Tabla de Contenidos
Rozszczepienie binarne, mitoza i mejoza to główne formy podziału komórki. Rozszczepienie binarne i mitoza to formy rozmnażania bezpłciowego, w których komórka macierzysta dzieli się, tworząc dwie identyczne komórki potomne. Z drugiej strony mejoza jest formą rozmnażania płciowego, w której komórka dzieli się i rozprowadza swój materiał genetyczny między dwiema komórkami potomnymi.
Główna różnica między rozszczepieniem binarnym a mitozą
Podczas gdy zarówno rozszczepienie binarne, jak i mitoza są formami podziału komórek, które powielają komórki, rozszczepienie binarne jest dominującą formą rozmnażania organizmów prokariotycznych , podczas gdy mitoza występuje w komórkach eukariotycznych , takich jak komórki roślinne i zwierzęce.
Inna różnica między obiema formami podziału komórek polega na tym, że w rozszczepieniu binarnym dzielące się komórki nie mają jądra , podczas gdy w mitozie dzieląca się komórka ma jądro . Aby lepiej zrozumieć te procesy, przyjrzyjmy się niektórym cechom komórek prokariotycznych i eukariotycznych.
komórki prokariotyczne i eukariotyczne
- Organizmy prokariotyczne to proste komórki pozbawione jądra (struktury zawierającej materiał genetyczny komórki) i organelli (zintegrowane struktury w cytoplazmie, które pełnią różne funkcje w zależności od rodzaju komórki). Twoje DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) składa się z jednego lub dwóch kolistych chromosomów .
- Natomiast komórki eukariotyczne są złożonymi komórkami, które mają jądro i organelle , a ich DNA składa się z wielu liniowych chromosomów.
W obu typach komórek DNA jest replikowane i rozdzielane w celu utworzenia nowych komórek, a cytoplazma jest dzielona w procesie reprodukcji, aby utworzyć komórki potomne poprzez cytokinezę lub cytokinezę. W obu procesach, jeśli przebiegną gładko, komórki potomne zawierają dokładną kopię DNA komórki macierzystej.
W komórkach bakteryjnych proces podziału komórki jest prostszy, co sprawia, że rozszczepienie binarne jest szybsze niż mitoza. Ponieważ komórka bakteryjna jest sama w sobie niezależnym organizmem, rozszczepienie binarne jest formą rozmnażania . Chociaż istnieją pewne jednokomórkowe organizmy eukariotyczne, mitoza jest głównie mechanizmem wzrostu i naprawy tkanek, a nie mechanizmem reprodukcyjnym organizmu.
Podczas gdy błędy w replikacji DNA w rozszczepieniu binarnym są jednym ze sposobów wprowadzenia różnorodności genetycznej do organizmów prokariotycznych, błędy w mitozie mogą powodować poważne problemy w organizmach z komórkami eukariotycznymi; na przykład mogą powodować raka. Mitoza obejmuje mechanizm kontroli replikacji DNA, aby zapewnić, że obie kopie są identyczne. Zróżnicowanie genetyczne organizmów eukariotycznych jest generowane przez mejozę, generowanie gamet w rozmnażaniu płciowym.
Proces rozszczepienia binarnego
Chociaż komórce bakteryjnej brakuje jądra, jej materiał genetyczny znajduje się w specjalnym obszarze komórki zwanym nukleoidem. Kopie chromosomów, które mają okrągły kształt, rozpoczynają się w określonym miejscu w komórce zwanym początkiem replikacji i ewoluują w przeciwnych kierunkach, tworząc dwa miejsca replikacji. W miarę postępu procesu replikacji te miejsca replikacji rozdzielają się, co z kolei oddziela chromosomy. Następnie komórka wydłuża się i przybiera owalny kształt.
Istnieją różne formy rozszczepienia binarnego. Komórkę można podzielić wzdłuż jej osi poprzecznej (najkrótsza oś jej owalnego kształtu; patrz rysunek powyżej), wzdłuż osi podłużnej (najdłuższa oś), przyjmując pewne nachylenie względem osi lub w innym kierunku (proste rozszczepienie ). Cytokineza przesuwa cytoplazmę w kierunku chromosomów.
Kiedy replikacja jest zakończona, tworzy się płaszczyzna podziału zwana przegrodą , która fizycznie oddziela cytoplazmę nowych komórek, jak pokazano na górnym rysunku. Następnie wzdłuż przegrody tworzy się ściana komórkowa , a komórka macierzysta zapada się w obszarze nowej ściany komórkowej, tworząc komórki potomne.
