细胞周期与分裂

二分裂(binary fission)

/ BY-nuh-ree FISH-un /

细菌不去操心复杂细胞分裂时所用的那套精巧机器——细胞核、纺锤体和多阶段的周期。它们的问题更简单,解决办法也更简单:复制那一个 DNA 环,然后从中间直接一分为二。二分裂就是细菌和其他简单(原核)细胞通过把一个细胞分成两个来繁殖的那种快速、直截了当的方式。

在二分裂中,细胞那条单一的环状染色体被复制,从一个点出发、沿着环的两个方向同时进行。随着复制推进,所产生的两个 DNA 环被主动移向细胞相反的两端。随后细胞变长,一圈蛋白质(由一种微管蛋白的亲戚 FtsZ 构成)在中央收缩,把膜向内拉,并在细菌中,跨过缺口建造一道新的壁,直到细胞分裂成两个完整的子细胞。这里没有要拆解的细胞核,也没有有丝分裂纺锤体,这正是整个过程如此迅速的原因。

二分裂之所以重要,是因为它让细菌以惊人的速度繁殖——条件好时,有些细菌每 20 分钟就分裂一次,于是单单一个细胞一天之内就能变成数十亿,这正是感染会突然暴发、食物会如此迅速变质的原因。但有一点重要的提醒:由于每个子细胞都是亲代的遗传拷贝,单凭二分裂产生的多样性很少。细菌获得遗传新意,靠的是突变以及横向地交换基因(水平基因转移),而不是靠有性繁殖所提供的那种父母混合。

一个每 20 分钟分裂一次的大肠杆菌,理论上在大约 10 小时内就能变成十亿多个细胞——这正是为什么一丁点污染就能让食物一夜之间变质,或让感染迅速站稳脚跟。

每 20 分钟分裂一次,一个细菌几小时内就能变成十亿。

二分裂与有丝分裂不是一回事:原核生物没有细胞核、也没有有丝分裂纺锤体,所以把细菌的分裂叫作“有丝分裂”是一个常见错误——它们用一种不同、更简单的机制来分开自己的 DNA。

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