माइटोटिक कोशिका विभाजन एक स्टीरियोटाइप के रूप में किया जाता है। पादप कोशिका माइटोसिस

समसूत्री कोशिका विभाजन

दैहिक कोशिकाओं के विभाजन के कारण पिल्ला बढ़ता और आकार में बढ़ता है जिसे कहा जाता है माइटोसिस.माइटोसिस नहीं है प्रत्यक्ष विभाजनदैहिक कोशिका जब वे घटित होती हैं जटिल परिवर्तनइसके केन्द्रक और कोशिका द्रव्य में। एक शुक्राणु द्वारा अंडे के निषेचन (ओवोगैमी) के बाद (संलयन, या युग्मकों का युग्मन), ए युग्मनज(ओसिस्ट) एक नया जीव है जिसमें केवल एक कोशिका होती है। एक नए जीव की वृद्धि और विकास की प्रक्रिया इस कोशिका (मातृ) के पहले माइटोटिक विभाजन के क्षण से शुरू होती है, जब इससे पूरी तरह से समान दो बेटी (अधिक सटीक रूप से, बहन) कोशिकाएं उत्पन्न होती हैं, और मृत्यु तक जारी रहती हैं।

चित्र 1 कोशिका संरचना

माइटोसिस की प्रक्रिया के दौरान होता है:

1- गुणसूत्र पदार्थ का दोगुना होना;

2- परिवर्तन शारीरिक हालतऔर गुणसूत्रों का रासायनिक संगठन;

3- कोशिका के ध्रुवों में बहन गुणसूत्रों का विचलन;

4- साइटोप्लाज्म का बाद में विभाजन और पूर्ण पुनर्प्राप्तिनई कोशिकाओं में दो केन्द्रक।

माइटोसिस में रखा गया जीवन चक्रपरमाणु जीन: दोहराव, वितरण और कार्यप्रणाली। कोशिका विभाजन के बीच की अवधि कहलाती है interphase, जिसके दौरान इसमें सक्रिय जीवन प्रक्रियाएं और अगले विभाजन की तैयारी होती है। कोशिका में होने वाले परिवर्तनों का पूरा चक्र

एक डिवीजन से दूसरे डिवीजन को कहा जाता है समसूत्री चक्र.उत्तरार्द्ध में दो मुख्य अवधियाँ शामिल हैं - इंटरफ़ेज़ और माइटोसिस ही।

माइटोसिस के परिणामस्वरूप, एक कोशिका समान गुणसूत्रों वाली दो कोशिकाओं का निर्माण करती है। इस प्रकार, माइटोसिस संख्या और सेट की निरंतरता और निरंतरता सुनिश्चित करता है, अर्थात, विभाजित कोशिकाओं की क्रमिक पीढ़ियों में गुणसूत्रों की गुणात्मक विशिष्टता (चित्र 2 देखें)।

इंटरफ़ेज़ में, दो क्रमिक कोशिका विभाजनों के बीच की अवधि, डीएनए की प्रतिकृति (ऑटोडुप्लिकेशन, या स्व-दोहराव) नाभिक में होती है, और इसलिए कोशिका में गुणसूत्रों की संख्या (सेंट्रोमियर द्वारा एक साथ रखी गई बहन क्रोमैटिड्स का निर्माण, यानी) , एक शरीर जो क्रोमोसोम के यांत्रिक केंद्र के रूप में कार्य करता है), साथ ही बाद का डिस्पिरलाइजेशन भी।

मेटाफ़ेज़, या परमाणु विभाजन के केंद्रीय चरण में, दो क्रोमैटिड से युक्त एक गुणसूत्र दो बेटी गुणसूत्रों में बदल जाता है।

चावल। 2. मिटोसिस

1 - गुणसूत्रों के तीन जोड़े; 2 - सेंट्रोमियर पर जुड़े बहन क्रोमैटिड के गठन के साथ गुणसूत्रों की प्रतिकृति; 3 - परमाणु आवरण के ध्रुवों पर, तारकीय किरणों के साथ सेंट्रोसोम दिखाई देते हैं, जो क्रोमैटिड्स के सेंट्रोमेरिक क्षेत्र में जाते हैं, भूमध्य रेखा के साथ संरेखित होते हैं, ताकि बहन क्रोमैटिड्स के सेंट्रोमर्स को अलग किया जा सके और उन्हें अलग-अलग ध्रुवों पर ले जाया जा सके; 4 - गुणसूत्रों का निरसन, परमाणु झिल्ली की बहाली और मां के समान दो बेटी कोशिकाओं के गठन के साथ एक सेल सेप्टम का गठन, जिसमें बिल्कुल समान संख्या में गुणसूत्र होते हैं।

एनाफ़ेज़ में, कोशिका के ध्रुवों में बेटी गुणसूत्रों का विभाजन और विचलन होता है, अर्थात, उनकी उचित संख्या बहाल हो जाती है। टेलोफ़ेज़ में, कोशिका विभाजन का अंतिम चरण, गुणसूत्र विभाजन की शुरुआत से पहले जैसा ही रूप धारण कर लेते हैं, और प्रत्येक बेटी नाभिक में डीएनए की मात्रा पिछले चरणों की तुलना में आधी हो जाती है। इस प्रकार, दोनों पुत्री कोशिकाएं समाहित होती हैं समान मात्रासाइटोप्लाज्म और गुणसूत्रों के समान सेट और माइटोसिस से गुजरने के लिए तैयार हैं।

शरीर की सभी दैहिक कोशिकाएँ लगातार विभाजित नहीं होती हैं। प्रगति पर है भ्रूण विकासअंगों और ऊतकों का विभेदन होता है, जो उनके अपने विशिष्ट, आनुवंशिक रूप से निर्धारित पथ के साथ विकसित होते हैं। इसलिए, कुछ कोशिकाएं मस्तिष्क कोशिकाओं में बदल जाती हैं, अन्य रक्त कोशिकाओं में, आदि। इसके अलावा, उनमें से कुछ लगातार विभाजित होते हैं, जबकि अन्य केवल विकास के एक निश्चित चरण में या यदि आवश्यक हो, उदाहरण के लिए, पुनर्योजी के लिए जिम्मेदार होते हैं।

(पुनर्स्थापनात्मक) प्रक्रियाएं।

कोशिका विभाजन प्रजनन का केन्द्रीय बिन्दु है।

विभाजन की प्रक्रिया के दौरान एक कोशिका से दो कोशिकाएँ उत्पन्न होती हैं। कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों को आत्मसात करने के आधार पर, एक कोशिका एक विशिष्ट संरचना और कार्यों के साथ अपनी कोशिका बनाती है।

कोशिका विभाजन में, दो मुख्य क्षण देखे जा सकते हैं: परमाणु विभाजन - माइटोसिस और साइटोप्लाज्मिक विभाजन - साइटोकाइनेसिस, या साइटोटॉमी। आनुवंशिकीविदों का मुख्य ध्यान अभी भी माइटोसिस पर केंद्रित है, क्योंकि गुणसूत्र सिद्धांत के दृष्टिकोण से, नाभिक को आनुवंशिकता का "अंग" माना जाता है।

माइटोसिस की प्रक्रिया के दौरान होता है:

