Conţinut
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 organule găsite în majoritatea celulelor eucariote. Pentru a se reproduce, bacteriile sunt supuse procesului fisiunii binare, unde o celulă bacteriană crește în dimensiune, își copiază ADN-ul și apoi se împarte în două celule „fiice” identice. Bacteriile pot schimba ADN-ul prin conjugare, ceea ce le permite să împărtășească trăsături care depășesc stresurile de mediu precum antibioticele.
Anatomia unui bacterium
O celulă bacteriană este un procariot extrem de simplu, ceea ce înseamnă că nu conține un nucleu. O bacterie conține doar un perete celular, membrană celulară, citoplasmă, ribozomi și cromozom, deși unele celule bacteriene conțin, de asemenea, o plasmidă sau structuri extracelulare precum o capsulă, fimbriae și flagelele. Spre deosebire de o celulă eucariotă, care posedă un nucleu, o bacterie nu suferă mitoză în timpul replicării, unde nucleul se împarte 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 bacteriilor și împarte o singură celulă în două celule fiice identice. Simplificarea procesului de reproducere a bacteriilor permite reproducerea bacteriilor într-un ritm remarcabil de rapid. În condiții potrivite, o singură celulă bacteriană se poate reproduce în cel mult un miliard de bacterii individuale în doar 10 ore.
Aveam gemeni!
Fisiunea binară este un proces strict controlat care împarte uniform o bacterie în două fiice complete, folosind proteine specifice proiectate pentru replicare. Fisiunea binară începe cu o replicare a ADN-ului bacteriilor. După ce ADN-ul este replicat în cromozom, cromozomul se aranjează în două furci de replicare și apoi se împarte la capetele opuse ale celulei. La locul diviziunii, aproape de centrul bacteriei alungite, se asamblează utilajul pentru divizare, în special inelul proteic FtsZ. Odată ce elementele pentru divizare 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 în orice mod cu bacteria inițială.
Agitarea lucrurilor
Bacteriile au capacitatea de a-și modifica structura genetică utilizând transferul plasmidelor, o mică moleculă circulară de ADN care conține informații genetice care permite bacteriilor să depășească stresurile de mediu. 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 reproduce întotdeauna în timpul procesului de divizare; din când în când sunt transmise doar unei celule fiice. Plasmidele se reproduc printr-o întindere a propriului ADN care asigură replicarea de către celula mamă mamă și chiar se pot reproduce 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 reproduc prin fisiunea binară. Cianobacteriile Stanieria se reproduc în interiorul peretelui celular, producând zeci sau chiar sute de urmași numiți baeocite. Peretele celular se rupe și toate baeocitele sunt eliberate simultan. În Epulopiscium, două celule descendente mici se formează din ADN-ul replicat în cadrul unei celule mamă mai mari. Când urmașii sunt complet dezvoltați, celula mamă moare, eliberând două celule complete ale bacteriilor. Un proces de reproducere numit înmugurire a fost, de asemenea, observat la unii membri ai Planctomycetes, dar mecanica acestui proces este încă necunoscută.