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

समसूत्री कोशिका विभाजन

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

Fig.1 सेल संरचना

माइटोसिस के दौरान, निम्नलिखित होता है:

1- गुणसूत्रों के पदार्थ का दोहरीकरण;

2- परिवर्तन शारीरिक हालतऔर गुणसूत्रों का रासायनिक संगठन;

3- कोशिका के ध्रुवों में बहन गुणसूत्रों का विचलन;

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

समसूत्री विभाजन में जीवन चक्रपरमाणु जीन: दोहरीकरण, वितरण और कामकाज। कोशिका विभाजन के बीच की अवधि कहलाती है अंतरावस्था, जिसके दौरान सक्रिय जीवन प्रक्रियाएं और अगले विभाजन की तैयारी होती है। कोशिका में होने वाले परिवर्तनों का पूरा चक्र

एक भाग से दूसरे भाग में जाना कहलाता है समसूत्री चक्र।उत्तरार्द्ध में दो मुख्य अवधियाँ होती हैं - इंटरफ़ेज़ और माइटोसिस।

समसूत्रण के परिणामस्वरूप, एक कोशिका से समान गुणसूत्रों वाली दो कोशिकाएँ बनती हैं। 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)।

इंटरफेज़ में, दो क्रमिक कोशिका विभाजनों के बीच की अवधि, डीएनए की प्रतिकृति (स्व-डुप्लिकेशंस, या स्व-दोहराव) नाभिक में होती है, और इसलिए कोशिका में गुणसूत्रों की संख्या (सेंट्रोमियर द्वारा एक साथ आयोजित बहन क्रोमैटिड्स का गठन, जो है , शरीर जो गुणसूत्र के यांत्रिक केंद्र का कार्य करता है), साथ ही साथ बाद के अवक्षेपण।

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

चावल। 2. मिटोसिस

1 - गुणसूत्रों के तीन जोड़े; 2 - सेंट्रोमियर के क्षेत्र में जुड़े बहन क्रोमैटिड्स के गठन के साथ गुणसूत्रों की प्रतिकृति; 3 - परमाणु झिल्ली के ध्रुवों पर, क्रोमैटिड्स के सेंट्रोमेरिक क्षेत्र में जाने वाली तारकीय किरणों के साथ सेंट्रोसोम दिखाई देते हैं, जो बहन क्रोमैटिड्स के सेंट्रोमियर को अलग करने और उन्हें अलग-अलग ध्रुवों से अलग करने के लिए भूमध्य रेखा के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं; 4 - गुणसूत्रों का अवक्षेपण, परमाणु झिल्ली की बहाली और एक कोशिका सेप्टम का निर्माण जिसमें दो बेटी कोशिकाओं का निर्माण होता है जो माँ के समान होती हैं, जिसमें गुणसूत्रों की संख्या समान होती है

एनाफेज में, कोशिका के ध्रुवों में बेटी गुणसूत्रों का विभाजन और विचलन होता है, अर्थात उनकी उचित संख्या की बहाली होती है। टेलोफ़ेज़ में, कोशिका विभाजन का अंतिम चरण, गुणसूत्र उसी रूप में लेते हैं जैसे विभाजन शुरू होने से पहले, और प्रत्येक बेटी नाभिक में डीएनए की मात्रा पिछले चरणों की तुलना में आधी हो जाती है। इस प्रकार, दोनों संतति कोशिकाओं में होता है बराबर मात्रासाइटोप्लाज्म और गुणसूत्रों के समान सेट और माइटोसिस से गुजरने के लिए तैयार हैं।

शरीर की सभी दैहिक कोशिकाएं लगातार विभाजित नहीं होती हैं। मे बया भ्रूण विकासउनके विशिष्ट, आनुवंशिक रूप से शामिल पथ के साथ विकसित होने वाले अंगों और ऊतकों का अंतर होता है। इसलिए, कुछ कोशिकाएं मस्तिष्क की कोशिकाओं में बदल जाती हैं, अन्य रक्त कोशिकाओं में, आदि। इसके अलावा, उनमें से कुछ लगातार विभाजित होती हैं, जबकि अन्य केवल विकास के एक निश्चित चरण में या, यदि आवश्यक हो, जिम्मेदार हैं, उदाहरण के लिए, पुनर्योजी के लिए

(पुनर्विक्रय) प्रक्रियाएं।

कोशिका विभाजन प्रजनन का केंद्रीय क्षण है।

विभाजन की प्रक्रिया में एक कोशिका से दो कोशिकाएँ उत्पन्न होती हैं। कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों के आत्मसात के आधार पर एक कोशिका, एक विशिष्ट संरचना और कार्यों के साथ अपनी तरह का निर्माण करती है।

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

माइटोसिस के दौरान, निम्नलिखित होता है:

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

इस प्रकार, परमाणु जीन का संपूर्ण जीवन चक्र समसूत्रण में निर्धारित होता है: दोहराव, वितरण और कार्य; माइटोटिक चक्र के पूरा होने के परिणामस्वरूप, बहन कोशिकाएं एक समान "विरासत" के साथ समाप्त हो जाती हैं।

विभाजित करते समय, कोशिका नाभिक पांच क्रमिक चरणों से गुजरता है: इंटरफेज़, प्रोफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़ और टेलोफ़ेज़; कुछ साइटोलॉजिस्ट एक और छठे चरण में अंतर करते हैं - प्रोमेटाफ़ेज़।

