Sự khác biệt chính - Phân hạch nhị phân so với nguyên phân

Phân hạch nhị phân và nguyên phân là hai cơ chế được sử dụng trong quá trình sinh sản vô tính của sinh vật. Một sinh vật đơn lẻ được chia thành hai sinh vật con trong quá trình phân hạch nhị phân. Phân hạch nhị phân là cơ chế sinh sản vô tính ở sinh vật nhân sơ. Nguyên phân là quá trình phân chia tế bào sinh dưỡng ở sinh vật nhân thực. Sinh sản vô tính hoặc phân chia tế bào sinh dưỡng được sử dụng để sinh trưởng, phát triển và thay thế tế bào ở sinh vật nhân thực. Các Sự khác biệt chính giữa phân hạch nhị phân và nguyên phân là sự phân hạch nhị phân không tạo thành bộ máy trục quay trong khi nguyên phân diễn ra thông qua bộ máy trục chính.

Bài báo này xem xét,

1. Binary Fission là gì - Cơ chế, loại, tốc độ 2. Nguyên phân là gì - Cơ chế, giai đoạn 3. Sự khác nhau giữa phân hạch nhị phân và nguyên phân

Binary Fission là gì?

Sự phân chia của một sinh vật đơn lẻ thành hai sinh vật con được gọi là sự phân hạch nhị phân. Vi khuẩn và vi khuẩn cổ như sinh vật nhân sơ thường biểu hiện sự phân hạch nhị phân như cơ chế phân chia tế bào trong quá trình sinh sản vô tính của chúng. Một số bào quan của sinh vật nhân thực như ti thể cũng biểu hiện sự phân hạch nhị phân để tăng số lượng của chúng bên trong tế bào. Sinh vật nhân sơ chứa một nhiễm sắc thể đơn, tròn trong hệ gen. Phân tử DNA này được sao chép trước khi phân chia tế bào. Trong khi tế bào cha mẹ tách ra, các nhiễm sắc thể được sao chép sẽ tách ra. Kết quả là hai tế bào giống hệt nhau về mặt di truyền và có khả năng phát triển kích thước ban đầu ở loài.

Cơ chế

Sự sao chép DNA là sự kiện đầu tiên trong quá trình phân hạch nhị phân. Bộ NST tròn đơn trong tế bào sinh dưỡng cuộn chặt. Nó trở nên không được cuộn và sau đó được nhân rộng. Hai nhiễm sắc thể đã nhân đôi di chuyển về hai cực đối diện bằng một quá trình phụ thuộc năng lượng. Sau đó, tế bào tăng chiều dài của nó. Tất cả các thành phần như ribosome và plasmid của tế bào nhân sơ đều tăng gấp đôi số lượng của chúng. Đĩa xích đạo co lại để ngăn cách màng sinh chất. Một thành tế bào mới hình thành giữa các tế bào được phân tách. Sự phân chia của tế bào chất được gọi là sự phân chia tế bào chất. Hai tế bào mới được hình thành chứa số lượng ribosome, plasmid và các thành phần khác xấp xỉ bằng nhau. Thể tích của tế bào chất cũng xấp xỉ bằng nhau.

Hình 1: Phân hạch nhị phân

Các loại phân hạch nhị phân

Bốn loại phân hạch nhị phân có thể được xác định.

Phân hạch nhị phân không thường xuyên - cytokinesis diễn ra trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng mà karyokinesis đã diễn ra. Nó xảy ra ở amip.

Phân hạch nhị phân theo chiều dọc - cytokinesis xảy ra dọc theo trục dọc. Điều này xảy ra ở trùng roi và Euglena.

Phân hạch nhị phân ngang - cytokinesis xảy ra dọc theo trục ngang. Nó xảy ra trong các hệ sinh vật nguyên sinh như động vật nguyên sinh.

Phân hạch nhị phân xiên - cytokinesis xiên xảy ra như ở ceratium.

Hình 2: Sự phân hạch nhị phân ở vi khuẩn Salmonella typhimurium

Tốc độ, vận tốc

Phân hạch nhị phân được coi là một quá trình nhanh chóng. Thông thường, một tế bào E. coli ở 37 ° C phân chia sau mỗi 20 phút. Toàn bộ môi trường nuôi cấy vi khuẩn trải qua quá trình phân hạch nhị phân; do đó thời gian thực hiện một chu kỳ được gọi là thời gian nhân đôi. Một số chủng như Mycobacterium tuberculosis có thời gian nhân đôi chậm so với E. coli.

