कोशिका विभाजन: प्रकार, प्रक्रिया और महत्व - जीवविज्ञान - 2025

कोशिका विभाजन प्रक्रिया है कि सभी जीवित जीवों बढ़ने और प्रजनन की अनुमति देता है। प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में, कोशिका विभाजन का परिणाम बेटी कोशिकाएं हैं जो मूल कोशिका के समान आनुवंशिक जानकारी रखती हैं। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि विभाजन से पहले, डीएनए में मौजूद जानकारी को डुप्लिकेट किया जाता है।

प्रोकैरियोट्स में, बाइनरी विखंडन द्वारा विभाजन होता है। अधिकांश प्रोकैरियोट्स का जीन एक गोलाकार डीएनए अणु है। हालांकि इन जीवों में एक नाभिक नहीं होता है, डीएनए एक कॉम्पैक्ट रूप में होता है जिसे न्यूक्लियॉइड कहा जाता है, जो इसे चारों ओर से भरने वाले साइटोप्लाज्म से अलग होता है।

स्रोत: रिटामा

यूकेरियोट्स में, विभाजन माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन के माध्यम से होता है। यूकेरियोटिक जीनोम में नाभिक के भीतर बड़ी मात्रा में डीएनए का आयोजन होता है। यह संगठन प्रोटीन के साथ डीएनए की पैकेजिंग पर आधारित है, जो क्रोमोसोम का निर्माण करता है, जिसमें सैकड़ों या हजारों जीन होते हैं।

बहुत विविध यूकेरियोट्स, दोनों एककोशिकीय और मेटाज़ोआन, जीवन चक्र हैं जो माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन के बीच वैकल्पिक होते हैं। ये चक्र उन के साथ हैं: ए) युग्मक अर्धसूत्रीविभाजन (जानवर, कुछ कवक और शैवाल), बी) युग्मज अर्धसूत्रीविभाजन (कुछ कवक और प्रोटोजोआ); और सी) युग्मक और युग्मज अर्धसूत्रीविभाजन (पौधों) के बीच प्रत्यावर्तन।

प्रकार

कोशिका विभाजन द्विआधारी विखंडन, माइटोसिस या अर्धसूत्रीविभाजन द्वारा हो सकता है। इस प्रकार के कोशिका विभाजन में शामिल प्रत्येक प्रक्रिया नीचे वर्णित है।

बाइनरी विखंडन

प्रोकेरियोटिक विखंडन, द्विआधारी विखंडन, अलैंगिक प्रजनन का एक रूप है।

बाइनरी विखंडन में कोशिका के विभाजन होते हैं जो दो बेटी कोशिकाओं को जन्म देते हैं, प्रत्येक मूल कोशिका के डीएनए की एक समान प्रतिलिपि के साथ।

प्रोकैरियोटिक कोशिका विभाजन से पहले, डीएनए प्रतिकृति होती है, दोहरे-असहाय डीएनए पर एक विशिष्ट साइट पर शुरू होती है, जिसे प्रतिकृति का मूल कहा जाता है। प्रतिकृति एंजाइम मूल से दोनों दिशाओं में आगे बढ़ते हैं, जिससे डबल स्ट्रैंड वाले डीएनए के प्रत्येक स्ट्रैंड की एक प्रति उत्पन्न होती है।

डीएनए प्रतिकृति के बाद, कोशिका लम्बी हो जाती है और कोशिका के भीतर डीएनए अलग हो जाता है। तुरंत, एक नया प्लाज्मा झिल्ली सेल के बीच में बढ़ने लगता है, जिससे एक सेप्टम बनता है।

इस प्रक्रिया को FtsZ प्रोटीन द्वारा सुविधाजनक बनाया गया है, जो कि आर्किया सहित प्रोकैरियोट्स में क्रमिक रूप से अत्यधिक संरक्षित है। अंत में, कोशिका विभाजित होती है।

कोशिका चक्र और माइटोसिस

यूकेरियोटिक कोशिका के दो चरणों के बीच से होकर जाने वाले चरणों को कोशिका चक्र के रूप में जाना जाता है। सेल के प्रकार के आधार पर सेल चक्र की अवधि कुछ मिनटों से लेकर महीनों तक भिन्न होती है।

