Hlavný rozdiel - binárne štiepenie vs. mitóza

Binárne štiepenie a mitóza sú dva mechanizmy používané pri nepohlavnej reprodukcii organizmov. Pri binárnom štiepení je jeden organizmus rozdelený na dva dcérske organizmy. Binárne štiepenie je mechanizmus nepohlavnej reprodukcie v prokaryotoch. Mitóza je vegetatívne delenie buniek v eukaryotoch. Asexuálna reprodukcia alebo vegetatívne delenie buniek sa používa na rast, vývoj a výmenu buniek v eukaryotoch. The hlavný rozdiel medzi binárnym štiepením a mitózou je to binárne štiepenie netvorí vretenový aparát, zatiaľ čo mitóza prebieha prostredníctvom vretenového aparátu.

Tento článok sa zameriava na

1. Čo je binárne štiepenie - Mechanizmus, typy, rýchlosť 2. Čo je mitóza - Mechanizmus, Fázy 3. Aký je rozdiel medzi binárnym štiepením a mitózou

Čo je binárne štiepenie?

Rozdelenie jedného organizmu na dva dcérske organizmy sa nazýva binárne štiepenie. Baktérie a archaea ako prokaryoty spravidla vykazujú binárne štiepenie ako mechanizmus delenia buniek pri svojej nepohlavnej reprodukcii. Niektoré eukaryotické organely, ako sú mitochondrie, tiež vykazujú binárne štiepenie, aby sa zvýšil ich počet v bunke. Prokaryoty obsahujú v genóme jeden kruhový chromozóm. Táto molekula DNA sa replikuje pred delením buniek. Kým sa rodičovská bunka rozpadá, replikované chromozómy sú oddelené. Výsledné dve bunky sú geneticky identické a majú potenciál rásť v pôvodnej veľkosti tohto druhu.

Mechanizmus

Replikácia DNA je prvou udalosťou v procese binárneho štiepenia. Jediný kruhový chromozóm vo vegetatívnej bunke je pevne zvinutý. Odvinie sa a potom sa replikuje. Replikované dva chromozómy sa pohybujú na opačných póloch energeticky závislým procesom. Potom bunka zvýši svoju dĺžku. Všetky zložky, ako sú ribozómy a plazmidy prokaryotickej bunky, zdvojnásobia svoj počet. Rovníková doska sa zužuje, aby sa oddelila plazmatická membrána. Medzi oddelenými bunkami sa vytvorí nová bunková stena. Rozdelenie cytoplazmy je známe ako cytokinéza. Dve novo vytvorené bunky obsahujú približne rovnaký počet ribozómov, plazmidov a ďalších zložiek. Objem cytoplazmy je tiež približne rovnaký.

Obrázok 1: Binárne štiepenie

Druhy binárneho štiepenia

Možno identifikovať štyri typy binárneho štiepenia.

Nepravidelné binárne štiepenie - cytokinéza prebieha v kolmej rovine na rovinu, v ktorej došlo k karyokinéze. Vyskytuje sa v amébe.

Pozdĺžne binárne štiepenie - cytokinéza prebieha pozdĺž pozdĺžnej osi. K tomu dochádza u bičíkovcov a Eugleny.

Priečne binárne štiepenie - cytokinéza prebieha pozdĺž priečnej osi. Vyskytuje sa v prvokoch ako paramecium.

Šikmé binárne štiepenie - šikmá cytokinéza sa vyskytuje ako v ceratiu.

Obrázok 2: Binárne štiepenie v baktérii Salmonella typhimurium

Rýchlosť

Binárne štiepenie sa považuje za rýchly proces. Bunka E. coli sa pri 37 ° C obvykle delí každých 20 minút. Celá bakteriálna kultúra prechádza binárnym štiepením; čas potrebný na jeden cyklus sa preto označuje ako čas zdvojenia. Niektoré kmene, ako napríklad Mycobacterium tuberculosis, majú v porovnaní s E. coli pomalý čas zdvojnásobenia.

