మీకు తెలుసా అన్ని జీవులు, అతిపెద్దవి కూడా, తమ జీవితాన్ని ఒకే ఒక కణం నుంచి ప్రారంభిస్తాయి? ఒకే ఒక కణం ఎలా అంత పెద్ద జీవులను ఏర్పరుస్తుందో మీకు ఆశ్చర్యం కలగవచ్చు. వృద్ధి మరియు పునరుత్పత్తి అనేవి కణాల లక్షణాలు, నిజానికి అన్ని జీవుల లక్షణాలు. అన్ని కణాలు రెండుగా విడిపోయి పునరుత్పత్తి చేస్తాయి, ప్రతి తల్లి కణం ప్రతిసారి విభజన సమయంలో రెండు కుమార్తె కణాలకు జన్మనిస్తుంది. ఈ కొత్తగా ఏర్పడిన కుమార్తె కణాలు తాము పెరిగి విభజించుకోవచ్చు, ఒకే తల్లి కణం మరియు దాని సంతానం వృద్ధి మరియు విభజన ద్వారా ఏర్పడిన కొత్త కణ జనాభా ఏర్పడుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, వృద్ధి మరియు విభజన యొక్క ఈ చక్రాలు ఒకే కణం లక్షలాది కణాలతో కూడిన నిర్మాణాన్ని ఏర్పరచడానికి అనుమతిస్తాయి.

10.1 కణ చక్రం

కణ విభజన అన్ని జీవులలో చాలా ముఖ్యమైన ప్రక్రియ. కణం విభజన సమయంలో, DNA ప్రతిరూపణ మరియు కణ వృద్ధి కూడా జరుగుతాయి. ఈ ప్రక్రియలన్నీ, అంటే కణ విభజన, DNA ప్రతిరూపణ, మరియు కణ వృద్ధి, కరెక్ట్‌గా విభజన మరియు పూర్తి జనోమ్‌లతో కూడిన సంతాన కణాల ఏర్పాటును నిర్ధారించేందుకు సమన్వయంగా జరగాలి. ఒక కణం తన జనోమ్‌ను ప్రతిరూపించడం, కణం యొక్క ఇతర భాగాలను సంశ్లేషించడం మరియు చివరికి రెండు కుమార్తె కణాలుగా విభజించడం ద్వారా జరిగే సంఘటనల క్రమాన్ని కణ చక్రం అంటారు. కణ వృద్ధి (సైటోప్లాజ్మిక్ పెరుగుదల పరంగా) ఒక నిరంతర ప్రక్రియ అయినప్పటికీ, DNA సంశ్లేషణ కణ చక్రంలో ఒక ప్రత్యేక దశలో మాత్రమే జరుగుతుంది. ప్రతిరూపించబడిన క్రోమోజోమ్‌లు (DNA) కణ విభజన సమయంలో జరిగే సంక్లిష్ట సంఘటనల శ్రేణి ద్వారా కుమార్తె కేంద్రకాలకు పంపిణీ చేయబడతాయి. ఈ సంఘటనలు తమకు జన్యు నియంత్రణ ఉంటుంది.

10.1.1 కణ చక్ర దశలు

ఒక సాధారణ యూకారియోటిక్ కణ చక్రను సంస్కృతి మానవ కణాల ద్వారా వివరించవచ్చు. ఈ కణాలు సుమారు ప్రతి 24 గంటలకు ఒకసారి విభజన చెందుతాయి (చిత్రం 10.1). అయితే, ఈ కణ చక్ర వ్యవధి జీవి నుంచి జీవికి మరియు కణ రకం నుంచి కణ రకానికి మారవచ్చు. ఉదాహరణకు, యీస్ట్ కణ చక్రాన్ని కేవలం 90 నిమిషాల్లో పూర్తి చేయగలదు.

కణ చక్రాన్ని రెండు ప్రాథమిక దశలుగా విభజించారు

1. దశలు: ఇంటర్‌ఫేజ్

2. M దశ (మైటోసిస్ దశ)

చిత్రం 10.1 ఒక కణం నుంచి రెండు కణాల ఏర్పాటును సూచించే కణ చక్ర దృశ్యాత్మక దృశ్యం

M దశ అనేది నిజమైన కణ విభజన లేదా మైటోసిస్ జరిగే దశను సూచిస్తుంది మరియు ఇంటర్‌ఫేజ్ అనేది రెండు వరుస M దశల మధ్య దశను సూచిస్తుంది. మానవ కణం యొక్క 24 గంటల సగటు కణ చక్ర వ్యవధిలో, కణ విభజన సరిగ్గా ఒక గంట మాత్రమే ఉంటుందని గమనించడం ముఖ్యం. ఇంటర్‌ఫేజ్ కణ చక్ర వ్యవధిలో 95% కంటే ఎక్కువ ఉంటుంది.

