תוֹכֶן
חיידקים הם חיידקים חד-תאיים, והם אחד מצורות החיים הפשוטות ביותר על פני כדור הארץ. מכיל רק כרומוזום יחיד של DNA, חסר להם גרעין או אברונים אחרים הנמצאים ברוב התאים האוקריוטים. כדי לשכפל, חיידקים עוברים את תהליך הביקוע הבינארי, בו תא חיידקים גדל בגודלו, מעתיק את ה- DNA שלו ואז מתפצל לשני תאים "בתיים" זהים. חיידקים יכולים גם להחליף DNA באמצעות צמידות, מה שמאפשר להם לחלוק תכונות שמתגברות על מתח סביבתי כמו אנטיביוטיקה.
אנטומיה של חיידק
תא חיידקים הוא פרוקריוט פשוט מאוד, כלומר הוא אינו מכיל גרעין. חיידק מכיל רק דופן תא, ממברנה תאית, ציטופלזמה, ריבוזומים והכרומוזום, אם כי ישנם תאי חיידקים המכילים גם פלסמיד או מבנים חוץ תאיים כמו קפסולה, פימבריאה ופללה. בניגוד לתא אוקריוטי, שאכן יש גרעין, חיידק אינו עובר מיטוזה במהלך שכפול, שם הגרעין מתפצל וה- DNA מופץ לשתי קבוצות זהות. במקום זאת, חיידקים מתרבים באמצעות ביקוע בינארי, תהליך שכפול המעתיק את ה- DNA של החיידקים ומפצל תא בודד לשני תאי בת זהים. הפשט של תהליך הרבייה של חיידקים מאפשר לחיידקים להשתכפל בקצב מהיר להפליא. בתנאים הנכונים, תא חיידקי יחיד יכול להשתכפל לכמיליארד חיידקים בודדים תוך 10 שעות בלבד.
סבלו תאומים!
ביקוע בינארי הוא תהליך מבוקר היטב המפצל חיידק באופן שווה לשתי בת שלמה באמצעות חלבונים ספציפיים המיועדים לשכפול. ביקוע בינארי מתחיל בשכפול של ה- DNA של החיידקים. ברגע ששוכפל ה- DNA בתוך הכרומוזום, הכרומוזום מסדר את עצמו לשני מזלגות שכפול ואז מתפצל לקצוות מנוגדים של התא. באתר החלוקה, בסמוך למרכז החיידק המוארך, מורכבים המכונות לחלוקה, ובמיוחד טבעת החלבון FtsZ. לאחר הרכבת האלמנטים לחלוקה, החיידק מסנתז קיר תא חדש באתר החלוקה בעזרת קרום התא ומתפצל לשני תאי בת זהים. תאי הבת הם שיבוטים, זהים מכל הבחינות לחיידק המקורי.
מטלטל את העניינים
לחיידקים היכולת לשנות את המבנה הגנטי שלהם באמצעות העברת פלסמידים, מולקולת DNA קטנה ומעגלית המכילה מידע גנטי המאפשר לחיידק להתגבר על מתחים סביבתיים. פלסמידים נאספים על ידי חיידק מסביבתו, או מועברים מחיידקים לחיידקים באמצעות תהליך שנקרא התכווצות. זה מאפשר להם להסתגל לחיות בסביבות עוינות, החל משלג ארקטי לקרקעית האוקיאנוס. זה גם מאפשר להם לפתח עמידות בפני לחץ מלאכותי כמו אנטיביוטיקה. פלסמיד לא ישכפל תמיד במהלך תהליך החלוקה; מדי פעם הם מועברים רק לאחד מתאי הבת. פלסמידות משכפלים דרך קטע של DNA משלהם המבטיח שכפול על ידי תא החיידק האב, ויכולים אפילו לשכפל ללא תלות בחיידק. חיידק יחיד יכול להכיל מאות פלסמידות משוכפלות.
שכפול אלטרנטיבי
חיידקים הם מגוונים ביותר, וכמה צורות של חיידקים לא משכפלים באמצעות ביקוע בינארי. ציאנובקטריה סטנריה משוכפלת בתוך דופן התא, ומייצרת עשרות ואף מאות צאצאים המכונים באאוציטים. דופן התא קרועה, וכל הביוציטים משתחררים במקביל. באפולופיסקיום נוצרים שני תאים צאצאים קטנים מה- DNA המשוכפל בתוך תא אם גדול יותר. כאשר הצאצאים מפותחים לחלוטין, תא האם מת ומשחרר שני תאי חיידקים שלמים. תהליך רבייה שנקרא ניצני נצפה גם אצל חלק מחברי Planctomycetes, אך המכניקה של תהליך זה עדיין לא ידועה.