細胞週期與分裂

二分裂(binary fission)

/ BY-nuh-ree FISH-un /

細菌不去操心複雜細胞分裂時所用的那套精巧機器——細胞核、紡錘體和多階段的週期。它們的問題更簡單,解決辦法也更簡單:複製那一個 DNA 環,然後從中間直接一分為二。二分裂就是細菌和其他簡單(原核)細胞透過把一個細胞分成兩個來繁殖的那種快速、直截了當的方式。

在二分裂中,細胞那條單一的環狀染色體被複製,從一個點出發、沿著環的兩個方向同時進行。隨著複製推進,所產生的兩個 DNA 環被主動移向細胞相反的兩端。隨後細胞變長,一圈蛋白質(由一種微管蛋白的親戚 FtsZ 構成)在中央收縮,把膜向內拉,並在細菌中,跨過缺口建造一道新的壁,直到細胞分裂成兩個完整的子細胞。這裡沒有要拆解的細胞核,也沒有有絲分裂紡錘體,這正是整個過程如此迅速的原因。

二分裂之所以重要,是因為它讓細菌以驚人的速度繁殖——條件好時,有些細菌每 20 分鐘就分裂一次,於是單單一個細胞一天之內就能變成數十億,這正是感染會突然暴發、食物會如此迅速變質的原因。但有一點重要的提醒:由於每個子細胞都是親代的遺傳拷貝,單憑二分裂產生的多樣性很少。細菌獲得遺傳新意,靠的是突變以及橫向地交換基因(水平基因轉移),而不是靠有性繁殖所提供的那種父母混合。

一個每 20 分鐘分裂一次的大腸桿菌,理論上在大約 10 小時內就能變成十億多個細胞——這正是為什麼一丁點污染就能讓食物一夜之間變質,或讓感染迅速站穩腳跟。

每 20 分鐘分裂一次,一個細菌幾小時內就能變成十億。

二分裂與有絲分裂不是一回事:原核生物沒有細胞核、也沒有有絲分裂紡錘體,所以把細菌的分裂叫作「有絲分裂」是一個常見錯誤——它們用一種不同、更簡單的機制來分開自己的 DNA。

又稱
prokaryotic cell divisionbacterial division二分裂法二分裂法