ROZSZCZEPIENIE DWUDZIELNE LUB BINARNE: PROCES, TYPY I PRZYKŁADY - BIOLOGIA - 2026

Bipartition lub rozszczepienia binarnego jest typu, w którym reprodukcji bezpłciowej rodzic zwykle jednokomórkowe, dzielenia, aby utworzyć dwie komory mają identyczny rozmiar mniejszy od genetycznego punktu widzenia (klonów) potomnych.

Ten typ rozmnażania jest typowy dla gatunków bakterii i różni się od innych typów rozmnażania bezpłciowego, na przykład pączkowania, tym, że komórka rodzicielska zanika, dając początek dwóm mniejszym komórkom potomnym, które mają część otoczki komórkowej. od pierwszego. Występuje również w organizmach eukariotycznych jednokomórkowych i kolonialnych, takich jak pierwotniaki i niektóre jednokomórkowe glony.

Proces rozszczepienia binarnego. 1. Bakterie przed rozszczepieniem binarnym z upakowanym DNA. 2. DNA replikuje się. 3. DNA trafia do biegunów bakterii w miarę wzrostu rozmiaru w przygotowaniu do podziału. 4. Nowa ściana komórkowa zaczyna rosnąć. 5. Powstała nowa ściana komórkowa. 6. Nowe komórki bakteryjne mają upakowane DNA, rybosomy i plazmidy.

Rozmnażanie bezpłciowe różni się od rozmnażania płciowego tym, że nie obejmuje fuzji dwóch komórek gamet z połową ładunku chromosomów, ani nie obejmuje tworzenia nowych osobników różniących się genetycznie.

Ponadto rozmnażanie bezpłciowe zwykle występuje w organizmach jednokomórkowych, podczas gdy rozmnażanie płciowe jest typowe dla organizmów wielokomórkowych.

Ten rodzaj rozmnażania bezpłciowego zapewnia powstawanie klonów, a także szybki wzrost liczby osobników w danej populacji.

Proces rozszczepienia binarnego

Rozszczepienie binarne jest głównym mechanizmem reprodukcyjnym organizmów prokariotycznych. U bakterii zaczyna się od duplikacji pojedynczego kolistego chromosomu bakterii i znacznego wzrostu wielkości komórek.

Powstałe w ten sposób dwie kopie muszą migrować lub segregować w kierunku dwóch biegunów komórek, po czym białka niezbędne do utworzenia mechanizmu podziału gromadzą się w miejscu, w którym nastąpi rozdzielenie komórek potomnych (zwykle w postaci pierścienia).

Binarny proces rozszczepienia u bakterii (źródło: Mcstrother przez Wikimedia Commons) Po tym złożonym i regulowanym procesie tworzy się rodzaj poprzecznej „ściany”, która oddziela dwa powstałe chromosomy, wspomniana ściana jest tworzona przez wewnętrzny wzrost błony komórkowej i ściana komórkowa.

Kiedy ściana jest w pełni uformowana, powoduje to oddzielenie dwóch komórek potomnych.

Ta forma rozmnażania jest niezwykle szybka i przebiega w idealnych warunkach w odstępach około 20 minut. Pozwala to gatunkom bakterii na znaczne zwiększenie liczby osobników w kolonii. Na poniższym filmie możesz zobaczyć ten proces u pierwotniaków:

Rodzaje rozszczepienia binarnego

Rozszczepienie binarne u prokariontów zostało sklasyfikowane jako poprzeczne rozszczepienie binarne i podłużne rozszczepienie binarne, zgodnie z osią, wzdłuż której następuje oddzielenie komórek potomnych.

Poprzeczne rozszczepienie binarne

Poprzeczne rozszczepienie binarne, jak sama nazwa wskazuje, zachodzi przez poprzeczną oś dzielącej się komórki, innymi słowy, „ściana”, która oddziela dwie komórki potomne, jest utworzona na osi prostopadłej do osi, która wyznacza największą długość komórki.

Ten typ podziału występuje u niektórych płazińców i polipów, gdzie jest znany jako strobilacja. Niektóre teksty sugerują, że poprzeczne binarne rozszczepienie prowadzi do powstania pewnego rodzaju „strun” lub łańcuchów z produktami rozszczepienia.

Rozszczepienie binarne podłużne

Z drugiej strony podłużne rozszczepienie binarne zachodzi, gdy dzieląca się komórka robi to przez oś podłużną, która jest zwykle tą, która wyznacza największą długość komórki.