M దశ కేంద్రక విభజనతో ప్రారంభమవుతుంది, ఇది కుమార్తె క్రోమోజోమ్‌ల వేర్పాటుకు అనుగుణంగా ఉంటుంది (కారియోకైనసిస్) మరియు సాధారణంగా సైటోప్లాజ్మ విభజనతో (సైటోకైనసిస్) ముగుస్తుంది. ఇంటర్‌ఫేజ్, విశ్రాంతి దశ అని పిలవబడినప్పటికీ, కణం విభజనకు సిద్ధమవుతున్న సమయం, ఇది కణ వృద్ధి మరియు DNA ప్రతిరూపణ రెండింటిని క్రమంగా అనుభవిస్తుంది. ఇంటర్‌ఫేజ్‌ను మూడు దశలుగా మరింత విభజించారు:

• G₁ దశ (గ్యాప్ 1)
• S దశ (సంశ్లేషణ)
• G₂ దశ (గ్యాప్ 2)

G₁ దశ మైటోసిస్ మరియు DNA ప్రతిరూపణ ప్రారంభం మధ్య వ్యవధికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. G₁ దశ సమయంలో కణం జీవరసాయనికంగా చురుకుగా ఉంటుంది మరియు నిరంతరంగా పెరుగుతుంది కానీ తన DNAను ప్రతిరూపించదు. S లేదా సంశ్లేషణ దశ DNA సంశ్లేషణ లేదా ప్రతిరూపణ జరిగే కాలాన్ని సూచిస్తుంది. ఈ సమయంలో ప్రతి కణంలో DNA పరిమాణం రెట్టింపు అవుతుంది. ప్రారంభ DNA పరిమాణాన్ని 2Cగా సూచిస్తే అది 4Cకి పెరుగుతుంది. అయితే, క్రోమోజోమ్ సంఖ్యలో పెరుగుదల ఉండదు; G₁ వద్ద కణానికి డిప్లాయిడ్ లేదా 2n క్రోమోజోమ్‌లు ఉంటే, S దశ తర్వాత కూడా క్రోమోజోమ్‌ల సంఖ్య అదే విధంగా 2nగా ఉంటుంది.

మీరు ఉల్లి వేరు తల కణాలలో మైటోసిస్‌ను అధ్యయనం చేశారు. ఇందులో ప్రతి కణంలో 16 క్రోమోజోమ్‌లు ఉంటాయి. మీరు చెప్పగలరా G1 దశ వద్ద, S దశ తర్వాత, మరియు M దశ తర్వాత కణానికి ఎంత మంది క్రోమోజోమ్‌లు ఉంటాయి? అలాగే, M దశ తర్వాత 2C అయితే G1 వద్ద, S తర్వాత మరియు G2 వద్ద కణాల DNA పరిమాణం ఎంత ఉంటుంది?

జంతు కణాలలో, S దశ సమయంలో DNA ప్రతిరూపణ కేంద్రకంలో ప్రారంభమవుతుంది మరియు సెంట్రియోల్ సైటోప్లాజ్మలో ప్రతిరూపించబడుతుంది. G2 దశ సమయంలో, మైటోసిస్ కోసం ప్రోటీన్‌లు సంశ్లేషించబడతాయి అయితే కణ వృద్ధి కొనసాగుతుంది.

ప్రాయపూర్తి జంతువులలో కొన్ని కణాలు విభజన చూపించవు (ఉదా., గుండె కణాలు) మరియు ఇతర అనేక కణాలు అవసరమైనప్పుడు మాత్రమే విభజన చెందుతాయి, గాయం లేదా కణ మరణం వల్ల కోల్పోయిన కణాలను భర్తీ చేయడానికి. ఈ విధంగా మరింత విభజన చెందని కణాలు G₁ దశను వదిలి క్విసెంట్ దశ (G₀) అనే నిష్క్రియ దశలోకి ప్రవేశిస్తాయి. ఈ దశలో ఉన్న కణాలు జీవరసాయనికంగా చురుకుగా ఉంటాయి కానీ జీవి అవసరాన్ని బట్టి పునరుత్పత్తి చేయవు.

జంతువులలో, మైటోటిక్ కణ విభజన డిప్లాయిడ్ సోమాటిక్ కణాలలో మాత్రమే కనిపిస్తుంది. అయితే, హాప్లాయిడ్ కణాలు మైటోసిస్ ద్వారా విభజన చెందే కొన్ని మినహాయింపులు ఉన్నాయి, ఉదాహరణకు, మగ తేనెటీగలు. దీనికి విరుద్ధంగా, మొక్కలు హాప్లాయిడ్ మరియు డిప్లాయిడ్ కణాల రెండింటిలోనూ మైటోటిక్ విభజనలను చూపించవచ్చు. మొక్కలలో తరాల మార్పిడి ఉదాహరణలను (అధ్యాయం 3) మీరు గుర్తు చేసుకుని, హాప్లాయిడ్ కణాలలో మైటోసిస్ కనిపించే మొక్క జాతులు మరియు దశలను గుర్తించండి.

10.2 M దశ

ఇది కణ చక్రంలో అత్యంత నాటకీయమైన కాలం, దాదాపు అన్ని కణ భాగాల ప్రధాన పునఃవ్యవస్థీకరణను కలిగి ఉంటుంది. తల్లి మరియు సంతాన కణాలలో క్రోమోజోమ్‌ల సంఖ్య ఒకేలా ఉండటం వల్ల దీనిని సమాన విభజన అని కూడా అంటారు. సౌలభ్యం కోసం మైటోసిస్‌ను నాలుగు దశలుగా విభజించారు (కారియోకైనసిస్), కానీ కణ విభజన ఒక ప్రగతిశీల ప్రక్రియ అని మరియు వివిధ దశల మధ్య స్పష్టమైన రేఖలు గీయలేమని అర్థం చేసుకోవడం చాలా అవసరం. కారియోకైనసిస్‌లో క్రింది నాలుగు దశలు ఉంటాయి:

• ప్రోఫేజ్
• మెటాఫేజ్
• అనాఫేజ్
• టెలోఫేజ్

10.2.1 ప్రోఫేజ్

ప్రోఫేజ్ అనేది మైటోసిస్ యొక్క కారియోకైనసిస్ మొదటి దశ, ఇది ఇంటర్‌ఫేజ్ యొక్క S మరియు G2 దశల తర్వాత వస్తుంది. S మరియు G2 దశలలో ఏర్పడిన కొత్త DNA అణువులు స్పష్టంగా కాకుండా పరస్పరం ముడిపడి ఉంటాయి. ప్రోఫేజ్‌ను క్రోమోజోమ్ పదార్థం యొక్క సంఘననం ప్రారంభం గుర్తిస్తుంది. క్రోమాటిన్ సంఘనన ప్రక్రియ సమయంలో క్రోమోజోమ్ పదార్థం విడిపోతుంది (చిత్రం 10.2 a). ఇంటర్‌ఫేజ్ యొక్క S దశ సమయంలో ప్రతిరూపించబడిన సెంట్రోసోమ్ ఇప్పుడు కణం యొక్క వ్యతిరేక ధ్రువాలవైపు కదలడం ప్రారంభమవుతుంది. ప్రోఫేజ్ పూర్తి కావడం క్రింది లక్షణ సంఘటనల ద్వారా గుర్తించవచ్చు:

• క్రోమోజోమ్ పదార్థం సంఘనన చెంది కాంపాక్ట్ మైటోటిక్ క్రోమోజోమ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. క్రోమోజోమ్‌లు సెంట్రోమీర్ వద్ద కలిసి ఉన్న రెండు క్రోమాటిడ్‌లతో కూడినవిగా కనిపిస్తాయి.
• ఇంటర్‌ఫేజ్ సమయంలో ప్రతిరూపించబడిన సెంట్రోసోమ్, కణం యొక్క వ్యతిరేక ధ్రువాలవైపు కదలడం ప్రారంభమవుతుంది. ప్రతి సెంట్రోసోమ్ అస్టర్స్ అనే మైక్రోట్యూబ్యూల్స్‌ను వికిరిస్తుంది. రెండు అస్టర్స్ కలిసి స్పిండిల్ ఫైబర్స్‌తో కలిసి మైటోటిక్ అపరేటస్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. ప్రోఫేజ్ చివరలో ఉన్న కణాలు, మైక్రోస్కోప్ కింద చూసినప్పుడు, గోల్జీ కాంప్లెక్స్, ఎండోప్లాస్మిక్ రెటిక్యూలం, న్యూక్లియోలస్ మరియు కేంద్రక పొర కనిపించవు.

10.2.2 మెటాఫేజ్

కేంద్రక పొర పూర్తిగా విఘటనం కావడం మైటోసిస్ యొక్క రెండవ దశ ప్రారంభాన్ని గుర్తిస్తుంది, అందువల్ల క్రోమోజోమ్‌లు కణం యొక్క సైటోప్లాజ్మ్ ద్వారా వ్యాపించి ఉంటాయి. ఈ దశ వద్ద, క్రోమోజోమ్‌ల సంఘనన పూర్తయింది మరియు వాటిని స్పష్టంగా మైక్రోస్కోప్ కింద పరిశీలించవచ్చు. అందువల్ల, ఇది క్రోమోజోమ్‌ల ఆకృతిని సులభంగా అధ్యయనం చేయగల దశ. ఈ దశ వద్ద, మెటాఫేజ్ క్రోమోజోమ్ రెండు సిస్టర్ క్రోమాటిడ్‌లతో కూడి ఉంటుంది, ఇవి సెంట్రోమీర్ ద్వారా కలిసి ఉంటాయి (చిత్రం 10.2 b). సెంట్రోమీర్‌ల ఉపరితలంలో ఉన్న చిన్న డిస్క్ ఆకారపు నిర్మాణాలను కైనెటోకోర్స్ అంటారు. ఈ నిర్మాణాలు స్పిండిల్ ఫైబర్స్ (స్పిండిల్ ఫైబర్స్ ద్వారా ఏర్పడినవి) అటాచ్‌మెంట్ సైట్‌లుగా పనిచేస్తాయి, ఇవి క్రోమోజోమ్‌లను కణం కేంద్రంలో స్థానంలోకి తరలిస్తాయి. అందువల్ల, మెటాఫేజ్‌ను అన్ని క్రోమోజోమ్‌లు ఈక్వేటర్ వద్ద వస్తాయని గుర్తించవచ్చు, ప్రతి క్రోమోజోమ్ యొక్క ఒక క్రోమాటిడ్ తన కైనెటోకోర్ ద్వారా ఒక ధ్రువం నుంచి వచ్చిన స్పిండిల్ ఫైబర్స్‌కు కనెక్ట్ అవుతుంది మరియు దాని సిస్టర్ క్రోమాటిడ్ వ్యతిరేక ధ్రువం నుంచి వచ్చిన స్పిండిల్ ఫైబర్స్‌కు కనెక్ట్ అవుతుంది (చిత్రం 10.2 b). మెటాఫేజ్ వద్ద క్రోమోజోమ్‌ల సమతల సరిహద్దును మెటాఫేజ్ ప్లేట్ అంటారు. మెటాఫేజ్ యొక్క ముఖ్య లక్షణాలు:

• స్పిండిల్ ఫైబర్స్ క్రోమోజోమ్‌ల కైనెటోకోర్స్‌కు అటాచ్ అవుతాయి.

