अनुभाग 10 कोशिका कालचक्र आणि कोशिका विभाजन

तुम्हाला माहीत आहे की सर्व जीव, ज्याही आकाराचे असतील तरीही, ते एका एकांत कोशिकेतून सुरुवात होते? तुम्ही कधी विचार केला असावा की एका एकांत कोशिकेने कसे अशा मोठ्या जीवांना रूपांतर घेते. वाढ आणि पुनरुत्पादन हे कोशिकांचे, खासकर सर्व जीवांचे गुणधर्म आहेत. सर्व कोशिका दुहेरी विभाजनाने पुनरुत्पादित होतात, ज्यामुळे प्रत्येक पालक कोशिका विभाजनाच्या प्रत्येक वेळी दुहेरी कोशिका निर्माण करते. या नवीनतम दुहेरी कोशिकांमध्ये वाढ आणि विभाजन होऊ शकते, ज्यामुळे एका पालक कोशिकेच्या वाढीच्या आणि विभाजनाच्या प्रक्रियेद्वारे निर्मित एका नवीन कोशिका जनसमुदायाचा निर्माण होते. एका शब्दाने, अशा वाढ आणि विभाजनाच्या चक्रामुळे एका कोशिकेने दशलक्षांच्या कोशिकांनी घटक असलेली संरचना निर्माण करू शकते.

10.1 कोशिका कालचक्र [120]#

कोशिका विभाजन सर्व जीवांमध्ये खूप महत्त्वाची प्रक्रिया आहे. कोशिका विभाजनाच्या दौरान, DNA पुनरुत्पादन आणि कोशिका वाढही घडते. या सर्व प्रक्रिया, म्हणजे कोशिका विभाजन, DNA पुनरुत्पादन आणि कोशिका वाढ, यांचे योगदान योग्य विभाजन आणि संपूर्ण जेनोम असलेली दुहेरी कोशिका निर्माण होण्यासाठी एकत्रितपणे घडावी लागते. एका कोशिकेमुळे तिचे DNA पुनरुत्पादन करणे, इतर कोशिका घटकांचे संश्लेषण करणे आणि शेवटी दुहेरी कोशिकांमध्ये विभाजित होणे यासारखी प्रक्रिया म्हणувад कोशिका कालचक्र. कोशिका वाढ (सायटोप्लाझ्मिक वाढीच्या मापाने) ही निरंतर प्रक्रिया असते, परंतु DNA संश्लेषण केवळ कोशिका कालचक्राच्या एका विशिष्ट टप्प्यात घडते. पुनरुत्पादित जीनोम (DNA) हे कोशिका विभाजनाच्या दौरान एका जटिल प्रक्रियेद्वारे दुहेरी नाक्रोमध्ये वितरित होतात. या प्रक्रिया ही आत्म्याच्या नियंत्रणाखाली आहे.

10.1.1 कोशिका कालचक्राचे टप्पे [121-122]#

एक नमुना युक्रोटिक कोशिका मानव कोशिकांनी संसाधन मध्ये दाखवलेली आहे. या कोशिकांना एकदा बर्‍याच 24 तासांत विभाजन होते (आकृती 10.1). परंतु कोशिका कालचक्राची अवधी जीवांमधून आणि कोशिका प्रकारांमधून वेगळी असू शकते. उदाहरणार्थ, यीस्ट म्हणजेच फुर्फुरकी केवळ बर्‍याच 90 मिनिटांमध्ये कोशिका कालचक्र पूर्ण करू शकते.

कोशिका कालचक्र दोन मुलगी टप्प्यांमध्ये विभाजित आहे:

1. इंटरफेज (Interphase)

2. M टप्पा (माइटोसिस टप्पा)

आकृती 10.1 एका कोशिकेमुळे दुहेरी कोशिका निर्माण होण्याचे चित्रपटीय दृश्य

M टप्पा म्हणजे खर्च कोशिका विभाजन किंवा माइटोसिस होण्याचा टप्पा आहे आणि इंटरफेज म्हणजे दोन लवकरच्या M टप्प्यांच्या दरम्यान होणारा टप्पा. मानव कोशिकेच्या कोशिका कालचक्राच्या 24 तासांच्या शिथिल अवधीत कोशिका विभाजन योग्यरित्या केवळ बर्‍याच तासांत घडते हे ध्यानात ठेवणे गरजेचे आहे. इंटरफेज कोशिका कालचक्राच्या अवधीत 95% पेक्षा जास्त वेळ घालवते.