1. गुणसूत्र पदार्थ का दोहरीकरण;
2. गुणसूत्रों की भौतिक अवस्था और रासायनिक संगठन में परिवर्तन;
3. बेटी, या बल्कि बहन, गुणसूत्रों का कोशिका के ध्रुवों से विचलन;
4. साइटोप्लाज्म का बाद में विभाजन और सहयोगी कोशिकाओं में दो नए नाभिकों की पूर्ण बहाली।

इस प्रकार, परमाणु जीन का संपूर्ण जीवन चक्र समसूत्री विभाजन में निहित है: दोहराव, वितरण और कार्यप्रणाली; माइटोटिक चक्र के पूरा होने के परिणामस्वरूप, बहन कोशिकाएं समान "विरासत" के साथ समाप्त हो जाती हैं।

विभाजन के दौरान, कोशिका नाभिक पाँच क्रमिक चरणों से गुजरता है: इंटरफ़ेज़, प्रोफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़ और टेलोफ़ेज़; कुछ साइटोलॉजिस्ट एक और छठे चरण की पहचान करते हैं - प्रोमेटाफ़ेज़।

दो क्रमिक कोशिका विभाजनों के बीच, केन्द्रक इंटरफ़ेज़ चरण में होता है। इस अवधि के दौरान, निर्धारण और धुंधलापन के दौरान, नाभिक में पतले धागों को रंगने से एक जालीदार संरचना बनती है, जो अगले चरण में गुणसूत्रों में बनती है। हालाँकि इंटरफ़ेज़ को अलग तरह से कहा जाता है आराम कर रहे नाभिक का चरण, शरीर पर ही, इस अवधि के दौरान नाभिक में चयापचय प्रक्रियाएं सबसे बड़ी गतिविधि के साथ होती हैं।

प्रोफ़ेज़ विभाजन के लिए नाभिक की तैयारी का पहला चरण है। प्रोफ़ेज़ में जाल संरचनाकेन्द्रक धीरे-धीरे गुणसूत्र धागों में बदल जाता है। आरंभिक भविष्यवाणियों से भी प्रकाश सूक्ष्मदर्शीगुणसूत्रों की दोहरी प्रकृति देखी जा सकती है। इससे पता चलता है कि नाभिक में यह प्रारंभिक या देर से इंटरफेज़ में होता है कि माइटोसिस की सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया होती है - गुणसूत्रों का दोहरीकरण, या पुनर्विकास, जिसमें प्रत्येक मातृ गुणसूत्र एक समान बनाता है - एक बेटी। परिणामस्वरूप, प्रत्येक गुणसूत्र अनुदैर्ध्य रूप से दोगुना दिखाई देता है। हालाँकि, गुणसूत्रों के ये आधे भाग, जिन्हें कहा जाता है बहन क्रोमैटिड्स, प्रोफ़ेज़ में विचलन न करें, क्योंकि वे एक सामान्य क्षेत्र - सेंट्रोमियर द्वारा एक साथ रखे जाते हैं; सेंट्रोमेरिक क्षेत्र बाद में विभाजित होता है। प्रोफ़ेज़ में, गुणसूत्र अपनी धुरी के साथ मुड़ने की प्रक्रिया से गुजरते हैं, जिससे वे छोटे और मोटे हो जाते हैं। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि प्रोफ़ेज़ में, कैरियोलिम्फ में प्रत्येक गुणसूत्र यादृच्छिक रूप से स्थित होता है।

पशु कोशिकाओं में, देर से टेलोफ़ेज़ या बहुत प्रारंभिक इंटरफ़ेज़ में भी, सेंट्रीओल का दोहराव होता है, जिसके बाद प्रोफ़ेज़ में बेटी सेंट्रीओल्स ध्रुवों और एस्ट्रोस्फीयर और स्पिंडल की संरचनाओं में परिवर्तित होने लगती है, जिसे नया उपकरण कहा जाता है। उसी समय, न्यूक्लियोली भंग हो जाता है। प्रोफ़ेज़ के अंत का एक आवश्यक संकेत परमाणु झिल्ली का विघटन है, जिसके परिणामस्वरूप गुणसूत्र साइटोप्लाज्म और कैरियोप्लाज्म के सामान्य द्रव्यमान में समाप्त हो जाते हैं, जो अब मायक्सोप्लाज्म बनाते हैं। इससे प्रोफ़ेज़ समाप्त होता है; कोशिका मेटाफ़ेज़ में प्रवेश करती है।

में हाल ही मेंप्रोफ़ेज़ और मेटाफ़ेज़ के बीच, शोधकर्ताओं ने एक मध्यवर्ती चरण को भेद करना शुरू किया जिसे कहा जाता है prometaphase. प्रोमेटाफ़ेज़ को परमाणु झिल्ली के विघटन और गायब होने और कोशिका के भूमध्यरेखीय तल की ओर गुणसूत्रों की गति की विशेषता है। लेकिन इस क्षण तक एक्रोमैटिन स्पिंडल का निर्माण अभी तक पूरा नहीं हुआ है।

मेटाफ़ेज़धुरी के भूमध्य रेखा पर गुणसूत्रों की व्यवस्था के पूरा होने की अवस्था कहलाती है। भूमध्यरेखीय तल में गुणसूत्रों की विशिष्ट व्यवस्था को भूमध्यरेखीय, या मेटाफ़ेज़, प्लेट कहा जाता है। एक दूसरे के सापेक्ष गुणसूत्रों की व्यवस्था यादृच्छिक होती है। मेटाफ़ेज़ में, गुणसूत्रों की संख्या और आकार स्पष्ट रूप से प्रकट होते हैं, खासकर कोशिका विभाजन के ध्रुवों से भूमध्यरेखीय प्लेट की जांच करते समय। एक्रोमैटिन स्पिंडल पूरी तरह से बनता है: स्पिंडल फिलामेंट्स साइटोप्लाज्म के बाकी हिस्सों की तुलना में सघन स्थिरता प्राप्त करते हैं और क्रोमोसोम के सेंट्रोमेरिक क्षेत्र से जुड़े होते हैं। इस अवधि के दौरान कोशिका के साइटोप्लाज्म में सबसे कम चिपचिपाहट होती है।

एनाफ़ेज़इसे माइटोसिस का अगला चरण कहा जाता है, जिसमें क्रोमैटिड विभाजित होते हैं, जिन्हें अब बहन या बेटी गुणसूत्र कहा जा सकता है, और ध्रुवों की ओर विचरण करते हैं। इस मामले में, सबसे पहले, सेंट्रोमेरिक क्षेत्र एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, और फिर गुणसूत्र स्वयं ध्रुवों की ओर विचरण करते हैं। यह कहा जाना चाहिए कि एनाफ़ेज़ में गुणसूत्रों का विचलन एक साथ शुरू होता है - "मानो आदेश पर" - और बहुत जल्दी समाप्त हो जाता है।

टेलोफ़ेज़ के दौरान, बेटी गुणसूत्र निराश हो जाते हैं और अपनी स्पष्ट व्यक्तित्व खो देते हैं। कोर शैल और कोर स्वयं बनते हैं। केन्द्रक का पुनर्निर्माण किया जाता है उल्टे क्रमप्रोफ़ेज़ में हुए परिवर्तनों की तुलना में। अंत में, न्यूक्लियोली (या न्यूक्लियोलस) भी बहाल हो जाते हैं, और उसी मात्रा में जितनी वे मूल नाभिक में मौजूद थे। न्यूक्लियोली की संख्या प्रत्येक कोशिका प्रकार की विशेषता होती है।