• క్రోమోజోమ్‌లు స్పిండిల్ ఈక్వేటర్‌కు తరలించబడతాయి మరియు రెండు ధ్రువాలకు స్పిండిల్ ఫైబర్స్ ద్వారా మెటాఫేజ్ ప్లేట్ వెంట సమతలంగా అమర్చబడతాయి.

చిత్రం 10.2 a మరియు b : మైటోసిస్ దశల దృశ్యాత్మక దృశ్యం

10.2.3 అనాఫేజ్

అనాఫేజ్ ప్రారంభంలో, మెటాఫేజ్ ప్లేట్ వద్ద అమర్చిన ప్రతి క్రోమోజోమ్ ఒకేసారి విడిపోతుంది మరియు రెండు కుమార్తె క్రోమాటిడ్‌లు, ఇప్పుడు భవిష్యత్తు కుమార్తె కేంద్రకాల కుమార్తె క్రోమోజోమ్‌లుగా పరిగణించబడతాయి, రెండు వ్యతిరేక ధ్రువాలవైపు తరలడం ప్రారంభమవుతుంది. ప్రతి క్రోమోజోమ్ ఈక్వేటర్ ప్లేట్ నుంచి దూరంగా కదులుతున్నప్పుడు, ప్రతి క్రోమోజోమ్ యొక్క సెంట్రోమీర్ ధ్రువం వైపు దారి చూపుతుంది మరియు అందువల్ల ముందు వైపు ఉంటుంది, క్రోమోజోమ్ చేతులు వెనుకవైపు ఉంటాయి (చిత్రం 10.2 c). అందువల్ల, అనాఫేజ్ దశను క్రింది ముఖ్య సంఘటనలతో గుర్తించవచ్చు:

• సెంట్రోమీర్‌లు విడిపోతాయి మరియు క్రోమాటిడ్‌లు వేర్పడతాయి.
• క్రోమాటిడ్‌లు వ్యతిరేక ధ్రువాలవైపు కదులుతాయి.

చిత్రం 10.2 c to e : మైటోసిస్ దశల దృశ్యాత్మక దృశ్యం

10.2.4 టెలోఫేజ్

కారియోకైనసిస్ యొక్క చివరి దశ అయిన టెలోఫేజ్ ప్రారంభంలో, తమ వ్యక్తిగత ధ్రువాలకు చేరిన క్రోమోజోమ్‌లు డీకండెన్స్ అవుతాయి మరియు వాటి వ్యక్తిత్వాన్ని కోల్పోతాయి. వ్యక్తిగత క్రోమోజోమ్‌లు ఇక చూడలేము మరియు ప్రతి క్రోమాటిన్ పదార్థ సమితి రెండు ధ్రువాల వద్ద చేరుతుంది (చిత్రం 10.2 d). ఈ దశ క్రింది ముఖ్య సంఘటనలను చూపిస్తుంది:

• క్రోమోజోమ్‌లు వ్యతిరేక స్పిండిల్ ధ్రువాల వద్ద గుంపులుగా చేరతాయి మరియు వాటి గుర్తింపు వేర్పడిన అంశాలుగా కోల్పోతాయి.

• ప్రతి ధ్రువం వద్ద ఉన్న క్రోమోజోమ్ గుంపుల చుట్టూ కేంద్రక పొర అభివృద్ధి చెందుతుంది, రెండు కుమార్తె కేంద్రకాలను ఏర్పరుస్తుంది.

• న్యూక్లియోలస్, గోల్జీ కాంప్లెక్స్ మరియు ER తిరిగి ఏర్పడతాయి.

10.2.5 సైటోకైనసిస్

మైటోసిస్ ప్రతిరూపించబడిన క్రోమోజోమ్‌లను కుమార్తె కేంద్రకాలకు వేరు చేయడం మాత్రమే కాకుండా (కారియోకైనసిస్), కణం సైటోప్లాజ్మ విభజన ద్వారా రెండు కుమార్తె కణాలుగా విడిపోతుంది, దీనిని సైటోకైనసిస్ అంటారు, దీని చివరలో కణ విభజన పూర్తవుతుంది (చిత్రం 10.2 e). జంతు కణంలో, ఇది ప్లాస్మా పొరలో గోవు ఆకారపు groove ఏర్పడటం ద్వారా సాధించబడుతుంది. ఈ groove క్రమంగా లోతుగా మారుతుంది మరియు చివరికి కేంద్రంలో కలిసి కణ సైటోప్లాజ్మను రెండుగా విడగొడుతుంది. అయితే మొక్క కణాలు తక్కువ విస్తరణగల కణ గోడతో చుట్టబడి ఉంటాయి, అందువల్ల అవి వేరే విధానంలో సైటోకైనసిస్ చెందుతాయి. మొక్క కణాలలో, గోడ ఏర్పాటు కణం కేంద్రంలో ప్రారంభమవుతుంది మరియు బయటకు పెరుగుతూ ఉన్న పార్శ్వ గోడలను కలుస్తుంది. కొత్త కణ గోడ ఏర్పాటు ఒక సాధారణ ముందస్తు ఏర్పాటుతో ప్రారంభమవుతుంది, దీనిని సెల్-ప్లేట్ అంటారు, ఇది రెండు పక్కన ఉన్న కణ గోడల మధ్య మిడిల్ లామెల్లా ప్రాతినిధ్యం వహిస్తుంది. సైటోప్లాజ్మ విభజన సమయంలో, మైటోకాండ్రియా మరియు ప్లాస్టిడ్‌ల వంటి అవయవాలు రెండు కుమార్తె కణాల మధ్య పంపిణీ చేయబడతాయి. కొన్ని జీవులలో కారియోకైనసిస్ తర్వాత సైటోకైనసిస్ జరగదు, దీని ఫలితంగా మల్టీన్యూక్లియేట్ పరిస్థితి ఏర్పడుతుంది, ఇది సింకిటియం ఏర్పాటుకు దారి తీస్తుంది (ఉదా., కొబ్బరికాయలో ద్రవ ఎండోస్పెర్మ్).

