Definition: Was ist Binäre Spaltung?
Binäre Spaltung ist eine Form der asexuellen Reproduktion, die von Mitgliedern der Archaeen und Bakterien unter anderen Organismen verwendet wird. Wie die Mitose (in eukaryotischen Zellen) führt sie zur Zellteilung der ursprünglichen Zelle, um zwei lebensfähige Zellen zu produzieren, die den Prozess wiederholen können.
Obwohl das Konzept der binären Spaltung der Mitose ähnlich ist, gibt es einige große Unterschiede zwischen den beiden., Während die binäre Spaltung eine Vermehrungsmethode von Bakterien und Archaeen ist, tritt Mitose in eukaryotischen Zellen auf.
Darüber hinaus treten die beiden aus unterschiedlichen Gründen in Zellen auf. Die beiden Prozesse durchlaufen jedoch eine Reihe von Phasen der DNA-Teilung, gefolgt von der Spaltung der Zelle in zwei Tochterzellen.
* Einige Eukaryoten wie Paramecium und Amöben können binäre Spaltung als Mittel zur Ausbreitung verwenden.,
Binäre Spaltung Gegen Mitose
Für einfache Organismen wie Bakterien ist die Zellteilung (zur Vermehrung) von einer Form der asexuellen Reproduktion abhängig bekannt als binäre Spaltung.
Im Vergleich zur Zellstruktur eukaryotischer Organismen ist die Zellstruktur von Prokaryoten (z. B. Bakterien und Archaeen) sehr einfach. Aus diesem Grund können sie sich nur asexuell durch binäre Spaltung reproduzieren, eine relativ einfache Reproduktionsmethode.,
Während der Zellteilung wird das DNA-Molekül von Prokaryoten (ein einzelnes kreisförmiges Chromosom) zuerst aufgewickelt, bevor es repliziert wird, um zwei Chromosomen zu produzieren. Die beiden Moleküle beginnen sich dann zu den entgegengesetzten Polen der Zellen zu bewegen, während die Zelle auseinander zieht. Dies führt dazu, dass die Zelle an Größe (Länge) zunimmt, bevor sie sich letztendlich in zwei Teile aufteilt.
Bevor sich die Zelle in zwei Zellorganellen teilt (z., plasmide, Ribosomen usw.) an Zahl zunehmen, so dass jede der Tochterzellen ungefähr die gleiche Anzahl von Organellen (sowie Zytoplasma) enthalten kann.
Die binäre Spaltung in Prokaryoten kann in vier Hauptphasen unterteilt werden:
- Chromosomenreplikation – Das einzelne, kreisförmige Chromosom wird aufgewickelt und kopiert, um ein neues Chromosom zu bilden, wodurch der genetische Inhalt verdoppelt wird.,
- Zellwachstum – Nach der Chromosomenreplikation wächst die Zelle und vergrößert sich in Vorbereitung auf die binäre Spaltung. Dieses Wachstum wird von einer Zunahme des Volumens des Zytoplasmas begleitet, wobei einige der Organellen an Zahl zunehmen. Diese Phase ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stränge beginnen, zu entgegengesetzten Polen der Zellen zu wandern.
- Chromosomenseigerung – In diesem Stadium dehnt sich die Zelle aus, während sich in der Mitte (quer) ein Septum bildet., An diesem Punkt trennen sich auch die Chromosomen vollständig.
- Zelle teilen – In diesem Stadium wird eine neue Zellwand gebildet wird. Letztendlich spaltet sich die Zelle entlang der Mitte (am Septum) und teilt die Zelle in zwei neue Tochterzellen, von denen jede Kernmaterial und andere Zellorganellen enthält.,r types of binary fission that include:
- Irregular binary fission
- Longitudinal binary fission
- Transverse binary fission
- Oblique binary fission
Mitosis
Compared to binary fission, mitosis is a form of cell division that occurs in eukaryotic cells., Dies sind komplexere Zellen (z. B. menschliche Zellen), die den in einer Membran eingeschlossenen Kern enthalten.
Während der Zellteilung wird das Genom repliziert, um ein Paar Tochterkerne zu erzeugen, die sich zu den Polenden der Zelle bewegen. Es folgt die Teilung des Zytoplasmas und schließlich die Spaltung der Zelle in zwei Teile.
Stadien der Mitose
Interphase – Dies ist nicht unbedingt eine der Hauptstadien der Mitose., Vielmehr ist es die Vorbereitungsphase, die der Mitose vorausgeht.