दो क्रमिक कोशिका विभाजनों के बीच, केंद्रक इंटरफेज़ चरण में होता है। इस अवधि के दौरान, नाभिक, निर्धारण और रंग के दौरान, पतले धागों को रंगने से एक जालीदार संरचना बनती है, जो अगले चरण में गुणसूत्रों में बनती है। हालांकि इंटरफेज़ को अलग तरह से कहा जाता है आराम नाभिक चरण, शरीर पर ही, इस अवधि के दौरान नाभिक में चयापचय प्रक्रियाएं सबसे बड़ी गतिविधि के साथ की जाती हैं।

विभाजन के लिए नाभिक की तैयारी में प्रोफ़ेज़ पहला चरण है। प्रोफ़ेज़ में जाल संरचनानाभिक धीरे-धीरे गुणसूत्र धागों में बदल जाता है। आरंभिक भविष्‍यवाणी से, यहां तक ​​कि में 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 समसूत्रण की सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया होती है - गुणसूत्रों का दोहरीकरण, या दोहराव, जिसमें प्रत्येक मातृ गुणसूत्र एक समान - एक बेटी का निर्माण करता है। नतीजतन, प्रत्येक गुणसूत्र अनुदैर्ध्य रूप से दोगुना दिखता 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 को बाद में विभाजित किया गया है। प्रोफ़ेज़ में, गुणसूत्र अपनी धुरी के साथ मुड़ने की प्रक्रिया से गुजरते हैं, जिससे उनका छोटा और मोटा होना होता है। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि प्रोफ़ेज़ में कैरियोलिम्फ में प्रत्येक गुणसूत्र बेतरतीब ढंग से स्थित होता है।

पशु कोशिकाओं में, यहां तक ​​कि देर से टेलोफ़ेज़ या बहुत प्रारंभिक इंटरफ़ेज़ में, सेंट्रीओल का दोहरीकरण होता है, जिसके बाद, प्रोफ़ेज़ में, बेटी सेंट्रीओल्स ध्रुवों में परिवर्तित होने लगते हैं और एस्ट्रोस्फीयर और स्पिंडल का निर्माण होता है, जिसे नया उपकरण कहा जाता है। उसी समय, नाभिक भंग हो जाता है। प्रोफ़ेज़ के अंत का एक आवश्यक संकेत परमाणु झिल्ली का विघटन है, जिसके परिणामस्वरूप गुणसूत्र साइटोप्लाज्म और कैरियोप्लाज्म के कुल द्रव्यमान में होते हैं, जो अब मायक्सोप्लाज्म बनाते हैं। यह प्रोफ़ेज़ समाप्त करता है; कोशिका मेटाफ़ेज़ में प्रवेश करती है।

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

मेटाफ़ेज़धुरी के भूमध्य रेखा पर गुणसूत्रों की व्यवस्था का अंतिम चरण कहा जाता है। भूमध्यरेखीय तल में गुणसूत्रों की विशिष्ट व्यवस्था को भूमध्यरेखीय, या मेटाफ़ेज़, प्लेट कहा जाता है। एक दूसरे के संबंध में गुणसूत्रों की व्यवस्था यादृच्छिक है। मेटाफ़ेज़ में, गुणसूत्रों की संख्या और आकार अच्छी तरह से प्रकट होता है, खासकर जब कोशिका विभाजन के ध्रुवों से भूमध्यरेखीय प्लेट पर विचार किया जाता है। अक्रोमैटिन स्पिंडल पूरी तरह से बनता है: स्पिंडल फिलामेंट्स बाकी साइटोप्लाज्म की तुलना में एक सघन स्थिरता प्राप्त करते हैं और क्रोमोसोम के सेंट्रोमेरिक क्षेत्र से जुड़े होते हैं। इस अवधि के दौरान कोशिका के कोशिका द्रव्य में सबसे कम चिपचिपाहट होती है।

एनाफ़ेज़माइटोसिस का अगला चरण कहा जाता है, जिसमें क्रोमैटिड विभाजित होते हैं, जिसे अब बहन या बेटी गुणसूत्र कहा जा सकता है, ध्रुवों की ओर विचलन करते हैं। इस मामले में, सबसे पहले, सेंट्रोमेरिक क्षेत्र एक दूसरे को पीछे हटाते हैं, और फिर गुणसूत्र स्वयं ध्रुवों की ओर मुड़ जाते हैं। यह कहा जाना चाहिए कि एनाफेज में गुणसूत्रों का विचलन एक ही समय में शुरू होता है - "जैसे कि आदेश पर" - और बहुत जल्दी समाप्त हो जाता है।

टेलोफ़ेज़ में, बेटी गुणसूत्र निराश हो जाते हैं और अपने दृश्यमान व्यक्तित्व को खो देते हैं। नाभिक और नाभिक का खोल स्वयं बनता है। नाभिक का पुनर्निर्माण किया जाता है उल्टे क्रमप्रोफ़ेज़ में हुए परिवर्तनों की तुलना में। अंत में, न्यूक्लियोली (या न्यूक्लियोलस) को भी बहाल किया जाता है, और जिस मात्रा में वे मूल नाभिक में मौजूद थे। न्यूक्लियोली की संख्या प्रत्येक कोशिका प्रकार की विशेषता है।

उसी समय, कोशिका शरीर का सममित विभाजन शुरू होता है। बेटी कोशिकाओं के केंद्रक इंटरफेज़ की स्थिति में प्रवेश करते हैं।