M टप्पा नाक्रोम विभाजनाने सुरुवात होते, ज्याचे अभिव्यक्त्याचे दुहेरी जेनोम (कार्यक्रम) वेगळे होण्याशी संबंधित आहे आणि शेवटी सायटोप्लाझ्म विभाजनाने संपले. इंटरफेज, जरी निद्रास्थितीचा टप्पा म्हणून सांगितला जातो, तरी हा टप्पा म्हणजे विभाजनासाठी कोशिका देखील योग्यरित्या तयार होण्याचा वेळ आहे, ज्यामध्ये कोशिका वाढ आणि DNA पुनरुत्पादन योग्य क्रमाने घडते. इंटरफेज यापुढील तिन्ही टप्प्यांमध्ये विभाजित आहे:

• G₁ टप्पा (गॅप 1)
• S टप्पा (सिंथेसिस)
• G₂ टप्पा (गॅप 2)

G₁ टप्पा म्हणजे माइटोसिस आणि DNA पुनरुत्पादनाच्या सुरुवातीच्या दरम्यान होणारा अंतराळ. G₁ टप्पात कोशिका चरणचालीची आणि निरंतर वाढत असते परंतु DNA पुनरुत्पादन करत नाही. S किंवा सिंथेसिस टप्पा म्हणजे DNA संश्लेषण किंवा पुनरुत्पादन होण्याचा कालावधी आहे. या वेळी प्रत्येक कोशिकेतील DNA पुनरुत्पादन होते. जर प्रारंभिक DNA पुढील प्रमाणाने असेल 2C तर ते 4C वाढते. परंतु जेनोम संख्या वाढत नाही; जर कोशिकेत G₁ टप्पात द्विजनिमी किंवा 2n जेनोम संख्या असेल, तर S टप्प्यानंतरही जेनोम संख्या अशीच राहील, म्हणजे 2n.

तुम्ही फुलांच्या शिरगांठी कोशिकांमध्ये माइटोसिस घडल्याचे आढळले आहे. प्रत्येक कोशिकेत 16 जेनोम आहेत. तुम्ही G₁ टप्पा, S टप्प्यानंतर, आणि M टप्प्यानंतर कोशिकेत किती जेनोम असतील हे सांगू शकता? आणि जर M टप्प्यानंतर कोशिकेतील DNA पुढील प्रमाण 2C असेल तर G₁, S टप्प्यानंतर, आणि G₂ टप्पात कोशिकेतील DNA पुढील प्रमाण काय असेल?

प्राण्यांच्या कोशिकांमध्ये, S टप्पात DNA पुनरुत्पादन नाक्रोममधून सुरु होते, आणि सेंट्रिओल सायटोप्लाझ्ममधून पुनरुत्पादन होते. G₂ टप्पात, माइटोसिससाठी प्रस्तुतीकरणासाठी प्रोटीन संश्लेषण होते आणि कोशिका वाढ सुरू ठेवते.

प्राण्यांच्या पुढील जीवांमध्ये काही कोशिका विभाजन दाखवत नाहीत (उदाहरणार्थ, हृदय कोशिका) आणि इतर अनेक कोशिका केवळ जर गरज असेल तरच विभाजन करतात, ज्यामुळे कोशिका जागा गमावल्या जातात किंवा कोशिका मृत्यू पावल्या जातात. या कोशिकांना आता आणि आता विभाजन करण्याची क्षमता गमावली जाते G₁ टप्पात ज्याला कोशिका कालचक्रातील निद्रास्थितीचा टप्पा (G₀) म्हणतात. या टप्प्यातील कोशिका चरणचालीची आणि जीवनाच्या गरजेनुसार जीवांच्या गरजेच्या आवाजाने वाढण्यासाठी कॉल करतात.

प्राण्यांमध्ये, माइटोसिस फक्त द्विजनिमी सॉमॅटिक कोशिकांमध्ये दिसते. परंतु याचा काही अपवाद आहेत, ज्यामध्ये हॅप्लोइड कोशिका माइटोसिसने विभाजन करतात, उदाहरणार्थ, पुरुष मधुमेह. याविरुद्ध, वनस्पती हॅप्लोइड आणि द्विजनिमी कोशिकांमध्ये दोन्ही मध्ये माइटोसिस दाखवू शकतात. वनस्पतींमध्ये पीरियडिंग घटनांच्या उदाहरणांच्या आठवणीतून (अनुभाग 3) तुम्ही हॅप्लोइड कोशिकांमध्ये माइटोसिस दाखवणारी वनस्पती आणि त्यांच्या टप्प्यांची ओळख करू शकता.

