Binäre Spaltung

Binäre Spaltung Definition

Binäre Spaltung ist der Prozess, durch den asexuelle Reproduktion in Bakterien geschieht. Während der binären Spaltung wird ein einzelner Organismus zu zwei unabhängigen Organismen. Binäre Spaltung beschreibt auch die Duplikation von Organellen in Eukaryoten. Mitochondrien und andere Organellen müssen sich vor der Mitose über eine binäre Spaltung vermehren, so dass jede Zelle über ausreichend Organellen verfügt.,

Binäre Spaltung Übersicht

Binäre Spaltung ist im Vergleich zur Mitose ein relativ einfacher Prozess, da die binäre Spaltung keine Reproduktion von Organellen oder komplexen Chromosomen beinhaltet. Der Prozess beginnt mit der Replikation der DNA innerhalb der Zelle. Mitochondrien müssen auch ihre DNA vor der binären Spaltung replizieren, obwohl andere Organellen keine DNA haben.

Dann wird die DNA in alternative Enden der einzelnen Zelle getrennt. Die Plasmamembran kneift die Zelle auseinander und eine Zelle wird zu zwei., Mit einem voll funktionsfähigen DNA-Molekül ist jede Zelle dann zu allen Funktionen des Lebens fähig. Daher werden die Zellen zu unabhängigen Organismen.

Organellen, obwohl sie keine unabhängigen Organismen sind, trennen sich auch auf diese Weise. Die endosymbiotische Theorie besagt, dass Mitochondrien und Chloroplasten einst unabhängige Organismen waren, die sich entwickelt haben, um in anderen Zellen zu leben. Als solche replizieren sie immer noch über binäre Spaltung.,

Binäre Spaltschritte

Wie in Schritt 1 der obigen Grafik zu sehen ist, ist die DNA eines Prokaryoten fest verwunden. Manchmal trägt der Prokaryote kleine Plasmide, kleine DNA-Ringe, die zusätzliche genetische Informationen enthalten. Während des zweiten Schritts der binären Spaltung wird die DNA entwirrt. Während es entwirrt wird, erhalten spezialisierte Proteine Zugang zur DNA, die dann den DNA-Ring repliziert., Die gleichen Proteine arbeiten an den Plasmiden in der Zelle und duplizieren sie auch. In Schritt 3 wurden sowohl die DNA als auch die Plasmide dupliziert. Die einzelnen Kopien der DNA heften sich an verschiedene Teile der Zellmembran. Wenn sich die Zelle in Vorbereitung auf die Teilung verlängert, werden die DNA-Moleküle zu verschiedenen Seiten der Zelle gezogen.

Bei Schritt 4 erscheint eine Spaltfurche in der Zellmembran, wenn die Zellwand und die Membran abklemmen und zwei neue Zellen bilden., Schließlich werden, wie in Schritt 5 gesehen, die Zellen vollständig voneinander getrennt, wenn sich eine neue bakterielle Zellwand bildet. Der letzte Schritt umfasst das Brechen zusätzlicher Proteine oder anderer Moleküle, die die beiden Zellen noch verbinden. Jede Zelle hat jetzt alles, was sie braucht, um die Funktionen des Lebens unabhängig fortzusetzen.

Beispiele für binäre Spaltung

Binäre Spaltung in Bakterien

Alle Organismen in den Domänen Archaea und Bakterien vermehren sich asexuell durch binäre Spaltung. Bakterien sind mit Abstand die bevölkerungsreichsten Organismen der Welt., Der Prozess der binären Spaltung ist sehr stabil, und da Bakterien ein sehr einfaches Genom haben, gibt es relativ wenige Mutationen in Prokaryoten im Vergleich zu Eukaryoten. Eukaryoten müssen viele Zellteilungen durchlaufen, bevor Gameten für die sexuelle Fortpflanzung produziert werden können, daher können viele weitere Mutationen eingeführt werden, bevor Nachkommen erzeugt werden.

Bakterien durchlaufen die oben aufgeführten Schritte, während sie die binäre Spaltung durchlaufen., Es gibt jedoch viele Variationen dieses Schemas, die sich in den verschiedenen Linien von Bakterien. Zum Beispiel ist das Bakterium Bacillus subtilis ein Bakterium, das im Boden und im Darm einiger Säugetiere, einschließlich Menschen, vorkommt. Diese Bakterien können sich gleichmäßig teilen, wodurch zwei relativ identische Zellen entstehen, oder sie können eine viel kleinere Teilung erzeugen, die als Spore wirkt.

Diese Endospore ist viel widerstandsfähiger als ihr größeres Gegenstück und kann durch ein Tier oder die Umwelt zu neuen Orten reisen oder einfach überleben, bis günstige Bedingungen zurückkehren., Bakterien zeigen auch Variationen in der Art und Weise, wie sie sich ausdehnen, um sich zu teilen. Einige Bakterien erstrecken sich am anderen Ende, während andere von der Mitte nach außen wachsen. Sogar der Zeitpunkt, zu dem sich die Bakterien teilen, unterscheidet sich und wird von der Genetik bestimmt. Einige Bakterien können sich in nur 20 Minuten teilen, während andere viele Stunden dauern.

Binäre Spaltung in Organellen

Obwohl der Prozess der Mitose bei Eukaryoten der binären Spaltung ähnelt, ist er viel komplexer, da Eukaryoten größere Genome und viele zu duplizierende Organellen haben., Die Organellen von Eukaryoten replizieren jedoch mit binärer Spaltung. Viele Organellen beherbergen sogar ihre eigene DNA, die ihre Funktionen und ihr Wachstum steuert. Mitochondrien, zum Beispiel das Energiezentrum der Zelle, müssen viele Kopien von sich selbst machen, um eine teilende Zelle mit genügend Energie zu versorgen. Mitochondriale DNA wird repliziert, und die Organelle teilt sich in der gleichen Sequenz wie oben beschrieben.

In der gesamten Zelle muss jede Organelle mindestens einmal repliziert werden, wenn die resultierenden Zellen die richtige Menge an Organellen haben sollen., Da die Organellen einer binären Spaltung unterliegen, werden sie auch durch die Richtungen des Spindelapparates und der Mikrotubuli zu gegenüberliegenden Enden der Zellen bewegt. Wenn sich die Zelle nach Mitose durch Zytokinese teilt, ist jede Zelle sofort bereit, unabhängig zu arbeiten.