Definizione: cos’è la fissione binaria?
La fissione binaria è una forma di riproduzione asessuata utilizzata dai membri dei domini archaea e batteri tra gli altri organismi. Come la mitosi (nelle cellule eucariotiche), provoca la divisione cellulare della cellula originale per produrre due cellule vitali che possono ripetere il processo.
Sebbene il concetto di fissione binaria sia simile alla mitosi, ci sono alcune grandi differenze tra i due., Mentre la fissione binaria è un metodo di propagazione utilizzato da batteri e archaea, la mitosi si verifica nelle cellule eucariotiche.
Inoltre, i due si verificano per motivi diversi nelle celle. Tuttavia, i due processi passano attraverso una serie di fasi che coinvolgono la divisione del DNA seguita dalla scissione della cellula in due cellule figlie.
* Alcuni eucarioti come paramecio e amebe possono usare la fissione binaria come mezzo di propagazione.,
Fissione Binaria Vs. La mitosi
Per organismi semplici come i batteri, la divisione cellulare (per la propagazione) dipende da una forma di riproduzione asessuata noto come fissione binaria.
Rispetto alla struttura cellulare degli organismi eucariotici, la struttura cellulare dei procarioti (ad esempio batteri e archaea) è molto semplice. Per questo motivo, possono riprodursi solo asessualmente attraverso la fissione binaria, un metodo di riproduzione relativamente semplice.,
Durante la divisione cellulare, la molecola di DNA dei procarioti (un singolo cromosoma circolare) viene prima srotolata prima di essere replicata per produrre due cromosomi. Le due molecole iniziano quindi a muoversi verso i poli opposti delle cellule mentre la cellula si separa. Ciò si traduce in un aumento delle dimensioni della cella (lunghezza) prima di suddividersi in due.
Prima che la cellula si divida in due, gli organelli cellulari (ad es., plasmidi, ribosoma ecc) aumento di numero permettendo così ciascuna delle cellule figlie di contenere approssimativamente uguale numero di organelli (così come citoplasma).
fissione Binaria nei procarioti può essere suddiviso in quattro fasi principali che sono:
- replicazione dei Cromosomi – Il singolo cromosoma circolare viene srotolata e copiato per formare un nuovo cromosoma raddoppiando così il contenuto genetico.,
- Crescita cellulare – Dopo la replicazione cromosomica, la cellula cresce e aumenta di dimensioni in preparazione alla fissione binaria. Questa crescita è accompagnata da un aumento del volume del citoplasma con alcuni degli organelli che aumentano di numero. Questa fase è anche caratterizzata dai due filamenti che iniziano a migrare verso i poli opposti delle cellule.
- Segregazione cromosomica – In questa fase, la cellula si allunga come un setto si forma al centro (trasversalmente)., È anche a questo punto che i cromosomi si separano completamente.
- Divisione cellulare – In questa fase si forma una nuova parete cellulare. In definitiva, la cellula si divide lungo il centro (al setto) dividendo la cellula in due nuove cellule figlie, ognuna delle quali contiene materiale nucleare e altri organelli cellulari.,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., Queste sono cellule più complesse (ad esempio cellule umane) che contengono il nucleo racchiuso in una membrana.
Durante la divisione cellulare, il genoma viene replicato per produrre una coppia di nuclei figlia che si spostano verso le estremità polari della cellula. Questo è seguito dalla divisione del citoplasma e infine dalla scissione della cellula in due.
Stadi della mitosi
Interfase – Questo non è necessariamente uno degli stadi principali della mitosi., Piuttosto, è la fase di preparazione che precede la mitosi.
Una volta che una nuova cellula si forma attraverso la mitosi, deve essere pronta per sottoporsi alla mitosi e produrre nuove cellule figlie mentre il ciclo continua. La cellula, quindi, subisce diverse fasi in interfase per essere pronta per la mitosi.,
Questi includono:
- fase G1 – La cellula cresce in dimensioni, con un aumento del numero di organelli, come pure lo sviluppo di varie basi molecolari necessari per mitosi.
