Co to jest rozszczepienie binarne?

Rozszczepienie binarne jest formą bezpłciowego rozmnażania, z którego korzystają wszystkie organizmy prokariotyczne, a także niektóre organizmy eukariotyczne, takie jak grzyby. Oprócz wykorzystywania do powielania całych organizmów, proces ten jest również wykorzystywany w komórkach organizmów eukariotycznych przez niektóre z organelli. W tym procesie dwie komórki potomne są wytwarzane przez pojedynczą komórkę rodzicielską, która skutecznie się klonuje. Bakteria Escherichia coli była szeroko stosowana przez badaczy badających rozszczepienie binarne, ponieważ stanowi klasyczny przykład tej bezpłciowej metody rozmnażania w akcji i jest bardzo bogata.

W binarnym rozszczepieniu komórka zaczyna od duplikacji DNA w celu utworzenia dwóch kompletnych zestawów, a następnie rośnie do rozmiaru znacznie większego niż zwykle. W miarę wzrostu komórki zestawy DNA przemieszczają się na przeciwległych końcach komórki. Gdy komórka osiągnie odpowiedni rozmiar, dzieli się na dwie części, tworząc dwie komórki potomne o identycznym DNA. Proces ten jest klasycznie stosowany, gdy organizm żyje w stabilnym środowisku.

Oprócz rozmnażania binarnego, wiele prokariotów może również rozmnażać się seksualnie. Rozmnażanie płciowe jest ważne, ponieważ przyczynia się do różnorodności genetycznej poprzez łączenie genów różnych osobników. Powtarzające się sesje rozszczepienia binarnego zmniejszyłyby różnorodność genetyczną, czyniąc gatunek jako całość bardzo podatnym na wyginięcie. Rozmnażanie płciowe miesza różne rzeczy, utrzymując różnorodność gatunków i promując rozwój korzystnych mutacji.

Ważny jest czas rozszczepienia binarnego, ponieważ organizmy muszą to zrobić w odpowiednim momencie. Proces ten jest częściowo regulowany przez pierścień przegrody, pierścień białek, który tworzy się wokół środka komórki, zachęcając go do równego podziału bez uszkodzenia DNA lub ściany komórkowej. Błędy w procesie rozszczepienia mogą powodować tworzenie komórek potomnych z niepełnym DNA lub dodatkowymi kopiami niektórych genów. Pierścień przegrody został zaprojektowany, aby temu zapobiec.

W komórkach organizmów eukariotycznych tą metodą można rozmnażać organelle, takie jak mitochondria. Rozszczepienie binarne w komórce zwykle odbywa się w czasie, gdy komórka jest w trakcie replikacji i podziału w ramach cyklu komórkowego. Błędy mogą wystąpić podczas tego procesu, powodując problemy z komórkami potomnymi wytwarzanymi podczas podziału komórek. Błędy te mogą powodować śmierć komórki, ponieważ nowa komórka nie jest w stanie przetrwać samodzielnie, lub mogą prowadzić do stanów takich jak nowotwory, spowodowane błędami w podziale komórek, które prowadzą do proliferacji wzrostu komórek.