10.3 మైటోసిస్ ప్రాముఖ్యత

మైటోసిస్ లేదా సమాన విభజన సాధారణంగా డిప్లాయిడ్ కణాలకే పరిమితమవుతుంది. అయితే, కొన్ని తక్కువ మొక్కలలో మరియు కొన్ని సామూహిక కీటకాలలో హాప్లాయిడ్ కణాలు కూడా మైటోసిస్ ద్వారా విభజన చెందుతాయి. జీవి జీవితంలో ఈ విభజన ప్రాముఖ్యతను అర్థం చేసుకోవడం చాలా అవసరం. మీరు హాప్లాయిడ్ మరియు డిప్లాయిడ్ కీటకాల గురించి కొన్ని ఉదాహరణలు అధ్యయనం చేశారా?

మైటోసిస్ సాధారణంగా ఒకేలా ఉన్న జన్యు పూరకంతో కూడిన డిప్లాయిడ్ కుమార్తె కణాల ఉత్పత్తికి దారి తీస్తుంది. బహుకణ జీవుల వృద్ధి మైటోసిస్ వల్ల జరుగుతుంది. కణ వృద్ధి కేంద్రకం మరియు సైటోప్లాజ్మ మధ్య నిష్పత్తిని భంగం చేస్తుంది. కాబట్టి కణం విభజించి న్యూక్లియో-సైటోప్లాజ్మిక్ నిష్పత్తిని పునరుద్ధరించడం అవసరం అవుతుంది. మైటోసిస్ యొక్క చాలా ముఖ్యమైన కృషి కణ మరమ్మతు. ఎపిడర్మిస్ పై పొర కణాలు, గట్ లైనింగ్ కణాలు మరియు రక్త కణాలు నిరంతరం భర్తీ చేయబడుతున్నాయి. మెరిస్టమాటిక్ టిష్యూలలో మైటోటిక్ విభజనలు - అపికల్ మరియు లాటరల్ కాంబియం - మొక్కల జీవితం అంతా నిరంతర వృద్ధికి దారి తీస్తాయి.

10.4 మీయోసిస్

లైంగిక పునరుత్పత్తి ద్వారా సంతాన ఉత్పత్తిలో రెండు గామీట్‌ల విలీనం ఉంటుంది, ప్రతి గామీట్ పూర్తి హాప్లాయిడ్ క్రోమోజోమ్ సమితితో ఉంటుంది. గామీట్‌లు ప్రత్యేకమైన డిప్లాయిడ్ కణాల నుంచి ఏర్పడతాయి. క్రోమోజోమ్ సంఖ్యను సగానికి తగ్గించే ఈ ప్రత్యేకమైన కణ విభజన హాప్లాయిడ్ కుమార్తె కణాల ఉత్పత్తికి దారి తీస్తుంది. ఈ విధమైన విభజనను మీయోసిస్ అంటారు. మీయోసిస్ లైంగికంగా పునరుత్పత్తి చేసే జీవుల జీవిత చక్రంలో హాప్లాయిడ్ దశ ఉత్పత్తిని నిర్ధారిస్తుంది అయితే ఫెర్టిలైజేషన్ డిప్లాయిడ్ దశను పునరుద్ధరిస్తుంది. మేము మొక్కలు మరియు జంతువులలో గామెటోజెనిసిస్ సమయంలో మీయోసిస్‌ను చూస్తాము. ఇది హాప్లాయిడ్ గామీట్‌ల ఏర్పాటుకు దారి తీస్తుంది. మీయోసిస్ యొక్క ముఖ్య లక్షణాలు క్రిందివిగా ఉన్నాయి:

• మీయోసిస్‌లో కేంద్రక మరియు కణ విభజన రెండు క్రమానుగత చక్రాలను కలిగి ఉంటుంది, వీటిని మీయోసిస్ I మరియు మీయోసిస్ II అంటారు కానీ DNA ప్రతిరూపణ ఒకే చక్రం జరుగుతుంది.

• మీయోసిస్ I తల్లి క్రోమోజోమ్‌లు S దశలో ఒకేలా ఉన్న సిస్టర్ క్రోమాటిడ్‌లను ఉత్పత్తి చేసిన తర్వాత ప్రారంభమవుతుంది.

• మీయోసిస్‌లో హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌ల జంట ఏర్పాటు మరియు హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌ల నాన్-సిస్టర్ క్రోమాటిడ్‌ల మధ్య రీకాంబినేషన్ ఉంటుంది.

• మీయోసిస్ II చివరలో నాలుగు హాప్లాయిడ్ కణాలు ఏర్పడతాయి.

