Зміст
Бактерії - це одноклітинні мікроби і є однією з найпростіших форм життя на землі. Містячи лише одну хромосому ДНК, їм не вистачає ядра або інших органел, які містяться в більшості еукаріотичних клітин. Для реплікації бактерії проходять процес бінарного поділу, де клітина бактерій збільшується в розмірах, копіює свою ДНК, а потім розпадається на дві однакові клітини "дочки". Бактерії також можуть обмінюватися ДНК шляхом кон'югації, що дозволяє їм обмінюватися ознаками, які долають екологічні навантаження, як антибіотики.
Анатомія бактерії
Клітина бактерій є надзвичайно простим прокаріот, тобто вона не містить ядра. Бактерія містить лише клітинну стінку, клітинну мембрану, цитоплазму, рибосоми та хромосому, хоча деякі клітини бактерій також містять плазмідні або позаклітинні структури, такі як капсула, фімбрії та джгутики. На відміну від еукаріотичної клітини, яка має ядро, бактерія не піддається мітозу під час реплікації, де ядро розщеплюється і ДНК розподіляється на два однакові набори. Натомість бактерії розмножуються за допомогою бінарного поділу - процесу реплікації, який копіює ДНК бактерій і розщеплює одну клітину на дві однакові дочірні клітини. Спрощення репродуктивного процесу бактерій дозволяє бактеріям розмножуватися надзвичайно швидкими темпами. За правильних умов одна клітина бактерій може розмножуватися на цілий мільярд індивідуальних бактерій всього за 10 годин.
Були близнюки!
Бінарне ділення - це жорстко контрольований процес, який рівномірно розбиває бактерію на дві повні дочки, використовуючи специфічні білки, призначені для реплікації. Бінарне ділення починається з реплікації ДНК бактерій. Після реплікації ДНК всередині хромосоми хромосома розташовується на дві вилки реплікації, а потім розпадається на протилежні кінці клітини. На ділянці поділу, поблизу центру витягнутої бактерії, збирають механізми для поділу, особливо це білкове кільце FtsZ. Як тільки елементи для поділу збираються, бактерія синтезує нову клітинну стінку на місці поділу, використовуючи клітинну мембрану і розпадається на дві однакові дочірні клітини. Дочірні клітини - це клони, однакові у всіх відношеннях до оригінальної бактерії.
Струшування речей
Бактерії мають здатність змінювати свою генетичну структуру за допомогою переносу плазмід - невеликої кругової молекули ДНК, що містить генетичну інформацію, що дозволяє бактерії долати стреси навколишнього середовища. Плазміди або підхоплює бактерія з навколишнього середовища, або передається від бактерій до бактерій шляхом процесу, званого кон'югацією. Це дозволяє їм пристосовуватися до життя у ворожих умовах, починаючи від арктичного снігу до океанічного дна. Це також дозволяє їм розвивати стійкість до штучних навантажень, як антибіотики. Плазміда не завжди буде повторюватися під час процесу поділу; періодично вони передаються лише одній із дочірніх клітин. Плазміди розмножуються через ділянку власної ДНК, що забезпечує реплікацію материнською клітиною бактерій, і навіть може реплікувати незалежно від бактерії. Одна бактерія може містити сотні реплікуваних плазмід.
Альтернативна реплікація
Бактерії надзвичайно різноманітні, і деякі форми бактерій не розмножуються шляхом бінарного поділу. Ціанобактерії Stanieria розмножуються всередині клітинної стінки, утворюючи десятки, а то й сотні потомства, званого беоцитами. Клітинна стінка розривається, і всі беоцити вивільняються одночасно. У Епулопіціумі дві малі клітини потомства утворюються з реплікуваної ДНК у більшій материнській клітині. Коли потомство повністю розвинене, материнська клітина гине, вивільняючи дві повні клітини бактерій. Репродуктивний процес, який називається бутонізацією, спостерігався також у деяких членів Планктоміцетів, але механізми цього процесу досі невідомі.