Sobald eine neue Zelle durch Mitose gebildet wird, muss sie bereit sein, sich einer Mitose zu unterziehen und im weiteren Zyklus neue Tochterzellen zu produzieren. Die Zelle durchläuft daher mehrere Phasen in Interphase, um für die Mitose bereit zu sein.,
Dazu gehören:
- G1 phase – Die Zelle wächst in der Größe mit einer Zunahme der von organellen sowie die entwicklung von verschiedenen molekularen bausteine erforderlich für mitose.
- S phase – Diese Phase ist gekennzeichnet durch die Entwicklung des DNA-Moleküls im Kern sowie die Duplikation des Zentrosoms (dies ist die Mikrotubuli-Struktur, die an der Trennung der DNA während der Mitose beteiligt ist).,
- G2 – Dies ist die zweite Spaltphase (erste Spaltphase ist G1), die durch fortgesetztes Zellwachstum, Produktion von Proteinen und Organellen sowie inhaltliche Neuorganisation zur Vorbereitung der Zelle auf Mitose gekennzeichnet ist
Auf die Interphase folgt die M-Phase (mitotische Phase). Dies ist die Phase, durch die die DNA kopiert wird, um die Tochterzellen zu produzieren. Die M-Phase besteht aus zwei Prozessen, die Mitose und Zytokinese umfassen.,
Die Mitose, auch als mitotische Teilung bezeichnet, tritt in Stadien auf, die Folgendes umfassen:
Die Prophase – Prophase beginnt damit, dass sich der Kern in die Mitte der Zelle bewegt (während der Präprophase). Der Nukleolus verschwindet auch in diesem Stadium, gefolgt von der Bildung der mitotischen Spindelfasern., stadium der Mitose gekennzeichnet durch:
- Verschwinden der Kernhülle
- Wachstum der Spindel
- Zentrosomen beginnen, Chromosomen an die gegenüberliegenden Enden der Zelle zu ziehen – Dies wird durch Kontraktion von Mikrotubuli ermöglicht/li>
- Ausrichtung der Chromosomen in der Äquatorplatte der Zelle
Anaphase – In diesem Stadium (Anaphase) trennt die Zugspannung der Zentrosomen die Chromatiden zu zwei Tochterchromosomen., Eine weitere Kontraktion der Mikrotubuli (auf den Zentrosomen) trennt nicht nur die Chromatiden, sondern zieht sie auch auf die gegenüberliegenden Pole der Zelle. Später in diesem Stadium trägt das Drücken der polaren Mikrotubuli zur Verlängerung der Zelle bei.
Telophase – Im letzten Stadium der Mitose lösen sich die Mikrotubuli, wodurch sich die Zelle weiter verlängert. Wenn die Chromosomen an gegenüberliegenden Enden der Zelle getrennt sind, beginnen sich Kernhüllen zu entwickeln, um jedes der Chromosomen einzuschließen., Bevor dieses Stadium abgeschlossen ist, beginnen die Chromosomen zu kondensieren, da die Kernhülle die beiden Chromosomen vollständig umschließt, um zwei separate Kerne zu bilden.
Die Teilung des Kerns, die während der vier Stadien der Mitose auftritt, wird als Karyokinese bezeichnet.
Zytokinese-Ähnliche Mitose, Zytokinese ist ein deutlicher Teilungsprozess der M-Phase. Dieses Stadium ist durch eine Spaltung des Zytoplasmas in zwei Teile gekennzeichnet., In tierischen Zellen hilft ein kontraktiler Ring zusammen mit einer Spaltfurche dabei, das Zytoplasma vollständig zu trennen und letztendlich zwei separate Zellen herzustellen.
* Die Zytokinese beginnt gerade, wenn die Mitose kurz vor dem Ende steht.
Mitosetypen
In eukaryotischen Zellen sind die Chromosomen von einer zweischichtigen Membran umgeben, die als Kernhülle bezeichnet wird., Während der Chromosomenseigerung kann sich diese Membran je nach Zelle zerlegen oder intakt bleiben.
Dies ist die grundlage von zwei arten von mitose, die umfassen:
- Closed division/mitose – In geschlossenen mitose, die kern hülle nicht zerfallen. Vielmehr trennen Mikrotubuli die Chromosomen innerhalb der Membran. Dies ist in Organismen wie Algen und Pilzen üblich, um nur einige zu nennen.,
- Offene Mitose – Offene Mitose ist unter verschiedenen vielzelligen Organismen üblich. Hier zerfällt die zweischichtige Membran, so dass die Mikrotubuli leicht auf den Kernraum zugreifen und das Chromosom trennen können.
