerar dussintals eller till och med hundratals avkommor som kallas baeocyter. Cellväggen spricker och alla baeocyter frigörs samtidigt. I Epulopiscium bildas två små avkommaceller från det replikerade DNA i en större modercell. När avkomman är fullt utvecklad dör modercellen och släpper ut två kompletta bakterieceller. En reproduktiv process som kallas spirande har också observerats hos vissa medlemmar av Planctomycetes, men mekaniken i denna process är fortfarande okänd.