सेल पीरियडाइजेशन क्या है। कोशिका चक्र - समसूत्रण: चरणों का विवरण G0, G1, G2, S. कोशिका सिद्धांत का उद्भव

कोशिका चक्र(साइक्लस सेल्युलरिस) एक कोशिका विभाजन से दूसरे कोशिका विभाजन की अवधि, या कोशिका विभाजन से उसकी मृत्यु तक की अवधि है। कोशिका चक्र को 4 अवधियों में विभाजित किया गया है।

पहली अवधि mitotic है;

दूसरा - पोस्टमायोटिक, या प्रीसिंथेटिक, इसे G1 अक्षर द्वारा दर्शाया गया है;

तीसरा - सिंथेटिक, इसे एस अक्षर से दर्शाया गया है;

चौथा - पोस्टसिंथेटिक, या प्रीमिटोटिक, इसे जी 2 अक्षर द्वारा दर्शाया गया है,

और समसूत्री काल - अक्षर एम।

माइटोसिस के बाद, अगली अवधि G1 शुरू होती है। इस अवधि के दौरान, बेटी कोशिका द्रव्यमान में मातृ कोशिका से 2 गुना छोटी होती है। इस सेल में 2 गुना कम प्रोटीन, डीएनए और क्रोमोसोम होते हैं, यानी सामान्य तौर पर इसमें 2n क्रोमोसोम और डीएनए-2s होने चाहिए।

G1 अवधि में क्या होता है? इस समय, डीएनए की सतह पर आरएनए का प्रतिलेखन होता है, जो प्रोटीन के संश्लेषण में भाग लेता है। प्रोटीन के कारण संतति कोशिका का द्रव्यमान बढ़ता है। इस समय, डीएनए और डीएनए अग्रदूतों के संश्लेषण में शामिल डीएनए अग्रदूत और एंजाइम संश्लेषित होते हैं। G1 अवधि में मुख्य प्रक्रियाएं प्रोटीन और सेल रिसेप्टर्स का संश्लेषण हैं। इसके बाद S अवधि आती है।इस अवधि के दौरान, गुणसूत्र डीएनए प्रतिकृति होती है। नतीजतन, अवधि एस के अंत तक, डीएनए सामग्री 4 सी है। लेकिन 2p गुणसूत्र होंगे, हालाँकि वास्तव में 4p भी होंगे, लेकिन इस अवधि के दौरान गुणसूत्रों का डीएनए इतना परस्पर जुड़ा होता है कि मातृ गुणसूत्र में प्रत्येक बहन गुणसूत्र अभी तक दिखाई नहीं देता है। जैसे-जैसे डीएनए संश्लेषण के परिणामस्वरूप उनकी संख्या बढ़ती है और राइबोसोमल, मैसेंजर और ट्रांसपोर्ट आरएनए का ट्रांसक्रिप्शन बढ़ता है, प्रोटीन संश्लेषण स्वाभाविक रूप से भी बढ़ता है। इस समय, कोशिकाओं में सेंट्रीओल्स का दोहरीकरण हो सकता है। इस प्रकार, अवधि S से एक सेल अवधि G 2 में प्रवेश करती है। जी 2 अवधि की शुरुआत में, विभिन्न आरएनए के प्रतिलेखन की सक्रिय प्रक्रिया और प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया, मुख्य रूप से ट्यूबुलिन प्रोटीन, जो विभाजन धुरी के लिए आवश्यक हैं, जारी है। सेंट्रीओल दोहरीकरण हो सकता है। माइटोकॉन्ड्रिया में, एटीपी को गहन रूप से संश्लेषित किया जाता है, जो ऊर्जा का एक स्रोत है, और माइटोटिक कोशिका विभाजन के लिए ऊर्जा आवश्यक है। G2 अवधि के बाद, कोशिका समसूत्री काल में प्रवेश करती है।

कुछ कोशिकाएँ कोशिका चक्र से बाहर निकल सकती हैं। सेल चक्र से सेल के बाहर निकलने को G0 अक्षर से दर्शाया जाता है। इस अवधि में प्रवेश करने वाली कोशिका समसूत्री विभाजन की क्षमता खो देती है। इसके अलावा, कुछ कोशिकाएं अस्थायी रूप से समसूत्रण की क्षमता खो देती हैं, अन्य स्थायी रूप से।

इस घटना में कि एक कोशिका अस्थायी रूप से समसूत्री विभाजन की क्षमता खो देती है, यह प्रारंभिक विभेदन से गुजरती है। इस मामले में, एक विभेदित कोशिका एक विशिष्ट कार्य करने में माहिर होती है। प्रारंभिक विभेदन के बाद, यह कोशिका कोशिका चक्र में वापस आने और Gj अवधि में प्रवेश करने में सक्षम होती है और S अवधि और G 2 अवधि से गुजरने के बाद, समसूत्री विभाजन से गुजरती है।

G0 अवधि में शरीर में कोशिकाएँ कहाँ होती हैं? ये कोशिकाएं यकृत में पाई जाती हैं। लेकिन अगर यकृत क्षतिग्रस्त हो जाता है या उसका कुछ हिस्सा शल्य चिकित्सा द्वारा हटा दिया जाता है, तो सभी कोशिकाएं जो प्रारंभिक विभेदन से गुजर चुकी हैं, कोशिका चक्र में वापस आ जाती हैं, और उनके विभाजन के कारण, यकृत पैरेन्काइमल कोशिकाएं जल्दी से बहाल हो जाती हैं।

स्टेम सेल भी पीरियड G0 में होते हैं, लेकिन जब स्टेम कोशिकाविभाजित होना शुरू होता है, यह इंटरफेज़ की सभी अवधियों से गुजरता है: G1, S, G 2।

वे कोशिकाएं जो अंततः माइटोटिक विभाजन की क्षमता खो देती हैं, पहले प्रारंभिक विभेदन से गुजरती हैं और कुछ कार्य करती हैं, और फिर अंतिम विभेदन करती हैं। अंतिम विभेदन के साथ, कोशिका कोशिका चक्र में वापस नहीं आ सकती है और अंततः मर जाती है। ये कोशिकाएँ शरीर में कहाँ पाई जाती हैं? सबसे पहले, वे रक्त कोशिकाएं हैं। रक्त ग्रैन्यूलोसाइट्स जो 8 दिनों के लिए विभेदन कार्य करते हैं, और फिर मर जाते हैं। रक्त एरिथ्रोसाइट्स 120 दिनों तक कार्य करता है, फिर वे भी मर जाते हैं (प्लीहा में)। दूसरे, ये त्वचा के एपिडर्मिस की कोशिकाएं हैं। एपिडर्मल कोशिकाएं पहले प्रारंभिक, फिर अंतिम विभेदन से गुजरती हैं, जिसके परिणामस्वरूप वे सींग वाले तराजू में बदल जाते हैं, जो तब एपिडर्मिस की सतह से अलग हो जाते हैं। त्वचा के एपिडर्मिस में, कोशिकाएं जी 0 अवधि, जी 1 अवधि, जी 2 अवधि और एस अवधि में हो सकती हैं।

तेजी से विभाजित होने वाली कोशिकाओं वाले ऊतक अक्सर विभाजित कोशिकाओं वाले ऊतकों की तुलना में अधिक प्रभावित होते हैं क्योंकि कई रासायनिक और भौतिक कारक स्पिंडल सूक्ष्मनलिकाएं को नष्ट कर देते हैं।

पिंजरे का बँटवारा

माइटोसिस मूल रूप से प्रत्यक्ष विभाजन या अमिटोसिस से भिन्न होता है, जिसमें समसूत्रण के दौरान बेटी कोशिकाओं के बीच गुणसूत्र सामग्री का एक समान वितरण होता है। मिटोसिस को 4 चरणों में बांटा गया है। पहले चरण को कहा जाता है प्रोफेज़दूसरा - मेटाफ़ेज़तीसरा - एनाफेज,चौथा - टेलोफ़ेज़

