Sisältö
Bakteerit ovat yksisoluisia mikrobeja, ja ne ovat yksi yksinkertaisimmista elämän muodoista maan päällä. Niistä, jotka sisältävät vain yhden kromosomin DNA: ta, puuttuu ydin tai muita organelleja, joita löytyy useimmista eukaryoottisoluista. Replikoituakseen bakteerit käyvät läpi binaarifission, jossa bakteerisolu kasvaa kooltaan, kopioi DNA: nsa ja sitten jakautuu kahteen identtiseen "tytär-soluun". Bakteerit voivat myös vaihtaa DNA: ta konjugaation avulla, mikä antaa heille mahdollisuuden jakaa piirteitä, jotka ylittävät ympäristörasitukset, kuten antibiootit.
Bakteerin anatomia
Bakteerisolu on erittäin yksinkertainen prokaryootti, mikä tarkoittaa, että se ei sisällä ydintä. Bakteeri sisältää vain soluseinän, solukalvon, sytoplasman, ribosomit ja kromosomin, vaikka jotkut bakteerisolut sisältävät myös plasmidin tai solun ulkopuolisia rakenteita, kuten kapselin, fimbriat ja flagellan. Toisin kuin eukaryoottinen solu, jolla on ydin, bakteereissa ei käytetä mitoosia replikaation aikana, jolloin ydin halkeaa ja DNA jakautuu kahteen identtiseen sarjaan. Sen sijaan bakteerit lisääntyvät binaarifissiolla, replikaatioprosessilla, joka kopioi bakteerien DNA: n ja halkaisee yhden solun kahteen identtiseen tytärsoluun. Bakteerien lisääntymisprosessin yksinkertaistaminen antaa bakteereille mahdollisuuden replikoitua huomattavasti vilkkaassa tahdissa. Oikeissa olosuhteissa yksi bakteerisolu voi replikoitua jopa miljardiin yksittäiseen bakteeriin vain 10 tunnissa.
Meillä oli kaksoset!
Binaarifissio on tiukasti hallittu prosessi, joka jakaa bakteerin tasaisesti kahteen kokonaiseen tytärin käyttämällä erityisiä replikaatioon suunniteltuja proteiineja. Binaarifissio alkaa bakteerien DNA: n replikaatiolla. Kun DNA on replikoitunut kromosomissa, kromosomi järjestäytyy kahteen replikaatiohaarukkaan ja jakaa sitten solun vastakkaisille päille. Jakamispaikalla, lähellä pitkänomaisen bakteerin keskustaa, koneistot jaetaan, varsinkin proteiinirengas FtsZ. Kun jakoelementit on koottu, bakteeri syntetisoi uuden soluseinän jakopaikassa solumembraanin avulla ja jakaa kahteen identtiseen tytärsoluun. Tytärsolut ovat klooneja, identtisiä kaikin tavoin alkuperäisen bakteerin kanssa.
Ravista asioita
Bakteerilla on kyky modifioida geneettistä rakennettaan käyttämällä plasmidien siirtoa, joka on pieni pyöreä DNA-molekyyli, joka sisältää geneettistä tietoa, jonka avulla bakteeri voi voittaa ympäristörasitukset. Plasmidit joko poimii bakteerit ympäristöstään tai siirtävät bakteereista bakteereihin konjugaation avulla kutsutun prosessin avulla. Tämän ansiosta he voivat mukautua asumaan vihamielisissä ympäristöissä arktisesta lumesta valtameren pohjaan asti. Se antaa heille myös mahdollisuuden kehittää vastustuskykyä keinotekoisille rasituksille, kuten antibiooteille. Plasmidi ei aina replikoitu jakautumisprosessin aikana; joskus ne siirtyvät vain yhdelle tytärsoluille. Plasmidit replikoituvat oman DNA: nsa kautta, joka varmistaa emäbakteerisolun replikaation ja voivat jopa replikoitua bakteerista riippumatta. Yksi bakteeri voi sisältää satoja replikoituneita plasmideja.
Vaihtoehtoinen kopiointi
Bakteerit ovat erittäin erilaisia, ja jotkut bakteerimuodot eivät replikoitu binaarifission kautta. Syanobakteerit Stanieria toistuu soluseinämässä tuottaen kymmeniä tai jopa satoja jälkeläisiä, joita kutsutaan baosyyteiksi. Soluseinä repesi ja kaikki baosyytit vapautuvat samanaikaisesti. Epulopisciumissa muodostuu kaksi pientä jälkeläistä solua replikoituneesta DNA: sta suuremmassa emosolussa. Kun jälkeläiset ovat täysin kehittyneet, emosolu kuolee, vapauttaen kaksi kokonaista bakteerisolua. Joillakin planktomykeettien jäsenillä on havaittu lisääntymisprosessia, jota kutsutaan orastavaksi, mutta tämän prosessin mekaniikkaa ei vielä tunneta.