Definicja: co to jest rozszczepienie binarne?
rozszczepienie binarne jest formą rozmnażania bezpłciowego używaną przez członków domeny archaea i bakterii wśród innych organizmów. Podobnie jak mitoza (w komórkach eukariotycznych), powoduje podział komórki pierwotnej w celu wytworzenia dwóch żywych komórek, które mogą powtórzyć proces.
chociaż pojęcie rozszczepienia binarnego jest podobne do mitozy, istnieje kilka głównych różnic między nimi., Podczas gdy rozszczepienie binarne jest metodą rozmnażania stosowaną przez bakterie i archeony, mitoza występuje w komórkach eukariotycznych.
co więcej, oba występują z różnych powodów w komórkach. Jednak oba procesy przechodzą przez szereg faz obejmujących podział DNA, a następnie podział komórki na dwie komórki potomne.
* niektóre eukarioty, takie jak paramecium i amoebae, mogą używać rozszczepienia binarnego jako środka propagacji.,
Binary Fission Vs. Mitosis
dla organizmów prostych, takich jak bakterie, podział komórek (do rozmnażania) jest zależny od formy rozmnażania bezpłciowego, znanej jako rozszczepienie binarne.
w porównaniu ze strukturą komórkową organizmów eukariotycznych, struktura komórkowa prokariotów (np. bakterii i archeonów) jest bardzo prosta. Z tego powodu mogą rozmnażać się bezpłciowo tylko poprzez rozszczepienie binarne, stosunkowo prostą metodę reprodukcji.,
podczas podziału komórki, cząsteczka DNA prokariotów (pojedynczy okrągły chromosom) jest najpierw rozwijana przed replikacją w celu wytworzenia dwóch chromosomów. Dwie cząsteczki następnie zaczynają poruszać się do przeciwległych biegunów komórek, jak komórka ciągnie się od siebie. Powoduje to, że komórka zwiększa rozmiar (Długość), zanim ostatecznie podzieli się na dwie części.
zanim komórka podzieli się na dwie, organelle komórkowe (np., plazmidy, rybosomy itp.) zwiększa się ich liczba, dzięki czemu każda z komórek potomnych może zawierać w przybliżeniu taką samą liczbę organelli (jak również cytoplazmy).
rozszczepienie binarne u prokariotów można podzielić na cztery główne fazy, które obejmują:
- replikacja chromosomu – pojedynczy, okrągły chromosom jest rozwijany i kopiowany w celu utworzenia nowego chromosomu, co podwaja zawartość genetyczną.,
- wzrost komórki – po replikacji chromosomu komórka rośnie i zwiększa rozmiar w przygotowaniu do rozszczepienia binarnego. Wzrostowi temu towarzyszy wzrost objętości cytoplazmy, a liczba niektórych organelli wzrasta. Faza ta charakteryzuje się również dwoma pasmami, które zaczynają migrować do przeciwnych biegunów komórek.
- segregacja chromosomów – w tym etapie komórka wydłuża się, gdy tworzy się przegroda pośrodku (poprzecznie)., Również w tym momencie chromosomy całkowicie się oddzielają.
- podział komórek – na tym etapie powstaje nowa ściana komórkowa. Ostatecznie komórka rozdziela się wzdłuż środka (w przegrodzie) dzieląc komórkę na dwie nowe komórki potomne, z których każda zawiera materiał jądrowy i inne organelle komórkowe.,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., Są to bardziej złożone komórki (np. komórki ludzkie), które zawierają jądro zamknięte w błonie.
podczas podziału komórki Genom jest replikowany w celu wytworzenia pary jąder potomnych, które przesuwają się na końce biegunów komórki. Następnie następuje podział cytoplazmy i ostatecznie podział komórki na dwie części.
etapy mitozy
interfaza – niekoniecznie jest to jeden z głównych etapów mitozy., Jest to raczej Faza przygotowania, która poprzedza mitozę.
gdy nowa komórka powstaje w wyniku mitozy, musi być gotowa, aby poddać się mitozie i produkować nowe komórki potomne w miarę trwania cyklu. W związku z tym komórka przechodzi kilka faz w interfazie, aby być gotowym na mitozę.,
należą do nich:
- Faza G1 – komórka rośnie wraz ze wzrostem liczby organelli, a także rozwojem różnych molekularnych bloków budulcowych wymaganych do mitozy.
