Binaarne jagunemine: definitsioon ja protsess bakterites

Binaarne jagunemine bakterites — selge definitsioon ja samm-sammult protsess: DNA replikatsioon, raku kasv, membraani lõhenemine ja geneetiliselt identsed tütarrakud.

Autor: Leandro Alegsa

Binaarne jagunemine ("pooleks jagunemine") on üks suguta paljunemise liike. See on kõige levinum paljunemisviis prokarüootidel, näiteks bakteritel. Seda esineb ka mõnes üherakulises eukarüootis, nagu amööbe ja paramoecium. Binaarsel jagunemisel toimub samaaegselt DNA replikatsioon ja segregatsioon ning protsess on kiire ja tõhus viis populatsiooni suurendamiseks.

Binaarsel lõhustumisel jaguneb vanemrakk lõpuks kaheks võrdseks tütarrakuks. Pärast oma geneetilise materjali paljundamist jaguneb vanemrakk kaheks võrdse suurusega tütarrakuks. Geneetiline materjal paljundatakse, seejärel jaguneb võrdselt. Tütarrakud on geneetiliselt identsed (kui replikatsiooni käigus ei toimu mutatsiooni), kuigi rakusisesed elementid nagu plasmidid või rakuorganelid võivad mõnikord jaotuda ebaühtlaselt.

Binary fission in a prokaryote 1. The bacterium before binary fission is when the DNA is tightly coiled. 2. The DNA of the bacterium has replicated. 3. The DNA is pulled to the separate poles of the bacterium as it increases size to prepare for splitting. 4. The growth of a new cell wall begins to separate the bacterium. 5. The new cell wall fully develops, resulting in the complete split of the bacterium. 6. The new daughter cells have tightly coiled DNA, ribosomes, and plasmids.

Protsess bakterites — peamised etapid

  • DNA replikatsioon: raku kromosoom kopeeritakse alates replikatsiooni alguspunktist (origin). See algab enne rakujagunemise lõpptappe, nii et kaks koopiat on valmis.
  • DNA segregatsioon: kopeeritud kromosoomid eralduvad ja liiguvad raku vastaspooltele. See tagab, et kummaski tütarrakus on üks koopiast.
  • Rakukasv: rakk suureneb, et tekiks ruumi kahele DNA-molekulile ja süsivesikute/proteiinide tootmine valmistab ette jagunemist.
  • Septumi moodustumine ja cytokinees: raku keskmesse koguneb valk FtsZ (ja teised valgud), mille ümber tekib rõngas. See rõngas juhib rakumembraani ja rakuseina sissekasvu (septumi moodustumist), kuni rakk lõheneb kaheks tütarrakuks.
  • Tütarrakkude moodustumine ja eraldumine: uued rakud sulgevad septumi abil, eraldudes täielikult. Pärast seda alustavad tütarrakud oma ainevahetust ja kasvutsüklit uuesti.

Binaarse jagunemise käigus jaguneb DNA-molekul ja moodustab kaks DNA-molekuli. Seejärel kasvab rakk, et luua ruumi mõlemale molekulile, et liikuda bakteri vastaspoole poole. Samal ajal jaguneb rakumembraan, et moodustada 2 tütarrakku. Pärast jagunemist kasvavad uued rakud ja protsess kordub. Lisaks kromosoomidele võivad jaotuda ka plasmidid ja teised mobiilsed elemendid; nende jaotus võib olla juhuslik või reguleeritud sõltuvalt plasmidi tüübist.

Olulised täiendavad aspektid

  • Ajaskaala: bakterite puhul võib ühe jagunetsükli kestus (generatsiooniaeg) varieeruda minutitest tundideni, sõltuvalt liigist ja keskkonnatingimustest (temperatuur, toitained jm).
  • Mutatsioonid ja geneetiline mitmekesisus: kuigi tütarrakud on tavaliselt identsed, võivad tekkida mutatsioonid replikatsiooni käigus. Lisaks suurendavad geneetilist varieeruvust ka horizontaalne geenisiire (nt konjugatsioon, transformatsioon, transduktsioon).
  • Erandid: mõned bakterid paljunevad asümmeetriliselt või moodustavad pillusid, sporuleeruvad või jagunevad mitmel muul viisil; seega ei ole binaarne jagunemine ainuõiguslik kõigile prokarüootidele.
  • Eukarüootide sarnasus: Eukarüootilistes koerakkudes toimub mõnikord sarnane lõhustumine, kuid nende jagunemine on tavaliselt keerulisem — vt mitoos, kus on mitu eristuvat faasi (profaas, metafaas, anafaas, telofaas).

Põhimõtteliselt kopeerib rakk oma DNA ja jaguneb seejärel keskelt, luues kaks tütarrakku. Binaarne jagunemine on lihtne, kiire ja tõhus paljunemisviis, mis võimaldab mikroorganismidel kiiresti koloneerida sobivaid keskkondi.

Küsimused ja vastused

K: Mis on binaarne lõhustumine?


V: Binaarne lõhustumine on suguvõimetu paljunemise vorm, mille puhul üks vanemrakk jaguneb kaheks identse geneetilise materjaliga tütarrakuks.

K: Millised organismid kasutavad paljunemiseks binaarset lõhustumist?


V: Binaarset jagunemist kasutavad kõige sagedamini prokarüoodid, näiteks bakterid, ja mõned ainuraksed eukarüoodid, näiteks amööbid ja paramoeceumid.

K: Kuidas toimib binaarne lõhustumine?


V: Binaarse lõhustumise käigus paljundab täielikult kasvanud vanemrakk oma geneetilist materjali ja jaguneb seejärel kaheks võrdse suurusega tütarrakuks. DNA-molekul jaguneb ja moodustab kaks molekuli, mis liiguvad bakteri vastaskülgede suunas, samal ajal kui rakumembraan jaguneb samuti, moodustades kaks tütarrakku. Pärast jagunemist kasvavad uued rakud ja protsess kordub.

K: Kas mitoos on sarnane binaarse jagunemisega?


V: Kuigi mõlemad protsessid hõlmavad ühe raku jagunemist kaheks, on mitoos keerulisem kui binaarne jagunemine, sest see toimub eukarüootilistes koerakkudes.

K: Kas mutatsioonid on võimalikud binaarses jagunemises toimuva paljunemise ajal?


V: Jah, binaarses jagunemises võivad paljunemise ajal tekkida mutatsioonid, mis muudavad saadud tütarrakud geneetiliselt teineteisest erinevaks.

K: Kas kõik organismid kasutavad paljunemiseks binaarset jagunemist?


V: Ei, mitte kõik organismid ei kasuta paljunemiseks binaarset ühinemist; mõned organismid paljunevad sugulise teel või muude mittesugulise paljunemise vormide, näiteks pungade moodustamise või killustumise teel.


Otsige
AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3