ऊपर दिया गया आंकड़ा जानवरों और पौधों की कोशिकाओं के साइटोकाइनेसिस का आरेख दिखाता है। पर पशु पिंजराविभाजन मातृ कोशिका के कोशिका द्रव्य के बंधाव द्वारा होता है। एक प्लांट सेल में, सेल सेप्टम का निर्माण स्पिंडल प्लेक के क्षेत्रों के साथ होता है जो भूमध्य रेखा के तल में एक सेप्टम बनाते हैं, जिसे फ्राग्मोप्लास्ट कहा जाता है। इससे माइटोटिक चक्र समाप्त हो जाता है। इसकी अवधि ऊतक के प्रकार पर निर्भर करती है, शारीरिक अवस्थाशरीर, बाहरी कारक (तापमान, प्रकाश व्यवस्था) और 30 मिनट से 3 घंटे तक रहता है। विभिन्न लेखकों के अनुसार, व्यक्तिगत चरणों के पारित होने की गति परिवर्तनशील है।

आंतरिक और दोनों बाह्य कारकवातावरण जो जीव की वृद्धि और उसकी कार्यात्मक अवस्था को प्रभावित करते हैं, कोशिका विभाजन की अवधि और उसके व्यक्तिगत चरणों को प्रभावित करते हैं। चूंकि कोशिका की चयापचय प्रक्रियाओं में नाभिक एक बड़ी भूमिका निभाता है, इसलिए यह मानना ​​स्वाभाविक है कि माइटोसिस के चरणों की अवधि अंग ऊतक की कार्यात्मक अवस्था के अनुसार बदल सकती है। उदाहरण के लिए, यह स्थापित किया गया है कि जानवरों में आराम और नींद के दौरान विभिन्न ऊतकों की माइटोटिक गतिविधि जागने की तुलना में काफी अधिक होती है। कई जानवरों में, प्रकाश में कोशिका विभाजन की आवृत्ति 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।

विभाजन के लिए कोशिका की तत्परता को निर्धारित करने वाले कारण अभी भी स्पष्ट नहीं हैं। ऐसे कई कारण मानने के कई कारण हैं:

1. सेलुलर प्रोटोप्लाज्म, गुणसूत्रों और अन्य जीवों के द्रव्यमान का दोहरीकरण, जिसके कारण परमाणु-प्लाज्मा संबंधों का उल्लंघन होता है; विभाजन के लिए, एक कोशिका को किसी दिए गए ऊतक की कोशिकाओं के एक निश्चित वजन और आयतन की विशेषता तक पहुंचना चाहिए;
2. गुणसूत्रों का दोहराव;
3. गुणसूत्रों और विशेष पदार्थों के अन्य कोशिकांगों द्वारा स्रावित होता है जो कोशिका विभाजन को उत्तेजित करते हैं।

समसूत्री विभाजन के एनाफेज में गुणसूत्रों के ध्रुवों से विचलन का तंत्र भी स्पष्ट नहीं है। इस प्रक्रिया में एक सक्रिय भूमिका स्पष्ट रूप से स्पिंडल फिलामेंट्स द्वारा निभाई जाती है, जो प्रोटीन फिलामेंट्स हैं जो सेंट्रीओल्स और सेंट्रोमियर द्वारा व्यवस्थित और उन्मुख होते हैं।

समसूत्री विभाजन 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 अलग - अलग प्रकारसमसूत्रण। वर्णित प्रकार के समसूत्रण में, कोशिका विभाजन एक समान और सममित तरीके से होता है। सममित समसूत्रण के परिणामस्वरूप, बहन कोशिकाएँ परमाणु जीन और कोशिका द्रव्य दोनों के संबंध में आनुवंशिक रूप से समान हैं। हालांकि, सममित के अलावा, अन्य प्रकार के समसूत्रण भी हैं, अर्थात्: असममित समसूत्रण, विलंबित साइटोकाइनेसिस के साथ समसूत्रीविभाजन, बहुसंस्कृति कोशिकाओं का विभाजन (सिन्साइटिया विभाजन), अमिटोसिस, एंडोमाइटोसिस, एंडोप्रोडक्शन और पॉलीथेनिया।

असममित समसूत्रण के मामले में, बहन कोशिकाएं आकार, कोशिका द्रव्य की मात्रा और उनके भविष्य के भाग्य के संबंध में भी असमान होती हैं। इसका एक उदाहरण टिड्डी न्यूरोब्लास्ट की असमान आकार की बहन (बेटी) कोशिकाएं, परिपक्वता के दौरान और सर्पिल विखंडन के दौरान जानवरों के अंडे हैं; परागकणों में केन्द्रकों के विभाजन के दौरान, संतति कोशिकाओं में से एक आगे विभाजित हो सकती है, दूसरी नहीं, आदि।

साइटोकिनेसिस में देरी के साथ मिटोसिस इस तथ्य की विशेषता है कि कोशिका नाभिक कई बार विभाजित होता है, और उसके बाद ही कोशिका शरीर का विभाजन होता है। इस विभाजन के परिणामस्वरूप, सिंकाइटियम जैसी बहुकेंद्रीय कोशिकाएँ बनती हैं। इसका एक उदाहरण भ्रूणपोष कोशिकाओं का बनना और बीजाणुओं का बनना है।