इसी समय, कोशिका शरीर का सममित विभाजन शुरू होता है। संतति कोशिकाओं के केंद्रक अंतरावस्था अवस्था में प्रवेश करते हैं।

ऊपर दिया गया चित्र जानवरों और पौधों की कोशिकाओं में साइटोकाइनेसिस का एक आरेख दिखाता है। में पशु सेलविभाजन मातृ कोशिका के साइटोप्लाज्म को जोड़कर होता है। पादप कोशिका में, कोशिका सेप्टम का निर्माण स्पिंडल प्लाक के क्षेत्रों के साथ होता है, जो भूमध्यरेखीय तल में फ्रैग्मोप्लास्ट नामक एक विभाजन का निर्माण करता है। इससे समसूत्री चक्र समाप्त हो जाता है। इसकी अवधि स्पष्टतः ऊतक के प्रकार पर निर्भर करती है, शारीरिक अवस्थाशरीर, बाहरी कारक (तापमान, प्रकाश शासन) और 30 मिनट से 3 घंटे तक रहता है। विभिन्न लेखकों के अनुसार, व्यक्तिगत चरणों के पारित होने की गति परिवर्तनशील है।

दोनों आंतरिक और बाह्य कारकजीव की वृद्धि और उसकी कार्यात्मक अवस्था पर कार्य करने वाला वातावरण कोशिका विभाजन की अवधि और उसके व्यक्तिगत चरणों को प्रभावित करता है। चूँकि कोशिका की चयापचय प्रक्रियाओं में केन्द्रक एक बड़ी भूमिका निभाता है, इसलिए यह मानना ​​स्वाभाविक है कि माइटोटिक चरणों की अवधि अंग ऊतक की कार्यात्मक स्थिति के अनुसार भिन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, यह स्थापित किया गया है कि जानवरों के आराम और नींद के दौरान, विभिन्न ऊतकों की माइटोटिक गतिविधि जागने की तुलना में बहुत अधिक होती है। कई जानवरों में कोशिका विभाजन की आवृत्ति प्रकाश में कम हो जाती है और अंधेरे में बढ़ जाती है। यह भी माना जाता है कि हार्मोन कोशिका की माइटोटिक गतिविधि को प्रभावित करते हैं।

कोशिका की विभाजित होने की तैयारी को निर्धारित करने वाले कारण अभी भी अस्पष्ट हैं। कई कारण सुझाने के कारण हैं:

1. सेलुलर प्रोटोप्लाज्म, क्रोमोसोम और अन्य ऑर्गेनेल के द्रव्यमान को दोगुना करना, जिसके कारण परमाणु-प्लाज्मा संबंध बाधित हो जाते हैं; विभाजित करने के लिए, एक कोशिका को किसी दिए गए ऊतक की कोशिकाओं की एक निश्चित वजन और मात्रा की विशेषता तक पहुंचना चाहिए;
2. गुणसूत्र दोहरीकरण;
3. गुणसूत्रों और अन्य कोशिकांगों द्वारा विशेष पदार्थों का स्राव जो कोशिका विभाजन को उत्तेजित करते हैं।

माइटोसिस के एनाफ़ेज़ में ध्रुवों के लिए गुणसूत्र विचलन का तंत्र भी अस्पष्ट रहता है। इस प्रक्रिया में एक सक्रिय भूमिका स्पिंडल फिलामेंट्स द्वारा निभाई जाती है, जो सेंट्रीओल्स और सेंट्रोमीटर द्वारा व्यवस्थित और उन्मुख प्रोटीन फिलामेंट्स का प्रतिनिधित्व करते हैं।

माइटोसिस की प्रकृति, जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, प्रकार और के आधार पर भिन्न होती है कार्यात्मक अवस्थाकपड़े. विभिन्न ऊतकों की कोशिकाओं की विशेषता होती है विभिन्न प्रकार केमाइटोसिस। वर्णित प्रकार के माइटोसिस में, कोशिका विभाजन समान और सममित तरीके से होता है। सममित समसूत्री विभाजन के परिणामस्वरूप, बहन कोशिकाएं परमाणु जीन और साइटोप्लाज्म दोनों के संदर्भ में आनुवंशिक रूप से समतुल्य होती हैं। हालाँकि, सममित के अलावा, अन्य प्रकार के माइटोसिस भी हैं, अर्थात्: असममित माइटोसिस, विलंबित साइटोकाइनेसिस के साथ माइटोसिस, बहुकेंद्रीय कोशिकाओं का विभाजन (सिंसिटिया का विभाजन), अमिटोसिस, एंडोमाइटोसिस, एंडोरेप्रोडक्शन और पॉलीटेनी।

असममित माइटोसिस के मामले में, बहन कोशिकाएं आकार, साइटोप्लाज्म की मात्रा और अपने भविष्य के भाग्य के संबंध में भी असमान होती हैं। इसका एक उदाहरण टिड्डी न्यूरोब्लास्ट की बहन (बेटी) कोशिकाओं का असमान आकार, परिपक्वता के दौरान जानवरों के अंडे और सर्पिल विखंडन के दौरान है; जब परागकणों में केन्द्रक विभाजित होते हैं, तो पुत्री कोशिकाओं में से एक आगे विभाजित हो सकती है, दूसरी नहीं, आदि।

विलंबित साइटोकाइनेसिस के साथ माइटोसिस की विशेषता इस तथ्य से होती है कि कोशिका नाभिक कई बार विभाजित होता है, और उसके बाद ही कोशिका शरीर विभाजित होता है। इस विभाजन के फलस्वरूप सिन्सिटियम जैसी बहुकेंद्रकीय कोशिकाएँ बनती हैं। इसका एक उदाहरण भ्रूणपोष कोशिकाओं का निर्माण और बीजाणुओं का निर्माण है।

अमितोसिसविखंडन आकृतियों के निर्माण के बिना प्रत्यक्ष परमाणु विखंडन कहा जाता है। इस मामले में, नाभिक का विभाजन इसे दो भागों में "लेस" करके होता है; कभी-कभी एक ही नाभिक से एक साथ कई नाभिक बनते हैं (विखंडन)। अमिटोसिस लगातार कई विशिष्ट और पैथोलॉजिकल ऊतकों की कोशिकाओं में होता है, उदाहरण के लिए कैंसरयुक्त ट्यूमर. इसे विभिन्न हानिकारक एजेंटों (आयनीकरण विकिरण और उच्च तापमान) के प्रभाव में देखा जा सकता है।

एंडोमिटोसिसयह उस प्रक्रिया को दिया गया नाम है जिसमें परमाणु विखंडन दोगुना हो जाता है। इस मामले में, गुणसूत्र, हमेशा की तरह, इंटरफ़ेज़ में पुनरुत्पादित होते हैं, लेकिन उनका बाद का विचलन नाभिक के अंदर परमाणु आवरण के संरक्षण के साथ और एक्रोमैटिन स्पिंडल के गठन के बिना होता है। कुछ मामलों में, यद्यपि परमाणु झिल्ली विलीन हो जाती है, गुणसूत्र ध्रुवों की ओर विचरण नहीं करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कोशिका में गुणसूत्रों की संख्या कई दसियों गुना तक बढ़ जाती है। एंडोमिटोसिस पौधों और जानवरों दोनों के विभिन्न ऊतकों की कोशिकाओं में होता है। उदाहरण के लिए, ए.ए. प्रोकोफीवा-बेलगोव्स्काया ने दिखाया कि विशेष ऊतकों की कोशिकाओं में एंडोमिटोसिस के माध्यम से: साइक्लोप्स के हाइपोडर्मिस में, वसा शरीर, पेरिटोनियल एपिथेलियम और फ़िली (स्टेनोबोथ्रस) के अन्य ऊतकों में - गुणसूत्रों का सेट 10 गुना बढ़ सकता है . गुणसूत्रों की संख्या में यह वृद्धि जुड़ी हुई है कार्यात्मक विशेषताएंविभेदित ऊतक.