यदि कोशिका में गुणसूत्रों का आधा (अगुणित) सेट होता है, जिसमें 23 गुणसूत्र (सेक्स कोशिकाएं) होते हैं, तो ऐसे सेट को गुणसूत्रों और 1c डीएनए में प्रतीक द्वारा दर्शाया जाता है, यदि द्विगुणित - 2n गुणसूत्र और 2c डीएनए (समसूत्रीविभाजन के तुरंत बाद दैहिक कोशिकाएं) विभाजन), गुणसूत्रों का एक ऐयूप्लोइड सेट - असामान्य कोशिकाओं में।

प्रोफ़ेज़।प्रोफ़ेज़ को जल्दी और देर से विभाजित किया गया है। प्रारंभिक प्रोफ़ेज़ के दौरान, गुणसूत्र सर्पिल होते हैं, और वे पतले धागों के रूप में दिखाई देते हैं और एक घनी गेंद बनाते हैं, अर्थात, एक घनी गेंद बनती है। देर से प्रोफ़ेज़ की शुरुआत के साथ, गुणसूत्र और भी अधिक सर्पिल हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप न्यूक्लियर क्रोमोसोम आयोजकों के जीन बंद हो जाते हैं। इसलिए, rRNA प्रतिलेखन और गुणसूत्र सबयूनिट्स का निर्माण बंद हो जाता है, और न्यूक्लियोलस गायब हो जाता है। उसी समय, परमाणु लिफाफे का विखंडन होता है। परमाणु लिफाफे के टुकड़े छोटे रिक्तिका में लुढ़क जाते हैं। साइटोप्लाज्म में दानेदार ईआर की मात्रा कम हो जाती है। दानेदार ईआर के कुंड छोटी संरचनाओं में खंडित होते हैं। ईआर झिल्लियों की सतह पर राइबोसोम की संख्या तेजी से घटती है। इससे प्रोटीन संश्लेषण में 75% की कमी आती है। इस समय तक, कोशिका केंद्र का दोहरीकरण होता है। परिणामी 2 कोशिका केंद्र ध्रुवों की ओर मुड़ने लगते हैं। नवगठित कोशिका केंद्रों में से प्रत्येक में 2 सेंट्रीओल होते हैं: मातृ और पुत्री।

कोशिका केंद्रों की भागीदारी के साथ, विभाजन धुरी बनने लगती है, जिसमें सूक्ष्मनलिकाएं होती हैं। क्रोमोसोम सर्पिल होते रहते हैं, और परिणामस्वरूप, साइटोप्लाज्म में स्थित गुणसूत्रों की एक ढीली उलझन बनती है। इस प्रकार, देर से प्रोफ़ेज़ गुणसूत्रों की एक ढीली उलझन की विशेषता है।

मेटाफ़ेज़।मेटाफ़ेज़ के दौरान, मातृ गुणसूत्रों के क्रोमैटिड दिखाई देने लगते हैं। मातृ गुणसूत्र भूमध्य रेखा के तल में पंक्तिबद्ध होते हैं। यदि आप इन गुणसूत्रों को कोशिका भूमध्य रेखा के किनारे से देखते हैं, तो उन्हें माना जाता है भूमध्यरेखीय प्लेट(लैमिना भूमध्यरेखीय)। यदि आप उसी प्लेट को ध्रुव के किनारे से देखते हैं, तो यह माना जाता है मदर स्टार(राक्षस)। मेटाफ़ेज़ के दौरान, विखंडन धुरी का निर्माण पूरा हो जाता है। विभाजन की धुरी में 2 प्रकार के सूक्ष्मनलिकाएं दिखाई देती हैं। कुछ सूक्ष्मनलिकाएं कोशिका केंद्र से, यानी सेंट्रीओल से बनती हैं, और कहलाती हैं केन्द्रक सूक्ष्मनलिकाएं(माइक्रोट्यूबुली सेनेरियोलारिस)। अन्य सूक्ष्मनलिकाएं कीनेटोकोर गुणसूत्रों से बनने लगती हैं। कीनेटोकोर क्या हैं? गुणसूत्रों के प्राथमिक संकुचन के क्षेत्र में तथाकथित कीनेटोकोर होते हैं। इन कीनेटोकोर्स में सूक्ष्मनलिकाएं के स्व-संयोजन को प्रेरित करने की क्षमता होती है। यहीं से सूक्ष्मनलिकाएं शुरू होती हैं, जो कोशिका केंद्रों की ओर बढ़ती हैं। इस प्रकार, कीनेटोकोर सूक्ष्मनलिकाएं के सिरे सेंट्रीओलर सूक्ष्मनलिकाएं के सिरों के बीच फैले होते हैं।

एनाफेज।एनाफेज के दौरान, बेटी गुणसूत्रों (क्रोमैटिड्स) का एक साथ पृथक्करण होता है, जो एक से एक, दूसरे को दूसरे ध्रुव पर ले जाना शुरू करते हैं। इस मामले में, एक डबल स्टार दिखाई देता है, यानी 2 चाइल्ड स्टार (डायस्टर)। तारों की गति विभाजन की धुरी और इस तथ्य के कारण होती है कि कोशिका के ध्रुव स्वयं एक दूसरे से कुछ दूर होते हैं।

तंत्र, बेटी सितारों की आवाजाही।यह गति इस तथ्य से सुनिश्चित होती है कि कीनेटोकोर सूक्ष्मनलिकाएं के सिरे सेंट्रीओलर सूक्ष्मनलिकाएं के सिरों के साथ स्लाइड करते हैं और बेटी सितारों के क्रोमैटिड को ध्रुवों की ओर खींचते हैं।

टेलोफ़ेज़।टेलोफ़ेज़ के दौरान, बेटी सितारों की गति रुक जाती है और नाभिक बनने लगते हैं। क्रोमोसोम डीस्पिरलाइजेशन से गुजरते हैं, क्रोमोसोम के चारों ओर एक परमाणु लिफाफा (न्यूक्लियोलेम्मा) बनने लगता है। चूंकि गुणसूत्रों के डीएनए तंतु अस्पिरलाइज़ेशन से गुजरते हैं, इसलिए प्रतिलेखन शुरू होता है

खोजे गए जीन पर आरएनए। चूंकि गुणसूत्रों के डीएनए तंतु अवक्षेपित होते हैं, इसलिए rRNA को न्यूक्लियर आयोजकों के क्षेत्र में पतले धागों के रूप में स्थानांतरित किया जाना शुरू हो जाता है, अर्थात, न्यूक्लियोलस का तंतुमय तंत्र बनता है। फिर, राइबोसोमल प्रोटीन को rRNA तंतुओं में ले जाया जाता है, जो rRNA के साथ जटिल होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप राइबोसोम सबयूनिट बनते हैं, अर्थात, न्यूक्लियोलस का दानेदार घटक बनता है। यह पहले से ही देर से टेलोफ़ेज़ में होता है। साइटोटॉमी,यानी कसना गठन। भूमध्य रेखा के साथ एक कसना के गठन के साथ, साइटोलेम्मा का आक्रमण होता है। आक्रमण तंत्र इस प्रकार है। भूमध्य रेखा के साथ-साथ टोनोफिलामेंट्स होते हैं, जिसमें सिकुड़ा हुआ प्रोटीन होता है। ये टोनोफिलामेंट्स हैं जो साइटोलेम्मा में आकर्षित होते हैं। फिर एक बेटी कोशिका के साइटोलेम्मा को दूसरी ऐसी बेटी कोशिका से अलग किया जाता है। तो, समसूत्रण के परिणामस्वरूप, नई बेटी कोशिकाओं का निर्माण होता है। माता-पिता की तुलना में डॉटर कोशिकाएं द्रव्यमान में 2 गुना छोटी होती हैं। उनके पास डीएनए भी कम है - 2c से मेल खाती है, और गुणसूत्रों की आधी संख्या - 2p से मेल खाती है। इस प्रकार, माइटोटिक विभाजन कोशिका चक्र को समाप्त करता है।

समसूत्रण का जैविक महत्वयह है कि विभाजन के कारण, शरीर बढ़ता है, कोशिकाओं, ऊतकों और अंगों का शारीरिक और पुनर्योजी पुनर्जनन।

