BIPARTITION ODER BINÄRE SPALTUNG: PROZESS, TYPEN UND BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Die Bipartition oder binäre Spaltung ist eine Art der asexuellen Reproduktion, durch die sich ein Elternteil, normalerweise einzellig, teilt, um zwei Tochterzellen zu bilden, die vom genetischen Standpunkt aus gleich groß sind (Klone).

Diese Art der Fortpflanzung ist typisch für Bakterienarten und unterscheidet sich von anderen Arten der asexuellen Fortpflanzung wie dem Knospen beispielsweise dadurch, dass die Elternzelle verschwindet und zwei kleinere Tochterzellen entstehen, die einen Teil der Zellhülle haben. vom ersten. Es kommt auch in eukaryotischen einzelligen und kolonialen Organismen wie Protozoen und einigen einzelligen Algen vor.

Binärer Spaltprozess. 1. Bakterien vor der binären Spaltung mit verpackter DNA. 2. DNA repliziert. 3. Die DNA gelangt zu den Polen des Bakteriums, wenn sie zur Vorbereitung der Teilung an Größe zunimmt. 4. Eine neue Zellwand beginnt zu wachsen. 5. Die neue Zellwand hat sich entwickelt. 6. Neue Bakterienzellen haben DNA, Ribosomen und Plasmide gepackt.

Die asexuelle Fortpflanzung unterscheidet sich von der sexuellen Fortpflanzung darin, dass weder zwei gametische Zellen mit der Hälfte der Chromosomenlast fusioniert noch neue genetisch unterschiedliche Individuen gebildet werden.

Darüber hinaus tritt die asexuelle Fortpflanzung normalerweise bei einzelligen Organismen auf, während die sexuelle Fortpflanzung typisch für mehrzellige Organismen ist.

Diese Art der asexuellen Reproduktion gewährleistet die Bildung von Klonen sowie einen raschen Anstieg der Anzahl von Individuen in einer bestimmten Population.

Binärer Spaltprozess

Die binäre Spaltung ist der Hauptreproduktionsmechanismus prokaryotischer Organismen. Bei Bakterien beginnt es mit der Verdoppelung des einzelnen bakteriellen zirkulären Chromosoms und mit einer beträchtlichen Zunahme der Zellgröße.

Die zwei so hergestellten Kopien müssen in Richtung der beiden Pole der Zellen wandern oder sich trennen, wonach die zur Bildung der Teilungsmaschinerie erforderlichen Proteine ​​an der Stelle zusammengesetzt werden, an der die Trennung der Tochterzellen stattfinden wird (üblicherweise in Form eines Rings).

Binärer Spaltprozess in Bakterien (Quelle: Mcstrother über Wikimedia Commons) Nach diesem komplexen und regulierten Prozess wird eine Art transversale "Wand" gebildet, die die beiden resultierenden Chromosomen trennt. Diese Wand wird durch das innere Wachstum der Plasmamembran und gebildet die Zellwand.

Wenn die Wand vollständig ausgebildet ist, werden die beiden Tochterzellen getrennt.

Diese Form der Reproduktion ist bemerkenswert schnell und findet unter idealen Bedingungen in Intervallen von etwa 20 Minuten statt. Dies ermöglicht es Bakterienarten, die Anzahl der Individuen in einer Kolonie mit einer beträchtlich hohen Rate zu erhöhen. Im folgenden Video können Sie diesen Vorgang in Protozoen sehen:

Arten der binären Spaltung

Die binäre Spaltung in Prokaryoten wurde entsprechend der Achse, entlang der die Trennung der Tochterzellen erfolgt, in transversale binäre Spaltung und longitudinale binäre Spaltung eingeteilt.

Transversale binäre Spaltung

Die transversale binäre Spaltung erfolgt, wie der Name schon sagt, durch die Querachse der sich teilenden Zelle, mit anderen Worten, die "Wand", die die beiden Tochterzellen trennt, wird auf der Achse gebildet, die senkrecht zu der Achse ist, die grenzt die größte Länge der Zelle ab.

Diese Art der Teilung tritt bei einigen Plattwürmern und Polypen auf, wo sie als Strobilisierung bekannt ist. Einige Texte legen nahe, dass die transversale binäre Spaltung zur Bildung einer Art "Strings" oder Ketten mit den Spaltprodukten führt.

Binäre Längsspaltung

Eine binäre Längsspaltung tritt andererseits auf, wenn die sich teilende Zelle dies durch die Längsachse tut, die normalerweise diejenige ist, die die größte Länge einer Zelle abgrenzt.