पॉलीटेनी के दौरान, क्रोमोसोमल स्ट्रैंड्स की संख्या कई गुना बढ़ जाती है: पूरी लंबाई के साथ दोहराव के बाद, वे अलग नहीं होते हैं और एक-दूसरे से सटे रहते हैं। इस मामले में, एक गुणसूत्र के भीतर गुणसूत्र धागों की संख्या कई गुना बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप गुणसूत्रों का व्यास उल्लेखनीय रूप से बढ़ जाता है। एक पॉलीटीन गुणसूत्र में ऐसे पतले धागों की संख्या 1000-2000 तक पहुँच सकती है। इस मामले में, तथाकथित विशाल गुणसूत्र बनते हैं। पॉलिथेनिया के साथ, माइटोटिक चक्र के सभी चरण समाप्त हो जाते हैं, मुख्य चरण को छोड़कर - गुणसूत्र के प्राथमिक स्ट्रैंड का प्रजनन। पॉलीटेनी की घटना कई विभेदित ऊतकों की कोशिकाओं में देखी जाती है, उदाहरण के लिए ऊतक में लार ग्रंथियांडिप्टेरा, कुछ पौधों और प्रोटोजोआ की कोशिकाओं में।

कभी-कभी बिना किसी परमाणु परिवर्तन के एक या अधिक गुणसूत्रों का दोहराव होता है - इस घटना को कहा जाता है एंडोरप्रोडक्शन.

तो, कोशिका समसूत्रण के सभी चरण, घटक, केवल एक विशिष्ट प्रक्रिया के लिए अनिवार्य हैं।

कुछ मामलों में, मुख्यतः में विभेदित ऊतक, समसूत्री चक्र में परिवर्तन होता है। ऐसे ऊतकों की कोशिकाएं पूरे जीव को पुन: उत्पन्न करने की क्षमता खो देती हैं, और उनके नाभिक की चयापचय गतिविधि सामाजिक ऊतक के कार्य के अनुकूल हो जाती है।

भ्रूण और विभज्योतक कोशिकाएं जिन्होंने पूरे जीव के पुनरुत्पादन का कार्य नहीं खोया है और अविभाजित ऊतकों से संबंधित हैं पूरा चक्रमाइटोसिस, जिस पर अलैंगिक और वानस्पतिक प्रजनन आधारित है।

एक बहुकोशिकीय जीव की कोशिकाएँ अपने कार्यों में अत्यंत विविध होती हैं। उनकी विशेषज्ञता के अनुसार, कोशिकाओं के पास है अलग-अलग अवधिज़िंदगी। उदाहरण के लिए, घबराहट और मांसपेशियों की कोशिकाएंखत्म करने के बाद भ्रूण कालविकास विभाजित होना बंद कर देता है और जीव के जीवन भर कार्य करता है। अन्य ऊतकों की कोशिकाएँ - अस्थि मज्जा, एपिडर्मिस, उपकला छोटी आंत- अपना कार्य करने की प्रक्रिया में, वे जल्दी से मर जाते हैं और निरंतर कोशिका प्रजनन के परिणामस्वरूप नए द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं।

इस प्रकार, नवीनीकृत ऊतकों में कोशिकाओं का जीवन चक्र कार्यात्मक रूप से शामिल होता है सक्रिय कार्यऔर विभाजन अवधि. कोशिका विभाजन जीवों के विकास और वृद्धि, उनके प्रजनन को रेखांकित करता है, और जीव के जीवन भर ऊतकों के आत्म-नवीकरण और क्षति के बाद उनकी अखंडता की बहाली को भी सुनिश्चित करता है।

जीवित जीवों में कोशिका प्रजनन का सबसे सामान्य रूप है अप्रत्यक्ष विभाजन, या माइटोसिस.माइटोसिस की विशेषता कोशिका नाभिक के जटिल परिवर्तनों के साथ-साथ विशिष्ट गुणसूत्र संरचनाओं का निर्माण है। कोशिका में गुणसूत्र लगातार मौजूद रहते हैं, लेकिन दो विभाजनों - इंटरफ़ेज़ - के बीच की अवधि के दौरान वे एक सर्पिल अवस्था में होते हैं और इसलिए प्रकाश माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई नहीं देते हैं। इंटरफ़ेज़ में, माइटोसिस की तैयारी होती है, जिसमें मुख्य रूप से डीएनए दोहरीकरण (दोहराव) शामिल होता है। किसी कोशिका को विभाजन के लिए तैयार करने के साथ-साथ माइटोसिस के दौरान होने वाली प्रक्रियाओं के समूह को कहा जाता है समसूत्री चक्र. चित्र से पता चलता है कि विभाजन पूरा होने के बाद, कोशिका डीएनए संश्लेषण की तैयारी की अवधि में प्रवेश कर सकती है, जिसे प्रतीक G1 द्वारा निर्दिष्ट किया गया है। . इस समय, कोशिका में आरएनए और प्रोटीन का गहन संश्लेषण होता है, और डीएनए संश्लेषण में शामिल एंजाइमों की गतिविधि बढ़ जाती है। कोशिका तब डीएनए संश्लेषण शुरू करती है। पुराने डीएनए अणु के दो हेलिकॉप्टर अलग हो जाते हैं, और प्रत्येक नए डीएनए स्ट्रैंड के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट बन जाता है। परिणामस्वरूप, दो बेटी अणुओं में से प्रत्येक में आवश्यक रूप से एक पुराना हेलिक्स और एक नया शामिल होता है। नया अणु बिल्कुल पुराने जैसा ही है। इसका गहरा जैविक अर्थ है: इस तरह, आनुवंशिक जानकारी की निरंतरता अनगिनत कोशिका पीढ़ियों तक संरक्षित रहती है।

विभिन्न कोशिकाओं में डीएनए संश्लेषण की अवधि अलग-अलग होती है और बैक्टीरिया में कई मिनट से लेकर स्तनधारी कोशिकाओं में 6-12 घंटे तक होती है। डीएनए संश्लेषण के पूरा होने के बाद - चरण एसमाइटोटिक चक्र - कोशिका तुरंत विभाजित होना शुरू नहीं होती है। डीएनए संश्लेषण के अंत से लेकर माइटोसिस की शुरुआत तक की अवधि को चरण कहा जाता है जी2.इस अवधि के दौरान, कोशिका माइटोसिस की तैयारी पूरी करती है: एटीपी जमा होता है, एक्रोमैटिन स्पिंडल प्रोटीन संश्लेषित होता है, और सेंट्रीओल्स दोगुना हो जाता है।

