Kako se bakterije razmnožujejo?

Vsebina

• Anatomija bakterije
• Imela sta dvojčka!
• Stresanje stvari
• Alternativna replikacija

Bakterije so enocelični mikrobi in so ena najpreprostejših oblik življenja na zemlji. Vsebujejo samo en kromosom DNK, nimajo jedra ali drugih organelov, ki jih najdemo v večini evkariontskih celic. Za razmnoževanje bakterije podvržejo procesu binarne cepitve, kjer bakterijska celica naraste v velikost, kopira svoj DNK in se nato razdeli na dve enaki "hčerinski" celici. Bakterije lahko zamenjajo tudi DNK s konjugacijo, kar jim omogoča, da delijo lastnosti, ki premagajo okoljske obremenitve, kot so antibiotiki.

Anatomija bakterije

Celica bakterij je izjemno preprost prokariot, kar pomeni, da ne vsebuje jedra. Bakterija vsebuje samo celično steno, celično membrano, citoplazmo, ribosome in kromosom, čeprav nekatere bakterijske celice vsebujejo tudi plazmid ali zunajcelične strukture, kot so kapsula, fimbrije in flagele. Za razliko od evkariontske celice, ki ima jedro, bakterija med replikacijo ne prestane mitoze, kjer se jedro razcepi in DNK razdeli na dva enaka sklopa. Namesto tega se bakterije razmnožujejo z binarno cepitvijo, procesom razmnoževanja, ki kopira DNK bakterij in razdeli eno celico na dve identični hčerinski celici. Poenostavitev razmnoževalnega procesa bakterij omogoča, da se bakterije razmnožujejo z zelo hitrim tempom. V pravih pogojih se lahko ena sama bakterijska celica razmnoži v kar milijardo posameznih bakterij v samo 10 urah.

Imela sta dvojčka!

Binarna cepitev je strogo nadzorovan postopek, ki bakterije enakomerno razdeli na dve popolni hčerki z uporabo posebnih proteinov, namenjenih razmnoževanju. Binarna cepitev se začne z razmnoževanjem DNK bakterij. Ko se DNK razmnoži znotraj kromosoma, se kromosom razporedi v dve replikacijski vilici in se nato razcepi na nasprotne konce celice. Na mestu delitve blizu središča podolgovate bakterije je sestavljen stroj za delitev, predvsem beljakovinski obroč FtsZ. Ko so sestavljeni elementi za delitev, bakterija na mestu delitve s pomočjo celične membrane sintetizira novo celično steno in se razcepi na dve enaki hčerinski celici. Hčerinske celice so kloni, ki so v vseh pogledih identični prvotni bakteriji.

Stresanje stvari

Bakterije lahko spremenijo svojo genetsko strukturo s pomočjo prenosa plazmidov, majhne krožne molekule DNK, ki vsebuje genetske informacije, ki bakteriji omogočajo premagovanje okoljskih obremenitev. Plazmide bakterija pobere iz njenega okolja ali pa se iz bakterij prenese v bakterijo s postopkom, imenovanim konjugacija. To jim omogoča, da se prilagodijo življenju v sovražnih okoljih, od arktičnega snega do oceanskega dna. Prav tako jim omogoča, da razvijejo odpornost proti umetnim obremenitvam, kot so antibiotiki. Plazemmid se med deljenjem ne bo vedno podvajal; občasno jih prenašajo samo v eno od hčerinskih celic. Plazmidi se razmnožujejo skozi del lastne DNK, ki zagotavlja razmnoževanje s strani matične bakterijske celice in se lahko celo razmnoži neodvisno od bakterije. Posamezna bakterija lahko vsebuje na stotine ponovljenih plazmidov.

Alternativna replikacija

Bakterije so izredno raznolike in nekatere oblike bakterij se ne razmnožujejo z binarno cepitvijo. Cianobakterije Stanieria se razmnožujejo v celični steni, pri čemer nastane več deset ali celo na stotine potomcev, imenovanih baeociti. Celična stena se poruši in hkrati se sprostijo vsi baociti. V Epulopisciju nastaneta dva majhna potomca iz ponovljene DNK znotraj večje matične celice. Ko se potomci v celoti razvijejo, matična celica odmre in sprosti dve popolni bakterijski celici. Reproduktivni proces, imenovan brstenje, je bil opažen tudi pri nekaterih članih Planctomycetes, vendar mehanika tega procesa še vedno ni znana.