Em formação

6.6A: Fissão Binária - Biologia


objetivos de aprendizado

  • Descreva o processo de fissão binária em procariotos

Procariotos, como bactérias, se propagam por fissão binária. Para organismos unicelulares, a divisão celular é o único método usado para produzir novos indivíduos. Em células procarióticas e eucarióticas, o resultado da reprodução celular é um par de células-filhas que são geneticamente idênticas à célula-mãe. Em organismos unicelulares, as células-filhas são indivíduos.

Devido à relativa simplicidade dos procariotos, o processo de divisão celular, ou fissão binária, é um processo menos complicado e muito mais rápido do que a divisão celular em eucariotos. O único cromossomo circular de DNA da bactéria não está encerrado em um núcleo, mas em vez disso, ocupa um local específico, o nucleóide, dentro da célula. Embora o DNA do nucleóide esteja associado a proteínas que auxiliam no empacotamento da molécula em um tamanho compacto, não existem proteínas histonas e, portanto, não há nucleossomos em procariotos. As proteínas de empacotamento de bactérias estão, entretanto, relacionadas às proteínas coesina e condensina envolvidas na compactação cromossômica de eucariotos.

O cromossomo bacteriano está ligado à membrana plasmática em torno do ponto médio da célula. O ponto de partida da replicação, a origem, está próximo ao local de ligação do cromossomo na membrana plasmática. A replicação do DNA é bidirecional, afastando-se da origem em ambas as fitas do loop simultaneamente. À medida que as novas fitas duplas são formadas, cada ponto de origem se afasta da fixação da parede celular em direção às extremidades opostas da célula. À medida que a célula se alonga, a membrana crescente auxilia no transporte dos cromossomos. Depois que os cromossomos limparam o ponto médio da célula alongada, a separação citoplasmática começa. A formação de um anel composto por unidades repetitivas de uma proteína, FtsZ, direciona a partição entre os nucleoides. A formação do anel FtsZ desencadeia o acúmulo de outras proteínas que trabalham juntas para recrutar novos materiais de membrana e parede celular para o local. Um septo é formado entre os nucleoides, estendendo-se gradualmente da periferia em direção ao centro da célula. Quando as novas paredes celulares estão no lugar, as células-filhas se separam.

Aparelho de Fuso Mitótico

O momento preciso e a formação do fuso mitótico são críticos para o sucesso da divisão das células eucarióticas. As células procarióticas, por outro lado, não sofrem cariocinese e, portanto, não precisam de um fuso mitótico. No entanto, a proteína FtsZ que desempenha um papel vital na citocinese procariótica é estrutural e funcionalmente muito semelhante à tubulina, o bloco de construção dos microtúbulos que constituem as fibras do fuso mitótico que são necessárias para os eucariotos. As proteínas FtsZ podem formar filamentos, anéis e outras estruturas tridimensionais que se assemelham à forma como a tubulina forma microtúbulos, centríolos e vários componentes do citoesqueleto. Além disso, tanto o FtsZ quanto a tubulina empregam a mesma fonte de energia, GTP (trifosfato de guanosina), para montar e desmontar rapidamente estruturas complexas.

FtsZ e tubulina são estruturas homólogas derivadas de origens evolutivas comuns. Neste exemplo, FtsZ é a proteína ancestral da tubulina (uma proteína moderna). Embora ambas as proteínas sejam encontradas em organismos existentes, a função da tubulina evoluiu e se diversificou enormemente desde a evolução de sua origem procariótica FtsZ. Uma pesquisa dos componentes da montagem mitótica encontrados nos eucariotos unicelulares atuais revela etapas intermediárias cruciais para os complexos genomas encerrados por membrana de eucariotos multicelulares.

Pontos chave

  • Na replicação bacteriana, o DNA está ligado à membrana plasmática em cerca do ponto médio da célula.
  • A origem, ou ponto de partida da replicação bacteriana, está perto do sítio de ligação do DNA à membrana plasmática.
  • A replicação do DNA bacteriano é bidirecional, o que significa que ele se afasta da origem em ambas as fitas simultaneamente.
  • A formação do anel FtsZ, um anel composto de unidades repetitivas de proteína, desencadeia o acúmulo de outras proteínas que trabalham juntas para adquirir e trazer novos materiais de membrana e parede celular para o local.
  • Quando novas paredes celulares estão instaladas, devido à formação de um septo, as células-filhas se separam para formar células individuais.

Termos chave

  • fuso mitótico: o aparato que orquestra o movimento do DNA durante a mitose
  • cariocinese: (mitose) a primeira porção da fase mitótica onde ocorre a divisão do núcleo da célula
  • fissão binária: o processo pelo qual uma célula se divide assexuadamente para produzir duas células-filhas

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