माइटोटिक कोशिका विभाजन की प्रक्रिया में चार चरण होते हैं: प्रोफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़ और टेलोफ़ेज़।

में प्रोफेज़केन्द्रक और संपूर्ण कोशिका का आयतन बढ़ जाता है, कोशिका गोल हो जाती है, घट जाती है या बंद हो जाती है कार्यात्मक गतिविधि(उदाहरण के लिए, प्रोटोजोआ में और उच्च जानवरों के ल्यूकोसाइट्स में अमीबॉइड आंदोलन)। अक्सर विशिष्ट कोशिका संरचनाएं (सिलिया, आदि) गायब हो जाती हैं। सेंट्रीओल्स जोड़े में ध्रुवों की ओर मुड़ते हैं, गुणसूत्र सर्पिल होते हैं और परिणामस्वरूप, मोटे हो जाते हैं और दिखाई देने लगते हैं। डीएनए अणुओं से आनुवंशिक जानकारी पढ़ना असंभव हो जाता है: आरएनए संश्लेषण बंद हो जाता है और न्यूक्लियोलस गायब हो जाता है। विभाजन धुरी के तंतु कोशिका के ध्रुवों के बीच फैले होते हैं - एक उपकरण बनता है जो कोशिका के ध्रुवों में गुणसूत्रों के विचलन को सुनिश्चित करता है। पूरे प्रोफ़ेज़ के दौरान, गुणसूत्र सर्पिल होते रहते हैं, मोटे और छोटे होते जाते हैं। प्रोफ़ेज़ के अंत में, परमाणु झिल्ली विघटित हो जाती है और गुणसूत्र साइटोप्लाज्म में बेतरतीब ढंग से बिखरे हुए दिखाई देते हैं।

में मेटाफ़ेज़गुणसूत्र सर्पिलीकरण अधिकतम तक पहुँच जाता है, और छोटे गुणसूत्र ध्रुवों से समान दूरी पर स्थित कोशिका के भूमध्य रेखा की ओर भागते हैं। एक भूमध्यरेखीय, या मेटाफ़ेज़, प्लेट बनती है। माइटोसिस के इस चरण में, गुणसूत्रों की संरचना स्पष्ट रूप से दिखाई देती है, उन्हें गिनना और उनकी व्यक्तिगत विशेषताओं का अध्ययन करना आसान होता है।

प्रत्येक गुणसूत्र में प्राथमिक संकुचन का एक क्षेत्र होता है - सेंट्रोमियर, जिससे माइटोसिस के दौरान धुरी धागा और भुजाएँ जुड़ी होती हैं। मेटाफ़ेज़ चरण में, गुणसूत्र में दो क्रोमैटिड होते हैं, जो केवल सेंट्रोमियर पर एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

किसी भी जीव की सभी दैहिक कोशिकाओं में गुणसूत्रों की एक कड़ाई से परिभाषित संख्या होती है। एक ही प्रजाति के सभी जीवों में, कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या समान होती है: घरेलू मक्खी में - 12, ड्रोसोफिला में - 8, मकई में - 20, स्ट्रॉबेरी में - 56, क्रेफ़िश में - 116, मनुष्यों में - 46 , चिंपैंजी, कॉकरोच और काली मिर्च में - 48. जैसा कि देखा जा सकता है, गुणसूत्रों की संख्या संगठन की ऊंचाई पर निर्भर नहीं करती है और हमेशा फ़ाइलोजेनेटिक संबंध का संकेत नहीं देती है। इसलिए, गुणसूत्रों की संख्या एक प्रजाति-विशिष्ट विशेषता के रूप में काम नहीं करती है। गुणसूत्र सेट (कैरियोटाइप) की विशेषताओं की समग्रता - गुणसूत्रों का आकार, आकार और संख्या - पौधे या जानवर की केवल एक प्रजाति की विशेषता है।

दैहिक कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या सदैव युग्मित होती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि इन कोशिकाओं में एक ही आकार और आकृति के दो गुणसूत्र होते हैं: एक पैतृक जीव से आता है, दूसरा मातृ जीव से। वे गुणसूत्र जो आकार और आकार में समान होते हैं और समान जीन धारण करते हैं, समजात कहलाते हैं। दैहिक कोशिका का गुणसूत्र समूह, जिसमें प्रत्येक गुणसूत्र का एक जोड़ा होता है, कहलाता है दोहरा,या द्विगुणित सेट,और 2n द्वारा निरूपित किया जाता है। गुणसूत्रों के द्विगुणित सेट के अनुरूप डीएनए की मात्रा को 2c के रूप में निर्दिष्ट किया गया है। समजातीय गुणसूत्रों के प्रत्येक जोड़े में से केवल एक ही जनन कोशिकाओं में प्रवेश करता है, इसलिए युग्मकों के गुणसूत्र समूह को कहा जाता है अकेलाया अगुणित.

मेटाफ़ेज़ प्लेट की गुणसूत्र संरचना के विवरण का अध्ययन करना बहुत महत्वपूर्ण है बडा महत्वगुणसूत्रों की संरचना में असामान्यताओं के कारण होने वाले मानव रोगों के निदान के लिए।

में एनाफ़ेज़साइटोप्लाज्म की चिपचिपाहट कम हो जाती है, सेंट्रोमियर अलग हो जाते हैं और इस क्षण से क्रोमैटिड स्वतंत्र गुणसूत्र बन जाते हैं। सेंट्रोमियर से जुड़े स्पिंडल धागे गुणसूत्रों को कोशिका के ध्रुवों तक खींचते हैं, जबकि क्रोमोसोम भुजाएं निष्क्रिय रूप से सेंट्रोमियर का अनुसरण करती हैं। इस प्रकार, एनाफ़ेज़ में, क्रोमोसोम के क्रोमैटिड इंटरफ़ेज़ में दोगुने हो जाते हैं और कोशिका के ध्रुवों की ओर सटीक रूप से विचरण करते हैं। इस समय, कोशिका में गुणसूत्रों के दो द्विगुणित सेट (4n4c) होते हैं।

अंतिम चरण में - टेलोफ़ेज़ -गुणसूत्र खुलते और सर्पिल होते हैं। परमाणु आवरण का निर्माण साइटोप्लाज्म की झिल्ली संरचनाओं से होता है। जंतुओं में कोशिका संकुचन के द्वारा दो छोटी कोशिकाओं में विभाजित हो जाती है। पौधों में, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली कोशिका के मध्य में उभरती है और कोशिका को आधे में विभाजित करते हुए, परिधि तक फैली होती है। अनुप्रस्थ के गठन के बाद कोशिकाद्रव्य की झिल्लीपादप कोशिकाएँ एक सेल्युलोज दीवार विकसित करती हैं। इस प्रकार, एक कोशिका से दो संतति कोशिकाएँ बनती हैं, जिनमें वंशानुगत जानकारी मातृ कोशिका में निहित जानकारी की हूबहू नकल करती है। एक निषेचित अंडे (जाइगोट) के पहले माइटोटिक विभाजन से शुरू होकर, माइटोसिस से उत्पन्न सभी बेटी कोशिकाओं में गुणसूत्रों का एक ही सेट और एक ही जीन होते हैं। इसलिए, माइटोसिस कोशिका विभाजन की एक विधि है जिसमें बेटी कोशिकाओं के बीच आनुवंशिक सामग्री का सटीक वितरण शामिल है।

