細菌は主に、細胞が2つの同一の小さな細胞に分裂するプロセスである二分裂のような無性の経路によって繁殖します。ただし、これらの微生物は、「接合」と呼ばれるプロセスを通じて、ある種の有性生殖を示します。
無性生殖に関しては、二分裂が支配的ですが、この単細胞生物のグループには、出芽、多分裂、「細胞内」子孫の形成など、「異常な」または「代替的な」分裂パターンの報告があります。いくつか例を挙げましょう。
原核細胞の模式図（出典：このベクトル画像は、ウィキメディア・コモンズを介してアリ・ジファンによって完全に作成されています）
細菌のさまざまな繁殖メカニズムを詳しく説明する前に、これらの生物学的プロセスのいくつかの側面を理解するための重要な情報を覚えておくことが適切です。
細菌の一般的な特徴
細菌は原核生物です。つまり、その遺伝物質は、真核生物には存在する「核」として知られる膜構造に囲まれていません。
いくつかはコロニーやフィラメントを形成することができますが、それは主に単細胞生物で構成される非常に成功した多様なグループです。それらは生物圏上の事実上すべての生態系に見られ、多細胞生物に固有の多くの生物学的プロセスにとって最も重要です。
細菌細胞は、特に真核細胞と比較して小さな細胞（直径が数ミクロン以下）です。その細胞質ゾルは、例えば、膜状オルガネラがないため、動物または植物細胞のものよりもかなり「単純」である。
内部には、多数のリボソーム、さまざまな物質の貯蔵顆粒、さまざまな種類のタンパク質、大きな環状で超らせん状の染色体、および「プラスミド」と呼ばれる小さな染色体外DNA分子があります。
バクテリアの細胞外被は、ポリペプチドと結合したアミノ糖からなる「ペプチドグリカン」と呼ばれる複雑なポリマーで構成されているため、非常に特殊です。これらの生物の壁と原形質膜の特性は、それらの分類に使用されます。
一部の細菌は、細胞壁を取り囲み、保護機能を持つ「カプセル」によって覆われています。他の細菌は可動性であり、繊毛や鞭毛などの表面から突き出る特殊な構造を持っています。
実験室ですべての細菌がin vitroで成長できるわけではないので、科学コミュニティがそれらの代謝、繁殖、形態および一般的な特性に関して管理する情報は、モデル種で行われた研究から得られたデータに大きく依存します。
細菌の無性生殖
無性生殖は、「母親」として機能する個体からのクローンの形成で構成されます。有性生殖とは異なり、このプロセスでは、たとえば内部コンポーネントを複製して2つの等しい娘細胞に分裂する1つの細胞のみが必要です。
- 二分裂
「二分割」としても知られる二分裂は、自然界のほとんどのバクテリアの繁殖の主な形態です。このプロセスでは、分裂している細胞は、遺伝的に同一である2つの小さな細胞を生成し、最初の細胞が「消える」ような方法で分裂します。
分裂中の細胞は、必然的に以前の「準備」プロセスを経て、内部の内容（染色体、タンパク質、リボソームなど）を2倍にし、細胞質の内容を2倍未満に増やしたに違いありません。
Binary fission（ソース：Binary_fission.svg：描画：w：ユーザー：JWSchmidt（w：画像：Binary fission.png）;ベクトル化：w：ユーザー：JTojnar派生作品：Ortisa via Wikimedia Commons）
細菌の染色体の2つのコピーは、分裂している細胞の両極と、複製された内部物質の一部に向かって分泌されます。この後、「分裂部位」と呼ばれる細胞内の特定の場所に「隔壁」が形成されます。
中隔は、細胞膜の「求心性」陥入からなり、これは新しい細胞壁の合成と2つの娘細胞の分離に先行します。
-「異常な」無性生殖
無性生殖のプロセスは、細菌のすべてのグループで同じではありません。最初に述べたように、いくつかの種は出芽を特徴とし、他の種は多分裂、細胞内子孫の形成などを特徴とします。
複数の細胞内子孫の形成
GC含有量が低いグラム陽性菌（ファーミキューテス）のグループに属する細菌の多くの系統は、複数の内生胞子（休止状態でも）または大きなアクティブな子孫の数。
多くの系統では、この「複数の細胞内子孫」の形成が生殖の主な手段であるため、二分裂はめったに起こらないか、まったく起こらない場合があります。
宝石
バクテリアの出芽は、シアノバクテリア、ファーミキューテス、およびプランクトミセス、ならびにいくつかのプロテオバクテリアで観察されています。
このプロセスの概略図（細菌の中でほとんど研究されておらず、知られている）は、このように無性生殖を行う細菌が細胞体の「画分」または「卵黄」、「母」細胞よりもかなり小さい画分をどのように放出するかを示していますそれはそれらの起源であり、おそらく後者のすべての細胞質ゾル成分を含んでいない。
いくつかのシアノバクテリアにおける赤血球の産生
Stanieria属などの一部のシアノバクテリアは、二分裂によって繁殖することはありません。代わりに、彼らは白血球と呼ばれる小さな細胞から始まるプロセスによって分裂します。
赤血球は次第にサイズが大きくなり、染色体DNAはそのように連続して何度も複製します。細胞が細胞質分裂期に入ると、「母」細胞の外側の被覆を壊すことによって放出される、新しい小さな細胞が多数生成されます。
このプロセスは他の種でもフラグメンテーションとして知られています。
細菌の「性的」繁殖
私たちが知っているように、有性生殖は、「配偶子」と呼ばれる2つの特殊な性細胞の融合で構成されています。
配偶子も特殊な性細胞も細菌では生成されませんが、2つの異なる細胞が互いに遺伝物質を交換することがあります。
-変革
-トランスダクション
-活用
新しい細胞や異なる細胞の生産は含まれませんが、形質転換とは、バクテリアが別のバクテリアからDNA断片を取得し、それらが生息している環境に放出したり、死滅したり崩壊したりするイベントです。
一方、形質導入は、バクテリアを攻撃するウイルスであるファージの関与のおかげで、さまざまなバクテリアからのバクテリアDNAの組み合わせに関係しています。
最後に、接合は、新しい個体の生産を特徴としないが、「性線毛」として知られる特殊な構造を介して、ある細胞から別の細胞に遺伝物質を直接伝達することである。
細菌の活用（出典：派生著作：Franciscosp2（トーク）Bacterial_Conjugation_en.png：Mike Jones via Wikimedia Commons）
この最後のプロセスは2つの細胞間の物理的接触を必要とし、モデル生物であるE. coliで行われた研究によれば、「男性」のドナー細胞と「女性」の受容細胞があります。
一般に、寄付および受領されるのは、有用な遺伝情報を含むプラスミドDNA分子です。
参考文献
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