यह पाठ आपको "सेल जीवन चक्र" विषय का स्वतंत्र रूप से अध्ययन करने की अनुमति देता है। इस पर हम बात करेंगे कि कोशिका विभाजन में क्या प्रमुख भूमिका निभाता है, जो आनुवंशिक जानकारी को एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी तक पहुंचाता है। आप एक कोशिका के पूरे जीवन चक्र का भी अध्ययन करेंगे, जिसे कोशिका के बनने से लेकर उसके विभाजन तक होने वाली घटनाओं का क्रम भी कहा जाता है।

विषय: जीवों का प्रजनन और व्यक्तिगत विकास

पाठ: कोशिका का जीवन चक्र

के अनुसार कोशिका सिद्धांत, नई कोशिकाएँ पिछली मातृ कोशिकाओं को विभाजित करके ही उत्पन्न होती हैं। , जिसमें डीएनए अणु होते हैं, कोशिका विभाजन की प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, क्योंकि वे आनुवंशिक जानकारी को एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी में स्थानांतरित करना सुनिश्चित करते हैं।

इसलिए, यह बहुत महत्वपूर्ण है कि बेटी कोशिकाओं को समान मात्रा में आनुवंशिक सामग्री प्राप्त होती है, और यह बिल्कुल स्वाभाविक है कि पहले कोशिका विभाजनआनुवंशिक सामग्री, यानी डीएनए अणु (चित्र 1) का दोहरीकरण होता है।

कोशिका चक्र क्या है? कोशिका जीवन चक्र- किसी कोशिका के बनने के क्षण से लेकर पुत्री कोशिकाओं में उसके विभाजन तक होने वाली घटनाओं का क्रम। एक अन्य परिभाषा के अनुसार, कोशिका चक्र उस क्षण से एक कोशिका का जीवन होता है, जब वह मातृ कोशिका के अपने विभाजन या मृत्यु के परिणामस्वरूप प्रकट होता है।

कोशिका चक्र के दौरान, कोशिका बढ़ती है और इस तरह से बदलती है जैसे कि बहुकोशिकीय जीव में अपने कार्यों को सफलतापूर्वक करने के लिए। इस प्रक्रिया को विभेदीकरण कहा जाता है। फिर कोशिका एक निश्चित अवधि के लिए सफलतापूर्वक अपना कार्य करती है, जिसके बाद यह विभाजन के लिए आगे बढ़ती है।

यह स्पष्ट है कि एक बहुकोशिकीय जीव की सभी कोशिकाएँ अनिश्चित काल तक विभाजित नहीं हो सकती हैं, अन्यथा मनुष्य सहित सभी प्राणी अमर होंगे।

चावल। 1. डीएनए अणु का एक टुकड़ा

ऐसा नहीं होता है, क्योंकि डीएनए में "मृत्यु जीन" होते हैं जो कुछ शर्तों के तहत सक्रिय होते हैं। वे कुछ प्रोटीन-एंजाइमों को संश्लेषित करते हैं जो कोशिका की संरचना, उसके अंगों को नष्ट कर देते हैं। नतीजतन, कोशिका सिकुड़ जाती है और मर जाती है।

इस क्रमादेशित कोशिका मृत्यु को एपोप्टोसिस कहा जाता है। लेकिन जिस समय से कोशिका एपोप्टोसिस के रूप में प्रकट होती है, उस अवधि में कोशिका कई विभाजनों से गुजरती है।

कोशिका चक्र में 3 मुख्य चरण होते हैं:

1. इंटरफेज़ - कुछ पदार्थों के गहन विकास और जैवसंश्लेषण की अवधि।

2. मिटोसिस, या कैरियोकिनेसिस (नाभिक विखंडन)।

3. साइटोकाइनेसिस (साइटोप्लाज्म का विभाजन)।

आइए कोशिका चक्र के चरणों को अधिक विस्तार से चित्रित करें। तो पहला इंटरफेज़ है। इंटरफेज़ सबसे लंबा चरण है, गहन संश्लेषण और विकास की अवधि है। कोशिका अपने विकास और अपने सभी अंतर्निहित कार्यों के कार्यान्वयन के लिए आवश्यक कई पदार्थों का संश्लेषण करती है। इंटरफेज़ के दौरान, डीएनए प्रतिकृति होती है।

मिटोसिस परमाणु विभाजन की प्रक्रिया है, जिसमें क्रोमैटिड एक दूसरे से अलग हो जाते हैं और बेटी कोशिकाओं के बीच गुणसूत्रों के रूप में पुनर्वितरित होते हैं।

साइटोकिनेसिस दो बेटी कोशिकाओं के बीच साइटोप्लाज्म के विभाजन की प्रक्रिया है। आमतौर पर माइटोसिस नाम के तहत, साइटोलॉजी चरण 2 और 3 को जोड़ती है, यानी कोशिका विभाजन (कैरियोकाइनेसिस), और साइटोप्लाज्म (साइटोकिनेसिस) का विभाजन।

आइए इंटरफेज़ को और अधिक विस्तार से चित्रित करें (चित्र 2)। इंटरफेज़ में 3 अवधियां होती हैं: जी 1, एस और जी 2. पहली अवधि, प्रीसिंथेटिक (जी 1), गहन कोशिका वृद्धि का चरण है।

चावल। 2. कोशिका जीवन चक्र के मुख्य चरण।

यहीं पर कुछ पदार्थों का संश्लेषण होता है, यह कोशिका विभाजन के बाद की सबसे लंबी अवस्था है। इस चरण में, अगली अवधि के लिए, यानी डीएनए दोहरीकरण के लिए आवश्यक पदार्थों और ऊर्जा का संचय होता है।

आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, जी 1 अवधि में, पदार्थों को संश्लेषित किया जाता है जो कोशिका चक्र की अगली अवधि, अर्थात् सिंथेटिक अवधि को बाधित या उत्तेजित करते हैं।

सिंथेटिक अवधि (एस) आमतौर पर पूर्व-सिंथेटिक अवधि के विपरीत, 6 से 10 घंटे तक रहती है, जो कई दिनों तक चल सकती है और इसमें डीएनए दोहराव, साथ ही प्रोटीन का संश्लेषण, जैसे हिस्टोन प्रोटीन शामिल हैं, जो बना सकते हैं गुणसूत्र। सिंथेटिक अवधि के अंत तक, प्रत्येक गुणसूत्र में दो क्रोमैटिड होते हैं जो एक दूसरे से एक सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं। इस अवधि के दौरान, सेंट्रीओल्स डबल हो जाते हैं।

पोस्टसिंथेटिक अवधि (जी 2) गुणसूत्रों के दोगुने होने के तुरंत बाद होती है। यह 2 से 5 घंटे तक रहता है।

इसी अवधि के दौरान, कोशिका विभाजन की आगे की प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा, यानी सीधे माइटोसिस के लिए जमा हो जाती है।

इस अवधि के दौरान, माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट का विभाजन होता है, और प्रोटीन संश्लेषित होते हैं, जो बाद में सूक्ष्मनलिकाएं बनाएंगे। सूक्ष्मनलिकाएं, जैसा कि आप जानते हैं, धुरी के धागे का निर्माण करते हैं, और अब कोशिका समसूत्रण के लिए तैयार है।

कोशिका विभाजन के तरीकों के विवरण पर आगे बढ़ने से पहले, डीएनए दोहराव की प्रक्रिया पर विचार करें, जिससे दो क्रोमैटिड बनते हैं। यह प्रक्रिया सिंथेटिक अवधि में होती है। डीएनए अणु के दोहराव को प्रतिकृति या दोहराव कहा जाता है (चित्र 3)।

चावल। 3. डीएनए प्रतिकृति (रिडुप्लिकेशन) की प्रक्रिया (इंटरफ़ेज़ की सिंथेटिक अवधि)। हेलिकेज़ एंजाइम (हरा) डीएनए डबल हेलिक्स को खोल देता है, और डीएनए पोलीमरेज़ (नीला और नारंगी) पूरक न्यूक्लियोटाइड को पूरा करता है।