माइटोसिस के परिणामस्वरूप, दोनों बेटी कोशिकाओं को गुणसूत्रों का द्विगुणित सेट प्राप्त होता है।

उच्च तापमान से माइटोसिस बाधित होता है उच्च खुराकआयनीकरण विकिरण, पौधों के जहर की क्रिया। इन जहरों में से एक, कोल्सीसिन, का उपयोग साइटोजेनेटिक्स में किया जाता है: इसका उपयोग मेटाफ़ेज़ प्लेट के चरण में समसूत्री विभाजन को रोकने के लिए किया जा सकता है, जिससे गुणसूत्रों की संख्या की गणना करना और उनमें से प्रत्येक को एक व्यक्तिगत विशेषता देना संभव हो जाता है, अर्थात। कैरियोटाइपिंग

मेज़ माइटोटिक चक्र और माइटोसिस (टी.एल. बोगदानोव। जीवविज्ञान। कार्य और अभ्यास. विश्वविद्यालयों के आवेदकों के लिए एक मार्गदर्शिका। एम., 1991 )

		कोशिका में होने वाली प्रक्रिया
इंटरफ़ेज़ (कोशिका विभाजन के बीच का चरण)	प्रीसिंथेटिक काल	प्रोटीन संश्लेषण। आरएनए का संश्लेषण डिस्पिरलाइज्ड डीएनए अणुओं पर होता है
	सिंथेटिक अवधि	डीएनए संश्लेषण एक डीएनए अणु का स्व-दोहराव है। दूसरे क्रोमैटिड का निर्माण जिसमें नवगठित डीएनए अणु गुजरता है: बाइक्रोमैटिड गुणसूत्र प्राप्त होते हैं
	पोस्टसिंथेटिक अवधि	प्रोटीन संश्लेषण, ऊर्जा भंडारण, विभाजन की तैयारी
	प्रोफ़ेज़ (विभाजन का पहला चरण)	बाइक्रोमैटिड क्रोमोसोम सर्पिल, न्यूक्लियोली घुल जाते हैं, सेंट्रीओल्स अलग हो जाते हैं, न्यूक्लियर लिफाफा घुल जाता है, स्पिंडल फिलामेंट्स बनते हैं
माइटोसिस के चरण	मेटाफ़ेज़ (गुणसूत्र संचय का चरण)	स्पिंडल स्ट्रैंड्स क्रोमोसोम के सेंट्रोमीटर से जुड़े होते हैं; बाइक्रोमैटिड क्रोमोसोम कोशिका के भूमध्य रेखा पर केंद्रित होते हैं
	एनाफेज (गुणसूत्र पृथक्करण का चरण)	सेंट्रोमियर विभाजित होते हैं, एकल-क्रोमैटिड गुणसूत्र स्पिंडल फिलामेंट्स द्वारा कोशिका ध्रुवों तक खींचे जाते हैं
	टेलोफ़ेज़ (विभाजन चरण का अंत)	एकल-क्रोमैटिड गुणसूत्र सर्पिल हो जाते हैं, एक न्यूक्लियोलस बनता है, परमाणु झिल्ली बहाल हो जाती है, भूमध्य रेखा पर कोशिकाओं के बीच एक सेप्टम बनना शुरू हो जाता है, और स्पिंडल फिलामेंट्स घुल जाते हैं

पौधों और जानवरों में माइटोसिस की विशेषताएं

एक से दूसरे तक का समय. यह दो क्रमिक चरणों में होता है - अंतरावस्था और विभाजन। इस प्रक्रिया की अवधि अलग-अलग होती है और कोशिका के प्रकार पर निर्भर करती है।

इंटरफ़ेज़ दो कोशिका विभाजनों के बीच की अवधि है, अंतिम विभाजन से लेकर कोशिका के मरने या विभाजित होने की क्षमता खोने तक का समय।

इस अवधि के दौरान, कोशिका बढ़ती है और अपने डीएनए, साथ ही माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड को दोगुना कर देती है। अन्य भी इंटरफेज़ से गुजरते हैं कार्बनिक यौगिक. संश्लेषण प्रक्रिया इंटरफ़ेज़ की सिंथेटिक अवधि में सबसे अधिक तीव्रता से होती है। इस समय, परमाणु क्रोमैटिड दोगुने हो जाते हैं, ऊर्जा जमा हो जाती है जिसका उपयोग विभाजन के दौरान किया जाएगा। सेलुलर ऑर्गेनेल और सेंट्रीओल्स की संख्या भी बढ़ जाती है।

इंटरफ़ेज़ लगभग 90% पर व्याप्त है कोशिका चक्र. इसके बाद, माइटोसिस होता है, जो यूकेरियोट्स (जीव जिनकी कोशिकाओं में एक गठित नाभिक होता है) में कोशिका विभाजन की मुख्य विधि है।

माइटोसिस के दौरान, गुणसूत्र संकुचित हो जाते हैं और एक विशेष उपकरण बनता है, जो इसके लिए जिम्मेदार होता है वर्दी वितरणइस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाली कोशिकाओं के बीच वंशानुगत जानकारी।

यह कई चरणों में होता है. माइटोसिस के चरणों की विशेषता है व्यक्तिगत विशेषताएंऔर एक निश्चित अवधि.

माइटोसिस के चरण

माइटोटिक कोशिका विभाजन के दौरान, माइटोसिस के संबंधित चरण गुजरते हैं: प्रोफ़ेज़, उसके बाद मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़ और अंतिम चरण टेलोफ़ेज़ होता है।

माइटोसिस के चरण निम्नलिखित विशेषताओं द्वारा दर्शाए जाते हैं:

कौन जैविक महत्वमाइटोसिस की प्रक्रिया?

माइटोसिस के चरण, विभाजनों की संख्या की परवाह किए बिना, पुत्री कोशिकाओं तक वंशानुगत जानकारी के सटीक संचरण में योगदान करते हैं। इस मामले में, उनमें से प्रत्येक को 1 क्रोमैटिड प्राप्त होता है, जो विभाजन के परिणामस्वरूप बनने वाली सभी कोशिकाओं में गुणसूत्रों की निरंतर संख्या बनाए रखने में मदद करता है। यह माइटोसिस है जो आनुवंशिक सामग्री के एक स्थिर सेट के हस्तांतरण को सुनिश्चित करता है।

याद करना!

कैसे, के अनुसार कोशिका सिद्धांत, क्या कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि हुई है?

क्या आपको लगता है कि बहुकोशिकीय जीव में विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं का जीवनकाल एक समान होता है? अपनी राय का औचित्य सिद्ध करें.