- Fase S-Questa fase è caratterizzata dallo sviluppo della molecola di DNA nel nucleo e dalla duplicazione del centrosoma (questa è la struttura dei microtubuli coinvolta nella separazione del DNA durante la mitosi).,
- G2 – Questa è la seconda fase gap (la prima fase gap è G1) caratterizzata da una continua crescita cellulare, produzione di proteine e organelli e riorganizzazione del contenuto per preparare la cellula alla mitosi
L’interfase è seguita dalla fase M (fase mitotica). Questa è la fase attraverso la quale il DNA viene copiato per produrre le cellule figlie. La fase M consiste di due processi che includono mitosi e citocinesi.,
La mitosi, detta anche divisione mitotica, si verifica attraverso fasi che includono:
Prophase – Prophase inizia con il nucleo che si sposta al centro della cellula (durante la pre-prophase). Anche il nucleolo scompare durante questa fase seguita dalla formazione delle fibre del fuso mitotico., stadio della mitosi caratterizzata da:
- Scomparsa dell’involucro nucleare
- la Crescita del mandrino
- Cntrosome iniziare a tirare cromosomi alle estremità opposte della cellula – Questo è reso possibile dalla contrazione dei microtubuli
- Allineamento dei cromosomi della cellula equatoriale piatto
Anafase – In questa fase (anafase), la trazione tensione di cntrosome separa i cromatidi a formare due figlia cromosomi., Un’ulteriore contrazione dei microtubuli (sui centrosomi) non solo separa i cromatidi, ma li trascina anche sui poli opposti della cellula. Più tardi in questa fase, la spinta dei microtubuli polari contribuisce all’allungamento della cellula.
Telofase-Nell’ultimo stadio della mitosi, i microtubuli si allentano, causando l’ulteriore allungamento della cellula. Con i cromosomi separati alle estremità opposte della cellula, gli involucri nucleari iniziano a svilupparsi per racchiudere ciascuno dei cromosomi., Prima che questa fase sia completata, i cromosomi iniziano a condensarsi mentre l’involucro nucleare racchiude completamente i due cromosomi per formare due nuclei separati.
La divisione del nucleo che si verifica durante i quattro stadi della mitosi è nota come cariocinesi.
Mitosi simile alla citocinesi, la citocinesi è un processo distinto correlato alla divisione della fase M. Questo stadio è caratterizzato dalla scissione del citoplasma in due., Nelle cellule animali, un anello contrattile, insieme a un solco di scissione, aiuta a separare completamente il citoplasma e infine a creare due cellule separate.
* La citocinesi inizia proprio quando la mitosi sta per finire.
Tipi di Mitosi
Nelle cellule eucariotiche, i cromosomi sono circondati da una membrana bi-strato definito come un involucro nucleare., Durante la segregazione cromosomica, questa membrana può smontare o rimanere intatta a seconda della cellula.
Questa è la base di due tipi di mitosi che includono:
- Chiuso divisione/mitosi – chiusi, la mitosi, la busta nucleare non si disintegrano. Piuttosto, i microtubuli separano i cromosomi all’interno della membrana. Questo è comune in organismi come alghe e funghi per citarne alcuni.,
- Mitosi aperta – La mitosi aperta è comune tra vari organismi multicellulari. Qui, la membrana bi-strato si disintegra permettendo ai microtubuli di accedere facilmente allo spazio nucleare e separare il cromosoma.
* Forme aperte e chiuse di divisione, tuttavia, sono state identificate in un certo numero di organismi tra cui amebozoi, rizari e funghi.
Quali sono le differenze tra Meiosi e mitosi?,
Tipi di fissione binaria
- Fissione binaria irregolare – Questo è il tipo di fissione binaria in cui la citocinesi (la divisione del citoplasma) avviene lungo un piano perpendicolare a quello della Cariocinesi. Qui, il piano della citocinesi è sempre perpendicolare al piano su cui si è verificata la cariocinesi.
- Fissione binaria longitudinale – Questo è il tipo di mitosi in cui la fissione / citocinesi si verifica lungo un asse longitudinale.,
- Fissione binaria obliqua – Questo è un tipo di fissione che non si verifica in alcun modo particolare. Come tale, è indicato come fissione obliqua.
- Fissione binaria trasversale – In questo tipo di fissione binaria, la citocinesi si verifica lungo l’asse trasversale.,
Differenze tra Fissione Binaria e la Mitosi
a parte il fatto che la fissione binaria è comune nei procarioti e mitosi negli eucarioti, alcune delle altre principali differenze tra i due metodi di divisione cellulare sono:
- Considerando che il mandrino apparecchiature sono prodotte durante la mitosi (per separare i cromosomi) che non sono costituiti in fissione binaria.,
- Gli eucarioti hanno organelli cellulari che raddoppiano nell’interfase nella preparazione della mitosi. Tuttavia, dato che i procarioti sono cellule più semplici, solo il ribosoma e alcuni altri componenti cellulari aumentano di numero prima che inizi la fissione binaria.
- Mentre la fissione binaria viene utilizzata solo come mezzo di riproduzione dai procarioti, la mitosi viene utilizzata per diverse funzioni che includono la sostituzione cellulare, la crescita e lo sviluppo dell’organismo.,
- 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.,
I paramecia (membri del genere paramecium) hanno la forma di una pantofola o di una suola di una scarpa e sono coperti da ciglia che permettono loro di spostarsi da un posto all’altro e di nutrirsi.
