I batteri sono microbi unicellulari e sono una delle forme più semplici di vita sulla terra. Contenenti solo un singolo cromosoma del DNA, mancano di un nucleo o di altri organuli trovati nella maggior parte delle cellule eucariotiche. Per replicare, i batteri subiscono il processo di fissione binaria, dove una cellula batterica cresce di dimensioni, copia il suo DNA e quindi si divide in due cellule identiche "figlie". I batteri possono anche scambiare il DNA attraverso la coniugazione, che consente loro di condividere tratti che superano gli stress ambientali come gli antibiotici.
Anatomia di un batterio
Una cellula batterica è un procariota estremamente semplice, il che significa che non lo fa t contenere un nucleo. Un batterio contiene solo una parete cellulare, una membrana cellulare, un citoplasma, i ribosomi e il cromosoma, sebbene alcune cellule batteriche contengano anche un plasmide o strutture extracellulari come una capsula, fimbrie e flagelli. A differenza di una cellula eucariotica, che possiede un nucleo, un batterio non subisce la mitosi durante la replicazione, dove il nucleo si divide e il DNA viene distribuito in due gruppi identici. Invece, i batteri si riproducono per fissione binaria, un processo di replicazione che copia il DNA dei batteri e divide una singola cellula in due cellule figlie identiche. La semplificazione del processo riproduttivo dei batteri consente ai batteri di replicarsi ad un ritmo notevolmente vivace. Nelle giuste condizioni, una singola cellula batterica può replicarsi in un solo miliardo di batteri in sole 10 ore.
Stiamo avendo due gemelli!
La fissione binaria è un processo strettamente controllato che divide in modo uniforme un batterio in due figlia complete utilizzando proteine specifiche progettate per la replicazione. La fissione binaria inizia con una replica del DNA del batterio. Una volta che il DNA viene replicato all'interno del cromosoma, il cromosoma si dispone in due forcelle di replica e quindi si divide in estremità opposte della cellula. Nel sito della divisione, vicino al centro del batterio allungato, vengono assemblati i macchinari per la divisione, in particolare l'anello proteico FtsZ. Una volta assemblati gli elementi per la divisione, il batterio sintetizza una nuova parete cellulare nel sito della divisione utilizzando la membrana cellulare e si divide in due cellule figlie identiche. Le cellule figlie sono cloni, identici in tutto e per tutto al batterio originale.
Agitare le cose Up
I batteri hanno la capacità di modificare la loro struttura genetica utilizzando il trasferimento di plasmidi, una piccola molecola circolare di DNA contenente informazioni genetiche che consentono al batterio di superare gli stress ambientali. I plasmidi vengono prelevati da un batterio dal suo ambiente o passati da batteri a batteri attraverso un processo chiamato coniugazione. Ciò consente loro di adattarsi a vivere in ambienti ostili, che vanno dalla neve artica al fondo dell'oceano. Permette anche loro di sviluppare resistenza agli stress artificiali come gli antibiotici. Un plasmide non si replica sempre durante il processo di divisione; occasionalmente vengono passati a una sola delle cellule figlie. I plasmidi si replicano attraverso un tratto del loro DNA che assicura la replicazione da parte della cellula madre del batterio e possono persino replicarsi indipendentemente dal batterio. Un singolo batterio può contenere centinaia di plasmidi replicati.
Replica alternativa
I batteri sono estremamente diversi e alcune forme di batteri non si replicano attraverso la fissione binaria. I cianobatteri Stanieria si riproducono all'interno della parete cellulare, producendo dozzine o addirittura centinaia di progenie chiamate baeociti. La parete cellulare si rompe e tutti i baeociti vengono rilasciati simultaneamente. In Epulopiscium, due piccole cellule discendenti si formano dal DNA replicato all'interno di una cellula madre più grande. Quando la progenie è completamente sviluppata, la cellula madre muore, rilasciando due cellule batteriche complete. In alcuni membri del Planctomiceti è stato osservato anche un processo riproduttivo chiamato germogliamento, ma i meccanismi di questo processo sono ancora sconosciuti.
