Τι είναι η δυαδική σχάση;

Η δυαδική σχάση είναι μια μορφή ασεξουαλικής αναπαραγωγής που χρησιμοποιείται από όλους τους προκαρυωτικούς οργανισμούς, καθώς και από ορισμένους ευκαρυωτικούς οργανισμούς όπως οι μύκητες. Εκτός από το ότι χρησιμοποιείται για την αντιγραφή ολόκληρων οργανισμών, αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται επίσης στα κύτταρα των ευκαρυωτικών οργανισμών από ορισμένα από τα οργανίδια. Σε αυτή τη διαδικασία, δύο θυγατρικά κύτταρα παράγονται από ένα μονογονεϊκό κύτταρο που κλωνοποιείται αποτελεσματικά. Το βακτήριο Escherichia coli έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς από ερευνητές που μελετούν τη δυαδική σχάση, καθώς αποτελεί ένα κλασικό παράδειγμα αυτής της μεθόδου ασεξουαλικής αναπαραγωγής σε δράση, και είναι πολύ άφθονο.

Στη δυαδική σχάση, το κύτταρο ξεκινά αντιγράφοντας το DNA του για να δημιουργήσει δύο πλήρη σύνολα και στη συνέχεια μεγαλώνει σε μέγεθος πολύ μεγαλύτερο από ό,τι συνήθως. Καθώς το κύτταρο μεγαλώνει, τα σύνολα του DNA μετακινούνται στα αντίθετα άκρα του κυττάρου. Μόλις το κύτταρο αποκτήσει το σωστό μέγεθος, χωρίζεται στα δύο, δημιουργώντας δύο θυγατρικά κύτταρα με το ίδιο DNA. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται κλασικά όταν ένας οργανισμός ζει σε ένα σταθερό περιβάλλον.

Εκτός από την αναπαραγωγή μέσω δυαδικής σχάσης, πολλοί προκαρυώτες μπορούν επίσης να αναπαραχθούν σεξουαλικά. Η σεξουαλική αναπαραγωγή είναι σημαντική, γιατί συμβάλλει στη γενετική ποικιλότητα αναμειγνύοντας τα γονίδια διαφόρων ατόμων. Οι επαναλαμβανόμενες συνεδρίες δυαδικής σχάσης θα μείωναν τη γενετική ποικιλότητα, καθιστώντας το είδος στο σύνολό του πολύ επιρρεπές στην εξάλειψη. Η σεξουαλική αναπαραγωγή ανακατεύει τα πράγματα, διατηρώντας το είδος ποικιλόμορφο και προάγοντας την ανάπτυξη ευεργετικών μεταλλάξεων.

Ο χρονισμός της δυαδικής σχάσης είναι σημαντικός, καθώς οι οργανισμοί πρέπει να το κάνουν την κατάλληλη στιγμή. Η διαδικασία ρυθμίζεται εν μέρει από τον διαφραγματικό δακτύλιο, έναν δακτύλιο πρωτεϊνών που σχηματίζεται γύρω από τη μέση του κυττάρου, ενθαρρύνοντάς το να διασπαστεί ομοιόμορφα χωρίς να βλάψει το DNA ή το κυτταρικό τοίχωμα. Τα σφάλματα στη διαδικασία σχάσης μπορεί να προκαλέσουν το σχηματισμό θυγατρικών κυττάρων με ατελές DNA ή επιπλέον αντίγραφα ορισμένων γονιδίων. Ο διαφραγματικός δακτύλιος έχει σχεδιαστεί για να το αποτρέπει αυτό.

Μέσα στα κύτταρα των ευκαρυωτικών οργανισμών, οργανίδια όπως τα μιτοχόνδρια μπορούν να αναπαραχθούν με αυτή τη μέθοδο. Η δυαδική σχάση μέσα στο κύτταρο συνήθως λαμβάνει χώρα όταν το κύτταρο βρίσκεται στη διαδικασία αντιγραφής και διαίρεσης ως μέρος του κυτταρικού κύκλου. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας μπορεί να προκύψουν σφάλματα, προκαλώντας προβλήματα με τα θυγατρικά κύτταρα που παράγονται κατά την κυτταρική διαίρεση. Αυτά τα σφάλματα μπορεί να προκαλέσουν κυτταρικό θάνατο επειδή το νέο κύτταρο δεν μπορεί να επιβιώσει από μόνο του ή μπορεί να οδηγήσουν σε καταστάσεις όπως καρκίνους, που προκαλούνται από σφάλματα στην κυτταρική διαίρεση που οδηγούν σε πολλαπλασιασμό της κυτταρικής ανάπτυξης.