Čo je mitóza

Vegetatívne delenie buniek v eukaryotoch je známe ako mitóza. Replikovaný genóm sa rozdelí a vytvorí dve dcérske jadrá, po ktorých nasleduje cytoplazmatické delenie, ktoré môže v konečnom dôsledku viesť k produkcii dvoch buniek z jednej rodičovskej bunky. Tieto dve bunky sú identické a nesú približne rovnaký počet organel a cytoplazmy. Mitotická fáza sa nazýva M fáza bunkového cyklu. Medzi organizmami je možné identifikovať rôzne druhy mitózy. Počas „otvorenej“ mitózy u zvierat sa rozpadne jadrový obal, aby sa oddelili chromozómy. Ale v hubách sa chromozómy oddelia v neporušenom jadre; nazýva sa to „uzavretá“ mitóza.

Eukaryoty používajú mitózu na svoju nepohlavnú reprodukciu, rast a vývoj, výmenu telesných buniek a regeneráciu častí tela.

Mechanizmus

Mitotické delenie možno rozdeliť do štyroch hlavných etáp: profáza, metafáza, anafáza a telofáza. Chromozómy v bunke sa replikujú vo fáze S interfázy, než vstúpia do fázy M. Sú tiež kondenzované a pripevnené k vláknam vretena. Proteíny potrebné na delenie buniek sa syntetizujú počas interfázy. Bunkové komponenty vrátane organel sú počas interfázy tiež zdvojnásobené.

Prophase

Počas pre-profázy jadro vysoko vakuovaných rastlín migruje do stredu bunky. Prophase je prvou fázou jadrového delenia mitózy. Na začiatku profázy jadro zmizne. Chromozómy sú tesne zvinuté a v profáze je zahájená tvorba mitotického vretena. Chromozómy obsahujúce dve sesterské chromatidy, ktoré sú navzájom spojené v centromere, je možné vizualizovať ako tenké, dlhé vláknité štruktúry pod svetelným mikroskopom. Dvojica centrozómov sa javí blízko jadra, ktoré je obklopené proteínovými vláknami a tvorí vretenový aparát mikrotubulov. Rastliny nemajú centrozóm, ktorý je koordinačným centrom mikrotubulov. Tvorba vretenového aparátu teda nie je podstatná pre delenie buniek v rastlinách.

Metafáza

Jadrová obálka zmizne počas prometafázy otvorenej mitózy. Kinetokorové mikrotubuly sú k kinetochóram prichytené v chromozomálnych centroméroch. Rast mitotického vretienka prebieha vzájomnou interakciou polárnych mikrotubulov. Dva centrosómy sťahujú chromozómy k opačným pólom sťahovaním mikrotubulov. V dôsledku napätia sú chromozómy zarovnané v rovníkovej doske bunky v metafáze. Kontrolný bod metafázy zaisťuje rovnomerné rozloženie chromozómov na rovníkovej doske.

Anafáza

Počas anafázy sú sesterské chromatidy oddelené ťahovým napätím generovaným centrozómami a tvoria dva dcérske chromozómy. Tieto dcérske chromozómy sú ťahané k opačným pólom ďalším sťahovaním mikrotubulov.

Telofáza

Zúžené mikrotubuly sa uvoľnia, čím sa bunka predĺži. Vytvorí sa nový jadrový obal, ktorý obklopí dve sady chromozómov na opačných póloch, čím sa znova objavia dve jadrá.

Obrázok 3: Fázy mitózy

Cytokinéza

Karyokinéza prebieha vo fáze M, po ktorej nasleduje cytokinéza, rozdelenie cytoplazmy, proces, ktorý je oddelený od fázy M. Rastlinná cytokinéza sa líši od cytokinézy zvierat v dôsledku prítomnosti bunkovej steny. V živočíšnych bunkách sa vytvorí štiepna brázda, ktorá pomocou kontraktilného prstenca vyvinie cytoplazmu vyvinutú v metafáze karyokinézy. V rastlinách sa v strede rodičovskej bunky vytvorí bunková platnička, ktorá dozrieva a fúzuje s existujúcou bunkovou stenou. Cytokinéza živočíšnych aj rastlinných buniek je poháňaná vezikulami pochádzajúcimi z Golgiho aparátu. Vo väčšine organizmov prebieha karyokinéza a cytokinéza oddelene.