सेल चक्र को दो चरणों में विभाजित किया जाता है, अर्थात् एम चरण और इंटरफ़ेस। एम चरण में दो प्रक्रियाएं होती हैं, जिन्हें माइटोसिस और साइटोकाइनेसिस कहा जाता है। मिटोसिस में परमाणु विभाजन होते हैं। मूल नाभिक में मौजूद समान संख्या और गुणसूत्र बेटी के नाभिक में पाए जाते हैं। बहुकोशिकीय जीवों की दैहिक कोशिकाएं माइटोसिस द्वारा विभाजित होती हैं।

साइटोकिनेसिस में बेटी कोशिकाओं के निर्माण के लिए कोशिका द्रव्य के विभाजन होते हैं।

इंटरफ़ेस के तीन चरण हैं: 1) जी 1, कोशिकाएं बढ़ती हैं और इस चरण में अपना अधिकांश समय बिताती हैं; 2) एस, जीनोम दोहराव; और 3) जी 2, माइटोकॉन्ड्रिया और अन्य जीवों की प्रतिकृति, गुणसूत्रों का संघनन और सूक्ष्मनलिकाएं की विधानसभा, अन्य घटनाओं के बीच।

माइटोसिस के चरण

माइटोसिस जी 2 चरण के अंत के साथ शुरू होता है, और इसे पांच चरणों में विभाजित किया जाता है: प्रोफ़ेज़, प्रोमेटापेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़ और टेलोफ़ेज़। वे सभी लगातार होते रहते हैं।

प्रोफेज़

प्रोफेज़। विकोमन कॉमन्स से लेओमोनासी 98

इस स्तर पर माइटोटिक स्पिंडल या माइटोटिक उपकरण का संयोजन मुख्य घटना है। प्रोफ़ेज़ क्रोमोसोम के निर्माण के साथ क्रोमैटिन के संघनन से शुरू होता है।

प्रत्येक गुणसूत्र में एक समान क्रोमैटिड जोड़ी होती है, जिसमें समान डीएनए होते हैं, जो कि उनके सेंट्रोमीटर के आसपास के क्षेत्र में कसकर बंधे होते हैं। इस संघ में कोशिंस नामक प्रोटीन परिसर भाग लेते हैं।

प्रत्येक सेंट्रोमियर एक कीनेटोकोर से जुड़ा होता है, जो प्रोटीन का एक जटिल है जो सूक्ष्मनलिकाएं से बांधता है। ये सूक्ष्मनलिकाएं गुणसूत्रों की प्रत्येक प्रतिलिपि को बेटी कोशिकाओं में स्थानांतरित करने की अनुमति देती हैं। माइक्रोट्यूबुल्स कोशिका के प्रत्येक सिरे से विकिरण करते हैं और माइटोटिक तंत्र बनाते हैं।

प्रोफ़ेज़ से पहले पशु कोशिकाओं में, सेंट्रोसोम दोहराव होता है, जो कि माइक्रोट्यूबुल्स के लिए मुख्य आयोजन केंद्र है और वह जगह जहां माता-पिता और बच्चे सेंट्रीओल्स मिलते हैं। प्रत्येक सेंट्रोसोम कोशिका के विपरीत ध्रुव पर पहुँचता है, उनके बीच माइक्रोट्यूबुल्स का एक पुल स्थापित करता है जिसे माइटोटिक तंत्र कहा जाता है।

अधिक हाल ही में विकसित पौधों में, पशु कोशिकाओं के विपरीत, कोई सेंट्रोसोम नहीं हैं और सूक्ष्मनलिकाएं की उत्पत्ति स्पष्ट नहीं है। हरे शैवाल जैसे पुराने विकासवादी उत्पत्ति के प्रकाश संश्लेषक कोशिकाओं में, सेंट्रोसोम होते हैं।

prometaphase

Leomonaci98

मिटोसिस को गुणसूत्रों के अलगाव और परमाणु छिद्र परिसर और नाभिक के परमाणु लिफाफे के वितरण को सुनिश्चित करना चाहिए। इस बात पर निर्भर करता है कि परमाणु लिफाफा (EN) गायब हो जाता है या नहीं, और EN के सघनता की डिग्री, समसूत्रण बंद से लेकर पूरी तरह से खुला होता है।

उदाहरण के लिए, एस। सेरेविसे में माइटोसिस बंद हो जाता है, ए। निडुलन्स में यह अर्ध-खुला होता है, और मनुष्यों में यह खुला होता है।

