Διαφορά μεταξύ δυαδικής σχάσης και μίτωσης

Κύρια διαφορά – Δυαδική σχάση εναντίον μίτωσης

Η δυαδική σχάση και η μίτωση είναι δύο μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται στην ασεξουαλική αναπαραγωγή των οργανισμών. Ένας μεμονωμένος οργανισμός χωρίζεται σε δύο θυγατρικούς οργανισμούς κατά τη διάρκεια της δυαδικής σχάσης. Η δυαδική σχάση είναι ο ασεξουαλικός μηχανισμός αναπαραγωγής στους προκαρυώτες. Η μίτωση είναι η βλαστική κυτταρική διαίρεση στους ευκαρυώτες. Η ασεξουαλική αναπαραγωγή ή η βλαστική κυτταρική διαίρεση χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη, την ανάπτυξη και την αντικατάσταση των κυττάρων στους ευκαρυώτες. Η κύρια διαφορά μεταξύ της δυαδικής σχάσης και της μίτωσης είναι ότι η δυαδική σχάση δεν σχηματίζει μια συσκευή ατράκτου, ενώ η μίτωση λαμβάνει χώρα μέσω της συσκευής της ατράκτου.

Αυτό το άρθρο εξετάζει, 

1. Τι είναι το Binary Fission
      – Μηχανισμός, Τύποι, Ταχύτητα
2. Τι είναι η Μίτωση
      – Μηχανισμός, Φάσεις
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Binary Fission και Mitosis

Τι είναι η δυαδική σχάση;

Η διαίρεση ενός μεμονωμένου οργανισμού σε δύο θυγατρικούς οργανισμούς είναι γνωστή ως δυαδική σχάση. Τα βακτήρια και τα προκαρυωτικά όπως τα αρχαία γενικά παρουσιάζουν δυαδική σχάση ως μηχανισμό κυτταρικής διαίρεσης στην άφυλη αναπαραγωγή τους. Ορισμένα ευκαρυωτικά οργανίδια όπως τα μιτοχόνδρια παρουσιάζουν επίσης δυαδική σχάση προκειμένου να αυξηθεί ο αριθμός τους μέσα στο κύτταρο. Τα προκαρυωτικά περιέχουν ένα μόνο, κυκλικό χρωμόσωμα στο γονιδίωμα. Αυτό το μόριο DNA αντιγράφεται πριν από την κυτταρική διαίρεση. Ενώ το γονικό κύτταρο αποχωρίζεται, τα αναδιπλασιασμένα χρωμοσώματα διαχωρίζονται. Τα δύο κύτταρα που προκύπτουν είναι γενετικά πανομοιότυπα και έχουν τη δυνατότητα να αυξήσουν το αρχικό τους μέγεθος στο είδος.

Μηχανισμός

Η αντιγραφή DNA είναι το πρώτο γεγονός στη διαδικασία της δυαδικής σχάσης. Το μονό κυκλικό χρωμόσωμα στο βλαστικό κύτταρο είναι σφιχτά κουλουριασμένο. Ξετυλίγεται και μετά αντιγράφεται. Δύο αναδιπλασιασμένα χρωμοσώματα κινούνται στους αντίθετους πόλους με μια διαδικασία που εξαρτάται από την ενέργεια. Τότε το κελί αυξάνει το μήκος του. Όλα τα συστατικά όπως τα ριβοσώματα και τα πλασμίδια του προκαρυωτικού κυττάρου διπλασιάζουν τον αριθμό τους. Η ισημερινή πλάκα συστέλλεται για να διαχωρίσει την πλασματική μεμβράνη. Ένα νέο κυτταρικό τοίχωμα σχηματίζεται μεταξύ των διαχωρισμένων κυττάρων. Η διαίρεση του κυτταροπλάσματος είναι γνωστή ως κυτταροκίνηση. Τα δύο νεοσχηματισμένα κύτταρα περιέχουν περίπου ίσο αριθμό ριβοσωμάτων, πλασμιδίων και άλλων συστατικών. Ο όγκος του κυτταροπλάσματος είναι επίσης περίπου ίσος.

Εικόνα 1:Δυαδική σχάση

Τύποι δυαδικής σχάσης

Μπορούν να αναγνωριστούν τέσσερις τύποι δυαδικής σχάσης.