Nie można uogólniać i potwierdzać, że rozszczepienie binarne występuje tylko w organizmach prokariotycznych. Niektóre organelle w komórkach eukariotycznych, takie jak mitochondria, również dzielą się przez rozszczepienie binarne. Również niektóre komórki eukariotyczne dzielą się przez rozszczepienie binarne. Na przykład glony i sporozoany (jednokomórkowe mikroorganizmy pasożytnicze) mogą dzielić się przez wielokrotne rozszczepienie binarne, w którym jednocześnie powstaje kilka replik komórki.
Proces mitozy
Mitoza jest częścią cyklu komórkowego komórki eukariotycznej. Proces mitozy jest znacznie bardziej złożony niż rozszczepienie binarne, co odzwierciedla złożoną naturę komórek eukariotycznych. Rozwija się w pięciu fazach: profazie, prometafazie, metafazie, anafazie i telofazie. Przyjrzyjmy się niektórym ogólnym cechom każdej fazy.
- Profaza W profazie chromosomy liniowe ulegają replikacji i kondensacji na początku mitozy.
- Prometafaza W prometafazie rozpada się błona jądrowa i nukleoid. Włókna przestawiają się, tworząc strukturę zwaną wrzecionem mitotycznym.
- Metafaza Mikrotubule pomagają wyrównać chromosomy wrzeciona mitotycznego w metafazie. Procesy molekularne są rozwijane w DNA w celu sprawdzenia, czy replikowane chromosomy ustawiają się we właściwym miejscu w komórce.
- Anafaza W anafazie wrzeciono mitotyczne oddziela dwa zestawy zreplikowanych chromosomów.
- Telofaza W telofazie wrzeciona i chromosomy przesuwają się na przeciwne strony komórki, a wokół każdej wiązki materiału genetycznego tworzy się błona jądrowa. Cytokineza następnie dzieli cytoplazmę, a błona komórkowa oddziela materiał, który będzie tworzył dwie nowe komórki. Jeśli cytokineza nie wystąpi, będziesz mieć komórkę z dwoma jądrami, coś, co można znaleźć w niektórych tkankach.
Porównanie procesów rozszczepienia binarnego i mitozy
Aby pomóc wyjaśnić podstawowe aspekty procesów podziału komórek, poniżej przedstawiono tabelę z podobieństwami i różnicami między rozszczepieniem binarnym a mitozą.
| Binarne rozczepienie | Mitoza |
| Rozmnażanie bezpłciowe, w którym jeden organizm, komórka, dzieli się, tworząc dwa organizmy potomne. | Rozmnażanie bezpłciowe komórek, na ogół składników złożonych organizmów. |
| Występuje w organizmach prokariotycznych. Niektóre protisty i organelle eukariotyczne również dzielą się przez rozszczepienie binarne. | Występuje w komórkach eukariotycznych. |
| Główną funkcją jest rozmnażanie organizmów. | Główne funkcje to naprawa i wzrost tkanek, aw niektórych przypadkach także reprodukcja organizmu. |
| Jest to prosty i szybki proces. | Jest to złożony proces, który wymaga więcej czasu niż rozszczepienie binarne. |
| Podczas tego procesu nie powstaje wrzeciono mitotyczne. DNA przylega do błony komórkowej przed podziałem. | Powstaje wrzeciono mitotyczne. DNA przykleja się do wrzeciona w celu podziału. |
| Replikacja DNA i podział komórki są jednoczesne. | Replikacja DNA jest zakończona przed podziałem komórki. |
| Nie jest całkowicie niezawodny. Komórki potomne czasami mają różną liczbę chromosomów. | Jest to proces replikacji o wysokiej wierności, w którym liczba chromosomów jest weryfikowana w metafazowej instancji kontrolnej. Błędy mogą się zdarzyć, ale są one rzadsze niż w rozszczepieniu binarnym. |
| Wykorzystuje cytokinezę do podziału cytoplazmy. | Wykorzystuje cytokinezę do podziału cytoplazmy. |
Podsumowanie kluczowych aspektów rozszczepienia binarnego i mitozy
- Rozszczepienie binarne i mitoza to formy rozmnażania bezpłciowego, w których komórka rodzicielska dzieli się, tworząc dwie identyczne komórki potomne.
- Rozszczepienie binarne występuje głównie w organizmach prokariotycznych, bakteriach, podczas gdy mitoza występuje tylko w komórkach eukariotycznych, takich jak komórki roślinne i komórki zwierzęce.
- Rozszczepienie binarne jest prostszym i szybszym procesem niż mitoza.
- Trzecią główną formą podziału komórki jest mejoza. Mejoza występuje tylko w komórkach płciowych, w tworzeniu gamet i wytwarza komórki potomne z połową chromosomów komórki macierzystej.
Źródła
- Carlson, BM Dyrektorzy biologii regeneracyjnej . Prasa akademicka Elsevier. 2007.
- Maton, A., Hopkins, JJ, LaHart, S. Quon, Warner, D., Wright, M., Jill, D. Cells: Building Blocks of Life. Prentice-Hall. 1997.
