La fissione binaria è una forma di riproduzione asessuata che viene utilizzata da tutti gli organismi procarioti e anche da alcuni organismi eucarioti come i funghi. Oltre ad essere utilizzato per duplicare interi organismi, questo processo viene utilizzato anche all’interno delle cellule degli organismi eucarioti da alcuni organelli. In questo processo, due cellule figlie sono prodotte da una singola cellula madre che si autoclona efficacemente. Il batterio Escherichia coli è stato ampiamente utilizzato dai ricercatori che studiano la fissione binaria, in quanto fornisce un classico esempio di questo metodo di riproduzione asessuata in azione, ed è molto abbondante.
Nella fissione binaria, la cellula inizia duplicando il suo DNA per creare due set completi, e poi crescendo fino a dimensioni molto più grandi di quelle normali. Man mano che la cellula cresce, gli insiemi di DNA si spostano alle estremità opposte della cellula. Una volta che la cellula ha raggiunto la giusta dimensione, si divide in due, creando due cellule figlie con DNA identico. Questo processo è classicamente utilizzato quando un organismo vive in un ambiente stabile.
Oltre a riprodursi tramite fissione binaria, molti procarioti possono anche riprodursi sessualmente. La riproduzione sessuale è importante, perché contribuisce alla diversità genetica mescolando i geni di vari individui. Sessioni ripetute di fissione binaria ridurrebbero la diversità genetica, rendendo la specie nel suo insieme molto suscettibile di essere spazzata via. La riproduzione sessuale mescola le cose, mantenendo le specie diverse e favorendo lo sviluppo di mutazioni benefiche.
La tempistica della fissione binaria è importante, poiché gli organismi devono farlo al momento giusto. Il processo è parzialmente regolato dall’anello settale, un anello di proteine che si forma intorno al centro della cellula, incoraggiandola a dividersi in modo uniforme senza danneggiare il DNA o la parete cellulare. Errori nel processo di fissione possono causare la formazione di cellule figlie con DNA incompleto o copie extra di alcuni geni. L’anello settale è progettato per evitare ciò.
All’interno delle cellule degli organismi eucarioti, organelli come i mitocondri possono essere riprodotti con questo metodo. La fissione binaria all’interno della cellula è solitamente programmata per avvenire quando la cellula è in procinto di replicarsi e dividersi come parte del ciclo cellulare. Possono verificarsi errori durante questo processo, causando problemi con le cellule figlie prodotte durante la divisione cellulare. Questi errori possono causare la morte cellulare perché la nuova cellula non può sopravvivere da sola, oppure possono portare a condizioni come i tumori, causati da errori nella divisione cellulare che portano a una proliferazione della crescita cellulare.