Бактериален двоичен разпад

Може би ти е позната митозата, което е процесът, който еукариотите (като теб, мен, кучето ти и любимото ти растение вкъщи) използват, за да разделят ядрената си ДНК по време на клетъчно делене. Но митозата е сложен процес, хромозомен "танц" с интересна хореография.

Може би се чудиш: Как при по-простите организми като бактериите се осъществява клетъчно делене? Отговорът: бинарно делене!

Бактериалното бинарно делене е процесът, който бактериите използват, за да извършат клетъчно делене. Бинарното делене е подобно по концепция на митозата, която протича в многоклетъчните организми (като растения и животни), но целта му е различна.

Когато клетките се делят чрез митоза в тялото на един многоклетъчен организъм, те водят до нарастване на организма или заместват стари износени клетки с нови такива. Но в случая с бактерията клетъчното делене не е просто начин за създаване на още клетки за тялото. Вместо това всъщност това е начинът, по който бактериите се възпроизвеждат, или добавят още бактерии към популацията.

Бинарното делене има общи характеристики с митозата, но също така се отличава от митозата по няколко важни начина. Нека разгледаме как работи то.

Подобно на човешката клетка, една деляща се бактерия също трябва да копира своето ДНК. За разлика от човешките клетки, които имат множество линейни (нишковидни) хромозоми, разположени в ядро, оградено с мембрана, бактериалните клетки обикновено имат една-единствена кръгова хромозома и нямат ядро. Но бактериалната хромозома се намира в специализиран регион на клетката, наречен нуклеоид.

Копирането на ДНК от репликационните ензими започва в място на хромозомата, наречено начална точка на репликация. Началната точка е първата част от ДНК, която бива копирана. Докато репликацията продължава, двете начални точки се придвижват към противоположните краища на клетката, придърпвайки останалата част на хромозомата със себе си. Клетката също така става по-дълга, с което подпомага разделянето на новооформящите се хромозоми.

Репликацията продължава, докато цялата хромозома бъде копирана и репликационните ензими се срещнат в далечната страна. След като новите хромозоми са се придвижили към противоположните краища на клетката и са освободили центъра на клетката, може да се осъществи разделянето на цитоплазмата.

В този процес мембраната се "прищипва" навътре и в средата на клетката се образува септум, или нова разделителна стена. (Бактериите имат клетъчна стена, така че трябва да регенерират тази стена, когато преминат през клетъчно делене.)

Накрая самият септум се разделя по средата и двете клетки биват освободени, за да продължат животите си като отделни бактерии.

Бактериалното бинарно делене е подобно до някаква степен на митозата, която протича при хората и други еукариоти. И в двата случая хромозомите биват копирани и разделени и клетката дели цитоплазмата си, за да образува две нови клетки.

Но механизмът и последователността на двата процеса са доста различни. При бактериите не се образува делително вретено. И, вероятно по-важно, при бинарното делене ДНК репликацията обикновено се случва по същото време като разделянето на ДНК (за разлика от митозата, където ДНК се копира по време на S фазата, дълго преди разделянето ѝ през М фазата).