మీయోటిక్ సంఘటనలను క్రింది దశల కింత విభజించవచ్చు:

10.4.1 మీయోసిస్ I

ప్రోఫేజ్ I: మొదటి మీయోటిక్ విభజన యొక్క ప్రోఫేజ్ సాధారణంగా మైటోసిస్ ప్రోఫేజ్‌తో పోలిస్తే ఎక్కువ కాలం మరియు మరింత సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది. దీనిని క్రోమోజోమ్ ప్రవర్తన ఆధారంగా క్రింది ఐదు దశలుగా మరింత విభజించారు, అవి లెప్టోటీన్, జైగోటీన్, పాకీటీన్, డిప్లోటీన్ మరియు డయాకైనసిస్.

లెప్టోటీన్ దశ సమయంలో క్రోమోజోమ్‌లు క్రమంగా లైట్ మైక్రోస్కోప్ కింద కనిపించడం ప్రారంభమవుతాయి. క్రోమోజోమ్‌ల సంఘనన లెప్టోటీన్ అంతటా కొనసాగుతుంది. దీనిని ప్రోఫేజ్ I యొక్క రెండవ దశ అయిన జైగోటీన్ అని పిలిచే దశ అనుసరిస్తుంది. ఈ దశ సమయంలో క్రోమోజోమ్‌లు కలిసే ప్రక్రియ ప్రారంభమవుతుంది మరియు ఈ అసోసియేషన్ ప్రక్రియను సినాప్సిస్ అంటారు. ఇలా జంటగా ఉన్న క్రోమోజోమ్‌లను హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌లు అంటారు. ఈ దశ యొక్క ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోగ్రాఫ్‌లు క్రోమోజోమ్ సినాప్సిస్ సమయంలో సినాప్టోనెమల్ కాంప్లెక్స్ అనే సంక్లిష్ట నిర్మాణం ఏర్పడుతుందని సూచిస్తాయి. సినాప్స్ చేసిన హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌ల జంట ద్వారా ఏర్పడిన కాంప్లెక్స్‌ను బైవాలెంట్ లేదా టెట్రాడ్ అంటారు. అయితే, ఇవి తదుపరి దశలో మరింత స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి. ప్రోఫేజ్ I యొక్క మొదటి రెండు దశలు తదుపరి దశ అయిన పాకీటీన్‌తో పోలిస్తే తక్కువ కాలం ఉంటాయి. ఈ దశ సమయంలో, ప్రతి బైవాలెంట్ క్రోమోజోమ్ యొక్క నాలుగు క్రోమాటిడ్‌లు స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి మరియు టెట్రాడ్‌లుగా కనిపిస్తాయి. ఈ దశను రీకాంబినేషన్ నోడ్యూల్స్ కనిపించడం ద్వారా గుర్తించవచ్చు, ఇవి హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌ల నాన్-సిస్టర్ క్రోమాటిడ్‌ల మధ్య క్రాసింగ్ ఓవర్ జరిగే సైట్‌లు. క్రాసింగ్ ఓవర్ అనేది రెండు హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌ల మధ్య జన్యు పదార్థ మార్పిడి. క్రాసింగ్ ఓవర్ ఎంజైమ్-మీడియేటెడ్ ప్రక్రియ కూడా మరియు దీనిలో పాల్గొనే ఎంజైమ్‌ను రీకాంబినేజ్ అంటారు. క్రాసింగ్ ఓవర్ రెండు క్రోమోజోమ్‌లపై జన్యు పదార్థం యొక్క రీకాంబినేషన్‌కు దారి తీస్తుంది. హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌ల మధ్య రీకాంబినేషన్ పాకీటీన్ చివరికి పూర్తవుతుంది, క్రోమోజోమ్‌లు క్రాసింగ్ ఓవర్ సైట్‌ల వద్ద లింక్ అయి ఉంటాయి.

డిప్లోటీన్ ప్రారంభాన్ని సినాప్టోనెమల్ కాంప్లెక్స్ యొక్క కరిగిపోవడం మరియు బైవాలెంట్స్ యొక్క రీకాంబైన్ చేసిన హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌లు క్రాసోవర్ సైట్‌ల వద్ద తప్ప వేరు కావాలనే ప్రవృత్తి ద్వారా గుర్తించవచ్చు. ఈ X-ఆకారపు నిర్మాణాలను కైయాస్మాటా అంటారు. కొన్ని వెర్టిబ్రేట్ ఓవోసైట్‌లలో, డిప్లోటీన్ నెలలు లేదా సంవత్సరాలు కొనసాగవచ్చు.

మీయోటిక్ ప్రోఫేజ్ I యొక్క చివరి దశ డయాకైనసిస్. దీనిని కైయాస్మాటా యొక్క టెర్మినలైజేషన్ ద్వారా గుర్తించవచ్చు. ఈ దశ సమయంలో క్రోమోజోమ్‌లు పూర్తిగా సంఘనన చెందుతాయి మరియు మీయోటిక్ స్పిండిల్ ఏర్పడుతుంది, హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌ల వేర్పాటు కోసం సిద్ధం చేస్తుంది. డయాకైనసిస్ చివరికి, న్యూక్లియోలస్ అదృశ్యమవుతుంది మరియు కేంద్రక పొర కూడా విడిపోతుంది. డయాకైనసిస్ మెటాఫేజ్‌కు మార్పును సూచిస్తుంది.

మెటాఫేజ్ I: బైవాలెంట్ క్రోమోజోమ్‌లు ఈక్వేటోరియల్ ప్లేట్ వద్ద అమర్చబడతాయి (చిత్రం 10.3). స్పిండిల్ యొక్క వ్యతిరేక ధ్రువాల నుంచి మైక్రోట్యూబ్యూల్స్ హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌ల కైనెటోకోర్‌కు అటాచ్ అవుతాయి.

