ניתן לחלק את כל היצורים החיים על פני כדור הארץ לשתי קבוצות עיקריות. האחד, הפרוקריוטים, התהווה לפני קרוב לשלושה וחצי מיליארד שנה וכולל שני תחומים של אורגניזמים, בַּקטֶרִיָה וה ארכאה. אלה הם אורגניזמים פשוטים, חד תאיים, שיש בהם רק כמות קטנה של חומר גנטי ומתרבים מינית, כלומר אין מגוון גנטי שיטתי במין פרוקריוט נתון בהיעדר מוטציות מקריות; כל צאצאי הפרוקריוט הנתון זהים גנטית. הם מתרבים באמצעות תהליך הנקרא ביקוע בינארי.
התחום אוקריוטהלעומת זאת, כולל בעלי חיים, צמחים ופטריות, והוא עשוי מיצורים רב תאיים בעיקר. החומר הגנטי שלהם מחולק ליחידות הנקראות כרומוזומים הכלולות בגרעין הקשור לקרום, והן עשירות במבנים פנימיים מיוחדים הנקראים אברונים. תאים אוקריוטיים כוללים מחזור תאים ומתרבים מינית תוך שימוש בתהליכי מיטוזה וציטוקינזיס. עם זאת, קיימים כמה חריגים לכלל "רק הפרוקריוטים העוברים ביקוע בינארי".
תאים פרוקריוטים לעומת תאים איקריוטיים
תאים פרוקריוטים יש רק כמות קטנה של חומר גנטי, שבכל צורות החיים הידועות הוא DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית). לעיתים קרובות DNA זה לובש צורה של כרומוזום מעגלי היושב בציטופלזמה, או המטריצה דמוית הג'לי. המרכיב את חומר התא בתוך קרום התא החיצוני שלו ואת הקיר החיצוני אל קְרוּם. הציטופלסמה מכילה גם ריבוזומים, שיוצרים חלבונים על פי הוראות ה- DNA.
תאים איקריוטיים יש, בנוסף לגרעין, שפע של אברונים אחרים הקשורים לקרום. אלה כוללים מיטוכונדריה, גופי גולגי, רשתית אנדופלזמית ו (בצמחים) כלורופלסטים. שלא כמו תאים פרוקריוטים, תאים אלה משתמשים גם בנשימה אירובית ("עם חמצן") נשימה אנאירובית ("ללא חמצן"), המהווה את הגודל הגדול בהרבה של האיקריוטי אורגניזמים.
חלוקת תאים פרוקריוטים מאופיינת בכך שההפרדה של ה- DNA מתרחשת יחד עם פיצול התא כולו (ומכאן האורגניזם, כמעט בכל המקרים). באיקריוטים ה- DNA משוכפל או מועתק. ואז מחולק במיטוזה, בעוד שהתא עצמו מתחלק לאחר מכן בציטוקינזיס.
דוגמאות לביקוע בינארי
בעוד שהמונח "ביקוע בינארי" מתייחס לרוב לפיצול בשניים של אורגניזם חד תאי שלם, הוא מתייחס באופן כללי יותר לכל תהליך סלולרי שמביא לשכפול פשוט לא מיני של ישות בתוך תָא. כאשר האוקריוטים מתכוננים לחלוקת תאים, הם משכפלים תחילה הכל אבל ה- DNA שלהם, בנוסף גדל באופן כללי.
מיטוזה ומחזור התאים
תא איקריוטי מתחיל את חייו כאחד משני תאי הבת שנוצרו בציטוקינזיס. לאחר מכן הוא עובר מספר שלבים, המכונה יחד מחזור תאים:
- ז1, שבו התא משכפל את כל אברוניו וגדל.
- S, בו הכרומוזומים בגרעין משתכפלים.
- G2, בו התא בודק את עבודתו.
- M, הכולל מיטוזה וציטוקינזיס.
מיטוזה של שלב ה- M עצמה כוללת שלבים מובחנים: פרופאז, מטאפאזה, אנאפאזה וטלופאז. כאן, הממברנה הגרעינית מתמוססת, הכרומוזומים המשוכפלים נפרדים וקרומים חדשים נוצרים סביב גרעיני הבת הזהים. ציטוקינזיס, שמתחיל למעשה במהלך אנפאזה, הושלם זמן קצר לאחר הטלופאז של המיטוזה, ומחזור התא הושלם.
ביקוע בינארי באיקריוטים
מחלקה של אוקריוטים חד תאיים שנקראת פרוטוזואנים, הכוללים את האמבה והפרמציום, הם מאוד "דומים לפרוקריוטים" למעט נוכחותם של אברונים, אם כי לא כל האברונים קיימים. אורגניזמים אלה מתרבה לרוב על ידי ביקוע בינארי ולא על ידי מיטוזה.
ביקוע זה יכול ללבוש מספר צורות. בין אלה נִבגִי, שיש בהם שני תאי בת במידה שאינה שווה בגודלם; ניצני תאיים, שבו הבת קמה בתוך האורגניזם ולא פשוט מתפצלת; ו ביקוע מרובה (המכונה גם הִתפַּלְגוּת), אשר כולל מספר מחזורים רצופים של שכפול גרעיני שלא אחריהם ציטוקינזיס, וכתוצאה מכך נוצר תא רב-גרעיני שיכול להוליד צאצאים מרובים במקביל.