Все живе на Землі можна розділити на дві великі групи. Один, прокаріоти, з’явився близько трьох з половиною мільярдів років тому і включає два домени організмів, Бактерії та Археї. Це прості, переважно одноклітинні організми, які мають лише невелику кількість генетичного матеріалу і розмножуються безстатевим шляхом, що означає відсутність систематичного генетичного різноманіття у даного виду прокаріотів за відсутності випадкових мутацій; всі нащадки даного прокаріота генетично ідентичні. Вони розмножуються за допомогою процесу, який називається бінарним поділом.
Домен Еукаріотанавпаки, включає тварин, рослини та гриби, і складається з переважно багатоклітинних істот. Їх генетичний матеріал розділений на одиниці, звані хромосомами, які містяться в ядрі, зв’язаному з мембраною, і вони багаті на спеціалізовані внутрішні структури, звані органелами. Клітини еукаріотів мають клітинний цикл і розмножуються статевим шляхом, використовуючи процеси мітозу та цитокінезу. Однак існує кілька винятків із правила "лише прокаріоти зазнають бінарного ділення".
Прокаріотичні клітини проти Еукаріотичні клітини
Клітини прокаріотів мають лише невелику кількість генетичного матеріалу, яким у всіх відомих формах життя є ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота). Ця ДНК часто приймає форму кругової хромосоми, яка знаходиться в цитоплазмі, або желеподібному матриксі що складає речовину клітини всередині її зовнішньої клітинної мембрани і стінки, що знаходиться зовні від мембрана. Цитоплазма також містить рибосоми, які виробляють білки за вказівкою з ДНК.
Еукаріотичні клітини мають, крім ядра, безліч інших органел, пов'язаних мембраною. Сюди входять мітохондрії, тіла Гольджі, ендоплазматичний ретикулум та (у рослин) хлоропласти. На відміну від прокаріотичних клітин, ці клітини також використовують аеробне (з киснем) дихання анаеробне ("без кисню") дихання, на яке припадає значно більший розмір еукаріотичного організми.
Поділ клітин прокаріотів характеризується тим, що сегрегація ДНК відбувається узгоджено з розщепленням цілої клітини (а отже, і організму, майже у всіх випадках). У еукаріотів ДНК реплікується або копіюється. а потім ділиться в мітозі, тоді як сама клітина ділиться згодом у цитокінезі.
Приклади двійкового поділу
Хоча термін "бінарний поділ" найчастіше позначає розщеплення у двох цілих одноклітинних організмах, це в цілому відноситься до будь-якого клітинного процесу, що призводить до простого несексуального дублювання сутності в межах клітинку. Коли еукаріоти готуються до поділу клітин, вони спочатку все повторюють але їх ДНК, крім того, що загалом зростає.
Мітоз і клітинний цикл
Еукаріотична клітина починає своє життя як одна з двох дочірніх клітин, що утворюються в цитокінезі. Потім він проходить кілька етапів, які спільно називають клітинний цикл:
- G1, в якому клітина копіює всі свої органели і збільшується.
- S, в якому хромосоми в ядрі реплікуються.
- G2, в якому клітина перевіряє свою роботу.
- М, що включає мітоз та цитокінез.
Мітоз самої фази М включає різні стадії: профазу, метафазу, анафазу та телофазу. Тут ядерна мембрана розчиняється, розмножені хромосоми розриваються і навколо однакових дочірніх ядер утворюються нові мембрани. Цитокінез, який фактично починається під час анафази, завершується незабаром після телофази мітозу, і клітинний цикл завершується.
Бінарне ділення в еукаріотів
Клас одноклітинних еукаріотів називається найпростіші, які включають амебу та парамецій, дуже "подібні до прокаріотів", за винятком присутності органел, хоча присутні не всі органели. Ці організми часто розмножуються шляхом бінарного поділу, а не мітозом.
Це ділення може приймати різні форми. Серед них є початківці, в яких є дві дочірні клітини, помітно неоднакові за розмірами; внутрішньоклітинне бутонізація, при якому дочка виникає всередині організму, а не просто відривається; і багаторазове ділення (також називається сегментація), який характеризується низкою послідовних циклів ядерної реплікації, не супроводжуваних цитокінезом, в результаті чого утворюється багатоядерна клітина, яка може одночасно давати початок множинному потомству.