Tous les êtres vivants sur Terre peuvent être divisés en deux grands groupes. L'un, les procaryotes, a vu le jour il y a près de trois milliards et demi d'années et comprend deux domaines d'organismes, le Bactéries et le Archées. Ce sont des organismes simples, pour la plupart unicellulaires, qui ne possèdent qu'une petite quantité de matériel génétique et se reproduisent. asexuellement, signifiant qu'il n'y a pas de diversité génétique systématique dans une espèce procaryote donnée en l'absence de mutations fortuites; tous les descendants d'un procaryote donné sont génétiquement identiques. Ils se reproduisent en utilisant un processus appelé fission binaire.
Le domaine eucaryote, en revanche, comprend des animaux, des plantes et des champignons, et est composé principalement de créatures multicellulaires. Leur matériel génétique est divisé en unités appelées chromosomes qui sont contenus dans un noyau lié à la membrane, et ils sont riches en structures internes spécialisées appelées organites. Les cellules eucaryotes présentent un cycle cellulaire et se reproduisent sexuellement en utilisant les processus de mitose et de cytokinèse. Il existe cependant quelques exceptions à la règle « seuls les procaryotes subissent une fission binaire ».
Cellules procaryotes vs. Des cellules eucaryotes
Des cellules procaryotes n'ont qu'une petite quantité de matériel génétique, qui dans toutes les formes de vie connues est l'ADN (acide désoxyribonucléique). Cet ADN prend souvent la forme d'un chromosome circulaire qui se trouve dans le cytoplasme, ou la matrice gélatineuse qui constitue la substance de la cellule à l'intérieur de sa membrane cellulaire externe et la paroi extérieure à la membrane. Le cytoplasme contient également des ribosomes, qui fabriquent des protéines sur instruction de l'ADN.
Des cellules eucaryotes ont, en plus du noyau, une multitude d'autres organites liés à la membrane. Ceux-ci comprennent les mitochondries, les corps de Golgi, un réticulum endoplasmique et (chez les plantes) des chloroplastes. Contrairement aux cellules procaryotes, ces cellules utilisent la respiration aérobie ("avec oxygène") ainsi que respiration anaérobie ("sans oxygène"), ce qui explique la taille beaucoup plus grande des eucaryotes organismes.
La division cellulaire procaryote est caractérisée par le fait que la ségrégation de l'ADN se produit de concert avec la division de la cellule entière (et donc de l'organisme, dans presque tous les cas). Chez les eucaryotes, l'ADN est répliqué ou copié. et est ensuite divisé en mitose, tandis que la cellule elle-même se divise ensuite en cytokinèse.
Exemples de fission binaire
Alors que le terme « fission binaire » se réfère le plus souvent à la division en deux d'un organisme unicellulaire entier, il désigne plus généralement tout processus cellulaire qui aboutit à la simple duplication non sexuelle d'une entité au sein d'un cellule. Lorsque les eucaryotes se préparent à la division cellulaire, ils répliquent d'abord tout mais leur ADN, en plus de grossir en général.
Mitose et cycle cellulaire
Une cellule eucaryote commence sa vie comme l'une des deux cellules filles formées par cytokinèse. Il subit ensuite plusieurs phases, appelées collectivement les cycle cellulaire:
- g1, dans laquelle la cellule réplique tous ses organites et grossit.
- S, dans lequel les chromosomes du noyau se répliquent.
- G2, dans lequel la cellule vérifie son travail.
- M, qui comprend la mitose et la cytokinèse.
La mitose de la phase M elle-même comprend des étapes distinctes: prophase, métaphase, anaphase et télophase. Ici, la membrane nucléaire se dissout, les chromosomes répliqués sont séparés et de nouvelles membranes se forment autour des noyaux filles identiques. La cytokinèse, qui commence en fait pendant l'anaphase, est terminée peu de temps après la télophase de la mitose et le cycle cellulaire est terminé.
Fission binaire chez les eucaryotes
Une classe d'eucaryotes unicellulaires appelée protozoaires, qui comprennent l'amibe et la paramécie, sont très « procaryotes » à l'exception de la présence d'organites, bien que tous les organites ne soient pas présents. Ces organismes se reproduisent souvent par fission binaire plutôt que par mitose.
Cette fission peut prendre plusieurs formes. Parmi ceux-ci se trouve bourgeonnant, dans lequel il y a deux cellules filles de taille nettement inégale; bourgeonnement intracellulaire, dans laquelle la fille surgit à l'intérieur de l'organisme plutôt que de simplement se séparer; et fission multiple (aussi appelé segmentation), qui comporte un certain nombre de cycles séquentiels de réplication nucléaire non suivis de cytokinèse, résultant en une cellule multinucléée qui peut alors donner naissance à plusieurs descendants en même temps.