Bipartition là gì? (Phân hạch nhị phân)

Bipartition hoặc phân hạch nhị phân là một phương pháp sinh sản vô tính thông qua đó một sinh vật được chuyển đổi thành hai sinh vật mới giống hệt nhau. Trong quá trình này, vật chất di truyền của một sinh vật được nhân đôi và phân chia giữa hai sinh vật mới.

Phương pháp sinh sản này xảy ra trong các tế bào nhân sơ và khác với nguyên phân, quá trình mà các tế bào nhân chuẩn sinh sản.

Sự khác biệt này là chìa khóa vì các tế bào nhân sơ đơn giản hơn sinh vật nhân chuẩn. Do đó, quá trình phân hạch nhị phân đơn giản và nhanh hơn so với nguyên phân.

Tốc độ cao tại đó phân hạch nhị phân xảy ra cho phép các sinh vật nhân lên theo cấp số nhân.

Điều này có nghĩa là khi một tế bào gốc vỡ thành hai và sau đó các tế bào con lặp lại quá trình, một lượng lớn các tế bào giống hệt nhau thu được trong một khoảng thời gian ngắn.

Một ví dụ về hiện tượng này là sự sinh sản của vi khuẩn E-coli, hiện diện trong đường tiêu hóa của con người và chịu trách nhiệm cho các bệnh nhiễm trùng đường tiêu hóa khác nhau.

Nhờ quá trình phân hạch nhị phân, vi khuẩn này có thể phát triển từ một tế bào thành một quần thể hàng triệu người chỉ sau một ngày.

Quá trình phân hạch nhị phân

Các tế bào nhân sơ có một số đặc điểm quan trọng cho phép quá trình phân hạch nhị phân đơn giản và nhanh chóng.

Loại tế bào này thiếu một nhân. Do đó, thông tin di truyền của bạn nằm trong một khu vực được gọi là nucleoid. Trong phạm vi này có một nhiễm sắc thể duy nhất trong đó chứa tất cả các thông tin di truyền của sinh vật.

Quá trình phân hạch nhị phân bắt đầu trong nhiễm sắc thể này. Bên trong nó có một yếu tố được gọi là nguồn gốc của sự sao chép, đó là nơi quá trình sao chép DNA bắt đầu.

Khi nguồn gốc của sự sao chép được nhân đôi và tách ra, nó sẽ tạo ra hai nguồn gốc mới, kéo về phía đầu đối diện của nhiễm sắc thể, cho đến khi nó bị phá vỡ và kết quả là hai nhiễm sắc thể mới có tải lượng gen giống hệt nhau được tạo ra trong cùng một tế bào.

Nhờ quá trình này, mỗi nhiễm sắc thể được hướng vào một đầu của tế bào và điều này có hình dạng kéo dài. Khi hai nhiễm sắc thể mới nằm ở hai đầu đối diện ở trung tâm của tế bào, một thành tế bào mới được tạo ra có chức năng phân chia giữa hai nucleoids.

Cuối cùng, bức tường này được phân chia bởi trung tâm và hai tế bào mới được phát hành để tiếp tục như hai sinh vật độc lập mới.

Quá trình hoàn thành này xảy ra trong một khoảng thời gian rất ngắn. Trong trường hợp của E-coli, một phân chia mới xảy ra chỉ trong 15 phút. Tuy nhiên, có những vi khuẩn khác sinh sản với tốc độ chậm hơn.

Đặc tính này cực kỳ quan trọng vì nó phụ thuộc vào tốc độ vi khuẩn lan rộng trong một môi trường nhất định.

Các loại phân hạch nhị phân

Có ba loại phân hạch nhị phân được xác định theo cách phân chia tế bào. Những khác biệt này rất quan trọng vì chúng xác định kích thước và hình dạng kết quả của các sinh vật được tạo ra trong quá trình lưỡng cực.

Phân hạch nhị phân đơn giản

Phân hạch nhị phân đơn giản xảy ra khi tế bào phân chia đối xứng. Trong những trường hợp này, hai sinh vật mới có kích thước bằng nhau được sản xuất. Điều này xảy ra, ví dụ, trong amip.

Phân hạch nhị phân ngang

Phân hạch nhị phân ngang xảy ra khi sự phân chia của tế bào xảy ra trùng khớp với trục ngang của sinh vật. Điều này xảy ra trong các sinh vật như planaria.

Phân hạch nhị phân theo chiều dọc

Phân hạch nhị phân theo chiều dọc xảy ra khi sự phân chia của tế bào xảy ra trùng khớp với trục dọc của sinh vật. Một ví dụ về hiện tượng này xảy ra ở Euglena.

Nhiều phân hạch

Ở một số sinh vật, quá trình phân hạch không xuất hiện ở dạng nhị phân mà theo nhiều cách. Trong những trường hợp này, nhân được chia thành nhiều hơn hai phần và sau đó tế bào chất được chia thành nhiều phần như có nhân.

Đây là cách tạo ra số lượng tế bào đa dạng từ một tế bào gốc duy nhất.

Kiểu sinh sản này xảy ra ở ký sinh trùng sốt rét, khiến cho sự phát triển của nó thậm chí còn lớn hơn các vi khuẩn khác.

Các tính năng

Sinh sản vô tính, theo lý thuyết, tạo ra hai tế bào có DNA giống hệt nhau. Điều này ngụ ý rằng các sinh vật sinh sản thông qua phương pháp này giống hệt nhau và chúng không trải qua bất kỳ sửa đổi nào với thời gian trôi qua.

Điều này ngụ ý rằng những sinh vật này gặp khó khăn lớn để thích nghi với môi trường mới hoặc thậm chí ở lại trong môi trường của chính họ khi nó trải qua một số thay đổi. Trong trường hợp vi khuẩn, điều này có nghĩa là có thể loại bỏ chúng khỏi sinh vật một cách dễ dàng.

Tuy nhiên, người ta đã phát hiện ra rằng DNA của vi khuẩn có tỷ lệ đột biến tương đối cao.

Điều này cho phép họ phát triển khả năng kháng kháng sinh và thậm chí học cách phát triển trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau.

Mặt khác, phân hạch nhị phân là một phương pháp tái tạo rất hiệu quả nhờ tính đơn giản của nó. Vì lý do này, với các điều kiện môi trường thích hợp, sự phát triển của vi khuẩn có thể cực kỳ nhanh chóng.

Đột biến DNA trong phân hạch nhị phân

Trong phân hạch nhị phân không có sự kết hợp gen giữa hai sinh vật, như trong sinh sản hữu tính. Tuy nhiên, có những hình thức trao đổi vật liệu di truyền khác cho phép đột biến DNA.

Cho đến nay, ba phương thức trao đổi có thể có trong vi khuẩn đã được phát hiện:

• Sự kết hợp, đó là sự kết hợp của hai vi khuẩn, cho phép DNA tròn của chúng trải qua quá trình tái hợp.
• Hấp thụ, nghĩa là khi một tế bào tích hợp các mảnh tế bào chết vào DNA của chính nó.
• Sự tải nạp, một quá trình trong đó các gen được vận chuyển bên trong tế bào nhờ các vi khuẩn được gọi là vi khuẩn.

Mặc dù các quá trình này không tương đương với sinh sản hữu tính, nhưng kết quả là một vi khuẩn có thể kết hợp các đặc điểm của hai tế bào bố mẹ khác nhau.

Nhờ vậy, vi khuẩn có thể biến đổi và thích nghi với môi trường mới, đảm bảo tuổi thọ dài hơn chống lại kháng sinh hoặc các mối đe dọa khác.