תוֹכֶן
ניתן לחלק את כל הדברים החיים על כדור הארץ לשתי קבוצות עיקריות. האחד, הפרוקריוטות, נוצר לפני קרוב לשלושה וחצי מיליארד שנה וכולל שני תחומים של אורגניזמים, חיידקים וה ארצ'אה. מדובר באורגניזמים פשוטים, לרוב חד-תאיים, שיש בהם רק כמות קטנה של חומר גנטי ומתרבה באופן מיניכלומר אין מגוון גנטי שיטתי במין פרוקריוט נתון בהיעדר מוטציות מקריות; כל צאצאי הפרוקריוטים הנתונים זהים גנטית. הם מתרבים באמצעות תהליך הנקרא ביקוע בינארי.
התחום אוקריוטהלעומת זאת, כולל בעלי חיים, צמחים ופטריות, ועשוי בעיקר מיצורים רב-תאיים. החומר הגנטי שלהם מחולק ליחידות הנקראות כרומוזומים המכילים גרעין כבול ממברנה, והם עשירים במבנים פנימיים מיוחדים הנקראים אברונים. התאים האוקריוטים כוללים מחזור תאים ומשתכפלים מינית תוך שימוש בתהליכים של מיטוזיס וציטוקינזיס. עם זאת קיימים כמה חריגים מכלל "הפרוקריוטות היחידות שעוברות ביקוע בינארי".
תאים פרוקריוטיים לעומת תאים אוקראוטיים
תאים פרוקריוטיים יש רק כמות קטנה של חומר גנטי, אשר בכל צורות החיים הידועות הוא DNA (חומצה deoxyribonucleic). DNA זה מניח לעתים קרובות צורה של כרומוזום מעגלי שיושב בציטופלזמה, או המטריצה הדומה לג'לי המרכיב את חומר התא בתוך קרום התא החיצוני שלו והקיר החיצוני לקרום. הציטופלזמה מכילה גם ריבוזומים, היוצרים חלבונים על פי הוראות ה- DNA.
תאים איקריוטיים יש בנוסף לגרעין שפע של אברונים אחרים הקשורים לקרום. אלה כוללים מיטוכונדריה, גופי גולגי, תכנית אנדופלסמה ו (בצמחים) כלורופלסטים. שלא כמו תאים פרוקריוטים, תאים אלה משתמשים בנשימה אירובית ("עם חמצן") כמו גם בנשימה אנאירובית ("ללא חמצן"), המהווה את הגודל הגדול בהרבה של אורגניזמים אוקראוטיים.
חלוקת התאים הפרוקריוטיים מאופיינת בכך שההפרדה של ה- DNA מתרחשת בשילוב עם פיצול התא כולו (ומכאן האורגניזם, כמעט בכל המקרים). באוקריוטות, ה- DNA משוכפל, או מועתק. ואז מחולק במיטוזה, ואילו התא עצמו מתחלק לאחר מכן בציטוקינזיס.
דוגמאות ביקוע בינארי
בעוד שהמונח "ביקוע בינארי" מתייחס לרוב לפיצול בשניים של אורגניזם חד-תאי שלם, הוא מתייחס באופן כללי יותר לכל תהליך סלולרי שמביא לכפול פשוט ולא מיני של ישות בתא. כאשר אוקיוטות מתכוננות לחלוקת תאים, הם משחזרים תחילה את הכל אבל ה- DNA שלהם, בנוסף לגדול באופן כללי.
מיטוזיס ומחזור התא
תא אוקריוטי מתחיל את חייו כאחד משני תאי בת הנוצרים בציטוקינזיס. לאחר מכן הוא עובר מספר שלבים, שכונה באופן קולקטיבי מחזור תאים:
מיטוזה של שלב ה- M עצמה כוללת שלבים ברורים: פרובאז, מטאפזה, אנאפזה וטלופאז. כאן, הממברנה הגרעינית מתמוססת, הכרומוזומים המשוכפלים מתפרקים ונמצאים קרומים חדשים סביב גרעיני הבת הזהים. ציטוקינזיס, שמתחילה למעשה במהלך אנאפאזה, מסתיימת זמן קצר לאחר הטלופאז של המיטוזה, ומחזור התא הושלם.
ביקוע בינארי באיקריוטות
כיתת אאוקריוטות חד-תאיות בשם פרוטוזניםשכוללים את האמבה והפרמסיום הם "דומים לפרוקריוט" למעט נוכחות האברונים, אם כי לא כל האיברונים קיימים. אורגניזמים אלה מתרבים לרוב על ידי ביקוע בינארי ולא באמצעות מיטוזה.
ביקוע זה יכול ללבוש מספר צורות. בין אלה ניצני, בהם ישנם שני תאי בת המובהקים במידה לא שוויונית; ניצני תוך תאיים, שבה הבת קמה בתוך האורגניזם ולא פשוט מתנתקת; ו ביקוע מרובה (המכונה גם פילוח), הכולל מספר מחזורי רצף של שכפול גרעיני שלא אחריו ציטוקינזיס, וכתוצאה מכך תא רב-סווג שיכול להוליד צאצאים מרובים בו זמנית.