* Offene und geschlossene Teilungsformen wurden jedoch in einer Reihe von Organismen einschließlich Amöbozoen, Rhizaria und Pilzen identifiziert.
Was sind die Unterschiede zwischen Meiose und Mitose?,
Arten der binären Spaltung
- Unregelmäßige binäre Spaltung – Dies ist die Art der binären Spaltung, bei der die Zytokinese (die Teilung des Zytoplasmas) entlang einer Ebene senkrecht zur Karyokinese auftritt. Hier ist die Ebene der Zytokinese immer senkrecht zur Ebene, auf der die Karyokinese aufgetreten ist.
- Longitudinale binäre Spaltung – Dies ist die Art der Mitose, bei der Spaltung/Zytokinese entlang einer Längsachse auftritt.,
- Oblique binary fission – Dies ist eine Art von Spaltung, die in keiner bestimmten Weise auftritt. Als solches wird es als schräge Spaltung bezeichnet.
- Transversale binäre Spaltung – Bei dieser Art von binärer Spaltung tritt die Zytokinese entlang der Querachse auf.,
Unterschiede zwischen binärer Spaltung und Mitose
Abgesehen von der Tatsache, dass binäre Spaltung bei Prokaryoten und Mitosen in Eukaryoten üblich ist, umfassen einige der anderen Hauptunterschiede zwischen den beiden Methoden der Zellteilung:
- Während Spindelapparate während der Mitose produziert werden (um Chromosomen zu trennen), werden sie nicht in binärer Spaltung gebildet.,
- Eukaryoten haben Zellorganellen, die sich in Interphase verdoppeln Vorbereitung der Mitose. Da Prokaryoten jedoch einfachere Zellen sind, nehmen nur das Ribosom und einige andere Zellkomponenten an Anzahl zu, bevor die binäre Spaltung beginnt.
- Während binäre Spaltung nur als Mittel zur Reproduktion durch Prokaryoten verwendet wird, wird Mitose für verschiedene Funktionen verwendet, die Zellersatz, Wachstum und Entwicklung des Organismus umfassen.,
- Due to complexity of eukaryotic cells, mitosis takes longer than binary fission – Binary fission occurs rapidly.
Binary Fission in Paramecium (Asexual Reproduction)
Paramecium is a genus consisting of such ciliates as Paramecium aurelia, Paramecium bursaria and Paramecium caudatum among many others.,
Paramecia (Mitglieder der Gattung paramecium) haben die Form eines Slippers oder einer Schuhsohle und sind mit Zilien bedeckt, die es ihnen ermöglichen, sich von einem Ort zum anderen zu bewegen und zu füttern.
Im Gegensatz zu Bakterien besteht Paramecium aus eukaryotischen Zellen, was bedeutet, dass sie gut organisierte Zellen haben. Obwohl sich Paramecia sexuell reproduzieren kann, ist die asexuelle Reproduktion (binäre Spaltung) das primäre Fortpflanzungsmittel, das unter günstigen Bedingungen auftritt.,
Für Paramecium liegt die asexuelle Reproduktion in Form einer transversalen binären Spaltung vor. Während der Organismus zwei Kerne hat (einen großen Makronukleus und einen kleinen Mikronukleus), ist es der kleine Kern, der für die Fortpflanzung beteiligt/verantwortlich ist.
Unter günstigen Umgebungsbedingungen (Wasser etc.) die Ciliate hört auf zu füttern, wenn die Mundnut verschwindet. Anschließend teilt sich der Mikronukleus in zwei Teile und die beiden Mikronerne bewegen sich zu den Polenden der Zelle.,
Sobald sich der kleine Kern geteilt hat, teilt sich auch der Makronukleus in zwei Teile und die beiden bewegen sich zu beiden Enden der Zelle. Schließlich tritt die Zytokinese entlang der Querachse auf, um zwei ähnliche Zellen zu produzieren (dies beinhaltet, dass sich das Zytoplasma im rechten Winkel zur langen Achse der Zelle teilt).
* Der Mikrokern von Paramecium teilt sich durch Mitose, während sich der größere Kern durch Amitose teilt. Hier teilt sich das genetische Material im Kern (Mikronukleus) durch Mitose., Der Kern durchläuft vier Stadien der Mitose, darunter Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.
