Fission binaire: caractéristiques et phases de ce processus de reproduction

Les bactéries nous entourent partout, même si nous ne pouvons pas les voir. Ces micro-organismes sont essentiels à la vie dans tous les écosystèmes terrestres, car ils sont vitaux dans les processus biogéochimiques tels que décomposition de la matière organique, l'achèvement du cycle de l'azote, la production d'oxygène (bactéries photosynthétiques) et bien d'autres plus de choses.

Nous allons plus loin, puisqu'on estime que les bactéries contribuent à 15 % de la biomasse terrestre totale (70 gigatonnes), dépassées seulement par les plantes. En plus d'être sur toutes les surfaces habitables, ces êtres vivants vivent aussi à l'intérieur de nous: notre côlon contient 1014 unités bactériennes, qui nous aident à décomposer matière d'origine végétale, préviennent activement l'infection par d'autres micro-organismes et permettent le développement du système immunitaire lors de nos premiers pas en tant qu'êtres humains.

Tous ces chiffres et ces données sont passionnants, mais nous ne voulons pas en rester là. Pour connaître l'importance des bactéries dans le monde, il est nécessaire d'enquêter sur leur mode de vie, et quoi de moins décrire leur reproduction pour savoir comment les colonies bactériennes restent stables dans le temps. Sur la base de cette prémisse très intéressante, nous vous dirons tout sur

fission binaire.

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Qu'est-ce que la fission binaire ?

la fission binaire est un type de reproduction asexuée qui a lieu chez les bactéries et les archées, c'est-à-dire des organismes procaryotes microscopiques. Avant de continuer, nous devons établir une série de bases en ce qui concerne la reproduction.

Nous avons dit qu'il s'agissait d'un type de reproduction asexuée, dont la prémisse est fondamentalement la même que celle de la mitose chez les organismes multicellulaires. Nos cellules somatiques (tissulaires) se divisent par ce mécanisme, c'est-à-dire la division d'une cellule parentale en deux filles ayant la même forme, la même taille et les mêmes informations génétiques. En tout cas, la mitose et la fission présentent une série de différences très importantes.

D'une manière générale, il est essentiel de souligner que la mitose est unique aux organismes avec plus d'une cellule. Ce mécanisme de division cellulaire a pour but d'augmenter ou de remplacer les cellules d'un tissu et, par conséquent, il est utilisé pour la croissance, le développement et la réparation des organes qui se maquiller. D'autre part, la fission binaire suit une prémisse beaucoup plus simple: là où il y avait autrefois une bactérie, il y en a maintenant deux.

Pour cette raison, la fission binaire est un type de reproduction asexuée qui n'est conçue que dans les organismes. procaryotes, c'est-à-dire ceux qui ne sont constitués que d'une seule cellule (bactéries et archées, en l'occurrence cas). S'il était observé dans un organisme multicellulaire, nous serions face à un cas de mitose. Aussi simple que cela.

Étapes de la fission binaire

La plupart des bactéries se reproduisent par fission binaire, puisque ce mécanisme provoque une augmentation exponentielle des spécimens dans une colonie. Là où avant il y avait un micro-organisme, il y en a maintenant deux, puis quatre, puis huit, puis 16, 32, 64, 128, etc. Pour vous donner une idée, les bactéries ET. coli dans des conditions optimales, il peut être divisé par fission une fois toutes les 20 minutes. Comme vous pouvez l'imaginer, en 24 heures le nombre d'unités bactériennes est inconcevable avec ce taux de reproduction.

Ensuite, nous présentons brièvement chacune des étapes dans lesquelles la fission binaire est divisée. De nombreux mécanismes rassemblés ici vous sont sûrement familiers, car ils sont très similaires à ceux de la mitose. Allez-y.

1. Réplication de l'ADN

Pour qu'une bactérie se divise en deux égaux, elle doit être capable d'auto-répliquer son information génétique.. De nombreux micro-organismes étudiés ont un seul chromosome circulaire dans leur nucléoïde (un différence par rapport aux 46 dans le noyau des cellules humaines), nous prendrons donc cette règle empirique comme référence.

Le chromosome bactérien est intrinsèquement un réplicon, puisque ce terme fait référence à une unité d'information génétique qui contient tous les éléments nécessaires pour mener à bien le processus de réplication. Ce pool d'ADN est répliqué à une seule origine, qui se déplace linéairement jusqu'à la duplication complète de la molécule entière.

