Всички живи същества на Земята могат да бъдат разделени на две големи групи. Единият, прокариотите, възниква преди близо три и половина милиарда години и включва два домейна на организмите, Бактерии и Архея. Това са прости, предимно едноклетъчни организми, които имат само малко количество генетичен материал и се размножават безполов, което означава, че няма систематично генетично разнообразие в даден вид прокариот при липса на случайни мутации; всички потомци на даден прокариот са генетично идентични. Те се възпроизвеждат с помощта на процес, наречен бинарно делене.
Домейнът Еукариотаза разлика от това включва животни, растения и гъби и е направен от предимно многоклетъчни същества. Техният генетичен материал е разделен на единици, наречени хромозоми, които се съдържат в ядро, свързано с мембрана, и те са богати на специализирани вътрешни структури, наречени органели. Еукариотните клетки имат клетъчен цикъл и се възпроизвеждат по полов път, използвайки процесите на митоза и цитокинеза. Съществуват обаче няколко изключения от правилото "само прокариотите се подлагат на бинарно делене".
Prokaryotic Cells vs. Еукариотни клетки
Прокариотни клетки имат само малко количество генетичен материал, който във всички известни форми на живот е ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина). Тази ДНК често приема формата на кръгова хромозома, която се намира в цитоплазмата или желеобразната матрица което съставлява веществото на клетката вътре в нейната външна клетъчна мембрана и външната стена на мембрана. Цитоплазмата също така съдържа рибозоми, които произвеждат протеини по инструкции от ДНК.
Еукариотни клетки имат освен ядрото и богатство от други органели, свързани с мембраната. Те включват митохондрии, тела на Голджи, ендоплазмен ретикулум и (при растенията) хлоропласти. За разлика от прокариотните клетки, тези клетки използват и аеробно ("с кислород") дишане анаеробно („без кислород“) дишане, което отчита значително по-големия размер на еукариотните организми.
Прокариотното клетъчно делене се характеризира с факта, че сегрегацията на ДНК се осъществява съвместно с разделянето на цялата клетка (а оттам и на организма, в почти всички случаи). При еукариотите ДНК се репликира или копира. и след това се разделя в митоза, докато самата клетка се разделя след това в цитокинеза.
Примери за бинарно делене
Докато терминът "бинарно делене" най-често се отнася до разделянето на две от цял едноклетъчен организъм, то по-общо се отнася до всеки клетъчен процес, който води до просто дублиране на несексуално лице на обект в рамките на клетка. Когато еукариотите се подготвят за клетъчно делене, те първо възпроизвеждат всичко но тяхната ДНК, в допълнение към нарастването като цяло.
Митоза и клетъчен цикъл
Еукариотната клетка започва своя живот като една от двете дъщерни клетки, образувани в цитокинезата. След това претърпява няколко фази, наречени общо клетъчен цикъл:
- G1, при което клетката репликира всички свои органели и става по-голяма.
- S, при което хромозомите в ядрото се репликират.
- G2, в който клетката проверява своята работа.
- М, който включва митоза и цитокинеза.
Митозата на самата М фаза включва отделни етапи: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Тук ядрената мембрана се разтваря, репликираните хромозоми се разкъсват и се образуват нови мембрани около идентичните дъщерни ядра. Цитокинезата, която всъщност започва по време на анафазата, завършва скоро след телофазата на митозата и клетъчният цикъл е завършен.
Двоично делене при еукариоти
Клас едноклетъчни еукариоти, наречен протозои, които включват амебата и парамециума, са много "подобни на прокариоти", с изключение на наличието на органели, въпреки че не всички органели присъстват. Тези организми често се възпроизвеждат чрез бинарно делене, а не чрез митоза.
Това делене може да приеме редица форми. Сред тях е начинаещ, в които има две дъщерни клетки, подчертано неравномерни по размер; вътреклетъчно пъпкуване, при което дъщерята възниква вътре в организма, вместо просто да се отдели; и многократно делене (също наричан сегментация), който се отличава с редица последователни цикли на ядрена репликация, които не са последвани от цитокинеза, което води до многоядрена клетка, която след това може да доведе до множество потомства едновременно.