Nguyên phân là gì

Quá trình phân chia tế bào sinh dưỡng ở sinh vật nhân thực được gọi là nguyên phân. Bộ gen đã sao chép được phân chia, tạo thành hai nhân con, sau đó là sự phân chia tế bào chất, cuối cùng có thể tạo ra hai tế bào từ một tế bào mẹ. Hai tế bào giống hệt nhau, mang số lượng bào quan và tế bào chất xấp xỉ bằng nhau. Pha nguyên phân được gọi là pha M của chu kỳ tế bào. Có thể xác định được nhiều kiểu nguyên phân khác nhau giữa các sinh vật. Trong quá trình nguyên phân “mở” ở động vật, vỏ nhân bị phá vỡ để tách các nhiễm sắc thể. Nhưng ở nấm, các nhiễm sắc thể phân li trong nhân nguyên vẹn; điều này được gọi là nguyên phân "đóng".

Sinh vật nhân thực sử dụng nguyên phân để sinh sản vô tính, sinh trưởng và phát triển, thay thế tế bào cơ thể và tái tạo các bộ phận cơ thể.

Cơ chế

Quá trình phân bào có thể được chia thành bốn giai đoạn chính: prophase, metaphase, anaphase và telophase. Các nhiễm sắc thể trong tế bào được sao chép ở pha S của kỳ giữa, trước khi bước vào pha M. Chúng cũng được cô đặc và gắn vào các sợi trục chính. Protein cần thiết cho quá trình phân chia tế bào được tổng hợp trong thời gian giữa các pha. Các thành phần tế bào bao gồm các bào quan cũng được nhân đôi trong thời gian giữa các pha.

Prophase

Trong thời kỳ tiền prophase, nhân của thực vật có nhiều không bào di chuyển đến trung tâm của tế bào. Nguyên phân là giai đoạn đầu tiên của quá trình phân chia nhân trong nguyên phân. Ở giai đoạn đầu của prophase, nucleolus biến mất. Các nhiễm sắc thể được cuộn xoắn chặt chẽ và sự hình thành thoi phân bào được bắt đầu ở giai đoạn prophase. Nhiễm sắc thể, chứa hai nhiễm sắc thể chị em được liên kết với nhau tại tâm động có thể được hình dung dưới dạng cấu trúc mỏng, dài, giống như sợi chỉ dưới kính hiển vi ánh sáng. Một cặp trung thể xuất hiện gần nhân được bao bọc bởi các sợi prôtêin, tạo thành bộ máy trục vi ống. Thực vật không có trung thể, là trung tâm điều phối của các vi ống. Như vậy, sự hình thành bộ máy trục chính không cần thiết cho quá trình phân chia tế bào ở thực vật.

Phép ẩn dụ

Vỏ nhân biến mất trong giai đoạn prometaphase của quá trình nguyên phân mở. Các vi ống kinetochore được gắn vào các kinetochore trong tâm động của nhiễm sắc thể. Sự lớn lên của thoi phân bào diễn ra bằng cách tương tác các vi ống phân cực với nhau. Hai trung thể kéo các nhiễm sắc thể về hai cực đối diện bằng cách co các vi ống. Do sự kéo căng, các nhiễm sắc thể được xếp thẳng hàng trong đĩa xích đạo của tế bào ở chuyển vị. Điểm kiểm tra hoán vị đảm bảo sự phân bố đồng đều của các nhiễm sắc thể ở đĩa xích đạo.

Anaphase

Trong quá trình anaphase, các chromatid chị em bị tách ra bởi lực kéo tạo ra bởi các trung thể, tạo thành hai nhiễm sắc thể con. Các nhiễm sắc thể con này được kéo về các cực đối diện bằng cách co thêm các vi ống.

Telophase

Các vi ống hợp đồng được nới lỏng, kéo dài tế bào. Một vỏ nhân mới được hình thành, bao bọc hai bộ nhiễm sắc thể ở hai cực đối diện, xuất hiện lại hai nhân.

Hình 3: Các giai đoạn của nguyên phân

Cytokinesis

Karyokinesis xảy ra trong pha M, sau đó là sự phân chia tế bào chất, một quá trình được tách ra khỏi pha M. Cytokinesis thực vật khác với cytokinesis động vật do sự hiện diện của thành tế bào. Trong tế bào động vật, một rãnh phân cắt được hình thành để chèn ép tế bào chất với sự hỗ trợ của vòng co, được phát triển ở giai đoạn chuyển tiếp của karyokinesis. Ở thực vật, một tấm tế bào được hình thành ở giữa tế bào mẹ trưởng thành để hợp nhất với thành tế bào hiện có. Cả tế bào động vật và tế bào thực vật đều được điều khiển bởi các túi đến từ bộ máy Golgi. Ở hầu hết các sinh vật, karyokinesis và cytokinesis diễn ra riêng biệt.

