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細菌は単細胞の微生物であり、地球上で最も単純な生命体の1つです。 DNAの単一の染色体を含むだけで、ほとんどの真核細胞に見られる核またはその他の細胞小器官がありません。複製するために、バクテリアは二分裂のプロセスを経て、バクテリアの細胞が成長し、そのDNAをコピーし、次に2つの同一の「娘」細胞に分裂します。バクテリアは、共役によってDNAを交換することもできます。これにより、抗生物質などの環境ストレスを克服する特性を共有できます。
細菌の解剖学
細菌細胞は非常に単純な原核生物であり、核を含まないことを意味します。細菌には、細胞壁、細胞膜、細胞質、リボソーム、および染色体のみが含まれますが、一部の細菌細胞には、プラスミド、またはcapsule膜、線毛、鞭毛などの細胞外構造も含まれます。核を保有する真核細胞とは異なり、細菌は複製中に有糸分裂を受けず、核は分裂し、DNAは2つの同じセットに分配されます。代わりに、バクテリアは、バクテリアのDNAをコピーし、単一の細胞を2つの同一の娘細胞に分割する複製プロセスであるバイナリ分裂によって複製します。細菌の生殖プロセスの簡素化により、細菌は著しく活発なペースで複製することができます。適切な条件下では、単一の細菌細胞がわずか10時間で10億もの個々の細菌に複製できます。
双子がいた！
バイナリ分裂は、複製用に設計された特定のタンパク質を使用して、細菌を2つの完全な娘に均等に分割する厳密に制御されたプロセスです。バイナリ分裂は、細菌のDNAの複製から始まります。 DNAが染色体内で複製されると、染色体は2つの複製フォークに配置され、細胞の両端に分かれます。細長い細菌の中心近くの分裂部位では、分裂のための機械、特にタンパク質リングFtsZが組み立てられます。分裂の要素が組み立てられると、細菌は細胞膜を使用して分裂部位で新しい細胞壁を合成し、2つの同一の娘細胞に分裂します。娘細胞はクローンであり、あらゆる点で元の細菌と同一です。
物事を揺さぶる
細菌は、細菌が環境ストレスを克服することを可能にする遺伝情報を含む小さな環状DNA分子であるプラスミドの転移を使用して、遺伝子構造を変更する能力を持っています。プラスミドは、細菌が環境から拾い上げるか、接合と呼ばれるプロセスを介して細菌から細菌に受け渡されます。これにより、彼らは北極の雪から海底まで、敵対的な環境での生活に適応することができます。また、抗生物質などの人工ストレスに対する耐性を進化させることもできます。プラスミドは、分裂プロセス中に常に複製されるとは限りません。時折、それらは娘細胞の1つだけに渡されます。プラスミドは、親細菌細胞による複製を保証する独自のDNAのストレッチを通じて複製し、細菌とは無関係に複製することさえできます。単一の細菌は、数百の複製されたプラスミドを含むことができます。
代替レプリケーション
細菌は非常に多様であり、いくつかの形態の細菌は二分裂によって複製しません。シアノバクテリアのStanieriaは細胞壁内で複製し、数十または数百もの子孫と呼ばれる子孫を生成します。細胞壁が破裂し、すべての基底細胞が同時に放出されます。 Epulopisciumでは、大きな母細胞内で複製されたDNAから2つの小さな子孫細胞が形成されます。子孫が完全に発達すると、母細胞は死に、2つの完全な細菌細胞が放出されます。出芽と呼ばれる生殖プロセスもプランクトミセスの一部のメンバーで観察されていますが、このプロセスのメカニズムはまだ不明です。