Nieregularne rozszczepienie binarne

Nieregularne rozszczepienie binarne to takie, w którym podział cytozolowy lub cytokineza zachodzi w płaszczyźnie prostopadłej do podziału jądra u eukariotów.

Konkretne przykłady

Wiele jednokomórkowych glonów dzieli się bezpłciowo na rozszczepienie binarne, co jest również prawdą w przypadku większości gatunków pierwotniaków, chociaż gatunki w obu grupach korzystają zarówno z płciowego, jak i bezpłciowego sposobu rozmnażania.

W pantoflach

Pantofelki to organizmy z grupy pierwotniaków, które zwykle żyją w zbiornikach stojącej wody bogatej w materię organiczną.

Są to mikroorganizmy eukariotyczne, które mają kształt podobny do sandała lub podeszwy buta i są pokryte rzęskami, które służą jako „narządy” lub „wyrostki” lokomotoryczne.

Rodzaje podziałów w orzęskach (źródło: Deuterostome via Wikimedia Commons) Głównym mechanizmem rozrodczym tej grupy bezkręgowców jest poprzeczne rozszczepienie binarne, chociaż mogą one również rozmnażać się płciowo. Jednak proces rozszczepienia binarnego w tych organizmach jest nieco inny, ponieważ replikacja jądrowego materiału genetycznego zachodzi w wyniku mitozy. Na poniższym filmie widać dwudzielność w pantoflach:

W amebach

Ameba to także bezkręgowce eukariotyczne należące do grupy pierwotniaków. Nie mają określonego kształtu ciała i poruszają się poprzez wystające części ciała zwane pseudonóżami.

Podobnie jak pantofelek, replikacja genomu ameb, który dzieli się przez podział binarny, obejmuje zdarzenie mitotyczne.

W bakteriach

Cykl życiowy bakterii Myxococcus xanthus. Rozmnaża się przez podział binarny. Bakterie Elena García Bravo są bez wątpienia najbardziej reprezentatywną grupą, która rozmnaża się przez podział bipartycyjny lub binarny i to właśnie tam ten proces został zbadany bardziej szczegółowo.

Do najbardziej znanych gatunków z tej grupy organizmów eukariotycznych należą Escherichia coli, Gram-ujemna pałeczka jelitowa naturalnie występująca w jelitowej florze człowieka, oraz Caulobacter crescentus, inna bakteria Gram-ujemna (niepatogenna) obecna w wielu glebach i zbiornikach wodnych.

Jako model badawczy posłużyła również bakteria Gram-dodatnia Bacillus subtilis, która jest typową bakterią występującą w wielu glebach.

Różnice między rozszczepieniem binarnym a mitozą

Proces dwudzielenia różni się nieco od typowych zdarzeń mitotycznych w komórkach eukariotycznych. Po pierwsze, podczas podwójnego rozszczepienia nie jest wytwarzane wrzeciono mitotyczne, które oddziela chromatydy podczas mitozy. Nie ma również powielania organelli, ponieważ proces ten jest typowy dla bakterii, które nie posiadają wewnętrznych organelli błoniastych.

Inną ważną różnicą jest to, że w bakteriach i innych mikroorganizmach występuje dwudzielność w celu zwiększenia liczby osobników, podczas gdy w organizmach wielokomórkowych, takich jak na przykład zwierzęta i rośliny, proces ten służy do zastępowania komórek. , wzrost i rozwój.

Wreszcie ważne jest, aby ustalić, że mitoza trwa znacznie dłużej niż rozszczepienie binarne, ponieważ jest to nieco bardziej złożony i kosztowny proces z energetycznego punktu widzenia.

Bibliografia

1. Angert, ER (2005). Alternatywy dla rozszczepienia binarnego u bakterii. Nature Reviews Microbiology, 3 (3), 214.
2. Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Bezkręgowce (nr QL 362. B78 2003). Basingstoke.
3. Prescott, LM, Harley, JP i Klein, DA (1993). Microbiology, 2nd edn. Wm. C. Brown. Pub., Nowy Jork, 224.
4. Simpson, JY (1902). Obserwacje dotyczące rozszczepienia binarnego w historii życia Ciliata. Proceedings of the Royal Society of Edinburgh, 23, 401-421.
5. Solomon, EP, Berg, LR i Martin, DW (2011). Biology (9th edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.