10.2 M टप्पा [122]#

हा कोशिका कालचक्राचा सर्वात आश्चर्यकारक कालावधी आहे, ज्यामध्ये कोशिकेच्या सर्व घटकांचे महत्त्वाचे पुनर्गठीकरण घडते. पालक आणि दुहेरी कोशिकांमध्ये जेनोम संख्या अशीच राहील म्हणून हे एकक्रमिक विभाजन म्हणूनही सांगितले जाते. सुलभतेनुसार माइटोसिस नाक्रोम विभाजन (कार्यक्रम) च्या चार टप्प्यांमध्ये विभाजित केले जाते, परंतु कोशिका विभाजन ही प्रगतीशील प्रक्रिया आहे आणि या टप्प्यांमध्ये खूप स्पष्ट रेषा रेखांकित केल्या जातात. कार्यक्रम यापुढील चार टप्प्यांमध्ये विभाजित आहे:

• प्रोफाइज (Prophase)
• मेटाफाइज (Metaphase)
• अनाफाइज (Anaphase)
• टेलोफाइज (Telophase)

10.2.1 प्रोफाइज [122-123]#

प्रोफाइज म्हणजे कार्यक्रमाचा पहिला टप्पा आणि इंटरफेजाच्या S आणि G2 टप्प्यानंतर घडते. S आणि G2 टप्पांत निर्माण झालेल्या नवीन DNA आणखी अस्पष्ट आहेत आणि एकमेकांना अंतर्गत जोडलेल्या आहेत. प्रोफाइज म्हणजे जेनोम सामग्रीच्या घनत्वाच्या प्रारंभाने चिन्हित होणे. च्रोमाटिन घनत्वाच्या प्रक्रियेमध्ये जेनोम सामग्री अशक्तपणे वेगळे होते (आकृती 10.2 ए). सेंट्रोसोम, ज्याला इंटरफेजाच्या S टप्पात पुनरुत्पादन झाले होते, आता कोशिकेच्या दुप्पट ध्रुवांकडे हलविण्यास सुरुवात करते. प्रोफाइज पूर्ण होण्याचे चिन्ह म्हणजे यापुढील गुणधर्म:

• जेनोम सामग्री घन माइटोसिस जेनोम बनते. जेनोम दोन च्रोमाटिड्सनी सेंट्रोमेरेच्या द्वारे एकमेकांना जोडलेले दिसतात.
• इंटरफेजात पुनरुत्पादन झालेले सेंट्रोसोम कोशिकेच्या दुप्पट ध्रुवांकडे हलविण्यास सुरुवात करते. प्रत्येक सेंट्रोसोम माइटोटिक अपाच्या माइक्रोट्यूब्युल्स म्हणून आउट रेडिएट करते. दोन्ही अस्टर्स आणि स्पिंडल फाइबर्सनी माइटोसिस अपाचा निर्माण करतात. प्रोफाइजाच्या शेवटी असलेल्या कोशिकांना गोल्जी जटिल, इंड्रोप्लाझ्मिक रिटिक्युलम, न्यूक्लिओलस आणि न्यूक्लियर एनव्हाइरनमेंट दाखवत नाहीत.

10.2.2 मेटाफाइज [123]#

न्यूक्लियर एनव्हाइरनमेंटच्या पूर्ण विघटनाने माइटोसिसाच्या दुसऱ्या टप्प्याची सुरुवात होते, म्हणून जेनोम कोशिकेच्या सायटोप्लाझ्ममध्ये वितरित होतात. या टप्प्यात, जेनोम घनत्व पूर्ण झालेले आहेत आणि त्यांना दृश्यमान रित्या दृश्यमान करू शकता. या टप्प्यात जेनोम चित्रण आणखी सुलभ असते. या टप्प्यात, मेटाफाइज जेनोम दोन सिस्टर च्रोमाटिड्सनी बनतात, ज्यांना सेंट्रोमेरेच्या द्वारे एकमेकांना जोडलेले आहेत (आकृती 10.2 ब). सेंट्रोमेरेच्या पोर्टीवरील लहान डिस्क-आकारी संरचना किनेटोकोर म्हणून सांगितले जातात. या संरचनांमध्ये स्पिंडल फाइबर्स (स्पिंडल फाइबर्सने निर्माण केलेल्या) जेनोमांना जोडलेले आहेत आणि ते कोशिकेच्या केंद्रात जातात. म्हणून, मेटाफाइज म्हणजे सर्व जेनोम एकत्र आलेले आहेत जेनोम एकत्र आलेले आहेत जेनोम एकत्र आलेले आहेत जेनोम एकत्र आलेले आहेत जेनोम एकत्र आलेले आहेत जेनोम एकत्र आलेले आहेत जेनोम एकत्र आलेल