Alla levande saker på jorden kan delas in i två huvudgrupper. Den ena, prokaryoterna, kom till närmare tre och en halv miljard år sedan och innehåller två områden av organismer, Bakterie och den Archaea. Dessa är enkla, mestadels encelliga organismer som bara har en liten mängd genetiskt material och reproducerar asexuellt, vilket betyder att det inte finns någon systematisk genetisk mångfald hos en given prokaryotart i avsaknad av slumpmutationer; alla enskilda prokaryots avkommor är genetiskt identiska. De reproducerar med en process som kallas binär fission.
Domänen Eukaryotainnehåller däremot djur, växter och svampar och är gjord av mestadels flercelliga varelser. Deras genetiska material är uppdelat i enheter som kallas kromosomer som finns i en membranbunden kärna, och de är rika på specialiserade interna strukturer som kallas organeller. Eukaryota celler har en cellcykel och reproducerar sexuellt med hjälp av processerna för mitos och cytokinese. Några undantag från "endast prokaryoter genomgår binär fission" -regeln finns dock.
Prokaryota celler vs. Eukaryota celler
Prokaryota celler har bara en liten mängd genetiskt material, som i alla kända livsformer är DNA (deoxiribonukleinsyra). Detta DNA antar ofta formen av en cirkulär kromosom som sitter i cytoplasman eller den geléliknande matrisen som utgör substansen i cellen inuti dess yttre cellmembran och väggen utanför den membran. Cytoplasman innehåller också ribosomer som bildar proteiner på instruktioner från DNA.
Eukaryota celler har, förutom kärnan, en mängd andra membranbundna organeller. Dessa inkluderar mitokondrier, Golgi-kroppar, en endoplasmatisk retikulum och (i växter) kloroplaster. Till skillnad från prokaryota celler använder dessa celler både aerob ("med syre") andning anaerob andning ("utan syre"), som står för den avsevärt större storleken av eukaryot organismer.
Prokaryot celldelning kännetecknas av det faktum att segregeringen av DNA sker i samverkan med splittringen av hela cellen (och därmed organismen, i nästan alla fall). I eukaryoter replikeras eller kopieras DNA. och delas sedan i mitos, medan cellen själv delar sig därefter i cytokinese.
Exempel på binär fission
Medan termen "binär fission" oftast hänvisar till uppdelningen i två av en hel encellad organism, är det hänvisar mer generellt till varje cellulär process som resulterar i en enkel icke-sexuell duplicering av en enhet inom en cell. När eukaryoter förbereder sig för celldelning, replikerar de först allt men deras DNA, förutom att de växer större i allmänhet.
Mitos och cellcykeln
En eukaryot cell börjar sitt liv som en av två dotterceller bildade i cytokinese. Det genomgår sedan flera faser, gemensamt benämnt cellcykel:
- G1, där cellen replikerar alla sina organeller och blir större.
- S, i vilken kromosomerna i kärnan replikeras.
- G2, där cellen kontrollerar sitt arbete.
- M, som inkluderar mitos och cytokinese.
Mitos i själva M-fasen innefattar distinkta steg: profas, metafas, anafas och telofas. Här upplöses kärnmembranet, de replikerade kromosomerna dras isär och nya membran bildas runt identiska dotterkärnor. Cytokines, som faktiskt startar under anafas, avslutas strax efter mitosens telofas och cellcykeln är klar.
Binär fission i eukaryoter
En klass av encelliga eukaryoter kallas protozoer, som inkluderar amöben och parameciet, är mycket "prokaryotliknande" förutom närvaron av organeller, även om inte alla organeller är närvarande. Dessa organismer reproducerar ofta genom binär fission snarare än mitos.
Denna klyvning kan ta ett antal former. Bland dessa är gryende, där det finns två dotterceller markant ojämna i storlek; intracellulär spirande, där dottern uppstår inuti organismen snarare än att bara splittras; och multipel klyvning (även kallad segmentering), som har ett antal sekventiella cykler av kärnreplikation som inte följs av cytokinese, vilket resulterar i en multinukleär cell som sedan kan ge upphov till flera avkommor samtidigt.