प्रतिकृति के दौरान, मातृ डीएनए अणु का हिस्सा एक विशेष एंजाइम, हेलीकेस की मदद से दो किस्में में बदल जाता है। इसके अलावा, यह पूरक नाइट्रोजनस बेस (ए-टी और जी-सी) के बीच हाइड्रोजन बांड को तोड़कर हासिल किया जाता है। इसके अलावा, बिखरे हुए डीएनए स्ट्रैंड के प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड के लिए, डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम इसके पूरक न्यूक्लियोटाइड को समायोजित करता है।

इस प्रकार, दो डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु बनते हैं, जिनमें से प्रत्येक में मूल अणु का एक स्ट्रैंड और एक नई बेटी स्ट्रैंड शामिल होती है। ये दो डीएनए अणु बिल्कुल समान हैं।

एक ही समय में प्रतिकृति के लिए पूरे बड़े डीएनए अणु को खोलना असंभव है। इसलिए, डीएनए अणु के अलग-अलग वर्गों में प्रतिकृति शुरू होती है, छोटे टुकड़े बनते हैं, जिन्हें बाद में कुछ एंजाइमों का उपयोग करके एक लंबे धागे में सिल दिया जाता है।

कोशिका चक्र की अवधि कोशिका के प्रकार और बाहरी कारकों जैसे तापमान, ऑक्सीजन की उपस्थिति, पोषक तत्वों की उपस्थिति पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, जीवाणु कोशिकाएं हर 20 मिनट में अनुकूल परिस्थितियों में विभाजित होती हैं, आंतों की उपकला कोशिकाएं हर 8-10 घंटे में और प्याज की जड़ों की युक्तियों पर कोशिकाएं हर 20 घंटे में विभाजित होती हैं। और कुछ सेल तंत्रिका प्रणालीकभी साझा न करें।

कोशिका सिद्धांत का उद्भव

17वीं शताब्दी में, अंग्रेजी चिकित्सक रॉबर्ट हुक (चित्र। 4) ने एक होममेड लाइट माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हुए देखा कि कॉर्क और अन्य पौधों के ऊतकों में विभाजन द्वारा अलग की गई छोटी कोशिकाएं होती हैं। उन्होंने उन्हें सेल कहा।

चावल। 4. रॉबर्ट हुक

1738 में, जर्मन वनस्पतिशास्त्री मैथियास स्लेडेन (चित्र 5) इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि पौधे के ऊतक कोशिकाओं से बने होते हैं। ठीक एक साल बाद, प्राणी विज्ञानी थियोडोर श्वान (चित्र 5) उसी निष्कर्ष पर पहुंचे, लेकिन केवल जानवरों के ऊतकों के संबंध में।

चावल। 5. मथायस स्लेडेन (बाएं) थियोडोर श्वान (दाएं)

उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि पशु ऊतक, पौधों के ऊतकों की तरह, कोशिकाओं से बने होते हैं और कोशिकाएँ जीवन का आधार होती हैं। सेलुलर डेटा के आधार पर, वैज्ञानिकों ने एक सेलुलर सिद्धांत तैयार किया।

चावल। 6. रुडोल्फ विरचो

20 वर्षों के बाद, रुडोल्फ विरचो (चित्र। 6) ने कोशिका सिद्धांत का विस्तार किया और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि कोशिकाएं अन्य कोशिकाओं से उत्पन्न हो सकती हैं। उन्होंने लिखा: "जहाँ एक कोशिका मौजूद होती है, वहाँ एक पिछली कोशिका होनी चाहिए, जैसे जानवर केवल एक जानवर से आते हैं, और पौधे केवल एक पौधे से आते हैं ... सभी जीवित रूप, चाहे वे जानवर हों या पौधे के जीव, या उनके घटक भाग हों। , सतत विकास के शाश्वत नियम का प्रभुत्व है।

गुणसूत्रों की संरचना

जैसा कि आप जानते हैं, गुणसूत्र कोशिका विभाजन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं क्योंकि वे आनुवंशिक जानकारी को एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी तक ले जाते हैं। क्रोमोसोम एक डीएनए अणु से बने होते हैं जो हिस्टोन द्वारा प्रोटीन से बंधे होते हैं। राइबोसोम में आरएनए की थोड़ी मात्रा भी होती है।

विभाजित कोशिकाओं में, गुणसूत्रों को लंबे पतले धागों के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, समान रूप से नाभिक के पूरे आयतन में वितरित किया जाता है।

व्यक्तिगत गुणसूत्र अप्रभेद्य होते हैं, लेकिन उनकी गुणसूत्र सामग्री मूल रंगों से रंगी होती है और इसे क्रोमैटिन कहा जाता है। कोशिका विभाजन से पहले, गुणसूत्र (चित्र 7) मोटा और छोटा हो जाता है, जिससे उन्हें प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है।

चावल। 7. अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ 1 में गुणसूत्र

एक छितरी हुई अवस्था में, यानी फैली हुई अवस्था में, गुणसूत्र सभी जैवसंश्लेषण प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं या जैवसंश्लेषण प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं, और कोशिका विभाजन के दौरान यह कार्य निलंबित रहता है।

कोशिका विभाजन के सभी रूपों में, प्रत्येक गुणसूत्र के डीएनए को दोहराया जाता है ताकि दो समान, डबल पोलीन्यूक्लियोटाइड डीएनए स्ट्रैंड बन सकें।

चावल। 8. गुणसूत्र की संरचना

ये जंजीरें एक प्रोटीन कोट से घिरी होती हैं और कोशिका विभाजन की शुरुआत में ये अगल-बगल पड़े एक जैसे धागों की तरह दिखती हैं। प्रत्येक धागे को क्रोमैटिड कहा जाता है और दूसरे धागे से एक गैर-धुंधला क्षेत्र से जुड़ा होता है, जिसे सेंट्रोमियर कहा जाता है (चित्र 8)।

गृहकार्य

1. कोशिका चक्र क्या है? इसमें कौन से चरण शामिल हैं?

2. इंटरफेज़ के दौरान कोशिका का क्या होता है? इंटरफेज़ के चरण क्या हैं?

3. प्रतिकृति क्या है? इसका जैविक महत्व क्या है? यह कब होता है? इसमें कौन से पदार्थ शामिल हैं?

4. कोशिका सिद्धांत की उत्पत्ति कैसे हुई? इसके निर्माण में भाग लेने वाले वैज्ञानिकों के नाम बताइए।

5. गुणसूत्र क्या है? कोशिका विभाजन में गुणसूत्रों की क्या भूमिका है?

1. तकनीकी और मानवीय साहित्य ()।

2. डिजिटल शैक्षिक संसाधनों का एकल संग्रह ()।

3. डिजिटल शैक्षिक संसाधनों का एकल संग्रह ()।

4. डिजिटल शैक्षिक संसाधनों का एकल संग्रह ()।

ग्रन्थसूची

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कोशिका चक्र

कोशिका चक्र एक कोशिका के अस्तित्व की अवधि है जो उसके गठन के क्षण से मातृ कोशिका को अपने विभाजन या मृत्यु में विभाजित करके होती है।

यूकेरियोटिक कोशिका चक्र की लंबाई

कोशिका चक्र की लंबाई कोशिका से कोशिका में भिन्न होती है। वयस्क जीवों की तेजी से गुणा करने वाली कोशिकाएं, जैसे कि एपिडर्मिस और छोटी आंत की हेमटोपोइएटिक या बेसल कोशिकाएं, हर 12-36 घंटे में कोशिका चक्र में प्रवेश कर सकती हैं। इचिनोडर्म के अंडों के तेजी से विखंडन के दौरान लघु कोशिका चक्र (लगभग 30 मिनट) देखे जाते हैं, उभयचर और अन्य जानवर। प्रायोगिक स्थितियों के तहत, कई सेल कल्चर लाइनों में एक छोटा सेल चक्र (लगभग 20 घंटे) होता है। सबसे सक्रिय रूप से विभाजित कोशिकाओं में, मिटोस के बीच की अवधि लगभग 10-24 घंटे होती है।