Ακανόνιστη δυαδική σχάση – η κυτταροκίνηση λαμβάνει χώρα στο κάθετο επίπεδο προς το επίπεδο που έχει λάβει χώρα η καρυοκίνηση. Εμφανίζεται στην αμοιβάδα.

Διαμήκης δυαδική σχάση – η κυτταροκίνηση συμβαίνει κατά μήκος του διαμήκους άξονα. Αυτό συμβαίνει σε μαστιγωτές και Euglena.

Εγκάρσια δυαδική σχάση – η κυτταροκίνηση συμβαίνει κατά μήκος του εγκάρσιου άξονα. Εμφανίζεται σε παραμέσιο όπως τα πρωτόζωα.

Λοξή δυαδική σχάση – η λοξή κυτταροκίνηση συμβαίνει όπως και στο κερατίο.

Εικόνα 2:Δυαδική σχάση στο βακτήριο Salmonella typhimurium

Ταχύτητα

Η δυαδική σχάση θεωρείται ως μια γρήγορη διαδικασία. Συνήθως, ένα E. coli κύτταρο στους 37 °C διαιρείται κάθε 20 λεπτά. Ολόκληρη η βακτηριακή καλλιέργεια υφίσταται δυαδική σχάση. Ως εκ τούτου, ο χρόνος που χρειάζεται ένας κύκλος αναφέρεται ως χρόνος διπλασιασμού. Ορισμένα στελέχη όπως το Mycobacterium tuberculosis έχουν αργό χρόνο διπλασιασμού σε σύγκριση με το E. coli.

Τι είναι η μίτωση

Η βλαστική κυτταρική διαίρεση στους ευκαρυώτες είναι γνωστή ως μίτωση. Το αναδιπλασιασμένο γονιδίωμα διαιρείται, σχηματίζοντας δύο θυγατρικούς πυρήνες που ακολουθούνται από την κυτταροπλασματική διαίρεση που μπορεί τελικά να παράγει δύο κύτταρα από ένα μονογονικό κύτταρο. Τα δύο κύτταρα είναι πανομοιότυπα, φέρουν περίπου ίσο αριθμό οργανιδίων και κυτταροπλάσματος. Η μιτωτική φάση ονομάζεται φάση Μ του κυτταρικού κύκλου. Μεταξύ των οργανισμών μπορούν να εντοπιστούν διάφοροι τύποι μίτωσης. Κατά τη διάρκεια της «ανοιχτής» μίτωσης στα ζώα, ο πυρηνικός φάκελος διασπάται για να διαχωριστούν τα χρωμοσώματα. Αλλά στους μύκητες, τα χρωμοσώματα διαχωρίζονται στον άθικτο πυρήνα. Αυτό ονομάζεται «κλειστή» μίτωση.

Οι ευκαρυώτες χρησιμοποιούν τη μίτωση στην ασεξουαλική αναπαραγωγή, την ανάπτυξη και την ανάπτυξή τους, την αντικατάσταση των κυττάρων του σώματος και την αναγέννηση τμημάτων του σώματος.

Μηχανισμός

Η μιτωτική διαίρεση μπορεί να χωριστεί σε τέσσερα κύρια στάδια:πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Τα χρωμοσώματα στο κύτταρο αντιγράφονται στη φάση S της ενδιάμεσης φάσης, πριν εισέλθουν στη φάση Μ. Συμπυκνώνονται επίσης και συνδέονται με τις ίνες της ατράκτου. Οι πρωτεΐνες που απαιτούνται για την κυτταρική διαίρεση συντίθενται κατά τη διάρκεια της μεσόφασης. Τα κυτταρικά συστατικά συμπεριλαμβανομένων των οργανιδίων διπλασιάζονται επίσης κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης.

