Dvejybinis dalijimasis (dalijimasis per pusę) – apibrėžimas ir eiga
Sužinokite, kas yra dvejybinis dalijimasis (dalijimasis per pusę): procesas, etapai ir reikšmė bakterijų bei vienaląsčių aseksualiam dauginimuisi.
Dvejybinis dalijimasis (dar vadinamas „dalijimusi per pusę“) yra vienas paprasčiausių ir greičiausiai vykstančių aseksualaus dauginimosi būdų. Tai labiausiai paplitusi prokariotų, pavyzdžiui, bakterijų, dauginimosi forma, tačiau jis pasitaiko ir kai kuriuose vienaląsčiuose eukariotuose, pavyzdžiui, ameboje ir paramoeciume. Dvejybinio dalijimosi metu DNR replikacija ir jos segregacija dažnai vyksta tuo pačiu metu, todėl procesas yra trumpas ir efektyvus.
Kas atsitinka ląstelėje
Dvejybinio dalijimosi metu suaugusi motininė ląstelė kopijuoja savo genetinę medžiagą ir padalija cytoplazmą taip, kad susidaro dvi dukterinės ląstelės. Po genetinės medžiagos pasidauginimo motininė ląstelė pailgėja, kopijuota DNR molekulė juda į priešingus ląstelės polius, o ląstelės membrana ir sienelė įlinksta arba susidaro pertvara, kol ląstelė visiškai atsiskiria.
Procesas žingsnis po žingsnio
- DNR replikacija: ląstelės chromosoma pasidaugina, susidaro dvi identiškos DNR molekulės.
- Elongacija: ląstelė pailgėja, kad kopijuota DNR galėtų būti atskirtos ir perkelta į priešingus polius.
- Sekrecija ir septumo formavimasis: formuojasi užuomazga naujos sienelės / pertvaros (septumo), dažnai koordinuojama specialių baltymų.
- Membranos ir sienelės susiskyrimas: ląstelės membrana ir sienelė įlinksta arba išorinė struktūra užsiskiria, kol ląstelė suskaidoma į dvi dalis.
- Atskyrimas ir augimas: po atskyrimo dukterinės ląstelės atstatomos, auga ir pradeda vykdyti savo metabolizmą bei, esant palankioms sąlygoms, greitai pradeda naują dalijimąsi.
Molekuliniai mechanizmai (trumpai)
Prokariotų dalijimąsi koordinuoja kelios baltymų sistemos: pavyzdžiui, FtsZ baltymas formuoja žiedą, kuriame prasideda septumo susidarymas, o Min sistemos baltymai padeda nustatyti, kur žiedas turi susiformuoti, kad dukterinės ląstelės būtų vienodo dydžio. Kartu dalyvauja sienelės sintezės fermentai, citoskeletiniai elementai ir kiti reguliatoriai.
Dvejybinio dalijimosi metu visiškai suaugusi motininė ląstelė skyla į dvi dalis ir susidaro du baseinai. Pasikartojus genetinei medžiagai, motininė ląstelė dalijasi į dvi vienodo dydžio dukterines ląsteles. Genetinė medžiaga replikuojama, tada vienodai padalijama. Dukterinės ląstelės yra genetiškai identiškos (išskyrus atvejus, kai replikacijos metu įvyksta mutacija).
Skirtumai nuo mitoziškos dalijimosi
Dvejybinis dalijimasis yra santykinai paprastesnis nei mitozė, kuri vyksta eukariotų ląstelėse: mitozei būdingas sudėtingesnis chromosomų paketas, specialūs dalijimosi etapai (profazė, metafazė, anafazė, telofazė) ir atskira branduolio membranos reorganizacija, o po to – citokinezė. Vienaląsčiai eukariotai, atliekantys dvejybinį dalijimąsi, turi kai kurių mitoziškų bruožų, todėl procesas gali būti sudėtingesnis negu prokariotų atveju.
Veiksniai, lemiantys dalijimosi greitį ir sėkmę
- Temperatūra ir maisto medžiagos: palankios sąlygos leidžia augti ir dalytis sparčiau.
- Genetika ir mutacijos: genetiniai pokyčiai gali pagreitinti arba sulėtinti dalijimąsi.
- Antibiotikai ir kiti inhibitoriai: gali stabdyti sienelės sintezę arba DNR replikaciją, taip slopindami dalijimąsi.
- Ekologiškos sąlygos: pH, deguonies kiekis, drėgmė ir kt. daro įtaką.
Reikšmė ir praktinė svarba
Dvejybinis dalijimasis yra pagrindinis bakterijų populiacijos augimo mechanizmas ir todėl svarbus ekologijoje, medicinoje ir pramonėje. Dėl greito dalijimosi bakterijos gali greitai įgyti atsparumą permutacijų ar per horizintalią genų mainų informaciją (pvz., per plazmidus), todėl supratimas apie dalijimosi mechanizmus padeda kurti antibiotikus bei biotechnologinius sprendimus. Laboratorijose ir pramonėje bakterijų dalijimasis yra naudojamas biologinių medžiagų sintezei ir masinei kultūrai.
Santrauka: ląstelė nukopijuoja savo DNR, pailgėja, sudėlioja kopijas į priešingus polius, formuojasi pertvara ir galutiniame etape atsiskiria į dvi dukterines ląsteles — procesas paprastas, bet labai efektyvus ir evoliuciškai svarbus.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra dvejetainis skilimas?
A: Dvinaris dalijimasis yra aseksualaus dauginimosi būdas, kai viena motininė ląstelė skyla į dvi dukterines ląsteles su identiška genetine medžiaga.
K: Kokie organizmai dauginimuisi naudoja dvejetainį dalijimąsi?
A: Dvinariuoju dalijimusi dažniausiai naudojasi prokariotai, pavyzdžiui, bakterijos, ir kai kurie vienaląsčiai eukariotai, pavyzdžiui, amebos ir paramoecijos.
K: Kaip veikia dvejetainis dalijimasis?
A.: Dvinarinio dalijimosi metu visiškai suaugusi motininė ląstelė replikuoja savo genetinę medžiagą ir dalijasi į dvi vienodo dydžio dukterines ląsteles. DNR molekulė dalijasi ir suformuoja dvi molekules, kurios juda į priešingas bakterijos puses, o ląstelės membrana taip pat dalijasi ir suformuoja dvi dukterines ląsteles. Po dalijimosi naujos ląstelės auga ir procesas kartojasi.
Klausimas: Ar mitozė panaši į dvejetainį dalijimąsi?
A: Nors abu procesai susiję su vienos ląstelės padalijimu į dvi, mitozė yra sudėtingesnė nei dvinaris dalijimasis, nes vyksta eukariotinėse audinių ląstelėse.
K: Ar replikacijos metu, vykstant dvejetainiam dalijimuisi, galimos mutacijos?
A: Taip, replikacijos metu gali įvykti mutacijos, dėl kurių susidariusios dukterinės ląstelės genetiškai skirtųsi viena nuo kitos.
K: Ar visi organizmai dauginasi dvinario dalijimosi būdu?
Atsakymas: Ne, ne visi organizmai dauginimuisi naudoja dvejetainį dalijimąsi; kai kurie organizmai dauginasi lytiniu būdu arba kitomis aseksualaus dauginimosi formomis, tokiomis kaip pumpuriavimas arba fragmentacija.
Ieškoti