Binär fission (binär klyvning): definition och bakteriers asexuella delning

Binär klyvning (binär fission): tydlig definition och steg-för-steg för bakteriers asexuella delning, DNA-replikation och bildandet av genetiskt identiska dotterceller.

Författare: Leandro Alegsa

Binär klyvning ("delning på mitten") är en typ av asexuell reproduktion. Det är den vanligaste formen av reproduktion hos prokaryoter, t.ex. bakterier. Fenomenet kan också ses hos vissa encelliga eukaryoter som amöba och paramoecium, även om deras delningsmekanismer ofta involverar processer som liknar mitos. Vid binär klyvning sker ofta DNA-replikation och DNA-segregation i nära tidsmässig anslutning.

Faser i binär klyvning

  • DNA-replikation: Cellen kopierar sitt kromosomala DNA så att två kompletta arvsmassor finns.
  • Segregation: De två DNA-molekylerna förflyttas mot motsatta poler i cellen. I många bakterier sker detta samtidigt som cellen växer.
  • Celltillväxt: Cellen ökar i storlek och cellmembranet/cellväggen byggs ut för att skapa utrymme för de två blivande dottercellerna.
  • Septumbildning och cytokines: Ett kontraktionsband (i bakterier ofta uppbyggt kring proteinet FtsZ) bildas vid mittlinjen, en septum bildas och avsnörning sker så att två separata celler uppstår.
  • Återhämtning och tillväxt: Efter delningen växer dottercellerna och kan gå in i en ny cykel av replikation och delning.

Binary fission in a prokaryote 1. The bacterium before binary fission is when the DNA is tightly coiled. 2. The DNA of the bacterium has replicated. 3. The DNA is pulled to the separate poles of the bacterium as it increases size to prepare for splitting. 4. The growth of a new cell wall begins to separate the bacterium. 5. The new cell wall fully develops, resulting in the complete split of the bacterium. 6. The new daughter cells have tightly coiled DNA, ribosomes, and plasmids.

Genetiska konsekvenser och variation

Eftersom dottercellerna får en kopia av modercellens DNA är de i regel genetiskt identiska med modercellen — förutsatt att ingen mutation uppstår under replikationen. Små förändringar kan dock uppstå vid varje replikationstillfälle, vilket ger upphov till variation över tid. Utöver kromosomer kan bakterier bära plasmider (små, cirkulära DNA-molekyler) som replikerar oberoende; fördelningen av plasmider mellan dotterceller kan vara ojämn och ge ytterligare variation.

Skillnad mot mitos och andra delningssätt

Binär klyvning är en relativt enkel, direkt process jämfört med mitos i eukaryota celler, där flera faser (profas, metafas, anafas, telofas) och en komplex kärnspole behövs för att fördela kromosomerna. Andra asexuella delningssätt hos encelliga organismer inkluderar budding (avknoppning) och flersprångsdelning; dessa skiljer sig i hur cytoplasman och det genetiska materialet fördelas.

Faktorer som påverkar delningshastighet

Hur snabbt binär klyvning sker beror på art och miljö: näringstillgång, temperatur, pH och andra stressfaktorer påverkar generationstiden. Vissa bakterier kan fördubbla sin population på mindre än 20 minuter under optimala förhållanden, medan andra växer mycket långsammare.

Betydelse inom mikrobiologi och medicin

  • Kunskap om binär klyvning är central för att förstå bakterietillväxt i labbmiljöer (t.ex. odlingskurvor och exponentiell fas).
  • Många antibiotika (t.ex. penicilliner) hämmar cellväggssyntes och stör därmed septumbildning och delning, vilket gör celler oförmögna att fullfölja binär klyvning.
  • Genetisk variation som uppstår genom mutation eller genom överföring av genetiskt material (konjugation, transduktion) har stor betydelse för spridning av antibiotikaresistens.

I korthet kopierar en cell sitt DNA och delar sig sedan i mitten för att bilda två dotterceller — en effektiv och snabb metod för asexuell förökning som är fundamentalt viktig för prokaryoters livscykel och för många encelliga eukaryoter.

Frågor och svar

F: Vad är binär klyvning?


S: Binär fission är en form av asexuell reproduktion där en enda föräldracell delar sig i två dotterceller med identiskt genetiskt material.

F: Vilka organismer använder binär klyvning för reproduktion?


S: Binär klyvning används oftast av prokaryoter, t.ex. bakterier, och vissa encelliga eukaryoter, t.ex. amöba och paramoecium.

F: Hur fungerar binär klyvning?


S: Under binär klyvning replikerar den fullvuxna modercellen sitt genetiska material och delar sig sedan i två lika stora dotterceller. DNA-molekylen delar sig och bildar två molekyler som rör sig mot motsatta sidor av bakterien medan cellmembranet också delar sig för att bilda två dotterceller. Efter delningen växer de nya cellerna och processen upprepar sig.

F: Liknar mitos den binära klyvningen?


S: Även om båda processerna innebär att en cell delas upp i två är mitos mer komplicerad än binär fission eftersom den förekommer i eukaryota vävnadsceller.

F: Är mutationer möjliga under replikationen vid binär klyvning?


Svar: Ja, mutationer kan förekomma under replikationen vid binär klyvning, vilket skulle göra att de resulterande dottercellerna blir genetiskt olika varandra.

F: Använder alla organismer binär klyvning för reproduktion?


S: Nej, inte alla organismer använder binär klyvning för reproduktion; vissa organismer reproducerar sig genom sexuella medel eller andra former av asexuell reproduktion, t.ex. knoppning eller fragmentering.


Sök
AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3