BIPARTICE NEBO BINÁRNÍ ŠTĚPENÍ: PROCES, TYPY A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Bipartici nebo binární štěpení je druh nepohlavního rozmnožování, kterými rodič, obvykle jednobuněčné, dělení pro vytvoření dvě dceřinné buňky stejné velikosti menší z genetického hlediska (klonů).

Tento typ reprodukce je typický pro bakteriální druhy a liší se od jiných typů asexuální reprodukce, jako je pučení, například tím, že rodičovská buňka zmizí, což vede ke vzniku dvou menších dceřiných buněk, které mají část buněčné obálky. od prvního. Existuje také v eukaryotických jednobuněčných a koloniálních organismech, jako je protozoa a některé jednobuněčné řasy.

Proces binárního štěpení. 1. Bakterie před binárním štěpením s zabalenou DNA. 2. DNA se replikuje. 3. DNA se dostává k pólu bakterie, jak se zvětšuje velikost při přípravě na dělení. 4. Nová buněčná zeď začíná růst. 5. Vyvinula se nová buněčná zeď. 6. Nové bakteriální buňky mají zabalené DNA, ribozomy a plazmidy.

Asexuální reprodukce se liší od sexuální reprodukce v tom, že nezahrnuje fúzi dvou gametických buněk s polovinou chromozomální zátěže, ani nezahrnuje tvorbu nových geneticky odlišných jedinců.

Kromě toho k asexuální reprodukci obvykle dochází u jednobuněčných organismů, zatímco sexuální reprodukce je typická pro mnohobuněčné organismy.

Tento typ asexuální reprodukce zajišťuje tvorbu klonů a také rychlý nárůst počtu jedinců v dané populaci.

Proces binárního štěpení

Binární štěpení je hlavním reprodukčním mechanismem prokaryotických organismů. U bakterií to začíná duplikací jediného bakteriálního kruhového chromozomu a podstatným zvětšením velikosti buněk.

Takto vytvořené dvě kopie musí migrovat nebo segregovat směrem ke dvěma pólům buněk, po kterých jsou proteiny nezbytné pro vytvoření dělicího stroje sestaveny v místě, kde dojde k oddělení dceřiných buněk (obvykle ve formě kruhu).

Proces binárního štěpení v bakteriích (Zdroj: Mcstrother přes Wikimedia Commons) Po tomto složitém a regulovaném procesu se vytvoří druh příčné „stěny“, která odděluje dva výsledné chromozomy, uvedená zeď je tvořena vnitřním růstem plazmatické membrány a buněčná zeď.

Když je zeď zcela vytvořena, vede k oddělení dvou dceřiných buněk.

Tato forma reprodukce je pozoruhodně rychlá a probíhá za ideálních podmínek v intervalech asi 20 minut. To umožňuje bakteriálním druhům výrazně zvýšit počet jedinců v kolonii. V následujícím videu můžete vidět tento proces v prvokech:

Druhy binárního štěpení

Binární štěpení v prokaryotech bylo klasifikováno na příčné binární štěpení a podélné binární štěpení podle osy, podél níž dochází k oddělení dceřiných buněk.

Příčné binární štěpení

Příčné binární štěpení, jak naznačuje jeho název, nastává přes příčnou osu dělící buňky, jinými slovy „zeď“, která oddělí dvě dceřiné buňky, je vytvořena na ose, která je kolmá k ose, která je ohraničuje největší délku buňky.

Tento typ dělení se vyskytuje u některých ploštěnců a polypů, kde je znám jako strobilace. Některé texty naznačují, že příčné binární štěpení má za následek vznik určitého druhu „řetězců“ nebo řetězců s produkty štěpení.

Podélné binární štěpení

Na druhé straně k podélnému binárnímu štěpení dochází, když dělicí buňka tak děje přes podélnou osu, která je obvykle ta, která ohraničuje největší délku buňky.

Nepravidelné binární štěpení

Nepravidelné binární štěpení je takové, kterým dochází k cytosolickému dělení nebo cytokineze v rovině kolmé k rovině jaderného dělení v eukaryotech.

Konkrétní příklady

Mnoho jednobuněčných řas se asexuálně dělí binárním štěpením, což platí také pro většinu druhů prvoků, i když druhy v obou skupinách využívají jak sexuálních, tak asexuálních typů reprodukce.

V paramecii

Parameciums jsou organismy skupiny protozoů, které obvykle žijí v tělech stojaté vody bohaté na organickou hmotu.

Jsou to eukaryotické mikroorganismy, které mají tvar podobný tvaru sandálu nebo podešve boty a jsou pokryty řasinkami, které slouží jako lokomotorické „orgány“ nebo „přívěsky“.

Druhy dělení v ciliates (Zdroj: Deuterostome přes Wikimedia Commons) Hlavním reprodukčním mechanismem této skupiny bezobratlých je příčné binární štěpení, ačkoli se mohou také sexuálně reprodukovat. Proces binárního štěpení v těchto organismech je však poněkud odlišný, protože k replikaci jaderného genetického materiálu dochází mitózou. V následujícím videu vidíte bipartici v paramecii:

V amébách

Améby jsou také eukaryotické organismy bezobratlých, které patří do skupiny prvoků. Nemají definovaný tvar těla a pohybují se vyčnívajícími částmi jejich těla zvanými pseudopody.

Stejně jako paramecia, replikace genomu améby, které se dělí binárním štěpením, zahrnuje mitotickou událost.

V bakteriích

Životní cyklus bakterie Myxococcus xanthus.. Reprodukuje se binárním štěpením. Bakterie Elena García Bravo jsou bezpochyby nejreprezentativnější skupinou, která se reprodukuje biparticí nebo binárním štěpením, a právě zde byl tento proces podrobněji studován.

Mezi nejznámější druhy této skupiny eukaryotických organismů patří Escherichia coli, gramnegativní enterobakterium přirozeně přítomné ve střevní flóře člověka a Caulobacter crescentus, další gramnegativní (nepatogenní) bakterie přítomná v mnoha půdách a vodních útvarech.

Jako studijní model sloužila také grampozitivní bakterie Bacillus subtilis, která je typickou bakterií nalezenou v mnoha půdách.

Rozdíly mezi binárním štěpením a mitózou

Proces bipartice se poněkud liší od typických mitotických událostí v eukaryotických buňkách. Za prvé, během binárního štěpení není produkována mitotická vřetena, která odděluje chromatidy během mitózy. Rovněž nedochází k duplicitě organel, protože tento proces je typický pro bakterie, které postrádají vnitřní membránové organely.

Dalším důležitým rozdílem je to, že bipartice se vyskytuje u bakterií a jiných mikroorganismů s cílem zvýšit počet jedinců, zatímco u mnohobuněčných organismů, jako jsou zvířata a rostliny, tento proces například slouží k nahrazení buněk., růst a vývoj.

V neposlední řadě je důležité stanovit, že mitóza trvá mnohem déle než binární štěpení, protože je to z energetického hlediska o něco složitější a nákladnější proces.

Reference

1. Angert, ER (2005). Alternativy binárního štěpení bakterií. Nature Reviews Microbiology, 3 (3), 214.
2. Brusca, RC, a Brusca, GJ (2003). Bezobratlí (č. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
3. Prescott, LM, Harley, JP, a Klein, DA (1993). Mikrobiologie, 2. vyd. Wm. C. Brown. Pub., New York, 224.
4. Simpson, JY (1902). Pozorování binárního štěpení v životní historii Ciliaty. Sborník z Royal Society of Edinburgh, 23, 401-421.
5. Solomon, EP, Berg, LR a Martin, DW (2011). Biologie (9. edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.