Unregelmäßige binäre Spaltung

Eine unregelmäßige binäre Spaltung ist eine Spaltung, bei der eine zytosolische Teilung oder Zytokinese in der Ebene senkrecht zu der der Kernteilung in Eukaryoten auftritt.

Spezifische Beispiele

Viele einzellige Algen teilen sich ungeschlechtlich durch binäre Spaltung, was auch für die meisten Arten von Protozoen gilt, obwohl Arten in beiden Gruppen sowohl sexuelle als auch asexuelle Arten der Fortpflanzung nutzen.

In paramecia

Paramecien sind Organismen der Gruppe der Protozoen, die normalerweise in stehenden Gewässern leben, die reich an organischer Substanz sind.

Es handelt sich um eukaryotische Mikroorganismen, die eine ähnliche Form wie eine Sandale oder die Sohle eines Schuhs haben und von Zilien bedeckt sind, die als Bewegungsorgane oder -anhänge dienen.

Arten der Teilung in Ciliaten (Quelle: Deuterostome über Wikimedia Commons) Der Hauptreproduktionsmechanismus dieser Gruppe von Wirbellosen ist die transversale binäre Spaltung, obwohl sie sich auch sexuell reproduzieren können. Der binäre Spaltprozess in diesen Organismen ist jedoch etwas anders, da die Replikation von nuklearem genetischem Material durch Mitose erfolgt. Im folgenden Video sehen Sie die Zweiteilung in paramecia:

In Amöben

Amöben sind auch wirbellose eukaryotische Organismen, die zur Gruppe der Protozoen gehören. Sie haben keine definierte Körperform und bewegen sich, indem sie Teile ihres Körpers projizieren, die als Pseudopoden bezeichnet werden.

Wie die Paramecia beinhaltet die Replikation des Genoms von Amöben, die sich durch binäre Spaltung teilen, ein mitotisches Ereignis.

In Bakterien

Lebenszyklus des Bakteriums Myxococcus xanthus. Es vermehrt sich durch binäre Spaltung. Elena García Bravo-Bakterien sind ohne Zweifel die repräsentativste Gruppe, die sich durch Bipartition oder binäre Spaltung vermehrt, und hier wurde dieser Prozess genauer untersucht.

Zu den bekanntesten Arten dieser Gruppe eukaryotischer Organismen gehören Escherichia coli, ein gramnegatives Enterobakterium, das natürlicherweise in der Darmflora des Menschen vorkommt, und Caulobacter crescentus, ein weiteres gramnegatives (nicht pathogenes) Bakterium, das in vielen Böden und Gewässern vorkommt.

Als Studienmodell diente auch das grampositive Bakterium Bacillus subtilis, das ein typisches Bakterium vieler Böden ist.

Unterschiede zwischen binärer Spaltung und Mitose

Der Bipartitionsprozess unterscheidet sich etwas von typischen mitotischen Ereignissen in eukaryotischen Zellen. Erstens wird während der binären Spaltung nicht die mitotische Spindel erzeugt, die die Chromatiden während der Mitose trennt. Es gibt auch keine Verdoppelung von Organellen, da dieser Prozess typisch für Bakterien ist, denen innere Membranorganellen fehlen.

Ein weiterer wichtiger Unterschied besteht darin, dass bei Bakterien und anderen Mikroorganismen eine Bipartition auftritt, um die Anzahl der Individuen zu erhöhen, während bei mehrzelligen Organismen wie beispielsweise Tieren und Pflanzen dieser Prozess dazu dient, Zellen zu ersetzen. , Wachstum und Entwicklung.

Last but not least ist es wichtig festzustellen, dass die Mitose viel länger dauert als die binäre Spaltung, da dies aus energetischer Sicht ein etwas komplexerer und kostspieligerer Prozess ist.

Verweise

1. Angert, ER (2005). Alternativen zur binären Spaltung in Bakterien. Nature Reviews Microbiology, 3 (3), 214.
2. Brusca, RC & Brusca, GJ (2003). Wirbellose Tiere (Nr. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
3. Prescott, LM, Harley, JP & Klein, DA (1993). Microbiology, 2nd edn. Wm. C. Brown. Pub., New York, 224.
4. Simpson, JY (1902). Beobachtungen zur binären Spaltung in der Lebensgeschichte von Ciliata. Verfahren der Royal Society of Edinburgh, 23, 401-421.
5. Solomon, EP, Berg, LR & Martin, DW (2011). Biologie (9. Ausgabe). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.