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

एंडोमाइटोसिसऐसी प्रक्रिया को कहा जाता है जब परमाणु विखंडन का दोहरीकरण होता है। इस मामले में, गुणसूत्र, हमेशा की तरह, इंटरपेज़ में पुन: पेश किए जाते हैं, लेकिन उनका बाद का विचलन नाभिक के अंदर परमाणु लिफाफे के संरक्षण के साथ और एक अक्रोमैटिन स्पिंडल के गठन के बिना होता है। कुछ मामलों में, हालांकि नाभिक का खोल घुल जाता है, हालांकि, गुणसूत्रों का ध्रुवों से विचलन नहीं होता है, जिसके परिणामस्वरूप कोशिका में गुणसूत्रों की संख्या कई दसियों गुना भी बढ़ जाती है। एंडोमिटोसिस पौधों और जानवरों दोनों के विभिन्न ऊतकों की कोशिकाओं में होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, ए। ए। प्रोकोफीवा-बेलगोव्स्काया ने दिखाया कि विशेष ऊतकों की कोशिकाओं में एंडोमाइटोसिस द्वारा: साइक्लोप्स हाइपोडर्मिस, वसा शरीर, पेरिटोनियल एपिथेलियम और फिली (स्टेनोबोथ्रस) के अन्य ऊतकों में - गुणसूत्रों का सेट 10 गुना बढ़ सकता है। गुणसूत्रों की संख्या में यह वृद्धि संबंधित है कार्यात्मक विशेषताएंविभेदित ऊतक।

पॉलीथेनिया के साथ, गुणसूत्रों के धागों की संख्या कई गुना बढ़ जाती है: पूरी लंबाई के साथ दोहराव के बाद, वे विचलन नहीं करते हैं और एक दूसरे से सटे रहते हैं। इस मामले में, एक गुणसूत्र के भीतर गुणसूत्र धागों की संख्या कई गुना बढ़ जाती है, परिणामस्वरूप, गुणसूत्रों का व्यास स्पष्ट 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। पॉलीथेनिया के साथ, माइटोटिक चक्र के सभी चरण समाप्त हो जाते हैं, मुख्य को छोड़कर - गुणसूत्र के प्राथमिक किस्में का प्रजनन। पॉलीथेनिया 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 एक या एक से अधिक गुणसूत्रों का बिना किसी परिवर्तन के नाभिक का दोहराव होता है - इस घटना को कहा जाता है एंडोप्रोडक्शन.

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

कुछ मामलों में, विशेष रूप से विभेदित ऊतक, समसूत्री चक्र में परिवर्तन होता है। ऐसे ऊतकों की कोशिकाओं ने पूरे जीव को पुन: उत्पन्न करने की क्षमता खो दी है, और उनके नाभिक की चयापचय गतिविधि सामाजिक ऊतक के कार्य के लिए अनुकूलित है।

भ्रूण और विभज्योतक कोशिकाएं जो पूरे जीव को पुन: उत्पन्न करने का कार्य नहीं खोती हैं और अविभाजित ऊतकों से संबंधित हैं पूरा चक्रसमसूत्री विभाजन, 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 में अलग अवधिजिंदगी। उदाहरण के लिए, नर्वस और मांसपेशियों की कोशिकाएंखत्म करने के बाद भ्रूण अवधिविकास जीव के पूरे जीवन में विभाजित और कार्य करना बंद कर देता है। अन्य ऊतकों की कोशिकाएं 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 लोगों द्वारा प्रतिस्थापित किए जाते हैं।

इस प्रकार, नवीकरणीय ऊतकों में कोशिकाओं के जीवन चक्र में कार्यात्मक रूप से शामिल हैं जोरदार गतिविधिऔर विभाजन की 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 व्यापक रूप है अप्रत्यक्ष विभाजन, या समसूत्रीविभाजनसमसूत्रीविभाजन कोशिका नाभिक के जटिल परिवर्तनों की विशेषता है, साथ में विशिष्ट संरचनाओं-गुणसूत्रों का निर्माण होता है। गुणसूत्र लगातार कोशिका में मौजूद होते हैं, लेकिन दो विभाजनों के बीच की अवधि में - इंटरफेज़ - वे एक निराश अवस्था में होते हैं और इसलिए एक प्रकाश माइक्रोस्कोप में दिखाई नहीं देते हैं। इंटरफेज़ में, माइटोसिस की तैयारी की जाती है, जिसमें मुख्य रूप से डीएनए का दोहरीकरण (रिडुप्लिकेशन) होता है। विभाजन के लिए एक कोशिका की तैयारी के साथ-साथ स्वयं समसूत्रण के दौरान होने वाली प्रक्रियाओं की समग्रता को कहा जाता है समसूत्री चक्र. चित्र से पता चलता है कि विभाजन के पूरा होने के बाद, कोशिका डीएनए संश्लेषण की तैयारी की अवधि में प्रवेश कर सकती है, जिसे प्रतीक G1 द्वारा दर्शाया गया है . इस समय, आरएनए और प्रोटीन कोशिका में गहन रूप से संश्लेषित होते हैं, और डीएनए संश्लेषण में शामिल एंजाइमों की गतिविधि बढ़ जाती है। कोशिका तब डीएनए को संश्लेषित करने के लिए आगे बढ़ती 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। नतीजतन, दो बेटी अणुओं में से प्रत्येक में आवश्यक रूप से एक पुराना हेलिक्स और एक नया शामिल होता है। नया अणु बिल्कुल पुराने के समान है। यह एक गहरा जैविक अर्थ है: इस तरह, अनगिनत सेल पीढ़ियों में, आनुवंशिक जानकारी की निरंतरता बनी रहती है।

विभिन्न कोशिकाओं में डीएनए संश्लेषण की अवधि समान नहीं होती है और बैक्टीरिया में कई मिनटों 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 करती है। डीएनए संश्लेषण के अंत से समसूत्रण की शुरुआत तक की अवधि को चरण कहा जाता है जी 2.इस अवधि के दौरान, कोशिका माइटोसिस के लिए अपनी तैयारी पूरी करती है: एटीपी जमा होता है, अक्रोमैटिन स्पिंडल प्रोटीन संश्लेषित होते हैं, और सेंट्रीओल्स डबल होते हैं।