చిత్రం 10.3 మీయోసిస్ I దశలు

అనాఫేజ్ I: హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌లు వేరు కావడం జరుగుతుంది, అయితే సిస్టర్ క్రోమాటిడ్‌లు వాటి సెంట్రోమీర్ వద్ద అనుసంధానంగా ఉంటాయి (చిత్రం 10.3).

టెలోఫేజ్ I: కేంద్రక పొర మరియు న్యూక్లియోలస్ తిరిగి కనిపిస్తాయి, సైటోకైనసిస్ అనుసరిస్తుంది మరియు దీనిని డయాడ్ ఆఫ్ సెల్స్ అంటారు (చిత్రం 10.3). అయితే అనేక సందర్భాల్లో క్రోమోజోమ్‌లు కొంత వ్యాప్తి చెందుతాయి, అవి ఇంటర్‌ఫేజ్ కేంద్రకం యొక్క చాలా విస్తృత స్థితికి చేరవు. రెండు మీయోటిక్ విభజనల మధ్య దశను ఇంటర్‌కైనసిస్ అంటారు మరియు ఇది సాధారణంగా తక్కువ కాలం ఉంటుంది. ఇంటర్‌కైనసిస్ సమయంలో DNA ప్రతిరూపణ జరగదు. ఇంటర్‌కైనసిస్ తర్వాత ప్రోఫేజ్ II వస్తుంది, ఇది ప్రోఫేజ్ I కంటే చాలా సులభమైన ప్రోఫేజ్.

10.4.2 మీయోసిస్ II

ప్రోఫేజ్ II: మీయోసిస్ II సైటోకైనసిస్ తర్వాత వెంటనే ప్రారంభమవుతుంది, సాధారణంగా క్రోమోజోమ్‌లు పూర్తిగా విస్తరించకముందే. మీయోసిస్ I కంటే విరుద్ధంగా, మీయోసిస్ II సాధారణ మైటోసిస్‌ను పోలి ఉంటుంది. ప్రోఫేజ్ II చివరికి కేంద్రక పొర అదృశ్యమవుతుంది (చిత్రం 10.4). క్రోమోజోమ్‌లు మళ్లీ కాంపాక్ట్ అవుతాయి.

మెటాఫేజ్ II: ఈ దశ వద్ద క్రోమోజోమ్‌లు ఈక్వేటర్ వద్ద అమర్చబడతాయి మరియు స్పిండిల్ యొక్క వ్యతిరేక ధ్రువాల నుంచి మైక్రోట్యూబ్యూల్స్ సిస్టర్ క్రోమాటిడ్‌ల కైనెటోకోర్స్‌కు అటాచ్ అవుతాయి (చిత్రం 10.4).

అనాఫేజ్ II: ఇది ప్రతి క్రోమోజోమ్ యొక్క సెంట్రోమీర్ యొక్క ఒకేసారి విడిపోవడంతో ప్రారంభమవుతుంది (ఇది సిస్టర్ క్రోమాటిడ్‌లను కలిసి ఉంచింది), వాటిని కణం యొక్క వ్యతిరేక ధ్రువాలవైపు కదలడానికి అనుమతిస్తుంది (చిత్రం 10.4) కైనెటోకోర్స్‌కు అటాచ్ అయిన మైక్రోట్యూబ్యూల్స్ చిన్నవవడం ద్వారా.

చిత్రం 10.4 మీయోసిస్ II దశలు

టెలోఫేజ్ II: మీయోసిస్ టెలోఫేజ్ II తో ముగుస్తుంది, ఇందులో క్రోమోజోమ్‌ల రెండు గుంపులు మళ్లీ కేంద్రక పొరతో చుట్టబడతాయి; సైటోకైనసిస్ అనుసరిస్తుంది, దీని ఫలితంగా టెట్రాడ్ ఆఫ్ సెల్స్ అంటే నాలుగు హాప్లాయిడ్ కుమార్తె కణాలు ఏర్పడతాయి (చిత్రం 10.4).

మీయోసిస్ అనేది లైంగికంగా పునరుత్పత్తి చేసే జీవులలో తరాల వ్యత్యాసం ద్వారా ప్రతి జాతి ప్రత్యేక క్రోమోజోమ్ సంఖ్యను సంరక్షించేందుకు ఉపయోగపడే విధానం, అయితే ఈ ప్రక్రియ స్వయంగా క్రోమోజోమ్ సంఖ్యను సగానికి తగ్గిస్తుంది. ఇది తరాల వ్యత్యాసం ద్వారా జీవుల జనాభాలో జన్యుపరమైన వైవిధ్యాన్ని కూడా పెంచుతుంది. వైవిధ్యాలు పరిణామ ప్రక్రియకు చాలా ముఖ్యమైనవి.

సారాంశం

కణ సిద్ధాంతం ప్రకారం, కణాలు పూర్వ కణాల నుంచి ఏర్పడతాయి. ఈ ప్రక్రియను కణ విభజన అంటారు. ఏదైనా లైంగికంగా పునరుత్పత్తి చేసే జీవి తన జీవిత చక్రాన్ని ఒకే కణం కలిగిన జైగోట్ నుంచి ప్రారంభిస్తుంది. కణ విభజన పక్వ జీవి ఏర్పాటుతో ఆగిపోదు కానీ దాని జీవిత చక్రం అంతా కొనసాగుతుంది.