- Faza S-faza ta charakteryzuje się rozwojem cząsteczki DNA w jądrze, a także duplikacją centrosomu (jest to struktura mikrotubul biorąca udział w oddzielaniu DNA podczas mitozy).,
- G2-jest to druga faza gap (pierwsza faza gap to G1) charakteryzująca się ciągłym wzrostem komórki, produkcją białek i organelli, a także ponowną organizacją treści w celu przygotowania komórki do mitozy
po interfazie następuje faza m (Faza mitotyczna). Jest to faza, w której DNA jest kopiowane w celu wytworzenia komórek potomnych. Faza M składa się z dwóch procesów, które obejmują mitozę i cytokinezę.,
mitoza, zwana również podziałem mitotycznym, przebiega przez etapy, do których należą:
Prophase – Prophase zaczyna się od przeniesienia jądra do centrum komórki (podczas pre-prophase). Jądro również zanika w tym stadium, a następnie tworzy się mitotyczne włókna wrzeciona., etap mitozy charakteryzuje się:
- zanik koperty jądrowej
- wzrost wrzeciona
- Centrosomy zaczynają ciągnąć chromosomy do przeciwległych końców komórki – jest to możliwe dzięki skurczowi mikrotubul
- wyrównanie chromosomów w równikowej płytce komórki
anafaza – w tym stadium (anafaza) napięcie ciągnące centrosomów oddziela chromatydy tworząc dwa chromosomy potomne., Dalszy skurcz mikrotubul (na centrosomach) nie tylko oddziela chromatydy, ale także ciągnie je na przeciwległe bieguny komórki. Później na tym etapie popychanie mikrotubul polarnych przyczynia się do wydłużenia komórki.
Telofaza – w ostatnim stadium mitozy mikrotubule rozluźniają się, co powoduje dalsze wydłużenie komórki. Gdy chromosomy są rozdzielone na przeciwległych końcach komórki, otoczki jądrowe zaczynają się rozwijać, aby zamknąć każdy z chromosomów., Przed zakończeniem tego etapu chromosomy zaczynają się zagęszczać, ponieważ otoczka jądrowa całkowicie zamyka dwa chromosomy, tworząc dwa oddzielne jądra.
podział jądra występujący w czterech stadiach mitozy znany jest jako kariokineza.
Cytokineza – podobnie jak mitoza, cytokineza jest odrębnym procesem związanym z podziałem fazy M. Etap ten charakteryzuje się rozszczepieniem cytoplazmy na dwie części., W komórkach zwierzęcych pierścień skurczowy wraz z bruzdą rozszczepialną pomaga w całkowitym oddzieleniu cytoplazmy i ostatecznie tworzy dwie oddzielne komórki.
* Cytokineza rozpoczyna się tuż po zakończeniu mitozy.
rodzaje mitozy
w komórki eukariotyczne, chromosomy są otoczone dwuwarstwową błoną określaną jako otoczka jądrowa., Podczas segregacji chromosomów błona ta może się rozłożyć lub pozostać nienaruszona w zależności od komórki.
jest to podstawa dwóch typów mitozy, które obejmują:
- Oddział Zamknięty/mitoza – w mitozie zamkniętej koperta jądrowa nie rozpada się. Mikrotubule oddzielają chromosomy wewnątrz błony. Jest to powszechne w takich organizmach, jak glony i grzyby, aby wymienić tylko kilka.,
- mitoza Otwarta – mitoza otwarta jest powszechna wśród różnych organizmów wielokomórkowych. Tutaj dwuwarstwowa błona rozpada się, umożliwiając mikrotubulom łatwy dostęp do przestrzeni jądrowej i oddzielenie chromosomu.