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

पर प्रोफेज़नाभिक और कोशिका का आयतन समग्र रूप से बढ़ता है, कोशिका घूमती है, घटती है या रुक जाती है कार्यात्मक गतिविधि(उदाहरण के लिए, प्रोटोजोआ में और उच्च जानवरों के ल्यूकोसाइट्स में अमीबिड आंदोलन)। विशिष्ट कोशिका संरचनाएं (सिलिया, आदि) अक्सर गायब हो जाती हैं। सेंट्रीओल्स जोड़े में ध्रुवों की ओर मुड़ जाते हैं, गुणसूत्र सर्पिल हो जाते हैं और, परिणामस्वरूप, मोटा हो जाता है और दिखाई देने लगता है। डीएनए अणुओं से आनुवंशिक जानकारी पढ़ना असंभव हो जाता है: आरएनए संश्लेषण बंद हो जाता है, न्यूक्लियोलस गायब हो जाता है। कोशिका के ध्रुवों के बीच, विभाजन के धुरी के धागे फैले होते हैं - एक उपकरण बनता है जो कोशिका के ध्रुवों में गुणसूत्रों के विचलन को सुनिश्चित करता है। पूरे प्रोफ़ेज़ के दौरान, गुणसूत्रों का सर्पिलीकरण जारी रहता है, जो मोटा और छोटा हो जाता है। प्रोफ़ेज़ के अंत में, परमाणु झिल्ली विघटित हो जाती है और गुणसूत्र कोशिका द्रव्य में बेतरतीब ढंग से बिखर जाते हैं।

पर मेटाफ़ेज़गुणसूत्रों का 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। समसूत्रण के इस चरण में, गुणसूत्रों की संरचना स्पष्ट रूप से दिखाई देती है, उन्हें गिनना और उनकी व्यक्तिगत विशेषताओं का अध्ययन करना आसान है।

प्रत्येक गुणसूत्र में प्राथमिक कसना का एक क्षेत्र होता है - सेंट्रोमियर, जिसमें समसूत्रण के दौरान धुरी के धागे और भुजाएँ जुड़ी होती हैं। मेटाफ़ेज़ चरण में, गुणसूत्र में दो क्रोमैटिड होते हैं जो केवल सेंट्रोमियर क्षेत्र में एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

किसी भी जीव की सभी दैहिक कोशिकाओं में गुणसूत्रों की एक निश्चित रूप से परिभाषित संख्या होती है। एक ही प्रजाति के सभी जीवों में, कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या समान होती है: घरेलू मक्खियों में - 12, ड्रोसोफिला में - 8, मकई में - 20, बगीचे में स्ट्रॉबेरी - 56, नदी के कैंसर 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 का सेट - आकार, आकार और गुणसूत्रों की संख्या - केवल एक प्रकार के पौधे या जानवर की विशेषता है।

दैहिक कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या हमेशा युग्मित होती है। यह इस तथ्य के कारण है कि इन कोशिकाओं में एक ही आकार और आकार के दो गुणसूत्र होते हैं: एक पितृ से आता है, दूसरा मातृ जीव से। गुणसूत्र जो एक ही आकार और आकार के होते हैं और एक ही जीन ले जाते हैं, समजातीय कहलाते हैं। एक 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 नामित 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 एकया अगुणित

मेटाफ़ेज़ प्लेट के गुणसूत्रों की संरचना के विवरण का अध्ययन बहुत है बहुत महत्वगुणसूत्रों की संरचना के उल्लंघन के कारण मानव रोगों के निदान के लिए।

पर पश्चावस्थासाइटोप्लाज्म की चिपचिपाहट कम हो जाती है, सेंट्रोमियर अलग हो जाते हैं, और उसी क्षण से क्रोमैटिड स्वतंत्र गुणसूत्र बन जाते हैं। सेंट्रोमियर से जुड़े स्पिंडल तंतु गुणसूत्रों को कोशिका के ध्रुवों तक खींचते हैं, जबकि गुणसूत्रों की भुजाएं निष्क्रिय रूप से सेंट्रोमियर का अनुसरण करती हैं। इस प्रकार, एनाफेज में, दोगुने गुणसूत्रों के क्रोमैटिड अभी भी इंटरफेज़ में कोशिका के ध्रुवों की ओर बिल्कुल अलग हो जाते हैं। इस समय, कोशिका में गुणसूत्रों के दो द्विगुणित समूह (4n4c) होते हैं।

अंतिम चरण में- टेलोफ़ेज़ -गुणसूत्र खोलना, निराश करना। परमाणु लिफाफा साइटोप्लाज्म की झिल्ली संरचनाओं से बनता है। जंतुओं में, कसना के गठन से कोशिका दो छोटे भागों में विभाजित हो जाती है। पौधों में, कोशिका के बीच में कोशिका द्रव्य झिल्ली उत्पन्न होती है और परिधि तक फैली हुई है, कोशिका को आधा में विभाजित करती है। अनुप्रस्थ के गठन के बाद कोशिकाद्रव्य की झिल्लीपादप कोशिकाओं में एक सेल्यूलोज दीवार होती है। इस प्रकार, एक कोशिका से दो संतति कोशिकाएँ बनती हैं, जिसमें वंशानुगत जानकारी मातृ कोशिका में निहित जानकारी की ठीक नकल करती है। एक निषेचित अंडे (जाइगोट) के पहले समसूत्री विभाजन से शुरू होकर, समसूत्री विभाजन के परिणामस्वरूप बनने वाली सभी संतति कोशिकाओं में गुणसूत्रों का एक ही समूह और एक ही जीन होते हैं। इसलिए, माइटोसिस कोशिका विभाजन की एक विधि है, जिसमें बेटी कोशिकाओं के बीच आनुवंशिक सामग्री का सटीक वितरण होता है।