Πρόφαση

Κατά την προφάση , ο πυρήνας των φυτών με υψηλή κενοτοπία μεταναστεύει στο κέντρο του κυττάρου. Η πρόφαση είναι το πρώτο στάδιο της πυρηνικής διαίρεσης στη μίτωση. Στην πρώιμη προφάση, ο πυρήνας εξαφανίζεται. Τα χρωμοσώματα περιελίσσονται σφιχτά και ο σχηματισμός της μιτωτικής ατράκτου ξεκινά στην πρόφαση. Τα χρωμοσώματα, που περιέχουν δύο αδελφές χρωματίδες που ενώνονται μεταξύ τους στο κεντρομερίδιο, μπορούν να απεικονιστούν ως λεπτές, μακριές δομές που μοιάζουν με νήματα κάτω από το μικροσκόπιο φωτός. Ένα ζεύγος κεντροσωμάτων εμφανίζεται κοντά στον πυρήνα που περιβάλλεται από πρωτεϊνικές ίνες, σχηματίζοντας τη συσκευή της ατράκτου του μικροσωληνίσκου. Τα φυτά δεν διαθέτουν κεντρόσωμα, το οποίο είναι το συντονιστικό κέντρο των μικροσωληνίσκων. Έτσι, ο σχηματισμός της ατρακτοειδούς συσκευής δεν είναι απαραίτητος για την κυτταρική διαίρεση στα φυτά.

Μεταφάση

Ο πυρηνικός φάκελος εξαφανίζεται κατά την προμεταφάση της ανοιχτής μίτωσης. Οι μικροσωληνίσκοι kinetochore συνδέονται με τις kinetochores στα χρωμοσωμικά κεντρομερή. Η ανάπτυξη της μιτωτικής ατράκτου λαμβάνει χώρα αλληλεπιδρώντας μεταξύ τους πολικούς μικροσωληνίσκους. Δύο κεντροσώματα τραβούν τα χρωμοσώματα προς τους αντίθετους πόλους συστέλλοντας τους μικροσωληνίσκους. Λόγω της τάσης, τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στην ισημερινή πλάκα του κυττάρου στη μετάφαση. Το σημείο ελέγχου μετάφασης διασφαλίζει την ίση κατανομή των χρωμοσωμάτων στην ισημερινή πλάκα.

Ανάφαση

Κατά τη διάρκεια της ανάφασης, οι αδελφές χρωματίδες διαχωρίζονται από την τάση έλξης που δημιουργείται από τα κεντροσώματα, σχηματίζοντας δύο θυγατρικά χρωμοσώματα. Αυτά τα θυγατρικά χρωμοσώματα έλκονται στους αντίθετους πόλους με περαιτέρω συστολή μικροσωληνίσκων.

Telophase

Οι μικροσωληνίσκοι που συστέλλονται χαλαρώνουν, επιμηκύνοντας το κύτταρο. Σχηματίζεται ένας νέος πυρηνικός φάκελος, που περικλείει δύο σύνολα χρωμοσωμάτων στους απέναντι πόλους, εμφανίζοντας ξανά δύο πυρήνες.

Εικόνα 3:Φάσεις Μίτωσης

Κυτταροκίνηση

Η καρυοκίνηση συμβαίνει στη φάση Μ, ακολουθούμενη από κυτταροκίνηση, τη διαίρεση του κυτταροπλάσματος, μια διαδικασία που διαχωρίζεται από τη φάση Μ. Η κυτταροκίνηση των φυτών διαφέρει από την κυτταροκίνηση των ζώων λόγω της παρουσίας κυτταρικού τοιχώματος. Στα ζωικά κύτταρα, σχηματίζεται ένα αυλάκι διάσπασης για να τσιμπήσει το κυτταρόπλασμα με τη βοήθεια συσταλτικού δακτυλίου, που αναπτύχθηκε στη μετάφαση της καρυοκίνησης. Στα φυτά, μια κυτταρική πλάκα σχηματίζεται στη μέση του μητρικού κυττάρου που ωριμάζει για να συντηχθεί με το υπάρχον κυτταρικό τοίχωμα. Τόσο η κυτταροκίνηση των ζωικών όσο και των φυτικών κυττάρων καθοδηγείται από τα κυστίδια που προέρχονται από τη συσκευή Golgi. Στους περισσότερους οργανισμούς, η καρυοκίνηση και η κυτταροκίνηση λαμβάνουν χώρα χωριστά.

Διαφορά μεταξύ δυαδικής σχάσης και μίτωσης

Ορισμός

Δυαδική σχάση: Η δυαδική σχάση είναι η διαίρεση ενός μεμονωμένου οργανισμού σε δύο θυγατρικούς οργανισμούς.

Μίτωση: Η μίτωση είναι η βλαστική κυτταρική διαίρεση στους ευκαρυώτες.

Τύπος οργανισμού

Δυαδική σχάση: Η δυαδική σχάση λαμβάνει χώρα κυρίως σε προκαρυώτες.

Μίτωση: Η μίτωση λαμβάνει χώρα σε ευκαρυώτες.

