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6.6A: Fisión binaria - Biología

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Objetivos de aprendizaje

  • Describir el proceso de fisión binaria en procariotas.

Los procariotas, como las bacterias, se propagan por fisión binaria. Para los organismos unicelulares, la división celular es el único método utilizado para producir nuevos individuos. Tanto en las células procariotas como en las eucariotas, el resultado de la reproducción celular es un par de células hijas que son genéticamente idénticas a la célula madre. En los organismos unicelulares, las células hijas son individuos.

Debido a la relativa simplicidad de los procariotas, el proceso de división celular, o fisión binaria, es un proceso menos complicado y mucho más rápido que la división celular en eucariotas. El cromosoma de ADN circular único de las bacterias no está encerrado en un núcleo, sino que ocupa una ubicación específica, el nucleoide, dentro de la célula. Aunque el ADN del nucleoide está asociado con proteínas que ayudan a empaquetar la molécula en un tamaño compacto, no hay proteínas histonas y, por lo tanto, no hay nucleosomas en los procariotas. Sin embargo, las proteínas de empaquetamiento de las bacterias están relacionadas con las proteínas cohesina y condensina involucradas en la compactación cromosómica de eucariotas.

El cromosoma bacteriano está unido a la membrana plasmática aproximadamente en el punto medio de la célula. El punto de partida de la replicación, el origen, está cerca del sitio de unión del cromosoma en la membrana plasmática. La replicación del ADN es bidireccional, alejándose del origen en ambas hebras del bucle simultáneamente. A medida que se forman las nuevas dobles hebras, cada punto de origen se aleja de la unión de la pared celular hacia los extremos opuestos de la celda. A medida que la célula se alarga, la membrana en crecimiento ayuda en el transporte de los cromosomas. Una vez que los cromosomas han despejado el punto medio de la célula alargada, comienza la separación citoplásmica. La formación de un anillo compuesto por unidades repetidas de una proteína, FtsZ, dirige la partición entre los nucleoides. La formación del anillo FtsZ desencadena la acumulación de otras proteínas que trabajan juntas para reclutar nuevos materiales de membrana y pared celular en el sitio. Se forma un tabique entre los nucleoides, que se extiende gradualmente desde la periferia hacia el centro de la célula. Cuando las nuevas paredes celulares están en su lugar, las células hijas se separan.

Aparato del huso mitótico

El momento preciso y la formación del huso mitótico es fundamental para el éxito de la división de células eucariotas. Las células procariotas, por otro lado, no sufren cariocinesis y, por lo tanto, no necesitan un huso mitótico. Sin embargo, la proteína FtsZ que juega un papel tan vital en la citocinesis procariota es estructural y funcionalmente muy similar a la tubulina, el bloque de construcción de los microtúbulos que forman las fibras del huso mitótico que son necesarias para los eucariotas. Las proteínas FtsZ pueden formar filamentos, anillos y otras estructuras tridimensionales que se asemejan a la forma en que la tubulina forma microtúbulos, centriolos y varios componentes citoesqueléticos. Además, tanto FtsZ como tubulina emplean la misma fuente de energía, GTP (trifosfato de guanosina), para ensamblar y desmontar rápidamente estructuras complejas.

FtsZ y tubulina son estructuras homólogas derivadas de orígenes evolutivos comunes. En este ejemplo, FtsZ es la proteína antecesora de la tubulina (una proteína moderna). Si bien ambas proteínas se encuentran en organismos existentes, la función de la tubulina ha evolucionado y se ha diversificado enormemente desde que evolucionó desde su origen procariota FtsZ. Un estudio de los componentes del ensamblaje mitótico que se encuentran en los eucariotas unicelulares actuales revela pasos intermedios cruciales para los genomas complejos encerrados en la membrana de los eucariotas multicelulares.

Puntos clave

  • En la replicación bacteriana, el ADN se adhiere a la membrana plasmática aproximadamente en el punto medio de la célula.
  • El origen, o punto de partida de la replicación bacteriana, está cerca del sitio de unión del ADN a la membrana plasmática.
  • La replicación del ADN bacteriano es bidireccional, lo que significa que se aleja del origen en ambas hebras simultáneamente.
  • La formación del anillo FtsZ, un anillo compuesto por unidades repetitivas de proteína, desencadena la acumulación de otras proteínas que trabajan juntas para adquirir y traer nuevos materiales de membrana y pared celular al sitio.
  • Cuando se colocan nuevas paredes celulares, debido a la formación de un tabique, las células hijas se separan para formar células individuales.

Términos clave

  • huso mitótico: el aparato que orquesta el movimiento del ADN durante la mitosis
  • cariocinesis: (mitosis) la primera porción de la fase mitótica donde tiene lugar la división del núcleo celular
  • fisión binaria: el proceso por el cual una célula se divide asexualmente para producir dos células hijas

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