In tegenstelling tot de eukaryotische cellen gevonden in hogere levensvormen, prokaryotische cellen, zoals eencellige bacteriën, hebben geen kern en kan zich niet voortplanten door verdubbeling van de chromosomen van de kern.
In plaats daarvan vermenigvuldigen ze zich door een proces dat binaire splitsing wordt genoemd, waarbij de cel zich eenvoudig in tweeën splitst. Een deel van de bacteriële overlevingsstrategie is om zich zo snel mogelijk voort te planten wanneer de omstandigheden gunstig zijn. Wanneer de temperatuur goed is en voedsel beschikbaar is, zorgt binaire splitsing voor snelle celgroei.
De nieuwe cellen moeten nog steeds dezelfde zijn als de oudercellen, dus het genetische materiaal moet identiek zijn. Dit betekent dat de DNA-moleculen van de cel moeten worden gedupliceerd tijdens het binaire splitsingsproces. Hoewel dat extra stappen toevoegt, is binaire splitsing nog steeds veel eenvoudiger en sneller dan eukaryote cel reproductie en is zeer geschikt voor het gedrag van bacteriën.
Wat is binaire splitsing?
Het proces van binaire splitsing is een methode om ongeslachtelijke voortplanting dat resulteert in twee identieke dochtercellen uit een enkele oudercel.
Omdat het eenvoudiger is dan de op kernen gebaseerde mitose proces van eukaryote celdeling, bacteriën kunnen het gebruiken om snel in aantal te groeien als de omstandigheden en middelen het toelaten. Deze snelle vermenigvuldiging is een voordeel bij het concurreren met andere bacteriën en andere eencellige levensvormen.
Bacteriën consumeren eenvoudig het beschikbare voedsel, scheiden hun afval uit en splitsen zich op wanneer ze een grootte hebben bereikt die hen in staat stelt om zich in twee levensvatbare kleinere cellen te verdelen.
Wat zijn de stappen in binaire splitsing?
Hoewel het proces van binaire splijting relatief eenvoudig is, zijn er nog een aantal stappen die moeten worden doorlopen voordat nieuwe cellen worden gevormd.
Eerst moet de enkele cirkelvormige streng van bacterieel DNA recht worden. DNA-replicatie van de streng vindt dan plaats. Tegelijkertijd begint de cel te groeien tot een langwerpige vorm, en het celmembraan sluit zich vervolgens tussen de twee nieuwe cellen nabij het midden van de langwerpige oudercel. De gedetailleerde stappen zijn als volgt:
Het DNA-molecuul dat de genetische code voor de bacteriecel bevat, is een cirkelvormige streng die meestal strak opgerold is. Het moet afrollen en rechtzetten zodat het gekopieerd kan worden.
Terwijl de cel nog steeds groeit, wordt het enzym DNA-polymerase dupliceert de DNA-streng. De twee kopieën hechten zich aan het celmembraan.
Naarmate de cel meer groeit, wordt deze langer door celwand en membraanmateriaal rond het midden toe te voegen. De twee kopieën van DNA die aan het celmembraan zijn bevestigd, worden naar tegenovergestelde uiteinden van de cel als voorbereiding op de uiteindelijke binaire splitsing.
Bij binaire splitsing splitst een oudercel zich in: twee dochtercellen van gelijke grootte. Halverwege de langwerpige celuiteinden begint het celmembraan in het midden van de cel te groeien. Zodra het membraan de twee cellen heeft afgesloten, kunnen ze scheiden.
De twee nieuwe dochtercellen bevatten nu een complete set opgerold DNA, evenals een deel van celribosomen en plasmiden. Ze zijn klaar om te groeien en uiteindelijk te splitsen
Binaire splitsing vs. Mitose
Terwijl binaire splijting een minder complex proces dan eukaryote celdeling met behulp van mitose, resulteren beide in identieke dochtercellen.
Bacteriën gebruiken binaire splitsing omdat dat proces bepaalde evolutionaire voordelen heeft voor: eencellige organismen. Mitose is het meer gecontroleerde proces vanwege de vele stappen.
Celdeling in meercellige organismen kan stoppen als het niet nodig is, of het kan worden gericht op het vormen van organen en complexe structuren. Bij mensen is bijv. ongecontroleerde celgroei kan leiden tot tumoren en kanker.
•••Wetenschap
Voor bacteriën is ongecontroleerde voortplanting en groei een voordeel waardoor ze zich snel kunnen voortplanten en met succes kunnen concurreren met andere eenvoudige organismen.