बंद माइटोसिस में, परमाणु के लिफ़ाफ़े के भीतर धुरी के ध्रुवीय पिंड पाए जाते हैं, जिससे परमाणु और साइटोप्लास्मिक माइक्रोट्यूबुल्स के न्यूक्लिएशन बिंदु बनते हैं। साइटोप्लाज्मिक माइक्रोट्यूबुल्स कोशिका प्रांतस्था के साथ, और गुणसूत्रों के कीनेटोकोर्स के साथ बातचीत करते हैं।

अर्ध-खुले माइटोसिस में, क्योंकि एन को आंशिक रूप से विघटित किया जाता है, परमाणु अंतरिक्ष सेंट्रोस से न्यूक्लियेटेड माइक्रोट्यूबुल्स द्वारा आक्रमण किया जाता है और एन में दो उद्घाटन के माध्यम से, एन द्वारा घिरे हुए बंडल बनाते हैं।

खुले माइटोसिस में, एन का पूर्ण विघटन होता है, माइटोटिक तंत्र पूरा हो जाता है, और गुणसूत्र कोशिका के मध्य की ओर विस्थापित होने लगते हैं।

मेटाफ़ेज़

गुणसूत्र मेटाफ़ेज़ के दौरान कोशिका के भूमध्यरेखीय प्लेट में संरेखित होता है

मेटाफ़ेज़ में, गुणसूत्र कोशिका के भूमध्य रेखा पर लाइन अप करते हैं। कोशिका के आंतरिक परिधि से गुजरते हुए धुरी के अक्ष के लंबवत काल्पनिक तल को मेटाफ़ेज़ प्लेट कहा जाता है।

स्तनधारी कोशिकाओं में, माइटोटिक तंत्र एक केंद्रीय माइटोटिक धुरी और एस्टर्स की एक जोड़ी में व्यवस्थित होता है। माइटोटिक स्पिंडल में सूक्ष्मनलिकाएं का एक द्विपक्षीय सममित बंडल होता है जो सेल के भूमध्य रेखा पर विभाजित होता है, जिससे दो विपरीत हिस्सों का निर्माण होता है। एस्टर धुरी के प्रत्येक पोल पर सूक्ष्मनलिकाएं के समूह से बने होते हैं।

माइटोटिक तंत्र में सूक्ष्मनलिकाएं के तीन समूह होते हैं: 1) सूक्ष्म, जो क्षुद्रग्रह बनाते हैं, सेंट्रोसोम से शुरू होते हैं और कोशिका प्रांतस्था की ओर विकीर्ण होते हैं; 2) कीनेटोचोर, जो किनेटोकोर के माध्यम से गुणसूत्रों से जुड़े होते हैं; और 3) ध्रुवीय, जो विपरीत ध्रुव से सूक्ष्मनलिकाएं के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।

ऊपर वर्णित सभी माइक्रोट्यूबुल्स में, (-) छोर का सामना करना पड़ता है।

पौधे की कोशिकाओं में, अगर कोई सेंट्रोसोम नहीं है, तो स्पिंडल पशु कोशिकाओं के समान है। स्पिंडल में विपरीत ध्रुवता वाले दो हिस्सों होते हैं। अंत (+) विषुवत रेखा पर होते हैं।

एनाफ़ेज़

स्रोत: लेओमोनासी 98, विकिमीडिया कॉमन्स से

एनाफेज को जल्दी और देर से विभाजित किया जाता है। प्रारंभिक एनाफ़ेज़ में, बहन क्रोमैटिड का अलगाव होता है।

यह पृथक्करण इसलिए होता है क्योंकि संघ को बनाए रखने वाले प्रोटीनों को क्लीवेज किया जाता है और क्योंकि किन्नोकोचोर के सूक्ष्मनलिकाएं की कमी होती है। जब बहन क्रोमैटिड्स की जोड़ी अलग हो जाती है, तो उन्हें क्रोमोसोम कहा जाता है।

गुणसूत्रों की ध्रुवीय पारी के दौरान, कीनेटोचोर उसी कीनेटोचोर के सूक्ष्मनलिकाशोथ के साथ चलता है (+) अंत विच्छेदित होता है। इस वजह से, मिटोसिस के दौरान गुणसूत्रों की गति एक निष्क्रिय प्रक्रिया है जिसमें मोटर प्रोटीन की आवश्यकता नहीं होती है।

देर से एनाफ़ेज़ में, ध्रुवों का एक बड़ा अलगाव होता है। एक केआरपी प्रोटीन, ध्रुवीय माइक्रोट्यूबुल्स के (+) छोर से जुड़ा होता है, उसी के ओवरलैप के क्षेत्र में, बगल के एंटीपैरेरल ध्रुवीय सूक्ष्मनलिका के (+) छोर की ओर यात्रा करता है। इस प्रकार, केआरपी (-) छोर की ओर आसन्न ध्रुवीय सूक्ष्मनलिका को धक्का देता है।