जन्म के समय, एक बच्चे का वजन औसतन 3-3.5 किलोग्राम होता है और उसकी ऊंचाई लगभग 50 सेमी होती है, एक भूरे भालू का शावक, जिसके माता-पिता का वजन 200 किलोग्राम या उससे अधिक होता है, का वजन 500 ग्राम से अधिक नहीं होता है, और एक छोटा बच्चा कंगारू का वजन 1 ग्राम से भी कम होता है। एक भूरे, अगोचर चूज़े से एक सुंदर हंस विकसित होता है, एक फुर्तीला टैडपोल एक शांत टोड में बदल जाता है, और घर के पास लगाया गया एक बलूत का फल एक विशाल ओक के पेड़ में बदल जाता है, जो सौ साल बाद अपनी सुंदरता से लोगों की नई पीढ़ियों को प्रसन्न करता है। ये सभी परिवर्तन जीवों की वृद्धि और विकास करने की क्षमता के कारण संभव होते हैं। पेड़ बीज में नहीं बदलेगा, मछली अंडे में नहीं लौटेगी - वृद्धि और विकास की प्रक्रियाएँ अपरिवर्तनीय हैं। जीवित पदार्थ के ये दो गुण एक दूसरे के साथ अटूट रूप से जुड़े हुए हैं, और वे कोशिका की विभाजित करने और विशेषज्ञता बनाने की क्षमता पर आधारित हैं।

सिलियेट या अमीबा की वृद्धि जैवसंश्लेषण प्रक्रियाओं के कारण एक व्यक्तिगत कोशिका की संरचना के आकार और जटिलता में वृद्धि है। लेकिन एक बहुकोशिकीय जीव की वृद्धि न केवल कोशिकाओं के आकार में वृद्धि है, बल्कि उनका सक्रिय विभाजन भी है - संख्या में वृद्धि। विकास दर, विकासात्मक विशेषताएं, वह आकार जिससे एक निश्चित व्यक्ति बढ़ सकता है - यह सब पर्यावरण के प्रभाव सहित कई कारकों पर निर्भर करता है। लेकिन इन सभी प्रक्रियाओं में मुख्य, निर्धारक कारक वंशानुगत जानकारी है, जो प्रत्येक कोशिका के केंद्रक में गुणसूत्रों के रूप में संग्रहीत होती है। बहुकोशिकीय जीव की सभी कोशिकाएँ एक ही निषेचित अंडे से आती हैं। विकास प्रक्रिया के दौरान, प्रत्येक नवगठित कोशिका को अवश्य प्राप्त करना चाहिए सटीक प्रतिआनुवंशिक सामग्री, ताकि, जीव का एक सामान्य वंशानुगत कार्यक्रम होने पर, यह विशेषज्ञ हो सके और अपना विशिष्ट कार्य करते हुए, संपूर्ण का एक अभिन्न अंग बन सके।

विभेदन अर्थात् विभाजन के संबंध में अलग - अलग प्रकारबहुकोशिकीय जीव की कोशिकाओं का जीवन काल असमान होता है। उदाहरण के लिए, तंत्रिका कोशिकाएंइस दौरान भी बंटवारा करना बंद करें अंतर्गर्भाशयी विकास, और जीव के जीवन के दौरान उनकी संख्या केवल घट सकती है। एक बार जब वे उत्पन्न हो जाते हैं, तो वे विभाजित नहीं होते हैं और तब तक जीवित रहते हैं जब तक कि जिस ऊतक या अंग में वे शामिल होते हैं, कोशिकाएं धारीदार हो जाती हैं मांसपेशियों का ऊतकजानवरों में और पौधों में भंडारण ऊतक। लाल अस्थि मज्जा कोशिकाएं लगातार विभाजित होकर रक्त कोशिकाएं बनाती हैं, जिनका जीवनकाल सीमित होता है। इसलिए, अपने कार्य करने की प्रक्रिया में, त्वचा उपकला कोशिकाएं जल्दी मर जाती हैं रोगाणु क्षेत्रएपिडर्मल कोशिकाएं बहुत तीव्रता से विभाजित होती हैं। पौधों में कैम्बियल कोशिकाएँ और वृद्धि शंकु कोशिकाएँ सक्रिय रूप से विभाजित हो रही हैं। कोशिकाओं की विशेषज्ञता जितनी अधिक होगी, उनकी पुनरुत्पादन की क्षमता उतनी ही कम होगी।

मानव शरीर में लगभग 10 14 कोशिकाएँ होती हैं। लगभग 70 अरब आंत्र उपकला कोशिकाएं और 2 अरब लाल रक्त कोशिकाएं हर दिन मर जाती हैं। सबसे कम समय तक जीवित रहने वाली कोशिकाएं आंतों की उपकला कोशिकाएं होती हैं, जिनका जीवनकाल केवल 1-2 दिन होता है।

कोशिका का जीवन चक्र. विभाजन की प्रक्रिया में कोशिका की उत्पत्ति के क्षण से लेकर मृत्यु या उसके बाद के विभाजन के अंत तक उसके जीवन की अवधिबुलाया जीवन चक्र। एक कोशिका मातृ कोशिका के विभाजन के दौरान प्रकट होती है और अपने विभाजन या मृत्यु के दौरान गायब हो जाती है। जीवन चक्र की अवधि विभिन्न कोशिकाएँबहुत भिन्न होता है और कोशिका प्रकार और स्थितियों पर निर्भर करता है बाहरी वातावरण(तापमान, ऑक्सीजन की उपलब्धता और पोषक तत्व). उदाहरण के लिए, अमीबा का जीवन चक्र 36 घंटे का होता है और बैक्टीरिया हर 20 मिनट में विभाजित हो सकते हैं।

किसी भी कोशिका का जीवन चक्र कोशिका में विभाजन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने से लेकर मृत्यु या उसके बाद माइटोसिस तक होने वाली घटनाओं का एक समूह है। जीवन चक्र में समसूत्री चक्र शामिल हो सकता है जिसमें समसूत्री विभाजन की तैयारी शामिल है - interphaseऔर स्वयं विभाजन, साथ ही विशेषज्ञता का चरण - विभेदन, जिसके दौरान कोशिका अपने विशिष्ट कार्य करती है। इंटरफ़ेज़ की अवधि हमेशा विभाजन से अधिक लंबी होती है। कृंतक आंतों के उपकला कोशिकाओं में, इंटरफ़ेज़ औसतन 15 घंटे तक रहता है, और विभाजन 0.5-1 घंटे में होता है। इंटरफेज़ के दौरान, कोशिका में जैवसंश्लेषण प्रक्रियाएं सक्रिय रूप से होती हैं, कोशिका बढ़ती है, अंग बनाती है और अगले विभाजन के लिए तैयार होती है। लेकिन निस्संदेह सबसे ज्यादा महत्वपूर्ण प्रक्रिया, जो विभाजन की तैयारी में इंटरफ़ेज़ के दौरान होता है, डीएनए दोहराव (§) है।

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चावल। 52. माइटोसिस के चरण

डीएनए अणु के दो हेलिकॉप्टर अलग हो जाते हैं और उनमें से प्रत्येक पर एक नई पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला संश्लेषित होती है। डीएनए का दोहराव किसके साथ होता है? उच्चतम परिशुद्धता, जो संपूरकता के सिद्धांत द्वारा सुनिश्चित किया जाता है। नए डीएनए अणु मूल डीएनए अणु की बिल्कुल समान प्रतियां हैं, और दोहराव प्रक्रिया पूरी होने के बाद, वे सेंट्रोमियर पर जुड़े रहते हैं। डीएनए अणु जो पुनरुत्पादन के बाद गुणसूत्र का हिस्सा बनते हैं, कहलाते हैं क्रोमैटिड्स

