Innehåll
Bakterier är encelliga mikrober och är en av de enklaste livsformerna på jorden. Innehåller bara en enda DNA-kromosom, de saknar en kärna eller andra organeller som finns i de flesta eukaryota celler. För att replikera genomgår bakterier processen med binär klyvning, där en bakteriecell växer i storlek, kopierar sitt DNA och sedan delas upp i två identiska "dotter" -celler. Bakterier kan också byta DNA genom konjugering, vilket gör att de kan dela drag som övervinner miljöspänningar som antibiotika.
Bakteriens anatomi
En bakteriecell är en oerhört enkel prokaryot, vilket betyder att den inte innehåller en kärna. En bakterie innehåller endast en cellvägg, cellmembran, cytoplasma, ribosomer och kromosomen, även om vissa bakterieceller också innehåller en plasmid eller extracellulära strukturer som en kapsel, fimbriae och flagella. Till skillnad från en eukaryot cell, som har en kärna, genomgår inte en bakterie mitos under replikering, där kärnan delar sig och DNA fördelas i två identiska uppsättningar. Istället reproducerar bakterier genom binär klyvning, en replikationsprocess som kopierar DNA: s bakterier och delar upp en enda cell i två identiska dotterceller. Förenklingen av reproduktionsprocessen för bakterier gör att bakterier kan replikeras i en anmärkningsvärd snabb takt. Under de rätta förhållandena kan en enda bakteriecell replikeras till så mycket som en miljard enskilda bakterier på bara 10 timmar.
Fick tvillingar!
Binär klyvning är en tätt kontrollerad process som delar en bakterie jämnt i två kompletta dotter genom att använda specifika proteiner designade för replikering. Binär klyvning börjar med en replikation av bakteriens DNA. När DNA har replikerats inuti kromosomen, ordnar kromosomen sig i två replikationsgafflar och delas sedan till motsatta ändar av cellen. På avdelningsstället, nära mitten av den långsträckta bakterien, monteras maskinerna för uppdelning, särskilt proteinringen FtsZ. När elementen för uppdelning har sammanställts, syntetiserar bakterien en ny cellvägg på delningsstället med hjälp av cellmembranet och delas upp i två identiska dotterceller. Dottercellerna är kloner, på alla sätt identiska med den ursprungliga bakterien.
Skaka saker
Bakterier har förmågan att modifiera sin genetiska struktur med överföring av plasmider, en liten cirkulär DNA-molekyl som innehåller genetisk information som gör att bakterien kan övervinna miljöspänningar. Plasmider plockas antingen upp av en bakterie från dess miljö, eller överförs från bakterier till bakterier genom en process som kallas konjugering. Detta gör att de kan anpassa sig till att leva i fientliga miljöer, allt från arktisk snö till havsbotten. Det gör att de också kan utveckla resistens mot konstgjorda påfrestningar som antibiotika. En plasmid kommer inte alltid att replikera under delningsprocessen; ibland överförs de bara till en av dottercellerna. Plasmider replikeras genom en sträcka av sitt eget DNA som säkerställer replikering av den ursprungliga bakteriecellen 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 replikerar inte genom binär klyvning. Cyanobakterierna Stanieria replikeras i cellväggen och producerar dussintals eller till och med hundratals avkommor som kallas baeocyter. Cellväggen brister och alla baeocyter släpps samtidigt. I Epulopiscium bildas två små avkommor från det replikerade DNA: t i en större modercell. När avkomman är helt utvecklad dör modercellen och frigör två kompletta bakterieceller. En reproduktionsprocess som kallas spirande har också observerats i vissa medlemmar av Planctomycetes, men mekaniken i denna process är fortfarande okänd.