לא כמו ה תאים איקריוטיים נמצא בצורות חיים גבוהות יותר, תאים פרוקריוטיים, כמו חיידקים תאיים בודדים, יש אין גרעין ואינו יכול להתרבות באמצעות שכפול של כרומוזומי הגרעין.
במקום זאת הם מתרבה בתהליך שנקרא ביקוע בינארי, שבו התא פשוט מתחלק לשניים. חלק מאסטרטגיית הישרדות החיידקים היא להתרבות במהירות האפשרית בתנאים נוחים. כאשר הטמפרטורה נכונה והמזון זמין, ביקוע בינארי מאפשר צמיחה מהירה של תאים.
התאים החדשים עדיין צריכים להיות זהים לתאי האב, ולכן החומר הגנטי צריך להיות זהה. משמעות הדבר היא כי יש לשכפל את מולקולות ה- DNA של התא במהלך תהליך הביקוע הבינארי. למרות שזה מוסיף צעדים נוספים, ביקוע בינארי עדיין הרבה יותר פשוט ומהיר מ- תא אוקריוטי רבייה ומתאים היטב להתנהגות חיידקים.
מהי ביקוע בינארי?
תהליך הביקוע הבינארי הוא שיטה של רבייה מינית שמביא לשניים תאי בת זהים מתא חד-הורית.
כי זה פשוט יותר מגרעין מבוסס מיטוזה תהליך של חלוקת תאים אוקריוטיים, חיידקים יכולים להשתמש בו כדי לגדול במהירות במספרים כאשר התנאים והמשאבים מאפשרים זאת. הכפל מהיר זה הוא יתרון כאשר מתחרים עם חיידקים אחרים וצורות חיים אחרות של תאים בודדים.
חיידקים פשוט צורכים את המזון הזמין, מפרישים את הפסולת שלהם ומתפצלים כשהם מגיעים לגודל המאפשר להם להתחלק לשני תאים קטנים יותר בני קיימא.
מהם השלבים בביקוע בינארי?
למרות שתהליך הביקוע הבינארי פשוט יחסית, יש לו עדיין מספר שלבים שיש להשלים לפני שנוצרים תאים חדשים.
ראשית צריך להתיישר הגדיל המעגלי היחיד של ה- DNA החיידקי. שכפול הדנ"א של הגדיל ואז מתרחש. במקביל, התא מתחיל לצמוח לצורה מאורכת, ואז קרום התא נסגר בין שני התאים החדשים ליד אמצע תא ההורה המוארך. השלבים המפורטים הם כדלקמן:
מולקולת ה- DNA המחזיקה את הקוד הגנטי של תא החיידק היא קווצה מעגלית אשר בדרך כלל מפותלת היטב. זה חייב סליל ולהתיישר כך שניתן יהיה להעתיק אותו.
בעוד התא עדיין גדל, האנזים פולימראז DNA משכפל את גדיל ה- DNA. שני העותקים מצמידים את עצמם לקרום התא.
ככל שהתא גדל יותר, הוא מתארך על ידי הוספת דופן התא וחומר הממברנה סביב האמצע. שני העותקים של ה- DNA המחוברים לקרום התא מושכים לכיוון קצוות מנוגדים של התא לקראת ביקוע בינארי סופי.
בביקוע בינארי, תא אב מתחלק ל שני תאי בת בגודל שווה. באמצע הדרך בין קצות התא המוארך, קרום התא מתחיל לצמוח לאמצע התא. לאחר שהקרום אטום את שני התאים, הם יכולים להיפרד.
שני תאי הבת החדשים מכילים כעת סט שלם של DNA מפותל, כמו גם חלק של ריבוזומים של תאים ופלסמידים. הם מוכנים לצמוח ובסופו של דבר לפצל את עצמם
ביקוע בינארי לעומת מיטוזה
בעוד ביקוע בינארי הוא תהליך פחות מורכב מאשר חלוקת תאים אוקריוטיים באמצעות מיטוזה, שניהם גורמים לתאי בת זהים.
חיידקים משתמשים בביקוע בינארי מכיוון שלתהליך זה יש יתרונות אבולוציוניים מסוימים עבור אורגניזמים תאיים בודדים. מיטוזה הוא התהליך המבוקר יותר בשל שלביו הרבים.
חלוקת תאים באורגניזמים רב תאיים יכולה להיפסק אם אין צורך בכך, או שהיא יכולה להיות מכוונת לעבר איברים ומבנים מורכבים. בבני אדם, למשל, גידול תאים בלתי מבוקר יכול להוביל לגידולים וסרטן.
•••מדע
עבור חיידקים רבייה וצמיחה בלתי מבוקרת היא יתרון המאפשר להם להתרבות במהירות ולהתחרות בהצלחה עם אורגניזמים פשוטים אחרים.