* Während der Mikronukleinteilung wird die gesamte Energie für Trennung und Duplikation verwendet. Daher tritt in diesem Stadium kein Zellwachstum auf.
* Während Paramecium auch eine komplexe Methode der sexuellen Fortpflanzung verwendet, tritt eine binäre Spaltung auf, wenn sich die Partner (Konjuganten) trennen.,
See more on Paramecium here
Binary Fission in Bacteria
Bacteria use several methods of asexual methods for reproduction.,
Dazu gehören:
- Binäre Spaltung
- Zoogloea stage
- Bildung von Konidien und Gonidien
- Knospung
- Fragmentierung
Obwohl verschiedene Arten von Bakterien eine der oben genannten Methoden verwenden können, ist die binäre Spaltung die häufigste Methode der asexuellen Reproduktion, die auftritt, wenn die Umweltbedingungen günstig sind (Wasser, optimaler Temperaturbereich usw.).,
Die binäre Spaltung in Bakterien umfasst zwei Hauptstufen:
Genomreplikation
Wie bei Paramecium beginnt die binäre Spaltung bei Bakterien mit der Replikation des Genoms (bakterielles Chromosom im Nukleoid). Hier kopieren Replikationsenzyme den Chromosomenstrang, beginnend am Ursprung der Replikation, und trennen dann den Strang weiter in zwei Teile. Die Replikation erzeugt zwei kreisförmige Tochterzellen, wenn sich die Zelle verlängert. Die Ursprünge bewegen sich dann zu beiden Enden der Zelle, wenn DNA kopiert wird.,
Septumbildung/Zellteilung
Während dieser Phase dringt der periphere Ring der Plasmamembran ein und teilt die Zelle in zwei Teile. Dies wird auch von der Bildung eines doppelmembranösen Septums begleitet, bevor sich die beiden Zellen vollständig in zwei ähnliche Zellen trennen.
* Im Gegensatz zu Paramecium beinhaltet die Teilung des Nukleoids keine Mitose.
* Unter günstigen Bedingungen, binäre Spaltung kann etwa 30 Minuten dauern.,
* Binäre Spaltung ist anfällig für eine Vielzahl von Veränderungen der Umwelt. Aus diesem Grund spielen andere Formen der asexuellen Fortpflanzung unter ungünstigen Umgebungsbedingungen eine Rolle.
Erfahren Sie hier mehr über Bakterien
Binäre Spaltung in Amöben
Amöbe ist eine Gattung, die aus eukaryotischen Organismen wie Amöbenproteus besteht. Amöben haben keine bestimmte Form und bewegen sich durch temporäre Projektionen, die als Pseudopodien (falsche Füße) bekannt sind.,
Wie viele andere Eukaryoten sind das Zytoplasma und der zelluläre Inhalt von Amöben in einer Zellmembran enthalten, während DNA im Kern enthalten ist.
Bei Arten wie Amöbenproteus wird die sexuelle Fortpflanzung durch binäre Spaltung (eine Form der asexuellen Fortpflanzung) erreicht. Es kann jedoch auch zu mehrfacher Spaltung oder Sporulation kommen.
Wie bei Paramecium, ebenfalls einem Eukaryonten, wird genetisches Material durch Mitose repliziert., Hier durchläuft der DNA-Strang die vier Stadien der Mitose (Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase).
Am Ende der Telophase werden zwei Tochterkerne gebildet, wobei sich unter jeder Kernmembran ein Gitter bildet. Auf die Kernteilung folgt eine Zytokinese, die das Zytoplasma teilt und letztendlich zwei Tochterzellen produziert, die hinsichtlich des zellulären Inhalts nahezu identisch sind.
* Im Gegensatz zu Bakterien werden multipolare Kernspalten während der binären Spaltung in Amöben erzeugt.,
* Die Reproduktion in Amöben erfolgt durch unregelmäßige binäre Spaltung. Hier erfolgt die Zytokinese entlang einer Ebene, die senkrecht zur Ebene der Karyokinese steht.,84d“>Learn more about Amoeba here
Return to learning about Chromosomes
Return to Cell Division
Return to Eukaryotes
Return to Prokaryotes
Return from Binary Fission to MicroscopeMaster home
Darpan, Pratiyogita (1999)., Competition Science Vision.
Boettcher, Barbara and Barral, Yves. (2013). the cell biology of open and closed mitosis, Nucleus, 4:3, 160-165.
Panawala, Lakna. (2017). What are the Stages of Mitosis. Researchgate Publication.
Links