A differenza dei batteri, il paramecio è costituito da cellule eucariotiche, il che significa che hanno cellule ben organizzate. Sebbene la paramecia possa riprodursi sessualmente, la riproduzione asessuata (fissione binaria) è il mezzo principale di riproduzione che si verifica in condizioni favorevoli.,
Per il Paramecio, la riproduzione asessuata è sotto forma di fissione binaria trasversale. Mentre l’organismo ha due nuclei (un grande macronucleo e un piccolo micronucleo) è il piccolo nucleo che è coinvolto/responsabile della riproduzione.
In condizioni ambientali favorevoli (acqua ecc.) il ciliato smette di alimentarsi quando il solco orale scompare. Questo è poi seguito dal micronucleo che si divide in due e dai due micronuclei che si spostano verso le estremità polari della cellula.,
Una volta che il piccolo nucleo si è diviso, anche il macronucleo si divide in due e i due si spostano verso entrambe le estremità della cellula. Infine, la citocinesi si verifica lungo l’asse trasversale per produrre due cellule simili (Questo comporta la divisione del citoplasma ad angolo retto rispetto all’asse lungo della cellula).
* Il micronucleo del paramecio si divide attraverso la mitosi mentre il nucleo più grande si divide attraverso l’amitosi. Qui, il materiale genetico nel nucleo (micronucleo) si divide attraverso la mitosi., Il nucleo passa attraverso quattro fasi della mitosi che includono profase, metafase, anafase e telofase.
* Durante la divisione del micronucleo, tutta l’energia viene utilizzata per la separazione e la duplicazione. Pertanto, la crescita cellulare non si verifica in questa fase.
* Mentre il Paramecio utilizza anche un metodo complesso di riproduzione sessuale, la fissione binaria si verifica quando i partner (coniuganti) si separano.,
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Binary Fission in Bacteria
Bacteria use several methods of asexual methods for reproduction.,
Questi includono:
- fissione Binaria
- Zoogloea stage
- Formazione di conidi e gonidia
- Erba
- Frammentazione
anche se i diversi tipi di batteri possono utilizzare uno qualsiasi dei metodi di cui sopra, fissione binaria è il più comune metodo di riproduzione asessuata che si verifica quando le condizioni ambientali sono favorevoli (acqua, range di temperatura ottimale, ecc).,
fissione Binaria in batteri prevede due fasi principali che sono:
la replicazione del Genoma
Per i batteri, come è il caso con Paramecium, fissione binaria inizia con la replica del genoma (cromosoma batterico nel nucleoide). Qui, gli enzimi di replicazione copiano il filamento cromosomico a partire dall’origine della replicazione, quindi continua a separare il filamento in due. La replicazione produce due cellule figlie circolari mentre la cellula si allunga. Le origini si spostano quindi a entrambe le estremità della cellula mentre il DNA viene copiato.,
Formazione del setto/divisione cellulare
Durante questa fase, l’anello periferico della membrana plasmatica invagina dividendo la cellula in due. Questo è anche accompagnato dalla formazione di un setto doppio membranoso prima che le due cellule si separino completamente in due cellule simili.
* A differenza del Paramecio, la divisione del nucleoide non coinvolge la mitosi.
* In condizioni ambientali favorevoli, la fissione binaria può richiedere circa 30 minuti.,
* La fissione binaria è suscettibile a una vasta gamma di cambiamenti ambientali. Per questo motivo, altre forme di riproduzione asessuata vengono a giocare in condizioni ambientali sfavorevoli.
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Fissione binaria in ameba
L’ameba è un genere costituito da organismi eucariotici come l’Ameba proteus. Le amebe non hanno una forma definita e si muovono attraverso proiezioni temporanee note come pseudopodi (piedi falsi).,
Come molti altri eucarioti, il citoplasma e il contenuto cellulare delle Amebe sono contenuti in una membrana cellulare mentre il DNA è contenuto nel nucleo.
Per specie come Amoeba proteus, la riproduzione sessuale è ottenuta attraverso la fissione binaria (una forma di riproduzione asessuata). Tuttavia, può anche comportare più fissione o sporulazione.
Come nel caso del Paramecio, anch’esso un eucariote, il materiale genetico viene replicato attraverso la mitosi., Qui, il filamento di DNA passa attraverso le quattro fasi della mitosi (profase, metafase, anafase e telofase).
Alla fine della telofase, si formano due nuclei figlia con un reticolo che si forma sotto ogni membrana nucleare. La divisione del nucleo è seguita dalla citocinesi che divide il citoplasma e alla fine produce due cellule figlie che sono quasi identiche in termini di contenuto cellulare.
* A differenza dei batteri, il fuso nucleare multipolare viene prodotto durante la fissione binaria nell’ameba.,
* La riproduzione in ameba avviene attraverso fissione binaria irregolare. Qui, la citocinesi si verifica lungo un piano perpendicolare al piano della cariocinesi.,84d”>Learn more about Amoeba here
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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