ఒక కణం ఒక విభజన నుంచి తదుపరి విభజనకు గల దశలను కణ చక్రం అంటారు. కణ చక్రాన్ని రెండు దశలుగా విభజించారు (i) ఇంటర్‌ఫేజ్ - కణ విభజనకు సిద్ధం కావడానికి కాలం, మరియు (ii) మైటోసిస్ (M దశ) - నిజమైన కణ విభజన కాలం. ఇంటర్‌ఫేజ్‌ను G1, S మరియు G2గా మరింత విభజించారు. G1 దశ కణం పెరుగుతుంది మరియు సాధారణ జీవక్రియలు నిర్వహిస్తుంది. ఎక్కువ అవయవాల ప్రతిరూపణ కూడా ఈ దశలో జరుగుతుంది. S దశ DNA ప్రతిరూపణ మరియు క్రోమోజోమ్ ప్రతిరూపణ దశను సూచిస్తుంది. G2 దశ సైటోప్లాజ్మిక్ వృద్ధి కాలం. మైటోసిస్‌ను నాలుగు దశలుగా విభజించారు: ప్రోఫేజ్, మెటాఫేజ్, అనాఫేజ్ మరియు టెలోఫేజ్. ప్రోఫేజ్ సమయంలో క్రోమోజోమ్ సంఘనన జరుగుతుంది. ఒకేసమయంలో, సెంట్రియోల్స్ వ్యతిరేక ధ్రువాలకు కదులుతాయి. కేంద్రక పొర మరియు న్యూక్లియోలస్ అదృశ్యమవుతాయి మరియు స్పిండిల్ ఫైబర్స్ కనిపించడం ప్రారంభమవుతాయి. మెటాఫేజ్‌ను ఈక్వేటోరియల్ ప్లేట్ వద్ద క్రోమోజోమ్‌ల అమరిక గుర్తిస్తుంది. అనాఫేజ్ సమయంలో సెంట్రోమీర్‌లు విడిపోతాయి మరియు క్రోమాటిడ్‌లు రెండు వ్యతిరేక ధ్రువాలవైపు కదలడం ప్రారంభమవుతుంది. క్రోమాటిడ్‌లు రెండు ధ్రువాలకు చేరిన తర్వాత, క్రోమాటిన్ విస్తరణ ప్రారంభమవుతుంది, న్యూక్లియోలస్ మరియు కేంద్రక పొర తిరిగి కనిపిస్తాయి. ఈ దశను టెలోఫేజ్ అంటారు. కేంద్రక విభజన తర్వాత సైటోప్లాజ్మిక్ విభజన వస్తుంది, దీనిని సైటోకైనసిస్ అంటారు. మైటోసిస్ అంటే తల్లి కణంలో క్రోమోజోమ్ సంఖ్యను కుమార్తె కణంలో సంరక్షించే సమాన విభజన.

మైటోసిస్‌కు విరుద్ధంగా, మీయోసిస్ గామీట్‌లను ఏర్పరచేందుకు నిర్ణయించబడిన డిప్లాయిడ్ కణాలలో జరుగుతుంది. దీనిని రిడక్షన్ విభజన అంటారు ఎందుకంటే ఇది గామీట్‌లను తయారు చేసే సమయంలో క్రోమోజోమ్ సంఖ్యను సగానికి తగ్గిస్తుంది. లైంగిక పునరుత్పత్తిలో రెండు గామీట్‌లు విలీనమైనప్పుడు తల్లి వద్ద ఉన్న విలువకు క్రోమోజోమ్ సంఖ్య పునరుద్ధరించబడుతుంది. మీయోసిస్‌ను రెండు దశలుగా విభజించారు - మీయోసిస్ I మరియు మీయోసిస్ II. మొదటి మీయోటిక్ విభజనలో హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌లు జంటగా బైవాలెంట్‌లను ఏర్పరుస్తాయి మరియు క్రాసింగ్ ఓవర్ జరుగుతుంది. మీయోసిస్ Iకి పొడవైన ప్రోఫేజ్ ఉంది, దీనిని మరింత ఐదు దశలుగా విభజించారు. అవి లెప్టోటీన్, జైగోటీన్, పాకీటీన్, డిప్లోటీన్ మరియు డయాకైనసిస్. మెటాఫేజ్ I సమయంలో బైవాలెంట్‌లు ఈక్వేటోరియల్ ప్లేట్ వద్ద అమర్చబడతాయి. దీనిని అనాఫేజ్ I అనుసరిస్తుంది, ఇందులో హోమోలాగస్ క్రోమోజోమ్‌లు వాటి క్రోమాటిడ్‌లతో సహా వ్యతిరేక ధ్రువాలకు కదులుతాయి. ప్రతి ధ్రువం తల్లి కణ క్రోమోజోమ్ సంఖ్యలో సగం పొందుతుంది. టెలోఫేజ్ Iలో, కేంద్రక పొర మరియు న్యూక్లియోలస్ తిరిగి కనిపిస్తాయి. మీయోసిస్ II మైటోసిస్‌కు సమానంగా ఉంటుంది. అనాఫేజ్ II సమయంలో సిస్టర్ క్రోమాటిడ్‌లు వేరు కావడం జరుగుతుంది. ఈ విధంగా మీయోసిస్ చివరలో నాలుగు హాప్లాయిడ్ కణాలు ఏర్పడతాయి.

వ్యాయామాలు