Fisión (biología)

FtsZ es homólogo a la β-tubulina , el componente básico del citoesqueleto de microtúbulos utilizado durante la mitosis en eucariotas. ^{[ 5 ]} Se cree que FtsZ es la primera proteína en localizarse en el sitio de futura división en bacterias, y se ensambla en un anillo Z, anclado por proteínas de unión a FtsZ, y define el plano de división entre las dos células hijas. ^{[ 6 ] [ 5 ]} MinC y MinD funcionan conjuntamente como inhibidores de la división, bloqueando la formación del anillo de FtsZ. MinE detiene la actividad de MinCD en el centro de la célula, permitiendo que FtsZ tome el relevo para la fisión binaria. ^{[ 7 ]}

Más concretamente, se producen los siguientes pasos:

1. La bacteria, antes de la fisión binaria, se encuentra en una fase en la que el ADN está fuertemente enrollado.
2. El ADN de la bacteria se ha desenrollado y duplicado.
3. El ADN es arrastrado hacia los polos opuestos de la bacteria a medida que esta aumenta de tamaño para prepararse para la división.
4. El crecimiento de una nueva pared celular comienza a separar la bacteria (desencadenado por la polimerización de FtsZ y la formación del "anillo Z") ^{[ 8 ].}
5. La nueva pared celular ( tabique ) se desarrolla por completo, lo que da como resultado la división total de la bacteria.
6. Las nuevas células hijas poseen varillas de ADN fuertemente enrolladas, ribosomas y plásmidos ; ahora son organismos completamente nuevos.

Estudios realizados con bacterias modificadas genéticamente para no producir pared celular, denominadas bacterias en forma L , indican que FtsZ requiere una pared celular para funcionar. Se sabe poco sobre cómo se dividen las bacterias que no desarrollan pared celular de forma natural, pero se cree que su división se asemeja al proceso de extrusión y separación por gemación de las bacterias en forma L. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

La fisión binaria es generalmente rápida, aunque su velocidad varía entre especies. Para E. coli , las células se dividen típicamente cada 20 minutos a 37  °C. ^{[ 11 ]} Debido a que las nuevas células, a su vez, experimentarán fisión binaria por sí mismas, el tiempo que requiere la fisión binaria es también el tiempo que requiere el cultivo bacteriano para duplicar el número de células que contiene. Este período de tiempo puede, por lo tanto, denominarse tiempo de duplicación . Algunas especies distintas de E. coli pueden tener tiempos de duplicación más rápidos o más lentos: algunas cepas de Mycobacterium tuberculosis pueden tener tiempos de duplicación de casi 100 horas. ^{[ 12 ]} El crecimiento bacteriano está limitado por factores como la disponibilidad de nutrientes y el espacio disponible, por lo que la fisión binaria ocurre a tasas mucho más bajas en los cultivos bacterianos una vez que entran en la fase estacionaria de crecimiento.

Las Thermoproteota (anteriormente Crenarchaeota ) no poseen pared celular ni el mecanismo FtsZ. Utilizan una versión primitiva del sistema eucariota ESCRT -III (también conocido como Cdv ) para manipular la membrana y separarla, específicamente al introducirse en el centro de las dos células hijas que pronto se formarán. ^{[ 13 ] [ 10 ]} Las Euryarchaeota utilizan FtsZ como las bacterias. ^{[ 5 ] [ 14 ]}

En los apicomplejos , un filo de protistas parásitos, la descendencia múltiple se produce comúnmente mediante divisiones nucleares repetidas, seguidas de gemación coordinada y citocinesis que divide el citoplasma en numerosas células hijas. Este proceso se denomina merogonia cuando produce merozoítos , esporogonia cuando produce esporozoítos y microgametogonia cuando produce microgametos . Los merozoítos son múltiples células hijas que se originan dentro de la misma membrana celular. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

Las algas verdes pueden dividirse en más de dos células hijas. El número exacto de células hijas depende de la especie de alga y es un efecto de la temperatura y la luz. ^{[ 24 ]}