यूकेरियोटिक कोशिका चक्र के चरण

यूकेरियोटिक कोशिका चक्र में दो अवधियाँ होती हैं:

कोशिका वृद्धि की अवधि, जिसे "इंटरफ़ेज़" कहा जाता है, जिसके दौरान डीएनए और प्रोटीन को संश्लेषित किया जाता है और कोशिका विभाजन की तैयारी की जाती है।

कोशिका विभाजन की अवधि, जिसे "चरण एम" कहा जाता है (शब्द समसूत्रीविभाजन से - समसूत्रण)।

इंटरफेज़ में कई अवधियाँ होती हैं:

G1-चरण (अंग्रेजी अंतराल से - अंतराल), या प्रारंभिक वृद्धि का चरण, जिसके दौरान mRNA, प्रोटीन और अन्य सेलुलर घटकों को संश्लेषित किया जाता है;

एस-चरण (अंग्रेजी संश्लेषण से - सिंथेटिक), जिसके दौरान कोशिका नाभिक के डीएनए को दोहराया जाता है, सेंट्रीओल भी दोगुना होता है (यदि वे मौजूद हैं, तो निश्चित रूप से)।

G2-चरण, जिसके दौरान समसूत्रण की तैयारी होती है।

विभेदित कोशिकाएं जो अब विभाजित नहीं होती हैं उनमें कोशिका चक्र में G1 चरण की कमी हो सकती है। ऐसी कोशिकाएँ विश्राम चरण G0 में होती हैं।

कोशिका विभाजन की अवधि (चरण एम) में दो चरण शामिल हैं:

समसूत्रण (कोशिका नाभिक का विभाजन);

साइटोकाइनेसिस (साइटोप्लाज्म का विभाजन)।

बदले में, माइटोसिस को पांच चरणों में विभाजित किया जाता है, विवो में ये छह चरण एक गतिशील अनुक्रम बनाते हैं।

कोशिका विभाजन का विवरण माइक्रोफिल्मिंग के संयोजन में प्रकाश माइक्रोस्कोपी के डेटा और स्थिर और दाग कोशिकाओं के प्रकाश और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के परिणामों पर आधारित है।

सेल चक्र विनियमन

कोशिका चक्र की बदलती अवधियों का प्राकृतिक क्रम साइक्लिन-आश्रित किनेसेस और साइक्लिन जैसे प्रोटीनों की परस्पर क्रिया द्वारा किया जाता है। विकास कारकों के संपर्क में आने पर G0 चरण में कोशिकाएं कोशिका चक्र में प्रवेश कर सकती हैं। विभिन्न वृद्धि कारक, जैसे प्लेटलेट, एपिडर्मल, और तंत्रिका वृद्धि कारक, अपने रिसेप्टर्स से जुड़कर, एक इंट्रासेल्युलर सिग्नलिंग कैस्केड को ट्रिगर करते हैं, जो अंततः साइक्लिन और साइक्लिन-निर्भर किनेसेस के लिए जीन के प्रतिलेखन की ओर ले जाते हैं। साइक्लिन-आश्रित किनेसेस तभी सक्रिय होते हैं जब संबंधित चक्रवातों के साथ बातचीत करते हैं। कोशिका में विभिन्न चक्रवातों की सामग्री पूरे कोशिका चक्र में बदलती रहती है। साइक्लिन साइक्लिन-साइक्लिन-आश्रित किनसे कॉम्प्लेक्स का एक नियामक घटक है। Kinase इस परिसर का उत्प्रेरक घटक है। साइक्लिन के बिना किनेसेस सक्रिय नहीं होते हैं। कोशिका चक्र के विभिन्न चरणों में विभिन्न चक्रवातों का संश्लेषण होता है। इस प्रकार, मेंढक oocytes में साइक्लिन बी की सामग्री माइटोसिस के समय तक अपने अधिकतम तक पहुंच जाती है, जब साइक्लिन बी / साइक्लिन-आश्रित किनसे कॉम्प्लेक्स द्वारा उत्प्रेरित फॉस्फोराइलेशन प्रतिक्रियाओं का पूरा झरना शुरू हो जाता है। समसूत्री विभाजन के अंत तक, साइक्लिन प्रोटीनों द्वारा तेजी से अवक्रमित हो जाता है।

सेल चक्र चौकियों

कोशिका चक्र के प्रत्येक चरण के पूरा होने का निर्धारण करने के लिए, इसमें चौकियों का होना आवश्यक है। यदि सेल चेकपॉइंट "पास" करता है, तो यह सेल चक्र के माध्यम से "चलना" जारी रखता है। यदि कुछ परिस्थितियाँ, जैसे डीएनए क्षति, कोशिका को एक चौकी से गुजरने से रोकती है, जिसकी तुलना एक प्रकार की चौकी से की जा सकती है, तो कोशिका रुक जाती है और कोशिका चक्र का दूसरा चरण नहीं होता है, कम से कम जब तक बाधाओं को हटा नहीं दिया जाता है , पिंजरे को चौकी से गुजरने से रोकना। कम से कम चार सेल चक्र चौकियां हैं: जी 1 में एक चेकपॉइंट जहां एस-चरण में प्रवेश करने से पहले डीएनए अखंडता की जांच की जाती है, एस-चरण में एक चेकपॉइंट जहां डीएनए प्रतिकृति की शुद्धता के लिए डीएनए प्रतिकृति की जांच की जाती है, जी 2 में एक चेकपॉइंट जहां नुकसान की जांच की जाती है। पिछली चौकियों को पार करते समय, या सेल चक्र के बाद के चरणों में प्राप्त किया जाता है। G2 चरण में, डीएनए प्रतिकृति की पूर्णता का पता लगाया जाता है, और जिन कोशिकाओं में डीएनए की नकल नहीं की जाती है, वे समसूत्रण में प्रवेश नहीं करते हैं। पर जांच की चौकीस्पिंडल असेंबली, यह जाँच की जाती है कि क्या सभी कीनेटोकोर सूक्ष्मनलिकाएं से जुड़े हैं।

कोशिका चक्र विकार और ट्यूमर का निर्माण

p53 प्रोटीन के संश्लेषण में वृद्धि से p21 प्रोटीन के संश्लेषण को शामिल किया जाता है, एक कोशिका चक्र अवरोधक

कोशिका चक्र के सामान्य नियमन का उल्लंघन सबसे ठोस ट्यूमर का कारण है। सेल चक्र में, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, चौकियों का मार्ग तभी संभव है जब पिछले चरणों को सामान्य रूप से पूरा किया जाए और कोई ब्रेकडाउन न हो। ट्यूमर कोशिकाओं को कोशिका चक्र की चौकियों के घटकों में परिवर्तन की विशेषता होती है। जब कोशिका चक्र चौकियों को निष्क्रिय किया जाता है, तो कुछ ट्यूमर सप्रेसर्स और प्रोटो-ऑन्कोजीन, विशेष रूप से p53, pRb, Myc और Ras में शिथिलता देखी जाती है। p53 प्रोटीन प्रतिलेखन कारकों में से एक है जो p21 प्रोटीन के संश्लेषण को आरंभ करता है, जो CDK-साइक्लिन कॉम्प्लेक्स का अवरोधक है, जो G1 और G2 अवधियों में कोशिका चक्र की गिरफ्तारी की ओर जाता है। इस प्रकार, एक कोशिका जिसका डीएनए क्षतिग्रस्त है, एस चरण में प्रवेश नहीं करता है। जब उत्परिवर्तन p53 प्रोटीन जीन के नुकसान की ओर ले जाते हैं, या जब वे बदलते हैं, तो कोशिका चक्र नाकाबंदी नहीं होती है, कोशिकाएं माइटोसिस में प्रवेश करती हैं, जिससे उत्परिवर्ती कोशिकाओं की उपस्थिति होती है, जिनमें से अधिकांश व्यवहार्य नहीं होती हैं, जबकि अन्य घातक कोशिकाओं को जन्म देती हैं। .

