Erinevalt eukarüootsed rakud leidub kõrgemates eluvormides, prokarüootsed rakud, näiteks üherakulistel bakteritel tuum puudub ja ei saa paljuneda tuuma kromosoomide dubleerimisega.
Selle asemel korrutatakse nad protsessiga, mida nimetatakse binaarseks lõhustumiseks, kus rakk jaguneb lihtsalt kaheks. Bakterite ellujäämisstrateegia osa on soodsate tingimuste korral võimalikult kiire paljunemine. Kui temperatuur on õige ja toitu on saadaval, võimaldab binaarne lõhustumine rakkude kiiret kasvu.
Uued rakud peavad endiselt olema samad kui vanemad rakud, nii et geneetiline materjal peab olema identne. See tähendab, et binaarse lõhustumise käigus tuleb raku DNA molekulid dubleerida. Kuigi see lisab täiendavaid samme, on binaarne lõhustumine siiski palju lihtsam ja kiirem kui eukarüootne rakk paljunemiseks ja sobib hästi bakterite käitumisega.
Mis on binaarne lõhustumine?
Binaarse lõhustumise protsess on meetod mittesuguline paljunemine selle tulemuseks on kaks identsed tütarrakud ühest vanemrakust.
Sest see on lihtsam kui tuum mitoos eukarüootsete rakkude jagunemise protsessis saavad bakterid seda kiiresti kasutada, kui tingimused ja ressursid seda võimaldavad. See kiire paljunemine on eelis teiste bakterite ja teiste üherakuliste eluvormidega konkureerimisel.
Bakterid lihtsalt tarbivad saadaolevat toitu, eraldavad oma jäätmed ja jagunevad, kui nad saavutavad suuruse, mis võimaldab neil jagada kaheks elujõuliseks väiksemaks rakuks.
Millised on binaarse lõhustumise etapid?
Kuigi binaarne lõhustumisprotsess on suhteliselt lihtne, on sellel veel mitu etappi, mis tuleb enne uute rakkude moodustamist lõpule viia.
Kõigepealt peab sirguma bakteriaalse DNA üks ümmargune ahel. DNA replikatsioon siis toimub lõime osa. Samal ajal hakkab rakk kasvama piklikuks ja rakumembraan sulgub seejärel pikliku vanemraku keskosa lähedal asuva kahe uue raku vahele. Üksikasjalikud sammud on järgmised:
Bakteriraku geneetilist koodi hoidev DNA molekul on ümmargune ahel, mis on tavaliselt tihedalt kokku keeratud. Peab küll lahti keerama ja sirgendage, et seda saaks kopeerida.
Kui rakk veel kasvab, on ensüüm DNA polümeraas dubleerib DNA ahelat. Need kaks koopiat kinnituvad rakumembraanile.
Kui rakk kasvab rohkem, pikeneb see, lisades keskele ümber rakuseina ja membraanimaterjali. Rakumembraanile kinnitatud DNA kaks koopiat tõmmatakse poole vastupidised otsad raku lõplikuks binaarseks lõhustumiseks.
Binaarses lõhustumises jaguneb vanemrakk kaks tütarrakku võrdse suurusega. Poolel teel pikliku raku otsa vahel hakkab rakumembraan kasvama raku keskele. Kui membraan on kaks rakku sulgunud, võivad nad eralduda.
Kaks uut tütarrakku sisaldavad nüüd nii komplekteeritud DNA-d kui ka osa raku ribosoomidest ja plasmiididest. Nad on valmis kasvama ja lõpuks end lõhestama
Binaarne lõhustumine vs. Mitoos
Kui binaarne lõhustumine on a vähem keeruline protsess kui eukoarüootsete rakkude jagunemine mitoosi abil, mõlemad põhjustavad identseid tütarrakke.
Bakterid kasutavad binaarset lõhustumist, kuna sellel protsessil on teatud evolutsioonilisi eeliseid üherakulised organismid. Mitoos on oma paljude sammude tõttu kontrollitum protsess.
Rakkude jagunemine mitmerakulistes organismides võib peatuda, kui seda pole vaja või see võib olla suunatud organite ja keerukate struktuuride moodustamisele. Näiteks inimestel kontrollimatu rakkude kasv võib põhjustada kasvajaid ja vähki.
•••Teadmine
Bakterite jaoks on kontrollimatu paljunemine ja kasv eelis, mis võimaldab neil kiiresti levida ja edukalt teiste lihtsate organismidega konkureerida.