Nous n'allons pas nous arrêter à des processus complexes tels que les structures impliquées, la fourche de réplication et autres. Il nous suffit de savoir, dans ce cas, que les enzymes qui rendent possible ce mécanisme sont appelées ADN polymérases et que C'est un processus semi-conservateur, c'est-à-dire que chaque nouvelle molécule formée contient un ancien et un nouveau brin d'ADN..

2. ségrégation chromosomique

Dans la mitose normale, les chromosomes sont positionnés à l'équateur de la cellule de façon aléatoire, attendant d'être « tirés » par le fuseau mitotique vers chaque pôle extrême du corps cellulaire. Dans la méiose (qui donne naissance aux gamètes), ce moment est vraiment important, car les permutations chromosomiques à l'équateur cellulaire peut entraîner des milliers de combinaisons différentes en ce qui concerne la distribution génétique. fait référence.

Dans ce cas, les choses sont beaucoup moins excitantes, puisque nous n'avons que deux chromosomes produits par la réplication d'un. Les deux chromosomes se déplacent et se séparent à chaque pôle du cytoplasme de la bactérie, sans autre complication.

3. Séparation

Au fur et à mesure que chaque chromosome se déplace vers un pôle, la membrane bactérienne s'invagine pour former un septum, également appelé paroi de séparation., à l'intérieur de la cellule. Lorsque le septum se divise, les deux bactéries avec l'information génétique correspondante deviennent des entités individuelles capables de survie autonome.

La signification évolutive de la fission binaire

Il faut souligner qu'il existe plusieurs types de fission binaire selon le plan de division (régulière, amiboïde, transversale, oblique, etc.), mais nous ne voulons pas nous focaliser sur la terminologie technique. En guise de conclusion, nous trouvons beaucoup plus intéressant d'explorer la raison de ce mécanisme, aussi simple qu'essentiel.

La clé de la fission binaire bactérienne peut être englobée dans un seul concept: la libération logarithmique. Ce terme fait référence à la deuxième phase de la croissance bactérienne, après l'accoutumance des microorganismes au nouveau milieu dans lequel ils sont introduits. Au cours de cette étape, on observe une augmentation exponentielle de la courbe de croissance bactérienne, c'est-à-dire que plus il y a de bactéries dans la population initiale, plus elles peuvent se diviser.

Il convient de noter que la pente de la fonction logarithmique dépend des conditions environnementales, car ce n'est pas la même chose de grandir dans un endroit chaud et isolé que de grandir au pôle Nord. Dans tous les cas, la stabilisation de la croissance (passage à la phase stationnaire ou « plateau ») se voit conditionnée par la disponibilité des nutriments: les bactéries arrêtent de se diviser lorsqu'il n'y a plus de moyens pour survivre.

Il s'agit d'un exemple clair d'une stratégie « de la quantité plutôt que de la qualité ». Toutes les bactéries sont génétiquement identiques au parent. (parce que la fission binaire est un type de reproduction asexuée), donc leur adaptabilité est la même, n'est-ce pas? Pour comprendre le succès de la fission binaire, il faut aussi tenir compte du fait que le taux de mutation du génome bactérien est très élevé.

Pour cette raison, il n'est pas toujours garanti qu'une génération bactérienne sera la même que la précédente, ce qui est extrêmement bénéfique pour la capacité d'adaptation de ces micro-organismes. Les mutations sont aléatoires, donc certaines peuvent être mauvaises et d'autres peuvent être bonnes, mais la principale différence est que les bonnes sont fixées dans la population., tandis que les négatifs disparaissent.

Ainsi, plus une population bactérienne se divise rapidement, plus il est probable qu'apparaisse une mutation permettant une meilleure adaptation à l'environnement. L'existence de micro-organismes résistants aux antibiotiques repose sur ce fondement: la fission binaire et la croissance des populations bactériennes leur donne la capacité de devenir résistantes même aux plus spécifique.

résumé

Comme vous l'avez vu, tout dans la nature a une explication, sauf cas exceptionnels. La fission binaire est une stratégie de reproduction tout aussi valable que la reproduction sexuée pour les organismes procaryotes, puisqu'ils obtiennent la variabilité génétique nécessaire pour s'adapter à partir de mutations dans son génome, et non par l'union d'un gamète femelle et mâle (comme cela se produit dans notre espèces).

En fin de compte, tout le processus évolutif peut se résumer dans la phrase suivante: les êtres vivants font ce qu'ils peuvent avec ce qu'ils ont. Le mécanisme de fission binaire n'est peut-être pas parfait, mais il a certainement permis la permanence et l'expansion de ces micro-organismes sur Terre pendant des siècles.

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