وبلاگ

تقسیم سلولی چیست؟

• زندگی در موجودات چند سلولی با یک سلول به نام زیگوت آغاز می شود. یک گیاه یا حیوان بالغ حاوی میلیون ها سلول است.
• با رشد یک ارگانیسم، تعداد زیادی سلول از سلول های موجود تشکیل می شود. یک سلول برای تشکیل سلول های دختر تقسیم می شود، که به نوبه خود بارها و بارها تقسیم می شوند و تعداد زیادی سلول را تشکیل می دهند.
• بنابراین تقسیم سلولی فرآیندی است که طی آن سلول های جدید از سلول های از قبل موجود تشکیل می شوند.
• تقسیم سلولی در گیاهان به نواحی یا مناطق خاصی به نام مناطق مریستمی محدود می شود. حیوانات دارای مراکز فعال تقسیم سلولی در پوست، مغز استخوان و برخی از سلول های پوشش روده هستند.
• در یک حیوان بالغ تقسیم سلول های عصبی کمتر است یا اصلاً تقسیم نمی شود و اگر از بین برود، نمی توان آنها را جایگزین کرد.
• برای درک فرآیند تقسیم سلولی، مطالعه ساختار کروموزوم بسیار مهم است زیرا نقش مهمی در فرآیند بازی می کند.
• دو فرآیند اصلی در تقسیم سلولی نقش دارند.
  • کاریوکینزیس:
    • شامل تقسیم هسته یا مواد هسته ای (کروموزوم ها) است. در طول تقسیم هسته ای، هر کروموزوم به صورت طولی شکافته می شود و دو کروماتید تشکیل می دهد.
    • این کروماتیدها در ناحیه سانترومر چسبیده باقی می مانند. سانترومر به صورت باریک شدن در یک نقطه از کروموزوم ظاهر می شود.
    • الیاف دوک به سانترومر کروموزوم در یک سلول تقسیم می‌شوند.
  • سیتوکینزیس: شامل تقسیم سیتوپلاسم و اندامک های سیتوپلاسمی است.
• دو نوع تقسیم سلولی وجود دارد:

همچنین ببینید: تفاوت بین میتوز و میوز

میتوزیس

• میتوز یک روش رایج تقسیم سلولی برای رشد و نمو یا ترمیم بافت در موجودات چند سلولی است.
• در سلول های سوماتیک یا رویشی رخ می دهد.
• زیست شناس آلمانی والتر فلمینگ اولین کسی بود که در سال 1877 میتوز را در موجودات زنده مشاهده کرد. او آن را میتوز نامید که به معنای تشکیل رشته است. این به تقسیم هسته ای اشاره دارد که در آن کروموزوم ها به صورت رشته ها ظاهر می شوند.
• در همه انواع موجودات زنده وجود دارد. با تقسیم سلول والد به سلول های دختر مشخص می شود.
• دو سلول دختر از نظر کمی و کیفی مشابه یکدیگر هستند. آنها حاوی تعداد مساوی کروموزوم و تعداد کم و بیش مساوی اندامک های سلولی هستند.
• بنابراین میتوز نیز نامیده می شود تقسیم مساوی.
• هنگامی که فرآیند میتوز شروع می شود، تا تشکیل دو سلول جدید ادامه می یابد. برای راحتی، توالی رویدادهایی که در طول میتوز رخ می دهد را می توان به مراحل یا مراحل مختلفی تقسیم کرد که عبارتند از:
  • اینترفاز
  • پروفاز
  • متافاز
  • آنافاز
  • تلوفاز
• این فازها با آرایش کروموزوم ها در طول تقسیم هسته ای مشخص می شوند. یعنی کاریوکینزیس

1. اینترفاز:

• قبل از شروع تقسیم سلولی، سلول در اینترفاز است. این دوره بین دو بخش هسته ای است.
• این مرحله عدم تقسیم سلول است.
• این دوره از فعالیت های بیوشیمیایی است که در آن DNA تکثیر می شود و در اطراف یک هسته مرکزی پروتئین پیچیده می شود تا یک کروموزوم منفرد را تشکیل دهد.
• در این مرحله، هسته دارای یک غشای هسته ای مشخص است. هسته را می توان دید، اما کروموزوم ها دراز، پیچ خورده و نخ مانند هستند و کروماتین نامیده می شوند.
• به این مرحله مرحله آماده سازی نیز می گویند زیرا سلول برای انجام تقسیم سلولی آماده می شود.

2. پروفاز:
   • این طولانی ترین مرحله در تقسیم سلولی است. در این مرحله، هسته تحت مجموعه تغییرات زیر قرار می گیرد.
     1. رشته های کروماتین به تدریج به کروموزوم های متراکم کوتاه، ضخیم و سیم پیچی متراکم می شوند.
     2. با برجسته شدن کروموزوم ها، اندازه هسته کاهش می یابد و در پایان پروفاز ناپدید می شود.
     3. غشای هسته شکسته می شود و در پایان پروفاز در سیتوپلاسم حل می شود. این باعث می شود که کروموزوم ها در سیتوپلاسم غیر متصل و شل شوند.
     4. درست قبل از شروع فعالیت کروموزومی، سانتروزوم به دو (که اکنون سنتول نامیده می‌شود) تقسیم می‌شود و در قطب‌های مخالف سلول از یکدیگر دور می‌شوند تا «قطب‌ها» را تشکیل دهند. سپس هر سانتریول فیبرهای دوکی ساطع می کند.
   • [Note: Centrioles are present in animal cells and some lower plant cells. In most of the higher plants, centrioles are absent and the poles of the divisions are determined by two clear zones in the cytoplasm of the cell.]

