Die binäre Spaltung ist eine Form der asexuellen Fortpflanzung, die von allen prokaryontischen Organismen und auch einigen eukaryontischen Organismen wie Pilzen verwendet wird. Dieser Prozess wird nicht nur zur Vervielfältigung ganzer Organismen verwendet, sondern auch innerhalb der Zellen eukaryontischer Organismen von einigen der Organellen. Bei diesem Prozess werden zwei Tochterzellen von einer einzigen Elternzelle produziert, die sich selbst effektiv kloniert. Das Bakterium Escherichia coli wurde von Forschern, die die binäre Spaltung untersuchen, ausgiebig verwendet, da es ein klassisches Beispiel für diese asexuelle Fortpflanzungsmethode in Aktion darstellt und sehr häufig vorkommt.
Bei der binären Spaltung beginnt die Zelle damit, ihre DNA zu duplizieren, um zwei vollständige Sätze zu bilden, und wächst dann zu einer viel größeren Größe als sie normalerweise ist. Wenn die Zelle wächst, wandern die DNA-Sätze zu den gegenüberliegenden Enden der Zelle. Sobald die Zelle die richtige Größe erreicht hat, teilt sie sich in zwei Teile, wodurch zwei Tochterzellen mit identischer DNA entstehen. Dieser Prozess wird klassischerweise verwendet, wenn ein Organismus in einer stabilen Umgebung lebt.
Neben der Fortpflanzung durch binäre Spaltung können sich viele Prokaryonten auch sexuell fortpflanzen. Die sexuelle Fortpflanzung ist wichtig, da sie durch die Vermischung der Gene verschiedener Individuen zur genetischen Vielfalt beiträgt. Wiederholte Sitzungen der binären Spaltung würden die genetische Vielfalt reduzieren und die Art als Ganzes sehr anfällig für die Ausrottung machen. Die sexuelle Fortpflanzung bringt die Dinge durcheinander, hält die Artenvielfalt und fördert die Entwicklung von nützlichen Mutationen.
Der Zeitpunkt der Doppelspaltung ist wichtig, da Organismen dies im richtigen Moment tun müssen. Der Prozess wird teilweise durch den Septumring reguliert, einen Ring aus Proteinen, der sich um die Mitte der Zelle bildet und diese gleichmäßig aufspaltet, ohne die DNA oder die Zellwand zu beschädigen. Fehler im Spaltungsprozess können zur Bildung von Tochterzellen mit unvollständiger DNA oder zusätzlichen Kopien bestimmter Gene führen. Der Septumring soll dies verhindern.
Innerhalb der Zellen eukaryontischer Organismen können mit dieser Methode Organellen wie die Mitochondrien nachgebildet werden. Die binäre Spaltung innerhalb der Zelle wird normalerweise zeitlich festgelegt, wenn die Zelle im Prozess der Replikation und Teilung als Teil des Zellzyklus stattfindet. Dabei können Fehler auftreten, die bei der Zellteilung zu Problemen mit den Tochterzellen führen. Diese Fehler können zum Zelltod führen, weil die neue Zelle alleine nicht überleben kann, oder sie können zu Erkrankungen wie Krebs führen, verursacht durch Fehler bei der Zellteilung, die zu einer Vermehrung des Zellwachstums führen.