* otwarte i zamknięte formy podziału zostały jednak zidentyfikowane u wielu organizmów, w tym amoebozoa, rhizaria i grzybów.
jakie są różnice między Mejozą a mitozą?,
typy rozszczepienia binarnego
- nieregularne rozszczepienie binarne – jest to typ rozszczepienia binarnego, w którym cytokineza (podział cytoplazmy) zachodzi wzdłuż płaszczyzny prostopadłej do płaszczyzny Kariokinezy. Tutaj płaszczyzna cytokinezy jest zawsze prostopadła do płaszczyzny, na której miała miejsce Kariokineza.
- Podłużne rozszczepienie binarne – jest to rodzaj mitozy, w której rozszczepienie / cytokineza zachodzi wzdłuż osi podłużnej.,
- skośne rozszczepienie binarne – jest to rodzaj rozszczepienia, które nie występuje w żaden szczególny sposób. Jako takie jest określane jako rozszczepienie skośne.
- poprzeczne rozszczepienie binarne – w tego typu rozszczepieniu binarnym cytokineza zachodzi wzdłuż osi poprzecznej.,
różnice między rozszczepieniem binarnym i mitozą
oprócz faktu, że rozszczepienie binarne jest powszechne u prokariotów i mitozy u eukariotów, niektóre inne główne różnice między dwoma metodami podziału komórek obejmują:
=”8af846dec9″>
- podczas gdy aparat wrzecionowaty jest wytwarzany podczas mitozy (w celu oddzielenia chromosomów), nie powstaje w rozszczepieniu binarnym.,
- eukarioty mają organelle komórkowe, które dwukrotnie w interfazie w przygotowaniu mitozy. Jednak biorąc pod uwagę, że prokarioty są prostszymi komórkami, tylko rybosom i kilka innych składników komórkowych zwiększa ich liczbę przed rozpoczęciem rozszczepienia binarnego.
- podczas gdy rozszczepienie binarne jest używane tylko jako środek reprodukcji przez prokarioty, mitoza jest używana do kilku funkcji, które obejmują wymianę komórek, wzrost i rozwój organizmu.,
- 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 (przedstawiciele rodzaju paramecium) mają kształt pantofla lub podeszwy buta i są pokryte rzęskami, które pozwalają im przemieszczać się z miejsca na miejsce i karmić.
w przeciwieństwie do bakterii, paramecium składa się z komórek eukariotycznych, co oznacza, że mają one dobrze zorganizowane komórki. Chociaż Paramecia może rozmnażać się płciowo, rozmnażanie aseksualne (rozszczepienie binarne) jest podstawowym środkiem rozmnażania, który zachodzi w sprzyjających warunkach.,
w przypadku Paramecium reprodukcja aseksualna ma postać poprzecznego rozszczepienia binarnego. Podczas gdy organizm ma dwa Jądra (Duże makronukleus i małe mikronukleus) to jest małe jądro, które jest zaangażowane / odpowiedzialne za rozmnażanie.
w sprzyjających warunkach środowiskowych (woda itp.) ciliate przestaje karmić, gdy rowek ustny znika. Następnie mikrojądra dzieli się na dwa, a dwa mikrojądra przemieszczają się na końce biegunów komórki.,
gdy małe jądro się podzieli, makronukleus również dzieli się na dwa, a dwa przenoszą się na oba końce komórki. Wreszcie, cytokineza zachodzi wzdłuż osi poprzecznej w celu wytworzenia dwóch podobnych komórek (wiąże się to z dzieleniem cytoplazmy pod kątem prostym do długiej osi komórki).
* mikrojądro paramecium dzieli się przez mitozę, podczas gdy większe jądro dzieli się przez amitozę. Tutaj materiał genetyczny w jądrze (mikrojądro) dzieli się przez mitozę., Jądro przechodzi przez cztery etapy mitozy, które obejmują profazę, metafazę, anafazę i telofazę.
