세균은 이분법(binary fission)이라는 무성생식법을 통해 매우 빠르게 증식하지만, 다음과 같은 기작을 통해 유전적 다양성을 확보하고 환경에 적응합니다.
- 빠른 증식과 돌연변이: 세균은 이상적인 환경에서 약 20분마다 한 번씩 분열할 정도로 증식 속도가 매우 빠릅니다. 단시간에 수백만 배로 개체 수가 늘어나는 과정에서 복제 오류로 인한 돌연변이가 발생할 확률이 높아지며, 이는 유전적 다양성을 높이는 기초가 됩니다.
- 플라스미드(plasmid)의 활용: 세균은 세포 내의 주 염색체 DNA 외에 하나 이상의 작은 원형 DNA인 플라스미드를 가지고 있습니다. 이 플라스미드에는 병원성이나 약제 저항성 등 중요한 유전 정보가 포함되어 있으며, 세균과 세균 사이를 이동할 수 있어 유전 형질을 공유하는 데 중요한 역할을 합니다.
- 유전자의 수평적 전달: 세균은 개체 간에 직접 DNA를 주고받는 방식을 취합니다. 제공된 자료에 따르면 세균의 표면에 있는 선모(pili)를 통해 한쪽 세균의 DNA가 다른 쪽 세균으로 옮겨갈 수 있으며, 이를 통해 새로운 유전 형질을 획득합니다.
- 외부 유전자 흡수 및 전달: 세균은 주위 환경에 존재하는 DNA 조각을 세포 안으로 받아들이거나, 바이러스(박테리오파지)의 매개를 통해 유전자를 전달받음으로써 유전적 재조합을 일으킵니다.
이러한 기작들을 통해 세균은 이분법으로 자가 복제를 반복하면서도 다른 개체의 유전 정보를 받아들이거나 스스로 변이함으로써 항생제 저항성을 획득하는 등 유전적 다양성을 확보합니다.