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

उच्च तापमान से मिटोसिस बाधित होता है, उच्च खुराकआयनकारी विकिरण, पौधे के जहर की क्रिया। इन जहरों में से एक, कोल्सीसिन, का उपयोग साइटोजेनेटिक्स में किया जाता है: इसका उपयोग मेटाफ़ेज़ प्लेट के चरण में माइटोसिस 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 ले जाने के लिए। कैरियोटाइपिंग से बाहर।

मेज समसूत्री चक्र और समसूत्री विभाजन (टी.एल. बोगदानोव। जीव विज्ञान। कार्य और व्यायाम। विश्वविद्यालयों में प्रवेश के लिए भत्ता। एम।, 1991 )

		कोशिका में होने वाली प्रक्रिया
इंटरफेज़ (कोशिका विभाजन के बीच का चरण)	प्रीसिंथेटिक अवधि	प्रोटीन संश्लेषण। बिना कुण्डली वाले डीएनए अणुओं पर आरएनए का संश्लेषण होता है
	सिंथेटिक अवधि	डीएनए संश्लेषण डीएनए अणु का स्व-दोहराकरण है। दूसरे क्रोमैटिड का निर्माण, जिसमें नवगठित डीएनए अणु गुजरता है: दो क्रोमैटिड गुणसूत्र प्राप्त होते हैं
	पोस्टसिंथेटिक अवधि	प्रोटीन संश्लेषण, ऊर्जा भंडारण, विभाजन की तैयारी
	प्रोफ़ेज़ (विभाजन का पहला चरण)	दो क्रोमैटिड क्रोमोसोम सर्पिलाइज करते हैं, न्यूक्लियोली घुलते हैं, सेंट्रीओल्स डाइवर्ज करते हैं, न्यूक्लियर मेम्ब्रेन घुलते हैं, स्पिंडल फाइबर बनते हैं
समसूत्रण के चरण	मेटाफ़ेज़ (गुणसूत्रों के संचय का चरण)	धुरी के धागे गुणसूत्रों के सेंट्रोमियर से जुड़ते हैं, दो-क्रोमैटिड गुणसूत्र कोशिका के भूमध्य रेखा पर केंद्रित होते हैं
	एनाफेज (गुणसूत्रों के विचलन का चरण)	सेंट्रोमियर विभाजित होते हैं, एकल क्रोमैटिड गुणसूत्र कोशिका के ध्रुवों तक स्पिंडल थ्रेड्स द्वारा फैले होते हैं
	टेलोफ़ेज़ (विभाजन का अंतिम चरण)	एकल-क्रोमैटिड गुणसूत्रों को अवक्षेपित किया जाता है, न्यूक्लियोलस बनता है, परमाणु लिफाफा बहाल होता है, कोशिकाओं के बीच एक विभाजन भूमध्य रेखा पर बनने लगता है, विखंडन धुरी के धागे घुल जाते हैं

पौधों और जानवरों में समसूत्रण की विशेषताएं

एक से दूसरे तक का समय। यह दो क्रमिक चरणों में होता है - इंटरफेज़ और स्वयं विभाजन। इस प्रक्रिया की अवधि अलग है और कोशिकाओं के प्रकार पर निर्भर करती है।

इंटरफेज़ दो कोशिका विभाजनों के बीच की अवधि है, अंतिम विभाजन से कोशिका मृत्यु तक का समय या विभाजित करने की क्षमता का नुकसान।

इस अवधि के दौरान, कोशिका अपने डीएनए के साथ-साथ माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स को बढ़ाती और दोगुनी करती है। इंटरफेज़ में, अन्य कार्बनिक यौगिक. इंटरफेज़ की सिंथेटिक अवधि में संश्लेषण प्रक्रिया सबसे तीव्र होती है। इस समय, परमाणु क्रोमैटिड दोगुना हो जाता है, ऊर्जा जमा होती है, जिसका उपयोग विभाजन के दौरान किया जाएगा। सेल ऑर्गेनेल और सेंट्रीओल्स की संख्या भी बढ़ जाती है।

इंटरफेज़ लगभग 90% पर कब्जा कर लेता है कोशिका चक्र. इसके बाद, माइटोसिस होता है, जो यूकेरियोटिक कोशिकाओं (जीव जिनकी कोशिकाओं में एक गठित नाभिक होता है) को विभाजित करने का मुख्य तरीका है।

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

यह कई चरणों से गुजरता है। मिटोसिस के चरणों की विशेषता है व्यक्तिगत विशेषताएंऔर एक निश्चित अवधि।

समसूत्रण के चरण

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

माइटोसिस के चरणों को निम्नलिखित विशेषताओं की विशेषता है:

कौन सा जैविक महत्वसमसूत्रण प्रक्रिया?

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

याद है!

