Bipartition ou fission binaire : Définition, étapes et types

La fission binaire, également connue sous le nom de bipartition, est une méthode de reproduction asexuée que l'on trouve chez les archées, les bactéries et les protozoaires. Elle implique la duplication simultanée de l'ADN et la division du cytoplasme afin de donner naissance à deux cellules filles identiques. Le terme « bipartition » vient du latin « bipartitio », qui signifie diviser en deux parties. Ce terme est composé de trois éléments distincts :

• Le préfixe « bi- » qui indique « deux ».
• Le verbe « partiri » qui signifie « diviser ».
• Le suffixe « -tion » qui signifie « action et effet ».

En résumé, la bipartition est le fait de diviser quelque chose en deux parties ou portions.

Le processus de bipartition peut être divisé en quatre étapes :

1. Réplication de l'ADN : le chromosome circulaire d'ADN est attaché à la membrane cellulaire, où la réplication commence. L'ADN est dupliqué dans les deux sens jusqu'à ce que les deux nouveaux brins se rejoignent et que la réplication de l'ADN soit terminée.
2. Croissance cellulaire : au fur et à mesure de la copie de l'ADN, la cellule bactérienne grossit. La membrane cellulaire se développe entre les deux copies du chromosome, facilitant leur séparation vers les extrémités opposées de la cellule et initiant la ségrégation du génome.
3. Ségrégation du génome : ce processus est continu, accompagnant la croissance de la cellule et la réplication du chromosome ADN. Une fois la réplication terminée, une copie du chromosome se sépare et migre vers l'extrémité opposée de la cellule en croissance, ce qui déclenche ce qu'on appelle cytokinèse.
4. Cytokinèse : elle commence par la formation d'un anneau protéique, semblable à l'anneau contractile des cellules animales, qui crée un sillon de clivage au milieu de la cellule. Ce sillon de clivage divise le cytoplasme en deux parties. Au cours de la cytokinèse, d'autres protéines synthétisent de nouveaux composants de la paroi cellulaire et de la membrane plasmique, formant une cloison appelée septum. Ce septum finit par séparer les cellules filles, complétant ainsi la bipartition bactérienne.

Quelques aspects supplémentaires à prendre en compte :

Chez les bactéries comme E. coli, l'origine de la réplication (OriC) est située à un pôle de la bactérie avant la réplication, et migre vers le pôle opposé une fois la réplication terminée.

La fission binaire dépend de protéines telles que FtsZ, qui forme un anneau à l'équateur de la cellule et recrute d'autres protéines nécessaires à la division cellulaire. Des protéines telles que FtsK et les hydrolases de la mureine sont également impliquées dans la séparation des chromosomes et des cellules filles.

Certaines bactéries possèdent des plasmides, des petits paquets flottants d'ADN, qui se répliquent également, mais qui ne sont pas répartis uniformément entre les cellules filles. Cela peut entraîner des variations génétiques dans la population bactérienne.

En fonction de l'axe ou du plan dans lequel la croissance et la division de la cellule se produisent, la cellule d'origine peut se diviser de différentes manières. Les types de fission binaire les plus courants, en fonction du plan de division, sont :

• Transversale : les bactéries allongées, en forme de rouleau, ont tendance à croître en longueur et à se diviser en deux dans leur plan transversal, c'est-à-dire dans le sens de la largeur.
• Longitudinal : certaines bactéries en forme de rouleau croissent en épaisseur et se divisent dans le sens de la longueur, ce qui donne deux cellules filles parallèles. Après la division, la cellule ressemble à deux rouleaux côte à côte, parallèles l'un à l'autre.
• Orthogonale : chez certaines bactéries sphériques, comme Staphylococcus aureus, la division se produit dans un plan orthogonal, c'est-à-dire perpendiculaire au plan de division précédent, formant des amas de bactéries.

Les trois types de fission binaire impliquent la division de la cellule exactement en deux, produisant deux cellules filles de taille égale. Cependant, certaines bactéries subissent une fission asymétrique où la division du cytoplasme commence plus près d'un pôle, semblable à une forme de bourgeonnement où des bourgeons plus petits que la cellule mère se forment. Avant que ces bourgeons ne se séparent, ils peuvent atteindre presque la même taille que la cellule mère.

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• Bipartition transversale : cette méthode de division est largement répandue chez les bactéries, comme Escherichia coli et Bacillus subtilis. Chez les protistes eucaryotes, la fission binaire du protozoaire Paramecium est souvent qualifiée de transversale.
• Bipartition longitudinale : ce mode de division est rare et se retrouve chez quelques bactéries, comme la bactérie marine Candidatus Thiosymbion oneisti, qui vit en association avec des nématodes. Chez les protistes eucaryotes, la fission binaire de l'algue Euglena est souvent mentionnée comme longitudinale.
• Bipartition orthogonale : chez les bactéries sphériques comme Staphylococcus aureus, la division se produit dans un plan orthogonal, c'est-à-dire perpendiculaire au plan de division précédent. En raison de cette caractéristique de division, S. aureus forme souvent des amas de bactéries.
• Bipartition ou fission asymétrique : la bactérie pathogène Chlamydia trachomatis et certaines formes ou variantes de B. subtilis présentent ce type de division asymétrique.

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