पुनरुत्पादन प्रक्रिया की सटीकता में एक गहरा जैविक अर्थ शामिल है: नकल के उल्लंघन से वंशानुगत जानकारी का विरूपण हो सकता है और, परिणामस्वरूप, बेटी कोशिकाओं और संपूर्ण जीव के कामकाज में व्यवधान हो सकता है।

यदि डीएनए दोहराव नहीं होता, तो प्रत्येक कोशिका विभाजन के साथ गुणसूत्रों की संख्या आधी हो जाएगी और बहुत जल्द प्रत्येक कोशिका में कोई गुणसूत्र नहीं बचेगा। हालाँकि, हम जानते हैं कि बहुकोशिकीय जीव के शरीर की सभी कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या समान होती है और पीढ़ी-दर-पीढ़ी नहीं बदलती है। यह स्थिरता माइटोटिक कोशिका विभाजन के माध्यम से प्राप्त की जाती है।

माइटोसिस। पिंजरे का बँटवारा- यह एक विभाजन है जिसके दौरान बेटी कोशिकाओं के बीच बिल्कुल कॉपी किए गए गुणसूत्रों का सख्ती से समान वितरण होता है, जो आनुवंशिक रूप से समान - समान - कोशिकाओं के गठन को सुनिश्चित करता है।

माइटोटिक विभाजन की पूरी प्रक्रिया को पारंपरिक रूप से चार चरणों में विभाजित किया गया है: प्रोफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़ और टेलोफ़ेज़ (चित्र 52)।

में प्रोफेज़गुणसूत्र सक्रिय रूप से सर्पिल होने लगते हैं - मुड़ जाते हैं और एक सघन आकार प्राप्त कर लेते हैं। ऐसी पैकेजिंग के परिणामस्वरूप, डीएनए से जानकारी पढ़ना असंभव हो जाता है और आरएनए संश्लेषण बंद हो जाता है। गुणसूत्र सर्पिलीकरण है शर्तसंतति कोशिकाओं के बीच आनुवंशिक सामग्री का सफल विभाजन। एक छोटे से कमरे की कल्पना करें, जिसका पूरा आयतन 46 धागों से भरा हुआ है, कुल लंबाईजो इस कमरे के आकार से लाखों गुना बड़ा है। यह मानव कोशिका का केन्द्रक है। दोहराव की प्रक्रिया के दौरान, प्रत्येक गुणसूत्र दोगुना हो जाता है, और हमारे पास पहले से ही समान मात्रा में 92 उलझे हुए धागे होते हैं। बिना उलझे या टूटे उन्हें समान रूप से अलग करना लगभग असंभव है। लेकिन इन धागों को गेंदों में लपेटें, और आप उन्हें आसानी से दो समान समूहों में वितरित कर सकते हैं - प्रत्येक में 46 गेंदें। समसूत्री विभाजन के दौरान भी कुछ ऐसा ही होता है।

प्रोफ़ेज़ के अंत में, परमाणु झिल्ली विघटित हो जाती है, और धुरी के तंतु, एक उपकरण जो गुणसूत्रों का समान वितरण सुनिश्चित करता है, कोशिका के ध्रुवों के बीच फैल जाता है।

में मेटाफ़ेज़गुणसूत्र सर्पिलीकरण अधिकतम हो जाता है, और सघन गुणसूत्र कोशिका के भूमध्यरेखीय तल में स्थित होते हैं। इस स्तर पर, यह स्पष्ट रूप से दिखाई देता है कि प्रत्येक गुणसूत्र में सेंट्रोमियर पर जुड़े दो बहन क्रोमैटिड होते हैं। स्पिंडल फिलामेंट्स सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं।

एनाफ़ेज़बहुत तेजी से आगे बढ़ता है. सेंट्रोमियर दो भागों में विभाजित हो जाते हैं, और इस क्षण से बहन क्रोमैटिड स्वतंत्र गुणसूत्र बन जाते हैं। सेंट्रोमियर से जुड़े धुरी तंतु गुणसूत्रों को कोशिका के ध्रुवों की ओर खींचते हैं।

मंच पर टेलोफ़ेज़कोशिका के ध्रुवों पर एकत्रित संतति गुणसूत्र खुलते और खिंचते हैं। वे वापस क्रोमैटिन में बदल जाते हैं और प्रकाश माइक्रोस्कोप के नीचे देखना मुश्किल हो जाता है। कोशिका के दोनों ध्रुवों पर गुणसूत्रों के चारों ओर नई परमाणु झिल्लियाँ बनती हैं। दो नाभिक बनते हैं जिनमें गुणसूत्रों के समान द्विगुणित सेट होते हैं।

चावल। 53. माइटोसिस का अर्थ: ए - वृद्धि (जड़ टिप); बी - वानस्पतिक प्रसार (खमीर नवोदित); बी - पुनर्जनन (छिपकली की पूंछ)

माइटोसिस साइटोप्लाज्म के विभाजन के साथ समाप्त होता है। इसके साथ ही गुणसूत्रों के विचलन के साथ, कोशिका अंगक लगभग दो ध्रुवों पर समान रूप से वितरित होते हैं। पशु कोशिकाओं में कोशिका झिल्लीअंदर की ओर उभरना शुरू हो जाता है और कोशिका संकुचन द्वारा विभाजित हो जाती है। पादप कोशिकाओं में, कोशिका के अंदर भूमध्यरेखीय तल में झिल्ली बनती है और परिधि तक फैलकर कोशिका को दो बराबर भागों में विभाजित कर देती है।

माइटोसिस का अर्थ.माइटोसिस के परिणामस्वरूप, दो बेटी कोशिकाएं दिखाई देती हैं, जिनमें समान संख्या में गुणसूत्र होते हैं जैसे कि मातृ कोशिका के केंद्रक में थे, यानी, माता-पिता के समान कोशिकाएं बनती हैं। में सामान्य स्थितियाँइसलिए, माइटोसिस के दौरान आनुवंशिक जानकारी में कोई परिवर्तन नहीं होता है समसूत्री विभाजनका समर्थन करता है आनुवंशिक स्थिरताकोशिकाएं. माइटोसिस वृद्धि, विकास और वानस्पतिक प्रजनन का आधार है बहुकोशिकीय जीव. माइटोसिस के लिए धन्यवाद, मरने वाली कोशिकाओं के पुनर्जनन और प्रतिस्थापन की प्रक्रियाएं की जाती हैं (चित्र 53)। एककोशिकीय यूकेरियोट्स में, माइटोसिस अलैंगिक प्रजनन सुनिश्चित करता है।

प्रश्नों और असाइनमेंट की समीक्षा करें

1. कोशिका का जीवन चक्र क्या है?

2. माइटोटिक चक्र में डीएनए दोहराव कैसे होता है? इस प्रक्रिया का मतलब क्या है?

3. माइटोसिस के लिए कोशिका की तैयारी क्या है?

4. समसूत्री विभाजन के चरणों का क्रमानुसार वर्णन करें।

5. माइटोसिस का जैविक महत्व क्या है?

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