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

क्या आपको लगता है कि एक बहुकोशिकीय जीव में विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं का जीवनकाल समान होता है? अपने मत का औचित्य सिद्ध कीजिए।

जन्म के समय, एक बच्चे का वजन औसतन 3-3.5 किलोग्राम होता है और वह लगभग 50 सेंटीमीटर लंबा होता है, एक भूरा भालू शावक जिसके माता-पिता का वजन 200 किलोग्राम या उससे अधिक होता है, उसका वजन 500 ग्राम से अधिक नहीं होता है, और एक छोटे कंगारू का वजन कम होता है। 1 ग्राम से अधिक। एक सुंदर हंस एक ग्रे नॉनडिस्क्रिप्ट चूजे से बढ़ता है, एक फुर्तीला टैडपोल एक शांत टॉड में बदल जाता है, और एक विशाल ओक का पेड़ घर के पास लगाए गए एक बलूत से उगता है, जो सौ साल बाद लोगों की नई पीढ़ियों को अपनी सुंदरता से प्रसन्न करता है। ये सभी परिवर्तन जीवों के बढ़ने और विकसित होने की क्षमता के कारण संभव हैं। पेड़ बीज में नहीं बदलेगा, मछली अंडे में नहीं लौटेगी - वृद्धि और विकास की प्रक्रियाएं अपरिवर्तनीय हैं। जीवित पदार्थ के ये दो गुण एक दूसरे के साथ अटूट रूप से जुड़े हुए हैं, और वे कोशिका के विभाजित होने और विशेषज्ञ होने की क्षमता पर आधारित हैं।

सिलिअट्स 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, 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, निर्धारण कारक वंशानुगत जानकारी है, जो प्रत्येक कोशिका के नाभिक में गुणसूत्रों के रूप में संग्रहीत होती है। एक बहुकोशिकीय जीव की सभी कोशिकाएँ एक ही निषेचित अंडे से उत्पन्न होती हैं। वृद्धि की प्रक्रिया में, प्रत्येक नवगठित कोशिका को प्राप्त होना चाहिए सटीक प्रतिआनुवंशिक सामग्री, ताकि, जीव का एक सामान्य वंशानुगत कार्यक्रम होने के कारण, विशेषज्ञता और अपने विशिष्ट कार्य को पूरा करने के लिए, संपूर्ण का एक अभिन्न अंग हो।

विभेदन के संबंध में, अर्थात, में विभाजन अलग - अलग प्रकारएक बहुकोशिकीय जीव की कोशिकाओं का जीवन काल असमान होता है। उदाहरण के लिए, तंत्रिका कोशिकाएंएक ही समय में विभाजित करना बंद करो जन्म के पूर्व का विकास, और जीव के जीवन के दौरान, उनकी संख्या केवल घट सकती है। एक बार पैदा होने के बाद, वे विभाजित नहीं होते और तब तक जीवित रहते हैं जब तक कि ऊतक या अंग जिसका वे हिस्सा होते हैं, कोशिकाएं जो धारीदार होती हैं मांसपेशी ऊतकजानवरों में और पौधों में भंडारण ऊतकों में। लाल अस्थि मज्जा कोशिकाएं रक्त कोशिकाओं को बनाने के लिए लगातार विभाजित हो रही हैं, जिनका जीवनकाल सीमित है। अपने कार्यों को करने की प्रक्रिया में, त्वचा उपकला की कोशिकाएं जल्दी मर जाती हैं, इसलिए, में 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 कोशिकाएं होती हैं। आंतों के उपकला की लगभग 70 बिलियन कोशिकाएं और 2 बिलियन एरिथ्रोसाइट्स हर दिन मर जाते हैं। सबसे कम जीवित कोशिकाएं आंतों के उपकला हैं, जिनकी उम्र केवल 1-2 दिन है।

एक कोशिका का जीवन चक्र। कोशिका के जीवन की अवधि विभाजन की प्रक्रिया में उसके प्रकट होने के क्षण से मृत्यु तक या बाद के विभाजन के अंत तकबुलाया जीवन चक्र। कोशिका मातृ कोशिका के विभाजन की प्रक्रिया में उत्पन्न होती है और अपने विभाजन या मृत्यु के दौरान गायब हो जाती है। जीवन चक्र की लंबाई विभिन्न कोशिकाएंबहुत भिन्न होता है और सेल प्रकार और स्थितियों पर निर्भर करता है बाहरी वातावरण(तापमान, ऑक्सीजन की उपस्थिति 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 होने वाली घटनाओं का एक समूह है, जो विभाजन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है और मृत्यु या बाद में माइटोसिस तक होता है। जीवन चक्र में एक समसूत्री चक्र शामिल हो सकता है जिसमें समसूत्री विभाजन की तैयारी शामिल है - अंतरावस्थाऔर विभाजन ही, साथ ही विशेषज्ञता का चरण - विभेदन, जिसके दौरान कोशिका अपने विशिष्ट कार्य करती है। इंटरफेज़ की अवधि हमेशा विभाजन से ही लंबी होती है। कृन्तकों के आंतों के उपकला की कोशिकाओं में, इंटरफेज़ 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 चल रही हैं, कोशिका बढ़ती है, अंग बनाती है और अगले विभाजन की तैयारी करती है। लेकिन निश्चित रूप से सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाजो विभाजन की तैयारी में इंटरफेज़ के दौरान होता है वह है डीएनए दोहराव (§)।

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चावल। 52. समसूत्रीविभाजन के चरण

डीएनए अणु के दो हेलिकॉप्टर अलग हो जाते हैं और उनमें से प्रत्येक पर एक नई पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला संश्लेषित होती है। डीएनए प्रतिकृति के साथ होता है उच्चतम परिशुद्धता, जो पूरकता के सिद्धांत द्वारा प्रदान किया गया है। नए डीएनए अणु मूल की बिल्कुल समान प्रतियां हैं, और दोहराव प्रक्रिया पूरी होने के बाद, वे सेंट्रोमियर क्षेत्र में जुड़े रहते हैं। डीएनए अणु जो दोहराव के बाद गुणसूत्र बनाते हैं, कहलाते हैं क्रोमैटिड।

