Sisu
Erinevalt kõrgemates eluvormides leiduvatest eukarüootsetest rakkudest on prokarüootsetel rakkudel, näiteks üherakulistel bakteritel tuuma pole ja cant paljuneda tuuma kromosoomide dubleerimise teel.
Selle asemel korrutatakse nad protsessiga, mida nimetatakse binaarseks lõhustumiseks, mille käigus rakk jaguneb lihtsalt kaheks. Bakterite ellujäämisstrateegia üks osa on soodsate tingimuste korral paljuneda võimalikult kiiresti. Kui temperatuur on sobiv ja toit on saadaval, võimaldab binaarne lõhustumine rakkude kiiret kasvu.
Uued rakud peavad ikka olema samad, mis emarakud, seega peab geneetiline materjal olema identne. See tähendab, et rakkude DNA molekulid peavad binaarse lõhustumisprotsessi ajal dubleerima. Kuigi see lisab täiendavaid samme, on binaarne lõhustumine siiski palju lihtsam ja kiirem eukarüootne rakk paljunemist ja sobib hästi bakterite käitumiseks.
Mis on binaarne lõhustumine?
Binaarse lõhustumise protsess on aseksuaalse paljunemise meetod, mille tulemuseks on kaks identsed tütarrakud üksikvanema rakust.
Kuna see on lihtsam kui tuumapõhine eukarüootsete rakkude jagunemise protsess, saavad bakterid kasutada seda kiiresti arvu suurenemiseks, kui tingimused ja ressursid seda võimaldavad. See kiire paljunemine on eeliseks teiste bakterite ja teiste üherakuliste eluvormidega konkureerimisel.
Bakterid tarbivad lihtsalt olemasolevat toitu, eraldavad nende jäätmed ja lõhestavad, kui nad on saavutanud suuruse, mis võimaldab neil jagada kaheks elujõuliseks väiksemaks rakuks.
Millised on binaarse lõhustumise sammud?
Kuigi binaarse lõhustumise protsess on suhteliselt lihtne, on sellel siiski mitmeid etappe, mis tuleb enne uute lahtrite moodustamist lõpule viia.
Kõigepealt peab sirguma bakteriaalse DNA ümar ring. DNA replikatsioon ahelast toimub siis. Samal ajal hakkab rakk kasvama piklikuks kujuks ja seejärel sulgeb rakumembraan kahe uue raku vahel pikliku lähteraku keskosa lähedal. Üksikasjalikud sammud on järgmised:
Bakteriraku geneetilist koodi omav DNA molekul on ümmargune ahel, mis on tavaliselt tihedalt mähitud. See peab nii olema lahti keerata ja sirgendage, nii et seda saab kopeerida.
Sel ajal, kui rakk kasvab, on ensüüm DNA polümeraas kopeerib DNA ahelat. Kaks koopiat kinnituvad rakumembraanile.
Kui rakk kasvab rohkem, pikeneb see, lisades raku seina ja membraanimaterjali keskele. Rakumembraanile kinnitatud kaks DNA koopiat tõmmatakse suunas vastupidised otsad raku lõplikuks binaarseks lõhustumiseks ettevalmistamisel.
Binaarse lõhustumise korral tükeldab lähterakk kaks tütarrakku võrdse suurusega. Poolel piklike rakuotsade vahel hakkab rakumembraan kasvama raku keskele. Kui membraan on need kaks rakku ära sulgenud, saavad nad eralduda.
Kaks uut tütarrakku sisaldavad nüüd täielikku komplekti mähitud DNA-d, samuti osa raku ribosoomidest ja plasmiididest. Nad on valmis kasvama ja lõpuks ennast lõhestama
Binaarne lõhustumine vs mitoos
Kui binaarne lõhustumine on mitoosi kasutades vähem keeruline protsess kui eukarüootne rakkude jagunemine, on mõlema tulemuseks identsed tütarrakud.
Bakterid kasutavad binaarset lõhustumist, kuna sellel protsessil on teatud evolutsioonilised eelised üherakulised organismid. Mitoos on tänu paljudele sammudele paremini kontrollitav protsess.
Rakkude jagunemine mitmerakulistes organismides võib peatuda, kui seda pole vaja või kui seda saab suunata moodustavate organite ja keerukate struktuuride poole. Näiteks inimestel rakkude kontrollimatu kasv võib põhjustada kasvajaid ja vähki.
Bakterite jaoks on kontrollimatu paljunemine ja kasv eeliseks, mis võimaldab neil kiiresti levida ja konkureerida edukalt teiste lihtsate organismidega.