पादप कोशिकाओं में, गुणसूत्रों के अलग होने के बाद, स्पिन्डल के बीच में अंतर-स्थान या अतिव्यापी सूक्ष्मनलिकाएं के साथ एक स्थान रहता है। यह संरचना साइटोकाइनेटिक तंत्र की शुरुआत की अनुमति देता है, जिसे क्रॉमोप्लास्ट कहा जाता है।

टीलोफ़ेज़

टीलोफ़ेज़। Leomonaci98

टेलोफ़ेज़ में, विभिन्न घटनाएं होती हैं। गुणसूत्र ध्रुवों तक पहुँचते हैं। कीनेटोचोर गायब हो जाता है। ध्रुवीय सूक्ष्मनलिकाएं बढ़ाना जारी रखती हैं, साइटोकाइनेसिस के लिए कोशिका तैयार करती है। परमाणु लिफाफे का निर्माण मां लिफाफे के टुकड़ों से होता है। नाभिक पुन: प्रकट होता है। गुणसूत्र विघटित होते हैं।

cytokinesis

साइटोकिनेसिस कोशिका चक्र का वह चरण है, जिसके दौरान कोशिका विभाजित होती है। पशु कोशिकाओं में, साइटोसिनिस एक्टिन फिलामेंट्स के कसना बेल्ट के माध्यम से होता है। ये फिलामेंट्स एक दूसरे के ऊपर स्लाइड करते हैं, स्ट्रैप का व्यास कम हो जाता है, और सेल की परिधि के चारों ओर एक दरार नाली बन जाती है।

जैसा कि कसना जारी है, सल्फास गहरा हो जाता है और एक इंटरसेलुलर पुल बनता है, जिसमें मिडबॉडी होती है। इंटरसेलुलर ब्रिज के मध्य क्षेत्र में सूक्ष्मनलिकाएं के बंडल होते हैं, जो एक इलेक्ट्रोड मैट्रिक्स द्वारा कवर किए जाते हैं।

माइटी के बाद की बहन कोशिकाओं के बीच अंतरकोशिकीय पुल का टूटना फोड़े के माध्यम से होता है। अनुपस्थिति के तीन प्रकार हैं: 1) यांत्रिक विखंडन तंत्र; 2) आंतरिक पुटिकाओं द्वारा भरने का तंत्र; 3) विखंडन के लिए प्लाज्मा झिल्ली का कसना।

पादप कोशिकाओं में, झिल्ली घटक उनके भीतर इकट्ठा हो जाते हैं और कोशिका प्लेट बन जाती है। यह पट्टिका तब तक बढ़ती है जब तक कि यह प्लाज्मा झिल्ली की सतह तक नहीं पहुंच जाती है, इसके साथ फ्यूज़िंग और सेल को दो में विभाजित करता है। फिर सेल्यूलोज को नए प्लाज्मा झिल्ली पर जमा किया जाता है और नई सेल दीवार बनाता है।

अर्धसूत्रीविभाजन

अर्धसूत्रीविभाजन एक प्रकार का कोशिका विभाजन है जो गुणसूत्रों की संख्या को आधे में कम कर देता है। इस प्रकार, एक द्विगुणित कोशिका चार अगुणित बेटी कोशिकाओं में विभाजित होती है। मीओसिस रोगाणु कोशिकाओं में होता है और युग्मक को जन्म देता है।

अर्धसूत्रीविभाजन के चरणों में नाभिक और साइटोप्लाज्म के दो विभाजन होते हैं, अर्थात् अर्धसूत्रीविभाजन I और अर्धसूत्रीविभाजन II। अर्धसूत्रीविभाजन I के दौरान, समरूप गुणसूत्रों के प्रत्येक जोड़े के सदस्य अलग-अलग होते हैं। अर्धसूत्रीविभाजन II के दौरान, बहन क्रोमैटिड अलग और चार अगुणित कोशिकाओं का उत्पादन होता है।

माइटोसिस के प्रत्येक चरण को प्रोफ़ेज़, प्रोमेटापेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़ और टेलोफ़ेज़ में विभाजित किया गया है।

