Kogu Maa elusolendid võib jagada kahte suurde rühma. Üks, prokarüootid, tekkis peaaegu kolm ja pool miljardit aastat tagasi ning hõlmab kahte organismide domeeni, Bakterid ja Arheia. Need on lihtsad, enamasti üherakulised organismid, millel on ainult väike kogus geneetilist materjali ja paljunevad mittesuguliselt, mis tähendab, et juhuslike mutatsioonide puudumisel antud prokarüootliikides puudub süsteemne geneetiline mitmekesisus; kõik antud prokarüoodi järeltulijad on geneetiliselt identsed. Nad paljunevad, kasutades protsessi, mida nimetatakse binaarseks lõhustumiseks.
Domeen Eukaryota, seevastu hõlmab loomi, taimi ja seeni ning on valmistatud peamiselt mitmerakulistest olenditest. Nende geneetiline materjal on jagatud üksusteks, mida nimetatakse kromosoomideks ja mis paiknevad membraaniga seotud tuumas, ning nad on rikas spetsiaalsete sisestruktuuride, mida nimetatakse organellideks. Eukarüootsetes rakkudes on rakutsükkel ja nad paljunevad sugulisel teel, kasutades mitoosi ja tsütokineesi protsesse. Paar erandit reeglist "ainult prokarüootid läbivad binaarse lõhustumise" on siiski olemas.
Prokarüootsed rakud vs. Eukarüootsed rakud
Prokarüootsed rakud on ainult väike kogus geneetilist materjali, mis kõigis teadaolevates eluvormides on DNA (deoksüribonukleiinhape). See DNA võtab sageli tsütoplasmas paikneva ümmarguse kromosoomi või želeesarnase maatriksi mis moodustab raku aine selle välise rakumembraani sees ja seina välisküljel membraan. Tsütoplasma sisaldab ka ribosoome, mis valmistavad valke DNA juhiste järgi.
Eukarüootsed rakud lisaks tuumale on hulgaliselt muid membraaniga seotud organelle. Nende hulka kuuluvad mitokondrid, Golgi kehad, endoplasmaatiline retikulum ja (taimedes) kloroplastid. Erinevalt prokarüootsetest rakkudest kasutavad need rakud lisaks aeroobset ("hapnikuga") hingamist anaeroobne ("hapnikuta") hingamine, mis moodustab eukarüootide tunduvalt suurema suuruse organismid.
Prokarüootsete rakkude jagunemist iseloomustab asjaolu, et DNA eraldamine toimub koos kogu raku (ja seega ka organismi, peaaegu kõigil juhtudel) jagunemisega. Eukarüootides DNA paljundatakse või kopeeritakse. ja seejärel jaguneb mitoosiks, samal ajal kui rakk ise jaguneb hiljem tsütokineesis.
Binaarse lõhustumise näited
Kui mõiste "binaarne lõhustumine" viitab kõige sagedamini kogu üherakulise organismi lõhenemisele, siis see viitab üldisemalt mis tahes rakuprotsessile, mille tulemuseks on üksuse lihtne mitteseksuaalne dubleerimine a kamber. Kui eukarüoodid valmistuvad rakkude jagunemiseks, kordavad nad kõigepealt kõike aga nende DNA, lisaks kasvab üldiselt suurem.
Mitoos ja rakutsükkel
Eukarüootne rakk alustab oma elu ühe tsütokineesis moodustunud tütarrakkudest. Seejärel läbib see mitu faasi, mida ühiselt nimetatakse rakutsükkel:
- G1, kus rakk kordab kõiki oma organelle ja kasvab suuremaks.
- S, milles tuuma kromosoomid paljunevad.
- G2, milles lahter kontrollib oma tööd.
- M, mis hõlmab mitoosi ja tsütokineesi.
M-faasi mitoos ise sisaldab erinevaid etappe: propaas, metafaas, anafaas ja telofaas. Siin tuumamembraan lahustub, paljundatud kromosoomid tõmmatakse lahku ja identsete tütartuumade ümber moodustuvad uued membraanid. Tsütokinees, mis tegelikult algab anafaasi ajal, lõpeb varsti pärast mitoosi telofaasi ja rakutsükkel on lõppenud.
Binaarne lõhustumine eukarüootides
Üherakuliste eukarüootide klass algloomad, mis sisaldab amööbi ja parameciumit, on väga "prokarüootide laadsed", välja arvatud organellide olemasolu, kuigi kõiki organelle ei esine. Need organismid paljunevad sageli binaarse lõhustumise, mitte mitoosi abil.
Sellel lõhustumisel võib olla mitu vormi. Nende hulgas on lootustandev, milles on kaks tütarrakku, mille suurus on märkimisväärselt ebavõrdne; rakusisene pungumine, kus tütar tekib pigem organismi sees, kui lihtsalt lahku lööb; ja mitmekordne lõhustumine (nimetatud ka segmentimine), mis sisaldab mitmeid järjestikuseid tuumareplikatsiooni tsükleid, millele ei järgne tsütokineesi, mille tulemuseks on mitme tuumaga rakk, mis võib seejärel tekitada korraga mitu järglast.