Sự khác biệt giữa phân hạch nhị phân và nguyên phân

Sự định nghĩa

Phân hạch nhị phân: Sự phân hạch nhị phân là sự phân chia của một sinh vật đơn lẻ thành hai sinh vật con.

Nguyên phân: Nguyên phân là quá trình phân chia tế bào sinh dưỡng ở sinh vật nhân thực.

Loại sinh vật

Phân hạch nhị phân: Sự phân hạch nhị phân phần lớn diễn ra ở sinh vật nhân sơ.

Nguyên phân: Quá trình nguyên phân diễn ra ở sinh vật nhân thực.

Nhân tế bào

Phân hạch nhị phân: Sự phân hạch nhị phân không diễn ra ở những sinh vật có nhân.

Nguyên phân: Nguyên phân diễn ra ở những sinh vật có nhân.

Sự hình thành của thiết bị trục chính

Phân hạch nhị phân: Một bộ máy trục chính không được hình thành trong quá trình phân hạch nhị phân.

Nguyên phân: Sinh vật nhân thực sở hữu bộ máy trục chính trong quá trình nguyên phân.

Nhân đôi các bào quan

Phân hạch nhị phân: Sinh vật nhân sơ không có các bào quan. Tuy nhiên, ribosome và các thành phần tế bào khác được nhân đôi trước khi phân hạch nhị phân.

Nguyên phân: Các bào quan được nhân đôi ở gian giữa để tách thành hai tế bào.

Hàm số

Phân hạch nhị phân: Sinh sản vô tính ở sinh vật nhân sơ là chức năng của quá trình phân hạch nhị phân.

Nguyên phân: Sinh vật nhân thực sử dụng nguyên phân để sinh sản vô tính, sinh trưởng và phát triển, thay thế tế bào cơ thể và tái tạo các bộ phận cơ thể.

DNA

Phân hạch nhị phân: DNA được gắn trực tiếp vào màng tế bào trong quá trình phân hạch nhị phân.

Nguyên phân: ADN được gắn vào bộ máy thoi trong quá trình phân bào giảm nhiễm.

độ tin cậy

Phân hạch nhị phân: Phân hạch nhị phân là một quá trình kém tin cậy hơn, dẫn đến số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào tăng lên.

Nguyên phân: Nguyên phân được điều chỉnh thông qua điểm kiểm tra chuyển tiếp để duy trì số lượng nhiễm sắc thể đồng nhất.

Sự phức tạp

Phân hạch nhị phân: Phân hạch nhị phân là một quá trình đơn giản.

Nguyên phân: Nguyên phân tương đối phức tạp hơn so với phân hạch nhị phân.

Mất thời gian

Phân hạch nhị phân: Phân hạch nhị phân là một quá trình nhanh chóng.

Nguyên phân: Nguyên phân mất một thời gian do tính phức tạp của nó.

Các ví dụ

Phân hạch nhị phân: Sự phân hạch nhị phân diễn ra ở vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn như ameba, Hydra và planaria.

Nguyên phân: Nguyên phân diễn ra ở tất cả các loài động vật bao gồm cả con người, tất cả thực vật và nấm.

Phần kết luận

Phân hạch nhị phân và nguyên phân là hai loại cơ chế sinh sản vô tính lần lượt có ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực. Nguyên phân diễn ra qua nhiều pha, phân chia nhân của tế bào nhân thực. Nó có độ tin cậy cao hơn vì các chỉnh sửa xảy ra trong quá trình kiểm tra chuyển tiếp để duy trì số lượng nhiễm sắc thể cố định trong thế hệ con cháu. Do đó, đây là một quá trình mất nhiều thời gian và phức tạp hơn so với quá trình phân hạch nhị phân. Do đó, sự khác biệt chính giữa phân hạch nhị phân và nguyên phân là độ phức tạp của chúng.

Tham khảo: 1. "Sự phân hạch (Sinh học)". En.wikipedia.org. N.p., 2017. Web. Ngày 8 tháng 3 năm 2017. 2. "Nguyên phân". En.wikipedia.org. N.p., 2017. Web. Ngày 8 tháng 3 năm 2017.

Hình ảnh Lịch sự: 1. “Binary Fission 2” của Ecoddington14 - (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia2. “Dưới độ phóng đại rất cao 15000X, hình ảnh hiển vi điện tử quét màu (SEM) này cho thấy sự hiện diện của một Gram-ne duy nhất” bởi CDC / Bette Jensen thông qua Public Domain Files 3. “Các giai đoạn nguyên phân” của Ali Zifan - Tác phẩm riêng; Thông tin đã sử dụng từ: Campbell Biology (Xuất bản lần thứ 10) bởi: Jane B. Reece & Steven A. Wasserman.and Nature.com. (CC BY-SA 4.0) qua Commons Wikimedia