Rozdiel medzi binárnym štiepením a mitózou

Definícia

Binárne delenie: Binárne štiepenie je rozdelenie jedného organizmu na dva dcérske organizmy.

Mitóza: Mitóza je vegetatívne delenie buniek v eukaryotoch.

Typ organizmu

Binárne delenie: Binárne štiepenie prebieha väčšinou v prokaryotoch.

Mitóza: Mitóza prebieha v eukaryotoch.

Jadro

Binárne delenie: Binárne štiepenie neprebieha v organizmoch, ktoré majú jadro.

Mitóza: Mitóza sa vyskytuje v organizmoch, ktoré majú jadro.

Vytvorenie vretenového zariadenia

Binárne delenie: Pri binárnom štiepení sa nevytvorí vretenový aparát.

Mitóza: Eukaryoty majú počas mitózy vretenový aparát.

Zdvojnásobenie organel

Binárne delenie: Prokaryoty nemajú organely. Ribozómy a ďalšie bunkové zložky sú však pred binárnym štiepením zdvojnásobené.

Mitóza: Organely sa v interfáze zdvojnásobia, aby sa rozdelili na dve bunky.

Funkcia

Binárne delenie: Asexuálna reprodukcia v prokaryotoch je funkciou binárneho štiepenia.

Mitóza: Eukaryoty používajú mitózu na nepohlavnú reprodukciu, rast a vývoj, výmenu telesných buniek a regeneráciu častí tela.

DNA

Binárne delenie: DNA je pri binárnom štiepení priamo prichytená k bunkovej membráne.

Mitóza: DNA je pripojená k vretenovému aparátu počas mitotického delenia.

Spoľahlivosť

Binárne delenie: Binárne štiepenie je menej spoľahlivý proces, ktorého dôsledkom je zvýšený počet chromozómov v bunke.

Mitóza: Mitóza sa koriguje pomocou kontrolného bodu metafázy, aby sa zachovalo jednotné číslo chromozómu.

Zložitosť

Binárne delenie: Binárne štiepenie je jednoduchý proces.

Mitóza: Mitóza je pomerne zložitá ako binárne štiepenie.

Čas potrebný

Binárne delenie: Binárne štiepenie je rýchly proces.

Mitóza: Mitóza kvôli svojej zložitosti trvá nejaký čas.

Príklady

Binárne delenie: Binárne štiepenie prebieha v baktériách a eukaryotoch, ako sú ameba, Hydra a planaria.

Mitóza: Mitóza sa vyskytuje u všetkých zvierat vrátane ľudí, všetkých rastlín a húb.

Záver

Binárne štiepenie a mitóza sú dva typy nepohlavných reprodukčných mechanizmov nachádzajúcich sa v prokaryotoch a eukaryotoch. Mitóza prebieha v niekoľkých fázach, pričom rozdeľuje jadro eukaryotických buniek. Má vyššiu spoľahlivosť, pretože počas kontrolného bodu metafázy dochádza k opravám, aby sa v potomstve udržalo pevné číslo chromozómu. V porovnaní s binárnym štiepením je to teda časovo náročnejší a komplexnejší proces. Hlavným rozdielom medzi binárnym štiepením a mitózou je preto ich zložitosť.

Referencia: 1. „Štiepenie (biológia)“. En.wikipedia.org. N.p., 2017. Web. 8. marca 2017. 2. „Mitóza“. En.wikipedia.org. N.p., 2017. Web. 8. marca 2017.

Obrázok so súhlasom: 1. „Binárne štiepenie 2“ od Ecoddington14-(CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia2. „Pri veľmi vysokom zväčšení 15 000 x odhalila táto kolorizovaná skenovacia elektrónová mikrografia (SEM) prítomnosť jediného gram-ne“ od CDC/ Bette Jensen prostredníctvom súborov Public Domain Files 3. „Fázy mitózy“ od Aliho Zifana-vlastná práca; Použité informácie z: Campbell Biology (10. vydanie) od: Jane B. Reece & Steven A. Wasserman. A Nature.com. (CC BY-SA 4.0) prostredníctvom Commons Wikimedia