Πυρήνας

Δυαδική σχάση: Η δυαδική σχάση δεν λαμβάνει χώρα σε οργανισμούς που έχουν πυρήνα.

Μίτωση: Η μίτωση λαμβάνει χώρα σε οργανισμούς που διαθέτουν πυρήνα.

Σχηματισμός της συσκευής ατράκτου

Δυαδική σχάση: Μια συσκευή ατράκτου δεν σχηματίζεται κατά τη δυαδική σχάση.

Μίτωση: Οι ευκαρυώτες διαθέτουν μια συσκευή ατράκτου κατά τη μίτωση.

Διπλασιασμός οργανιδίων

Δυαδική σχάση: Οι προκαρυώτες δεν έχουν οργανίδια. Ωστόσο, τα ριβοσώματα και άλλα κυτταρικά συστατικά διπλασιάζονται πριν από τη δυαδική σχάση.

Μίτωση: Τα οργανίδια διπλασιάζονται στη μεσοφάση προκειμένου να διαχωριστούν σε δύο κύτταρα.

Συνάρτηση

Δυαδική σχάση: Η ασεξουαλική αναπαραγωγή σε προκαρυώτες είναι η λειτουργία της δυαδικής σχάσης.

Μίτωση: Οι ευκαρυώτες χρησιμοποιούν μίτωση για ασεξουαλική αναπαραγωγή, ανάπτυξη και ανάπτυξη, αντικατάσταση κυττάρων του σώματος και αναγέννηση τμημάτων του σώματος.

DNA

Δυαδική σχάση: Το DNA συνδέεται απευθείας με την κυτταρική μεμβράνη κατά τη διάρκεια της δυαδικής σχάσης.

Μίτωση: Το DNA συνδέεται με τη συσκευή της ατράκτου κατά τη μιτωτική διαίρεση.

Αξιοπιστία

Δυαδική σχάση: Η δυαδική σχάση είναι μια λιγότερο αξιόπιστη διαδικασία, με αποτέλεσμα αυξημένο αριθμό χρωμοσωμάτων σε ένα κύτταρο.

Μίτωση: Η μίτωση διορθώνεται μέσω του σημείου ελέγχου μετάφασης προκειμένου να διατηρηθεί ένας ομοιόμορφος αριθμός χρωμοσωμάτων.

Πολυπλοκότητα

Δυαδική σχάση: Η δυαδική σχάση είναι μια απλή διαδικασία.

Μίτωση: Η μίτωση είναι συγκριτικά πολύπλοκη από τη δυαδική σχάση.

Χρόνος που απαιτείται

Δυαδική σχάση: Η δυαδική σχάση είναι μια γρήγορη διαδικασία.

Μίτωση: Η μίτωση απαιτεί κάποιο χρόνο λόγω της πολυπλοκότητάς της.

Παραδείγματα

Δυαδική σχάση: Η δυαδική σχάση λαμβάνει χώρα σε βακτήρια και ευκαρυώτες όπως αμείβας, Ύδρα και πλανάρια.

Μίτωση: Η μίτωση λαμβάνει χώρα σε όλα τα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, όλων των φυτών και των μυκήτων.

Συμπέρασμα

Η δυαδική σχάση και η μίτωση είναι δύο τύποι μηχανισμών ασεξουαλικής αναπαραγωγής που βρίσκονται σε προκαρυώτες και ευκαρυώτες, αντίστοιχα. Η μίτωση λαμβάνει χώρα σε διάφορες φάσεις, διαιρώντας τον πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων. Έχει υψηλότερη αξιοπιστία, καθώς πραγματοποιούνται διορθώσεις κατά τη διάρκεια του σημείου ελέγχου μετάφασης προκειμένου να διατηρηθεί ένας σταθερός αριθμός χρωμοσωμάτων στους απογόνους. Ως εκ τούτου, είναι μια χρονοβόρα και πιο περίπλοκη διαδικασία σε σύγκριση με τη δυαδική σχάση. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ της δυαδικής σχάσης και της μίτωσης είναι η πολυπλοκότητά τους.

Αναφορά:
1. «Σχάση (Βιολογία)». En.wikipedia.org. Ν.π., 2017. Ιστός. 8 Μαρ. 2017.
2.”Mitosis”. En.wikipedia.org. Ν.π., 2017. Ιστός. 8 Μαρ. 2017.