दोहराव प्रक्रिया की सटीकता में एक गहरा जैविक अर्थ है: नकल के उल्लंघन से वंशानुगत जानकारी का विरूपण होगा और परिणामस्वरूप, बेटी कोशिकाओं और पूरे जीव के कामकाज में व्यवधान पैदा होगा।

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। हालांकि, हम जानते हैं कि एक 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।

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

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

पर प्रोफेज़गुणसूत्र सक्रिय रूप से सर्पिल करना शुरू करते हैं - मुड़ते हैं और एक कॉम्पैक्ट आकार प्राप्त करते हैं। ऐसी पैकेजिंग के परिणामस्वरूप, डीएनए से जानकारी पढ़ना असंभव हो जाता है और आरएनए संश्लेषण बंद हो जाता है। क्रोमोसोम स्पाइरलाइजेशन है शर्तबेटी कोशिकाओं के बीच आनुवंशिक सामग्री का सफल पृथक्करण। किसी छोटे से कमरे की कल्पना करें, जिसका पूरा आयतन 46 धागों से भरा हो, कुल लंबाईजो इस कमरे के आकार से सैकड़ों हजार गुना बड़े हैं। यह मानव कोशिका का केंद्रक है। दोहराव की प्रक्रिया में, प्रत्येक गुणसूत्र दोगुना हो जाता है, और हमारे पास पहले से ही समान मात्रा में 92 उलझे हुए तार होते हैं। भ्रमित हुए बिना और बिना फाड़े उन्हें समान रूप से विभाजित करना लगभग असंभव है। लेकिन इन धागों को गेंदों में घुमाएं, और आप उन्हें आसानी से दो समान समूहों में वितरित कर सकते हैं - प्रत्येक में 46 गेंदें। कुछ ऐसा ही समसूत्री विभाजन के दौरान होता है।

प्रोफ़ेज़ के अंत तक, परमाणु झिल्ली टूट जाती है, और धुरी के तंतु कोशिका के ध्रुवों के बीच खिंच जाते हैं - एक ऐसा उपकरण जो गुणसूत्रों के समान वितरण को सुनिश्चित करता है।

पर मेटाफ़ेज़गुणसूत्रों का सर्पिलीकरण अधिकतम हो जाता है, और कॉम्पैक्ट गुणसूत्र कोशिका के भूमध्यरेखीय तल में स्थित होते हैं। इस स्तर पर, यह स्पष्ट रूप से देखा जाता है कि प्रत्येक गुणसूत्र में दो बहन क्रोमैटिड होते हैं जो सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं। स्पिंडल फाइबर सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं।

एनाफ़ेज़बहुत जल्दी बहता है। सेंट्रोमियर दो में विभाजित हो जाते हैं, और उसी क्षण से बहन क्रोमैटिड स्वतंत्र गुणसूत्र बन जाते हैं। सेंट्रोमियर से जुड़े स्पिंडल तंतु गुणसूत्रों को कोशिका के ध्रुवों तक खींचते हैं।

मंच पर टीलोफ़ेज़बेटी गुणसूत्र, कोशिका के ध्रुवों पर एकत्रित होते हैं, आराम करते हैं और खिंचाव करते हैं। वे फिर से क्रोमैटिन में बदल जाते हैं और एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में खराब रूप से अलग हो जाते हैं। कोशिका के दोनों ध्रुवों पर गुणसूत्रों के चारों ओर नई नाभिकीय झिल्लियाँ बनती हैं। गुणसूत्रों के समान द्विगुणित सेट वाले दो नाभिक बनते हैं।

चावल। 53. समसूत्री विभाजन का महत्व: ए - वृद्धि (रूट टिप); बी - वानस्पतिक प्रसार (खमीर का नवोदित); बी - पुनर्जनन (छिपकली पूंछ)

साइटोप्लाज्म के विभाजन के साथ माइटोसिस समाप्त होता है। इसके साथ ही गुणसूत्रों के विचलन के साथ, कोशिका के अंग लगभग दो ध्रुवों के साथ समान रूप से वितरित होते हैं। जंतु कोशिकाओं में कोशिका झिल्लीअंदर की ओर उभारने लगता है, और कोशिका कसना से विभाजित हो जाती है। पादप कोशिकाओं में, झिल्ली भूमध्यरेखीय तल में कोशिका के अंदर बनती है और परिधि तक फैलते हुए कोशिका को दो बराबर भागों में विभाजित करती है।

माइटोसिस का अर्थ.समसूत्री विभाजन के परिणामस्वरूप, दो संतति कोशिकाएँ उत्पन्न होती हैं, जिनमें गुणसूत्रों की संख्या उतनी ही होती है जितनी मातृ कोशिका के केन्द्रक में होती है, अर्थात मूल कोशिका के समान कोशिकाएँ बनती हैं। पर सामान्य स्थितिमाइटोसिस के दौरान आनुवंशिक जानकारी में कोई परिवर्तन नहीं होता है, इसलिए समसूत्री विभाजनका समर्थन करता है आनुवंशिक स्थिरताकोशिकाएं। समसूत्री विभाजन विकास, 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, समसूत्रण अलैंगिक प्रजनन सुनिश्चित करता है।

प्रश्नों और असाइनमेंट की समीक्षा करें

1. कोशिका का जीवन चक्र क्या होता है?

2. समसूत्री चक्र में DNA दोहराव कैसे होता है? इस प्रक्रिया का अर्थ क्या है?

3. समसूत्री विभाजन के लिए कोशिका की तैयारी क्या है?

4. समसूत्री विभाजन के चरणों का क्रमिक रूप से वर्णन कीजिए।

5. समसूत्री विभाजन का जैविक महत्व क्या है?

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