साइक्लिन प्रोटीन का एक परिवार है जो साइक्लिन-आश्रित प्रोटीन किनेसेस (सीडीके) (सीडीके - साइक्लिन-आश्रित किनेसेस) के सक्रियकर्ता हैं - यूकेरियोटिक कोशिका चक्र के नियमन में शामिल प्रमुख एंजाइम। साइक्लिन को उनका नाम इस तथ्य के कारण मिला कि उनकी इंट्रासेल्युलर एकाग्रता समय-समय पर बदलती रहती है क्योंकि कोशिकाएं कोशिका चक्र से गुजरती हैं, इसके कुछ चरणों में अधिकतम तक पहुंचती हैं।

साइक्लिन-आश्रित प्रोटीन किनेज का उत्प्रेरक सबयूनिट साइक्लिन अणु के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप आंशिक रूप से सक्रिय होता है, जो एंजाइम के नियामक सबयूनिट का निर्माण करता है। साइक्लिन के एक महत्वपूर्ण एकाग्रता तक पहुंचने के बाद इस हेटेरोडिमर का निर्माण संभव हो जाता है। साइक्लिन की सांद्रता में कमी की प्रतिक्रिया में, एंजाइम निष्क्रिय हो जाता है। साइक्लिन-आश्रित प्रोटीन किनेज के पूर्ण सक्रियण के लिए, इस परिसर की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं में कुछ अमीनो एसिड अवशेषों के विशिष्ट फॉस्फोराइलेशन और डीफॉस्फोराइलेशन होना चाहिए। ऐसी प्रतिक्रियाओं को अंजाम देने वाले एंजाइमों में से एक है CAK kinase (CAK - CDK एक्टिवेटिंग किनेज)।

साइक्लिन-आश्रित किनेज

साइक्लिन-आश्रित किनेसेस (सीडीके) साइक्लिन और साइक्लिन जैसे अणुओं द्वारा नियंत्रित प्रोटीन का एक समूह है। अधिकांश सीडीके कोशिका चक्र चरणों में शामिल होते हैं; वे प्रतिलेखन और mRNA प्रसंस्करण को भी नियंत्रित करते हैं। सीडीके सेरीन / थ्रेओनीन किनेसेस हैं जो संबंधित प्रोटीन अवशेषों को फॉस्फोराइलेट करते हैं। कई सीडीके ज्ञात हैं, जिनमें से प्रत्येक एक या एक से अधिक चक्रवातों और अन्य समान अणुओं द्वारा उनकी महत्वपूर्ण एकाग्रता तक पहुंचने के बाद सक्रिय होता है, और अधिकांश भाग के लिए सीडीके समरूप होते हैं, मुख्य रूप से साइक्लिन बाध्यकारी साइट के विन्यास में भिन्न होते हैं। एक विशेष साइक्लिन के इंट्रासेल्युलर एकाग्रता में कमी के जवाब में, संबंधित सीडीके की प्रतिवर्ती निष्क्रियता होती है। यदि सीडीके को साइक्लिन के समूह द्वारा सक्रिय किया जाता है, तो उनमें से प्रत्येक, जैसे कि प्रोटीन केनेसेस को एक दूसरे में स्थानांतरित कर रहा है, सीडीके को सक्रिय अवस्था में लंबे समय तक बनाए रखता है। सीडीके सक्रियण की ऐसी तरंगें कोशिका चक्र के G1 और S चरणों के दौरान होती हैं।

सीडीके और उनके नियामकों की सूची

सीडीके1; साइक्लिन ए, साइक्लिन बी

सीडीके2; साइक्लिन ए, साइक्लिन ई

सीडीके4; साइक्लिन डी1, साइक्लिन डी2, साइक्लिन डी3

सीडीके5; सीडीके5आर1, सीडीके5आर2

सीडीके6; साइक्लिन डी1, साइक्लिन डी2, साइक्लिन डी3

सीडीके7; साइक्लिन एच

सीडीके8; साइक्लिन सी

सीडीके9; साइक्लिन T1, साइक्लिन T2a, साइक्लिन T2b, साइक्लिन K

सीडीके11 (सीडीसी2एल2); साइक्लिन एल

मिटोसिस की तुलना में दैहिक यूकेरियोटिक कोशिकाओं में अमितोसिस (या प्रत्यक्ष कोशिका विभाजन) कम बार होता है। यह पहली बार 1841 में जर्मन जीवविज्ञानी आर। रेमक द्वारा वर्णित किया गया था, यह शब्द एक हिस्टोलॉजिस्ट द्वारा प्रस्तावित किया गया था। डब्ल्यू फ्लेमिंग बाद में - 1882 में। ज्यादातर मामलों में, कम माइटोटिक गतिविधि वाली कोशिकाओं में अमिटोसिस मनाया जाता है: ये उम्र बढ़ने या रोग संबंधी रूप से परिवर्तित कोशिकाएं होती हैं, जो अक्सर मौत के लिए बर्बाद हो जाती हैं (स्तनधारियों, ट्यूमर कोशिकाओं, आदि के भ्रूण झिल्ली की कोशिकाएं)। अमिटोसिस के दौरान, नाभिक की इंटरफेज़ स्थिति रूपात्मक रूप से संरक्षित होती है, न्यूक्लियोलस और परमाणु झिल्ली स्पष्ट रूप से दिखाई देती है। डीएनए प्रतिकृति अनुपस्थित है। क्रोमैटिन का स्पाइरलाइजेशन नहीं होता है, क्रोमोसोम का पता नहीं चलता है। कोशिका अपनी अंतर्निहित कार्यात्मक गतिविधि को बरकरार रखती है, जो समसूत्रण के दौरान लगभग पूरी तरह से गायब हो जाती है। अमिटोसिस के दौरान, केवल नाभिक विभाजित होता है, और एक विखंडन धुरी के गठन के बिना, इसलिए, वंशानुगत सामग्री बेतरतीब ढंग से वितरित की जाती है। साइटोकाइनेसिस की अनुपस्थिति से द्विनाभिकीय कोशिकाओं का निर्माण होता है, जो बाद में एक सामान्य माइटोटिक चक्र में प्रवेश करने में असमर्थ होते हैं। बार-बार अमिटोस के साथ, बहुसंस्कृति कोशिकाएं बन सकती हैं।

यह अवधारणा अभी भी 1980 के दशक तक कुछ पाठ्यपुस्तकों में दिखाई दी थी। वर्तमान में, यह माना जाता है कि अमिटोसिस के लिए जिम्मेदार सभी घटनाएं अपर्याप्त रूप से तैयार सूक्ष्म तैयारी की गलत व्याख्या का परिणाम हैं, या कोशिका विनाश या कोशिका विभाजन के रूप में अन्य रोग प्रक्रियाओं के साथ होने वाली घटनाओं की व्याख्या। इसी समय, यूकेरियोटिक परमाणु विखंडन के कुछ रूपों को समसूत्रण या अर्धसूत्रीविभाजन नहीं कहा जा सकता है। उदाहरण के लिए, कई सिलिअट्स के मैक्रोन्यूक्लि का विभाजन है, जहां, एक धुरी के गठन के बिना, गुणसूत्रों के छोटे टुकड़ों का अलगाव होता है।

एक कोशिका के जीवन चक्र में इसके गठन की शुरुआत और एक स्वतंत्र इकाई के रूप में इसके अस्तित्व का अंत शामिल है। आइए इस तथ्य से शुरू करें कि एक कोशिका अपनी मातृ कोशिका के विभाजन के दौरान प्रकट होती है, और अगले विभाजन या मृत्यु के कारण अपने अस्तित्व को समाप्त कर देती है।

एक कोशिका के जीवन चक्र में इंटरफेज़ और माइटोसिस होते हैं। यह इस अवधि में है कि विचाराधीन अवधि सेलुलर के बराबर है।

