15.1: El ciclo celular procariota

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Las células, ya sean procariotas o eucariotas, eventualmente se reproducen o mueren. Para los procariotas, el mecanismo de reproducción es relativamente sencillo, ya que no hay orgánulos internos. El proceso consta de tres fases distintas pero cortas: primero, una fase de crecimiento en la que se incrementa la masa de la célula, luego la fase de replicación cromosómica, y finalmente los cromosomas se separan y las células se dividen físicamente en dos nuevas células independientes. En las bacterias, estos son referidos como los periodos B, C y D, respectivamente. El inicio del proceso reproductivo parece ser principalmente una función del tamaño celular. La duración del ciclo celular global está determinada por el periodo B, ya que los periodos C y D tienen restricciones de tiempo relativamente fijas. La longitud de B está determinada, en parte, por las condiciones ambientales y la ganancia en masa celular. Los tiempos de generación de bacterias pueden variar desde menos de media hora hasta varios días, aunque la mayoría de los cultivos bacterianos en entornos de laboratorio y medios ricos en nutrientes tienen tiempos de generación menores de un día.

La replicación del ADN ya ha sido cubierta en detalle en el Capítulo 7. En bacterias, el proceso se inicia en el origen de la replicación por el ADN. Sin embargo, en las arqueas, el inicio sincrónico de la replicación en múltiples sitios del cromosoma, así como las proteínas de reconocimiento homólogas a las proteínas ORC eucariotas sugieren que hay similitudes entre la replicación arquebacteriana y eucariota del ADN por explorar.

Una vez que el ADN se replica y se mueve a lados opuestos de la célula, el tabique de la célula media se forma para dividir la célula. Al menos 9 productos génicos están involucrados en este proceso incluyendo FtsZ, el homólogo de tubulina procariota que forma un anillo circunferencial, FTsI, una peptidoglicano sintetasa involucrada en la formación del tabique, ftsL, cuya función no está clara pero está involucrada en el crecimiento interno de la pared celular en el tabique, y ZIPa, que ancla el anillo FtsZ. El anillo se contrae, tirando de la membrana con él. Finalmente, la membrana se pellizca lo suficiente como para fusionarse y generar dos compartimentos citoplásmicos completamente separados. Otras enzimas de septación producen componentes de la pared celular que entran a medida que el tabique se forma simultáneamente con la contracción membrana/FTSZ, y las células se separan.