अर्धसूत्रीविभाजन I

- प्रोफ़ेज़ I. क्रोमोसोम संघनित होता है और धुरी बनने लगती है। डीएनए दोगुना हो गया। प्रत्येक क्रोमोसोम बहन क्रोमैटिड्स से बना होता है, जो सेंट्रोमियर से जुड़ा होता है। अन्तर्ग्रथन के दौरान समरूप गुणसूत्रों की जोड़ी, पार करने की अनुमति देती है, जो विभिन्न युग्मकों के निर्माण की कुंजी है।

- मेटाफ़ेज़ I। समरूप गुणसूत्रों की जोड़ी मेटाफ़ेज़ प्लेट के साथ ऊपर जाती है। चिस्म जोड़ी को एक साथ रखने में मदद करता है। प्रत्येक पोल पर कीनेटोकोर के माइक्रोट्यूबुल्स एक समरूप गुणसूत्र के एक सेंट्रोमियर से बंधते हैं।

- एनाफेज I. किनेटोचोर के सूक्ष्मनलिकाएं छोटी हो जाती हैं और सजातीय जोड़े अलग हो जाते हैं। एक डुप्लिकेट होमोलॉग सेल के एक पोल पर जाता है, जबकि दूसरा डुप्लिकेट होमोलॉग पोल के दूसरी तरफ जाता है।

- टेलोपेज़ I. अलग-अलग समरूप कोशिका के प्रत्येक ध्रुव पर एक समूह बनाते हैं। परमाणु लिफाफा फिर से बनता है। साइटोकिनेसिस होता है। परिणामी कोशिकाओं में मूल कोशिका के गुणसूत्रों की संख्या आधी होती है।

अर्धसूत्रीविभाजन II

- पैगंबर II। प्रत्येक कोशिका में एक नया स्पिंडल बनता है और कोशिका झिल्ली गायब हो जाती है।

- मेटाफ़ेज़ II। स्पिंडल का गठन पूरा हो गया है। क्रोमोसोम में बहन क्रोमैटिड होते हैं, सेंट्रोमियर में शामिल होते हैं, मेटाफ़ेज़ प्लेट के साथ संरेखित होते हैं। किनेटोचोर के सूक्ष्मनलिकाएं जो विपरीत ध्रुवों से शुरू होती हैं, सेंट्रोमीटर से जुड़ती हैं।

- अनापेस द्वितीय। माइक्रोट्यूबुल्स छोटा, सेंट्रोमेरस विभाजित, बहन क्रोमैटिड अलग और विपरीत ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं।

- टेलोफ़ेज़ II। परमाणु लिफाफा क्रोमोसोम के चार समूहों के आसपास बनता है: चार अगुणित कोशिकाएं बनती हैं।

महत्त्व

कुछ उदाहरण विभिन्न प्रकार के कोशिका विभाजन के महत्व को दर्शाते हैं।

- मिटोसिस। कोशिका चक्र में अपरिवर्तनीय बिंदु (डीएनए प्रतिकृति, बहन क्रोमैटिड का पृथक्करण) और चौकियां (G1 / S) हैं। P53 प्रोटीन G1 चौकी की कुंजी है। यह प्रोटीन डीएनए की क्षति का पता लगाता है, कोशिका विभाजन को रोकता है, और क्षति को ठीक करने वाले एंजाइम की गतिविधि को उत्तेजित करता है।

50% से अधिक मानव कैंसर में, p53 प्रोटीन में उत्परिवर्तन होता है जो विशिष्ट डीएनए अनुक्रमों को बांधने की क्षमता को कम करता है। P53 में उत्परिवर्तन कार्सिनोजेन्स के कारण हो सकता है, जैसे कि सिगरेट के धुएं में बेंज़ोपोप्रीन।

- अर्धसूत्रीविभाजन। यह यौन प्रजनन से जुड़ा है। एक विकासवादी दृष्टिकोण से, यह माना जाता है कि डीएनए की मरम्मत के लिए एक प्रक्रिया के रूप में यौन प्रजनन उत्पन्न हुआ। इस प्रकार, एक गुणसूत्र को नुकसान को समरूप गुणसूत्र की जानकारी के आधार पर मरम्मत किया जा सकता है।

माना जाता है कि द्विगुणित अवस्था प्राचीन जीवों में क्षणिक थी, लेकिन जीनोम बड़ा होने के कारण अधिक प्रासंगिक हो गया। इन जीवों में, यौन प्रजनन में पूरकता, डीएनए की मरम्मत और आनुवंशिक भिन्नता का कार्य होता है।

संदर्भ

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