Co je to binární štěpení?

Binární štěpení je forma asexuální reprodukce, kterou používají všechny prokaryotické organismy a některé eukaryotické organismy, jako jsou houby. Kromě toho, že se používá k duplikování celých organismů, je tento proces využíván také v buňkách eukaryotických organismů některými organely. V tomto procesu jsou dvě dceřiné buňky produkovány jednou rodičovskou buňkou, která se účinně klonuje. Bakterie Escherichia coli byla hojně využívána vědci studujícími binární štěpení, protože poskytuje klasický příklad této asexuální metody reprodukce v akci a je velmi hojná.

Při binárním štěpení začíná buňka duplikováním její DNA, čímž se vytvoří dvě kompletní sady, a poté roste na mnohem větší velikost, než je obvykle. Jak buňka roste, sady DNA se pohybují na opačné konce buňky. Jakmile buňka dosáhne správné velikosti, rozdělí se na dvě a vytvoří dvě dceřiné buňky se stejnou DNA. Tento proces se klasicky používá, když organismus žije ve stabilním prostředí.

Kromě reprodukce pomocí binárního štěpení, mnoho prokaryotes může také reprodukovat sexuálně. Sexuální reprodukce je důležitá, protože přispívá k genetické rozmanitosti smícháním genů různých jedinců. Opakovaná sezení binárního štěpení by snížila genetickou rozmanitost, což by způsobilo, že je tento druh jako celek velmi náchylný k vyhubení. Sexuální reprodukce mísí věci, udržuje druh různorodý a podporuje rozvoj prospěšných mutací.

Načasování binárního štěpení je důležité, protože organismy to musí udělat ve správný okamžik. Tento proces je částečně regulován septálním prstencem, prstencem proteinů, který se tvoří kolem středu buňky, což podporuje rovnoměrné štěpení bez poškození DNA nebo buněčné stěny. Chyby ve štěpném procesu mohou způsobit tvorbu dceřiných buněk s neúplnou DNA nebo další kopie určitých genů. Zápalový kroužek je navržen tak, aby tomu zabránil.

V buňkách eukaryotických organismů lze touto metodou reprodukovat organely, jako je mitochondrie. Binární štěpení v buňce je obvykle načasováno tak, aby proběhlo, když je buňka v procesu replikace a dělení jako součást buněčného cyklu. Během tohoto procesu mohou nastat chyby, které způsobují problémy s dceřinými buňkami produkovanými během dělení buněk. Tyto chyby mohou způsobit buněčnou smrt, protože nová buňka nemůže přežít sama o sobě, nebo mohou vést k podmínkám, jako jsou rakoviny, způsobené chybami v dělení buněk, které vedou k proliferaci buněčného růstu.