Indhold
Bakterier er encellede mikrober og er en af de enkleste former for liv på jorden. Indeholdende kun et enkelt DNA-kromosom mangler de en kerne eller andre organeller, der findes i de fleste eukaryote celler. For at replikere gennemgår bakterier processen med binær fission, hvor en bakteriecelle vokser i størrelse, kopierer dens DNA og derefter opdeles i to identiske "datter" -celler. Bakterier kan også bytte DNA gennem konjugering, hvilket gør det muligt for dem at dele træk, der overvinder miljøspændinger som antibiotika.
Anatomi af et bakterie
En bakteriecelle er en meget enkel prokaryot, hvilket betyder, at den ikke indeholder en kerne. En bakterie indeholder kun en cellevæg, cellemembran, cytoplasma, ribosomer og kromosomet, selvom nogle bakterieceller også indeholder et plasmid eller ekstra-cellulære strukturer som en kapsel, fimbriae og flagella. I modsætning til en eukaryot celle, der har en kerne, gennemgår en bakterie ikke mitose under replikation, hvor kernen splittes, og DNA distribueres i to identiske sæt. I stedet reproducerer bakterier ved binær fission, en replikationsproces, der kopierer DNA's for bakterier og opdeler en enkelt celle i to identiske datterceller. Forenklingen af bakteriernes reproduktionsproces gør det muligt for bakterier at replikere i et bemærkelsesværdigt hurtigt tempo. Under de rigtige forhold kan en enkelt bakteriecelle replikere i op til en milliard individuelle bakterier på kun 10 timer.
Fik tvillinger!
Binær fission er en tæt kontrolleret proces, der opdeler en bakterie jævnt i to komplette datter ved hjælp af specifikke proteiner designet til replikation. Binær fission starter med en replikation af bakteriens DNA. Når DNA'et er replikeret inde i kromosomet, arrangerer kromosomet sig selv i to replikationsgafler og opdeler derefter til modsatte ender af cellen. På opdelingsstedet nær midten af den langstrakte bakterie samles maskinerne til opdeling, især proteinringen FtsZ. Når elementerne til opdeling er samlet, syntetiserer bakterien en ny cellevæg på opdelingsstedet ved hjælp af cellemembranen og opdeles i to identiske datterceller. Dattercellerne er kloner, der på alle måder er identiske med den originale bakterie.
Rystning af ting
Bakterier har evnen til at modificere deres genetiske struktur ved hjælp af overførslen af plasmider, et lille cirkulært DNA-molekyle, der indeholder genetisk information, der gør det muligt for bakterien at overvinde miljøspændinger. Plasmider opsamles enten af en bakterie fra dens miljø, eller overføres fra bakterier til bakterier gennem en proces, der kaldes konjugering. Dette giver dem mulighed for at tilpasse sig at leve i fjendtlige miljøer, lige fra arktisk sne til havbunden. Det giver dem også mulighed for at udvikle resistens over for kunstige belastninger som antibiotika. Et plasmid vil ikke altid replikere under opdelingsprocessen; lejlighedsvis overføres de til kun en af dattercellerne. Plasmider replikeres gennem en strækning af deres eget DNA, der sikrer replikation af den oprindelige bakteriecelle, og kan endda replikere uafhængigt af bakterien. En enkelt bakterie kan indeholde hundreder af replikerede plasmider.
Alternativ replikation
Bakterier er ekstremt forskellige, og nogle former for bakterier replikerer ikke gennem binær fission. Cyanobakterierne Stanieria replikeres inden i cellevæggen og producerer dusinvis eller endda hundreder afkom, der kaldes baeocytter. Cellevæggen sprænger, og alle baeocytter frigives samtidig. I Epulopiscium dannes to små afkomceller fra det replikerede DNA i en større modercelle. Når afkommet er fuldt udviklet, dør modercellen og frigiver to komplette bakterieceller. En reproduktiv proces kaldet spiring er også blevet observeret i nogle medlemmer af Planctomycetes, men mekanikken i denne proces er stadig ukendt.