* podczas podziału mikrojąder cała energia jest wykorzystywana do rozdzielania i powielania. Dlatego wzrost komórek nie występuje na tym etapie.
* podczas gdy Paramecium stosuje również złożoną metodę rozmnażania płciowego, rozszczepienie binarne występuje, gdy partnerzy (koniuganci) się rozdzielają.,
See more on Paramecium here
Binary Fission in Bacteria
Bacteria use several methods of asexual methods for reproduction.,
należą do nich:
- Binary fission
- Zoogloea stage
- tworzenie conidia i gonidia
- budding
- fragmentacja
chociaż różne rodzaje bakterii mogą korzystać z dowolnej z wyżej wymienionych metod, binarne rozszczepienie jest najczęstszą metodą rozmnażania bezpłciowego, która występuje, gdy warunki środowiskowe są korzystne (woda, optymalny zakres temperatury itp.).,
rozszczepienie binarne u bakterii obejmuje dwa główne etapy:
replikacja genomu
w przypadku bakterii, podobnie jak w przypadku Paramecium, rozszczepienie binarne rozpoczyna się od replikacji genomu (chromosomu bakteryjnego w nukleoidzie). W tym przypadku enzymy replikacyjne kopiują nitkę chromosomu rozpoczynając od początku replikacji, a następnie kontynuują rozdzielanie nici na dwie części. Replikacja wytwarza dwie okrągłe komórki potomne, gdy komórka się wydłuża. Pochodzenie następnie przenieść do obu końcach komórki jak DNA jest kopiowany.,
Tworzenie przegrody/podział komórek
podczas tej fazy pierścień obwodowy błony plazmatycznej inwaginuje dzieląc komórkę na dwie części. Towarzyszy temu również powstawanie przegrody błoniastej, zanim dwie komórki całkowicie rozdzielą się na dwie podobne komórki.
* w przeciwieństwie do Paramecium, podział nukleoidu nie wiąże się z mitozą.
* w sprzyjających warunkach środowiskowych rozszczepienie binarne może trwać około 30 minut.,
* rozszczepienie binarne jest podatne na szeroki zakres zmian środowiskowych. Z tego powodu Inne formy rozmnażania bezpłciowego pojawiają się podczas niekorzystnych warunków środowiskowych.
dowiedz się więcej o bakteriach tutaj
Binary Fission in Amoeba
Amoeba jest rodzajem składającym się z takich organizmów eukariotycznych jak Amoeba proteus. Ameby nie mają określonego kształtu i poruszają się przez tymczasowe projekcje znane jako pseudopodia (fałszywe stopy).,
podobnie jak wiele innych eukariotów, cytoplazma i zawartość komórkowa ameb są zawarte w błonie komórkowej, podczas gdy DNA jest zawarte w jądrze komórkowym.
w przypadku takich gatunków jak ameba proteus rozmnażanie płciowe odbywa się poprzez rozszczepienie binarne (forma rozmnażania bezpłciowego). Może to jednak również wiązać się z wielokrotnym rozszczepieniem lub sporulacją.
podobnie jak w przypadku Paramecium, również eukariota, materiał genetyczny jest replikowany przez mitozę., Tutaj nić DNA przechodzi przez cztery etapy mitozy (profaza, metafaza, anafaza i telofaza).
pod koniec telofazy powstają dwa jądra pochodne, które tworzą się pod każdą błoną jądrową. Po podziale jądra następuje cytokineza, która dzieli cytoplazmę i ostatecznie wytwarza dwie komórki potomne, które są prawie identyczne pod względem zawartości komórkowej.
* w przeciwieństwie do bakterii, wielobiegunowe wrzeciono jądrowe powstaje podczas rozszczepienia binarnego w amebie.,
* rozmnażanie w amebie następuje poprzez nieregularne rozszczepienie binarne. W tym przypadku cytokineza zachodzi wzdłuż płaszczyzny prostopadłej do płaszczyzny kariokinezy.,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
