Was ist die Zweigliederung? (Binäre Spaltung)

Die Zweiteilung oder binäre Spaltung es ist eine Methode der asexuellen Reproduktion, durch die ein Organismus in zwei identische neue Organismen transformiert wird. In diesem Prozess wird das genetische Material eines Lebewesens dupliziert und auf zwei neue Wesen aufgeteilt.

Diese Art der Reproduktion findet in prokaryotischen Zellen statt und unterscheidet sich von der Mitose, dem Prozess, durch den sich eukaryotische Zellen vermehren.

Dieser Unterschied ist der Schlüssel, weil prokaryotische Zellen einfacher sind als Eukaryoten. Daher ist der binäre Spaltprozess einfacher und schneller als die Mitose.

Die hohe Geschwindigkeit, mit der eine binäre Spaltung auftritt, erlaubt Organismen, sich exponentiell zu multiplizieren.

Dies bedeutet, dass, wenn eine Mutterzelle in zwei Teile zerbricht und dann die Tochterzellen den Prozess wiederholen, eine große Menge identischer Zellen in einer kurzen Zeitperiode erhalten wird.

Ein Beispiel für dieses Phänomen ist die Reproduktion des Bakteriums E-coli, das im menschlichen Verdauungstrakt vorhanden ist und für verschiedene gastrointestinale Infektionen verantwortlich ist.

Dank des Prozesses der binären Spaltung kann dieses Bakterium von einer einzigen Zelle zu einer Millionenpopulation an nur einem Tag wachsen.

Binärer Spaltungsprozess

Prokaryotische Zellen haben mehrere wichtige Eigenschaften, die den binären Spaltungsprozess einfach und schnell machen.

Diese Art von Zellen fehlt ein Kern. Daher liegt Ihre genetische Information in einem Bereich, der als Nukleoid bekannt ist. In diesem befindet sich ein einzigartiges Chromosom, in dem die gesamte genetische Information des Organismus enthalten ist.

Der Prozess der binären Spaltung beginnt in diesem Chromosom. In ihm befindet sich ein Element, das als Replikationsursprung bekannt ist und an dem der DNA-Duplizierungsprozess beginnt.

Wenn sich der Replikationsursprung verdoppelt und trennt, erzeugt er zwei neue Ursprünge, die sich zu den entgegengesetzten Enden des Chromosoms hinziehen, bis er bricht und als Ergebnis zwei neue Chromosomen mit identischer genetischer Ladung innerhalb derselben Zelle produziert werden.

Dank dieses Prozesses wird jedes Chromosom auf ein Ende der Zelle gerichtet und nimmt eine längliche Form an. Wenn die zwei neuen Chromosomen an den entgegengesetzten Enden in der Mitte der Zelle sind, wird eine neue Zellwand geschaffen, die als eine Teilung zwischen den beiden Nukleoiden fungiert.

Schließlich wird diese Mauer durch das Zentrum geteilt und die zwei neuen Zellen werden freigesetzt, um als zwei neue unabhängige Wesen weiterzumachen.

Dieser vollständige Prozess findet in einer sehr kurzen Zeit statt. Im Fall von E-coli tritt eine neue Teilung in nur 15 Minuten auf. Es gibt jedoch auch andere Bakterien, die sich langsamer vermehren.

Diese Eigenschaft ist äußerst wichtig, weil sie von der Geschwindigkeit abhängt, mit der sich ein Bakterium innerhalb einer bestimmten Umgebung ausdehnt.

Arten der binären Spaltung

Es gibt drei Arten der binären Spaltung, die durch die Art der Teilung der Zelle bestimmt werden. Diese Unterschiede sind wichtig, weil sie die resultierende Größe und Form der Organismen bestimmen, die im Prozess der Zweiteilung entstehen.

Einfache binäre Spaltung

Eine einfache binäre Spaltung tritt auf, wenn sich die Zelle symmetrisch teilt. In diesen Fällen werden zwei neue Organismen gleicher Größe produziert. Dies geschieht beispielsweise in Amöben.

Transverse binäre Spaltung

Transverse binäre Spaltung tritt auf, wenn die Teilung der Zelle in Übereinstimmung mit der transversalen Achse des Organismus erfolgt. Dies geschieht in Organismen wie der Planarien.

Longitudinale binäre Spaltung

Die longitudinale binäre Spaltung tritt auf, wenn die Teilung der Zelle in Übereinstimmung mit der Längsachse des Organismus erfolgt. Ein Beispiel für dieses Phänomen tritt im Euglena auf.

Mehrfachspaltung

In einigen Organismen tritt der Spaltungsprozess nicht auf eine binäre Weise auf, sondern auf mehrere Arten. In diesen Fällen wird der Kern in mehr als zwei Teile geteilt, und dann wird das Zytoplasma in so viele Teile geteilt, wie es Kerne gibt.

So können aus einer einzigen Mutterzelle eine Vielzahl von Zellen hergestellt werden.

Diese Art der Fortpflanzung tritt beim Malariaparasiten auf, was seine Entwicklung noch stärker macht als bei anderen Bakterien.

Eigenschaften

Asexuelle Reproduktion erzeugt theoretisch zwei Zellen mit identischer DNA. Dies impliziert, dass die Organismen, die sich durch diese Methode reproduzieren, identisch sind und dass sie im Laufe der Zeit keine Veränderung erfahren.

Dies bedeutet, dass diese Organismen große Schwierigkeiten haben, sich an eine neue Umgebung anzupassen oder sogar in ihrer eigenen Umgebung zu bleiben, wenn sie sich etwas verändert. Im Falle von Bakterien würde dies bedeuten, sie mit Leichtigkeit aus dem Organismus entfernen zu können.

Es wurde jedoch gefunden, dass die DNA der Bakterien eine relativ hohe Mutationsrate aufweist.

Dies ermöglicht es ihnen, Resistenzen gegen Antibiotika zu entwickeln und sogar zu lernen, sich innerhalb einer Vielzahl von Umweltbedingungen zu entwickeln.

Auf der anderen Seite ist die binäre Spaltung aufgrund ihrer Einfachheit eine sehr effiziente Reproduktionsmethode.Aus diesem Grund kann das Wachstum von Bakterien unter geeigneten Umweltbedingungen extrem schnell sein.

Mutation der DNA in der binären Spaltung

Bei der binären Spaltung gibt es keine Kombination von Genen zwischen zwei Organismen, wie bei der sexuellen Fortpflanzung. Es gibt jedoch andere Formen des Austausches von genetischem Material, die die Mutation von DNA ermöglichen.

Bisher wurden drei mögliche Arten des Bakterienaustausches nachgewiesen:

• Die Konjunktion, das heißt, die Vereinigung zweier Bakterien, die ihrer zirkulären DNA eine Rekombination ermöglicht.
• Absorption, das heißt, wenn eine Zelle Fragmente von toten Zellen in ihre eigene DNA integriert.
• Transduktion, ein Prozess, bei dem Gene innerhalb der Zelle dank bakterieller Viren, die Bakteriophagen genannt werden, transportiert werden.

Obwohl diese Prozesse nicht der sexuellen Fortpflanzung gleichkommen, ist das Ergebnis, dass ein Bakterium die Eigenschaften von zwei verschiedenen elterlichen Zellen kombinieren kann.

Dadurch können Bakterien mutieren und sich an neue Umgebungen anpassen, was eine längere Lebenserwartung gegen Antibiotika oder andere Bedrohungen garantiert.

Referenzen

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