3. متافاز:
   • تکمیل دوک های میتوزی (الیاف دوکی) متافاز را آغاز می کند. بسیار کوتاهتر از پروفاز است و شامل مراحل زیر است:
     1. کروموزوم ها کوتاه ترین و ضخیم ترین می شوند و در صفحه استوایی سلول با رشته های دوکی قرار می گیرند. این امکان توزیع یکنواخت کروموزوم ها در سلول های دختر را فراهم می کند. در این زمان مشخص بود که هر کروموزوم دوتایی است که از دو رشته مشابه به نام کروماتید تشکیل شده است.
     2. کروماتیدها در یک نقطه توسط یک سانترومر به یکدیگر متصل می شوند. سانترومر هر کروموزوم به دو قسمت تقسیم می شود، بنابراین هر کروماتید خواهر، سانترومر مخصوص به خود را دارد.
     3. الیاف دوک از سانتریول ها به سانترومرها متصل می شوند.

4. آنافاز:
   • آنافاز زمانی شروع می شود که هر کروماتید خواهر با یک سانترومر از یکدیگر جدا شده و با انقباض الیاف دوک به سمت قطب های سلول حرکت می کند.
   • انقباض الیاف دوک باعث حرکت کروماتیدها به قطب های مخالف می شود. این کروماتیدها امروزه کروموزوم نامیده می شوند. کروموزوم های جدید بسته به موقعیت سانترومرها بر روی کروموزوم ها، شکل های مشخصه U، V، J را به خود می گیرند.
   • کروموزوم های جدید کوتاه تر و ضخیم تر می شوند.
   • رسیدن کروموزوم ها به قطب های مربوطه نشان دهنده پایان آنافاز است.

5. تلوفاز:
   • این آخرین مرحله کاریوکینز میتوز است. در این مرحله هسته بازسازی می شود و تغییرات زیر رخ می دهد.
     1. کروموزوم ها در قطب های سلول قرار دارند و دو گروه را تشکیل می دهند.
     2. این کروموزوم ها از طریق یک فرآیند طویل شدن برای تشکیل شبکه یا شبکه کروماتین طولانی تر و نازک تر می شوند و شروع به پخش شدن می کنند.
     3. هسته با سازماندهی مجدد مواد هسته ای که در طول پروفاز پراکنده شده بودند دوباره ظاهر می شود. یک غشای هسته ای جدید در اطراف هر شبکه کروماتین و هسته تشکیل می شود. در انتهای تلوفاز، دو هسته یکسان در سلول والد تشکیل می شود.
     4. الیاف دوک ناپدید می شوند. سانتریول کپی شده و در هر قطب یک سانتروزوم تشکیل می دهد.

سیتوکینزیس:

• پس از جداسازی مواد هسته ای (کروموزوم ها) که به آن کاریوکینزیس نیز گفته می شود، سلول تحت سیتوکینز قرار می گیرد.
• سیتوکینز فرآیند تقسیم و جداسازی اجزای سیتوپلاسمی است. فرآیند سیتوکینز در سلول های گیاهی و حیوانی متفاوت است.
• پایان تلوفاز همزمان با تقسیم سیتوپلاسم است. در سلول های حیوانی، یک انقباض در خارج از سلول در صفحه استوایی رخ می دهد. انقباض از خارج به سمت مرکز عمیق می شود و سیتوپلاسم را به دو بخش تقسیم می کند و دو سلول دختر را تشکیل می دهد.

• در سلول های گیاهی، سیتوکینز معمولاً در اوایل تلوفاز با تشکیل یک صفحه سلولی جدید در دوک استوایی آغاز می شود. جداسازی سیتوپلاسم از مرکز سلول شروع می شود و به تدریج در هر طرف صفحه عمود بر محور دوک به سمت خارج گسترش می یابد.
• به این ترتیب دو سلول جدید تشکیل می شود که هر کدام دارای همان تعداد کروموزوم در سلول مادر هستند. پس از فرآیند تقسیم سلولی، اندازه سلول‌های جدید تا جایی رشد می‌کنند که تقریباً به اندازه سلول مادر به نظر می‌رسند.

معنی میتوز:

• رشد و ترمیم بافت:
  • میتوز یک وسیله رایج رشد (افزایش تعداد سلول) و ترمیم بافت در موجودات چند سلولی است. تخم بارور شده (زیگوت) از طریق تقسیمات میتوزی مکرر به جنین و در نهایت به جنین و نوزاد تبدیل می شود.
• ثبات ژنتیکی:
  • این باعث می شود که سلول های مادر به دو سلول دختر یکسان تقسیم شوند که هر کدام دارای تعداد کروموزوم های مشابه سلول مادر هستند. بنابراین، برای حفظ همان تعداد کروموزوم در تمام سلول های یک فرد عمل می کند. به عنوان مثال، هنگامی که یک سلول انسانی با 46 کروموزوم توسط میتوز تقسیم می شود، هر سلول دختر نیز 46 کروموزوم خواهد داشت. در این فرآیند تعداد ژن ها ثابت می ماند. بنابراین، هر سلول دختر دارای یکسانی ژنتیکی با سلول مادر است و این به حفظ ثبات ژنتیکی موجودات زنده کمک می کند.
• تولید مثل غیرجنسی:
  • این یک روش متداول تولید مثل غیرجنسی در موجودات تک سلولی است.
• بازسازی و جایگزینی سلول:
  • در برخی جانوران مانند ستاره دریایی، پلاناریا، لارو آکسولوتل سمندر، بازسازی اعضای از دست رفته بدن با تقسیم سلولی میتوزی انجام می شود. همچنین سلول های آسیب دیده یا از دست رفته مانند ترمیم زخم را جایگزین می کند.

تقسیم سلولی میتوز (میتوز)، مراحل و اهمیت آن