Размножение бактерий, в частности, бинарное деление, является основным способом их размножения и происходит через несколько четко определенных этапов. Рассмотрим их последовательно:
Инициирование клеточного деления:
- Процесс начинается с инициирования деления при достижении определенного размера клетки и благоприятных условий окружающей среды.
- В цитоплазме активируются белки, ответственные за начало процесса деления.
Репликация ДНК:
- Клетка начинает дублировать свою ДНК. Этот процесс требует развертывания двойной спирали ДНК и синтеза двух новых цепей, комплементарных каждой из оригинальных цепей.
- Репликация начинается в точке, называемой "ориджин" (origin of replication), и продолжается до тех пор, пока не будут синтезированы две копии генома.
Рост и удлинение клетки:
- В процессе репликации клетки продолжают расти и удлиняться. Это позволяет двум будущим клеткам иметь достаточный объем цитоплазмы и органелл.
- Синтезируются клеточные компоненты, такие как белки, липиды и рибосомы, чтобы обеспечить нормальное функционирование обеих дочерних клеток.
Сегрегация ДНК:
- Две копии ДНК распределяются по разным полюсам клетки, что обеспечивает равномерное разделение генетического материала между дочерними клетками.
- В этом процессе участвуют специализированные белки, такие как FtsZ, которые формируют кольцо в середине клетки и помогают в распределении ДНК.
Формирование перегородки:
- Клеточная мембрана и клеточная стенка начинают формироваться в середине клетки, создавая перегородку, которая будет разделять её на две части.
- Процесс формирования перегородки контролируется белковым комплексом, известным как дифференциация септома.
Цитокинез:
- Перегородка продолжает утолщаться и удлиняться, полностью отделяя две дочерние клетки друг от друга.
- Завершается формирование новой клеточной стенки, и клетки окончательно разделяются.
Завершение деления и формирование новых клеток:
- Образуются две идентичные дочерние клетки, каждая из которых содержит копию исходной ДНК и все необходимые клеточные компоненты.
- Новообразованные клетки готовы к началу нового цикла деления при достижении соответствующих условий.
Этот процесс занимает различное время в зависимости от вида бактерий и условий окружающей среды. В благоприятных условиях некоторые бактерии могут делиться каждые 20 минут, что способствует их быстрой колонизации и росту.
Таким образом, последовательность процессов при размножении бактерий включает инициирование деления, репликацию ДНК, рост клетки, сегрегацию ДНК, формирование перегородки, цитокинез и завершение деления с образованием новых клеток.