תוֹכֶן
שלא כמו התאים האוקריוטים שנמצאים בצורות חיים גבוהות יותר, יש תאים פרוקריוטים, כמו חיידקים חד-תאיים אין גרעין ולא מצליחים להתרבות באמצעות שכפול של הכרומוזומים של הגרעין.
במקום זאת הם מתרבים בתהליך שנקרא ביקוע בינארי, בו התא פשוט מתפצל לשניים. חלק מאסטרטגיית ההישרדות של החיידקים הוא להתרבות במהירות האפשרית כאשר התנאים הם נוחים. כאשר הטמפרטורה נכונה והמזון זמין, ביקוע בינארי מאפשר גידול מהיר בתאים.
התאים החדשים עדיין צריכים להיות זהים לתאי האב, ולכן החומר הגנטי צריך להיות זהה. משמעות הדבר היא שיש לשכפל את מולקולות ה- DNA בתאים במהלך תהליך הביקוע הבינארי. למרות שזה מוסיף שלבים נוספים, הביקוע הבינארי עדיין פשוט ומהיר בהרבה מ תא אוקריוטי רבייה ומתאימה היטב להתנהגות חיידקים.
מהי ביקוע בינארי?
תהליך הביקוע הבינארי הוא שיטה של רבייה א-מינית המביאה לשניים תאי בת זהים מתא יחיד.
מכיוון שהוא פשוט יותר מתהליך המיטוזה על בסיס גרעין של חלוקת תאים אוקיארוטים, חיידקים יכולים להשתמש בו כדי לצמוח במהירות במספרים כאשר התנאים והמשאבים מאפשרים זאת. הכפל המהיר הזה הוא יתרון כאשר מתחרים עם חיידקים אחרים וצורות חיים חד-תאיות אחרות.
חיידקים פשוט צורכים את המזון הקיים, מפרישים את הפסולת שלהם ומתפצלים כשהם מגיעים לגודל שמאפשר להם לחלק לשני תאים קטנים יותר קיימים.
מהם הצעדים בביקוע בינארי?
אף על פי שתהליך הביקוע הבינארי פשוט יחסית, עדיין יש לו מספר שלבים שצריך להסתיים לפני שנוצרים תאים חדשים.
תחילה צריך להתיישר הגדיל המעגלי היחיד של ה- DNA החיידקי. שכפול הדנ"א של הגדיל ואז מתרחש. במקביל, התא מתחיל לצמוח בצורה מאורכת, ואז ממברנת התא נסגרת בין שני התאים החדשים בסמוך לאמצע תא ההורה המוארך. השלבים המפורטים הם כדלקמן:
מולקולת ה- DNA המחזיקה בקוד הגנטי לתא החיידק היא גדיל מעגלי שלרוב מפותל בחוזקה. זה חייב סליל ומתיישרים כך שניתן יהיה להעתיק אותו.
בזמן שהתא עדיין גדל, האנזים DNA פולימראז משכפל את גדיל ה- DNA. שני העותקים מצמידים 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 נמשכים לכיוון קצוות מנוגדים של התא לקראת ביקוע בינארי סופי.
בביקוע בינארי, תא הורה מתפצל לתוכו שני תאי בת בגודל שווה. באמצע הדרך בין קצות התא המוארך, קרום התא מתחיל לצמוח לאמצע התא. ברגע שהקרום אטום את שני התאים הם יכולים להיפרד.
שני תאי הבת החדשים מכילים כעת מערך שלם של DNA מפותל כמו גם נתח של ריבוזומים ותאים. הם מוכנים לצמוח ובסופו של דבר מתפצלים
ביקוע בינארי לעומת מיטוזיס
בעוד הביקוע הבינארי הוא תהליך פחות מורכב מאשר חלוקת תאים אוקיארוטיים תוך שימוש במיטוזה, שניהם מביאים לתאי בת זהים.
חיידקים משתמשים בביקוע בינארי מכיוון שלתהליך זה יתרונות אבולוציוניים מסוימים עבור אורגניזמים תאיים. מיטוזיס הוא התהליך המבוקר יותר בגלל הצעדים הרבים שלו.
חלוקת תאים באורגניזמים רב-תאיים יכולה להפסיק אם אין צורך בכך, או שניתן לכוון אותה לעבר איברים ומבנים מורכבים. בבני אדם, למשל, צמיחת תאים לא מבוקרת עלול להוביל לגידולים וסרטן.
עבור חיידקים, רבייה וגידול בלתי מבוקרים הם יתרון המאפשר להם להתפשט במהירות ולהתמודד בהצלחה עם אורגניזמים פשוטים אחרים.