सेल जीवन चक्र: इंटरफेज़

यह दो समसूत्री कोशिका विभाजनों के बीच की अवधि है। गुणसूत्रों का प्रजनन डीएनए अणुओं के पुनरुत्पादन (अर्ध-रूढ़िवादी प्रतिकृति) के समान होता है। इंटरफेज़ में, कोशिका नाभिक एक विशेष दो-झिल्ली झिल्ली से घिरा होता है, और गुणसूत्र बिना मुड़े होते हैं, और साधारण प्रकाश माइक्रोस्कोपी के तहत अदृश्य होते हैं।

कोशिकाओं को धुंधला और ठीक करते समय, एक अत्यधिक रंगीन पदार्थ, क्रोमैटिन का संचय होता है। यह ध्यान देने योग्य है कि साइटोप्लाज्म में सभी आवश्यक अंग होते हैं। यह सेल के पूर्ण अस्तित्व को सुनिश्चित करता है।

एक कोशिका के जीवन चक्र में, इंटरफेज़ तीन अवधियों के साथ होता है। आइए उनमें से प्रत्येक पर अधिक विस्तार से विचार करें।

सेल जीवन चक्र की अवधि (इंटरफ़ेज़)

पहला कहा जाता है पुन: संश्लिष्ट. पिछले समसूत्रण का परिणाम कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि है। यहां, नव निर्मित आरएनए (सूचनात्मक) अणुओं का प्रतिलेखन आगे बढ़ता है, और शेष आरएनए के अणुओं को व्यवस्थित किया जाता है, प्रोटीन को नाभिक और कोशिका द्रव्य में संश्लेषित किया जाता है। साइटोप्लाज्म के कुछ पदार्थ एटीपी के निर्माण के साथ धीरे-धीरे टूट जाते हैं, इसके अणु मैक्रोर्जिक बॉन्ड से संपन्न होते हैं, वे ऊर्जा को वहां स्थानांतरित करते हैं जहां यह पर्याप्त नहीं है। ऐसे में कोशिका बढ़ती है, आकार में यह मां तक पहुंचती है। यह अवधि विशेष कोशिकाओं के लिए लंबे समय तक चलती है, जिसके दौरान वे अपने विशेष कार्य करते हैं।

दूसरी अवधि को के रूप में जाना जाता है कृत्रिम(डीएनए संश्लेषण)। इसकी नाकाबंदी पूरे चक्र को रोक सकती है। यह वह जगह है जहां डीएनए अणुओं की प्रतिकृति होती है, साथ ही प्रोटीन का संश्लेषण होता है जो गुणसूत्रों के निर्माण में शामिल होते हैं।

डीएनए अणु प्रोटीन अणुओं से बंधने लगते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गुणसूत्र मोटे हो जाते हैं। इसी समय, सेंट्रीओल्स का प्रजनन देखा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उनमें से 2 जोड़े दिखाई देते हैं। सभी युग्मों में नया केन्द्रक पुराने के सापेक्ष 90° के कोण पर रखा गया है। इसके बाद, अगले समसूत्रण के दौरान प्रत्येक जोड़ी कोशिका के ध्रुवों की ओर चली जाती है।

सिंथेटिक अवधि को डीएनए संश्लेषण में वृद्धि और आरएनए अणुओं के निर्माण में तेज उछाल के साथ-साथ कोशिकाओं में प्रोटीन दोनों की विशेषता है।

तीसरी अवधि - पोस्टसिंथेटिक. यह बाद के विभाजन (माइटोटिक) के लिए कोशिका तैयारी की उपस्थिति की विशेषता है। यह अवधि, एक नियम के रूप में, हमेशा दूसरों की तुलना में कम होती है। कभी-कभी यह पूरी तरह से गिर जाता है।

जनरेशन समय अवधि

दूसरे शब्दों में, यह है कि कोशिका का जीवन चक्र कितने समय तक चलता है। पीढ़ी के समय की अवधि, साथ ही साथ व्यक्तिगत अवधि, लेता है विभिन्न अर्थविभिन्न कोशिकाओं में। इसे नीचे दी गई तालिका से देखा जा सकता है।

अवधि				उत्पादन समय	सेल आबादी का प्रकार
इंटरफेज़ की प्रीसिंथेटिक अवधि	सिंथेटिक इंटरफेज़ अवधि	इंटरफेज़ की पोस्टसिंथेटिक अवधि	पिंजरे का बँटवारा	उत्पादन समय	सेल आबादी का प्रकार
					त्वचा उपकला
					ग्रहणी
					छोटी आंत
					3 सप्ताह के जानवर से जिगर की कोशिकाएं

तो, सबसे छोटा कोशिका जीवन चक्र कैंबियल में होता है। ऐसा होता है कि तीसरी अवधि पूरी तरह से समाप्त हो जाती है - पोस्टसिंथेटिक। उदाहरण के लिए, अपने जिगर की कोशिकाओं में 3 सप्ताह के चूहे में, यह आधे घंटे तक घट जाता है, जबकि पीढ़ी की अवधि 21.5 घंटे है। सिंथेटिक अवधि की अवधि सबसे स्थिर है।

अन्य स्थितियों में, पहली अवधि (प्रेसिंथेटिक) में, कोशिका विशिष्ट कार्यों के कार्यान्वयन के लिए गुण जमा करती है, यह इस तथ्य के कारण है कि इसकी संरचना अधिक जटिल हो जाती है। यदि विशेषज्ञता बहुत दूर नहीं गई है, तो यह माइटोसिस में 2 नई कोशिकाओं के निर्माण के साथ कोशिका के पूरे जीवन चक्र से गुजर सकती है। इस स्थिति में, पहली अवधि में काफी वृद्धि हो सकती है। उदाहरण के लिए, एक माउस की त्वचा उपकला की कोशिकाओं में, पीढ़ी का समय, अर्थात् 585.6 घंटे, पहली अवधि पर पड़ता है - प्रीसिंथेटिक, और चूहे के शावक के पेरीओस्टेम की कोशिकाओं में - 114 में से 102 घंटे।

इस समय के मुख्य भाग को G0-अवधि कहा जाता है - यह एक गहन विशिष्ट सेल फ़ंक्शन का कार्यान्वयन है। कई यकृत कोशिकाएं इस अवधि में होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप उन्होंने समसूत्रण की क्षमता खो दी है।

यदि जिगर का एक हिस्सा हटा दिया जाता है, तो इसकी अधिकांश कोशिकाएं पूर्ण जीवन में चली जाएंगी, पहले सिंथेटिक, फिर पोस्टसिंथेटिक अवधि और माइटोटिक प्रक्रिया के अंत में। इसलिए, विभिन्न प्रकार की सेल आबादी के लिए, ऐसी G0-अवधि की उत्क्रमणीयता पहले ही सिद्ध हो चुकी है। अन्य स्थितियों में, विशेषज्ञता की डिग्री इतनी बढ़ जाती है कि विशिष्ट परिस्थितियों में, कोशिकाएं अब माइटोटिक रूप से विभाजित नहीं हो सकती हैं। कभी-कभी, उनमें एंडोप्रोडक्शन होता है। कुछ में, इसे एक से अधिक बार दोहराया जाता है, गुणसूत्र इतने मोटे हो जाते हैं कि उन्हें एक साधारण प्रकाश सूक्ष्मदर्शी से देखा जा सकता है।

इस प्रकार, हमने सीखा है कि एक कोशिका के जीवन चक्र में, इंटरफेज़ तीन अवधियों के साथ होता है: प्रीसिंथेटिक, सिंथेटिक और पोस्टसिंथेटिक।

कोशिका विभाजन

यह प्रजनन, पुनर्जनन, वंशानुगत जानकारी के संचरण, विकास को रेखांकित करता है। कोशिका केवल विभाजनों के बीच के मध्यवर्ती काल में ही मौजूद होती है।

जीवन चक्र (कोशिका विभाजन) - विचाराधीन इकाई के अस्तित्व की अवधि (माँ कोशिका के विभाजन के माध्यम से इसकी उपस्थिति के क्षण से शुरू होती है), जिसमें विभाजन भी शामिल है। यह अपने ही विभाजन या मृत्यु के साथ समाप्त होता है।

सेल चक्र चरण

उनमें से केवल छह हैं। कोशिका जीवन चक्र के निम्नलिखित चरण ज्ञात हैं:

जीवन चक्र की अवधि, साथ ही इसमें चरणों की संख्या, प्रत्येक कोशिका का अपना होता है। तो, तंत्रिका ऊतक में, प्रारंभिक भ्रूण अवधि के अंत में कोशिकाएं विभाजित होना बंद कर देती हैं, फिर केवल जीव के पूरे जीवन में कार्य करती हैं, और बाद में मर जाती हैं। लेकिन भ्रूण की कोशिकाओं को कुचलने के चरण में पहले 1 विभाजन पूरा होता है, और फिर तुरंत, शेष चरणों को छोड़कर, अगले एक पर आगे बढ़ते हैं।

कोशिका विभाजन के तरीके

सिर्फ दो में से:

पिंजरे का बँटवाराअप्रत्यक्ष कोशिका विभाजन है।
अर्धसूत्रीविभाजन- यह इस तरह के एक चरण की विशेषता है जैसे कि रोगाणु कोशिकाओं की परिपक्वता, विभाजन।

अब हम इस बारे में अधिक जानेंगे कि कोशिका का जीवन चक्र क्या होता है - समसूत्री विभाजन।

अप्रत्यक्ष कोशिका विभाजन

मिटोसिस दैहिक कोशिकाओं का अप्रत्यक्ष विभाजन है। यह एक सतत प्रक्रिया है, जिसका परिणाम पहले दोहरीकरण है, फिर वंशानुगत सामग्री की बेटी कोशिकाओं के बीच समान वितरण।

अप्रत्यक्ष कोशिका विभाजन का जैविक महत्व

यह इस प्रकार है:

1. समसूत्रण का परिणाम दो कोशिकाओं का निर्माण होता है, जिनमें से प्रत्येक में माता के समान गुणसूत्र होते हैं। उनके गुणसूत्र मां के डीएनए की सटीक प्रतिकृति द्वारा बनते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बेटी कोशिकाओं के जीन में समान वंशानुगत जानकारी होती है। वे आनुवंशिक रूप से मूल कोशिका के समान हैं। तो, हम कह सकते हैं कि माइटोसिस मां से बेटी कोशिकाओं को वंशानुगत जानकारी के संचरण की पहचान सुनिश्चित करता है।

2. मिटोस का परिणाम संबंधित जीव में कोशिकाओं की एक निश्चित संख्या है - यह सबसे महत्वपूर्ण विकास तंत्रों में से एक है।

3. बड़ी संख्या में जंतु और पौधे समसूत्री कोशिका विभाजन के माध्यम से ठीक अलैंगिक रूप से प्रजनन करते हैं, इसलिए माइटोसिस कायिक प्रजनन का आधार बनता है।

4. यह माइटोसिस है जो खोए हुए हिस्सों के पूर्ण उत्थान के साथ-साथ कोशिकाओं के प्रतिस्थापन को सुनिश्चित करता है, जो किसी भी बहुकोशिकीय जीवों में एक निश्चित सीमा तक आगे बढ़ता है।

इस प्रकार, यह ज्ञात हो गया कि एक दैहिक कोशिका के जीवन चक्र में समसूत्रण और इंटरफेज़ होते हैं।

समसूत्रण का तंत्र

साइटोप्लाज्म और न्यूक्लियस का विभाजन 2 स्वतंत्र प्रक्रियाएं हैं जो लगातार, क्रमिक रूप से आगे बढ़ती हैं। लेकिन विभाजन की अवधि के दौरान होने वाली घटनाओं के अध्ययन की सुविधा के लिए, इसे कृत्रिम रूप से 4 चरणों में विभाजित किया गया है: प्रो-, मेटा-, एना-, टेलोफ़ेज़। उनकी अवधि ऊतक के प्रकार, बाहरी कारकों, शारीरिक स्थिति के आधार पर भिन्न होती है। सबसे लंबे पहले और आखिरी हैं।

प्रोफेज़

कोर में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। स्पाइरलाइज़ेशन के परिणामस्वरूप, गुणसूत्रों का संघनन और छोटा होना होता है। बाद के प्रोफ़ेज़ में, गुणसूत्रों की संरचना पहले से ही स्पष्ट रूप से दिखाई देती है: 2 क्रोमैटिड, जो एक सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं। कोशिका के भूमध्य रेखा में गुणसूत्रों की गति शुरू होती है।

प्रोफ़ेज़ (देर से) में साइटोप्लाज्मिक सामग्री से, एक विभाजन धुरी का निर्माण होता है, जो सेंट्रीओल्स (पशु कोशिकाओं में, कई निचले पौधों में) या उनके बिना (कुछ प्रोटोजोआ, उच्च पौधों की कोशिकाओं) की भागीदारी के साथ बनता है। इसके बाद, 2-प्रकार के स्पिंडल फिलामेंट्स सेंट्रीओल्स से दिखाई देने लगते हैं, अधिक सटीक रूप से:

समर्थन, जो सेल ध्रुवों को जोड़ता है;
क्रोमोसोमल (खींचना), जो मेटाफ़ेज़ में क्रोमोसोमल सेंट्रोमियर को पार करता है।

इस चरण के अंत में, परमाणु झिल्ली गायब हो जाती है, और गुणसूत्र कोशिका द्रव्य में स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं। आमतौर पर कोर थोड़ा पहले गायब हो जाता है।

मेटाफ़ेज़

इसकी शुरुआत परमाणु लिफाफे का गायब होना है। क्रोमोसोम पहले भूमध्यरेखीय तल में पंक्तिबद्ध होते हैं, मेटाफ़ेज़ प्लेट बनाते हैं। इस मामले में, क्रोमोसोमल सेंट्रोमियर भूमध्यरेखीय तल में सख्ती से स्थित होते हैं। धुरी के तंतु क्रोमोसोमल सेंट्रोमियर से जुड़ते हैं, और उनमें से कुछ बिना जुड़े हुए एक ध्रुव से दूसरे ध्रुव तक जाते हैं।

एनाफ़ेज़

इसकी शुरुआत गुणसूत्रों के सेंट्रोमियर का विभाजन है। नतीजतन, क्रोमैटिड दो अलग-अलग बेटी गुणसूत्रों में बदल जाते हैं। इसके अलावा, उत्तरार्द्ध कोशिका ध्रुवों की ओर विचलन करना शुरू कर देता है। वे, एक नियम के रूप में, इस समय एक विशेष वी-आकार लेते हैं। यह विचलन स्पिंडल थ्रेड्स को तेज करके किया जाता है। इसी समय, समर्थन धागे लंबे होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप ध्रुवों की एक दूसरे से दूरी होती है।

टीलोफ़ेज़

यहां गुणसूत्र कोशिका के ध्रुवों पर इकट्ठा होते हैं, फिर फैल जाते हैं। इसके बाद, विभाजन धुरी नष्ट हो जाती है। गुणसूत्रों के चारों ओर बेटी कोशिकाओं का परमाणु लिफाफा बनता है। यह कैरियोकिनेसिस पूरा करता है, इसके बाद साइटोकाइनेसिस होता है।

कोशिका में विषाणु के प्रवेश की क्रियाविधि

उनमें से केवल दो हैं:

1. वायरल सुपरकैप्सिड और कोशिका झिल्ली के संलयन द्वारा। नतीजतन, न्यूक्लियोकैप्सिड को साइटोप्लाज्म में छोड़ा जाता है। इसके बाद, वायरस जीनोम के गुणों की प्राप्ति देखी जाती है।

2. पिनोसाइटोसिस (रिसेप्टर-मध्यस्थता एंडोसाइटोसिस) के माध्यम से। यहां वायरस रिसेप्टर्स (विशिष्ट) के साथ सीमावर्ती फोसा की साइट पर बांधता है। उत्तरार्द्ध कोशिका में उभारता है, और फिर तथाकथित सीमावर्ती पुटिका में बदल जाता है। यह, बदले में, घिरा हुआ विषाणु होता है, एक अस्थायी मध्यवर्ती पुटिका के साथ फ़्यूज़ होता है जिसे एंडोसोम कहा जाता है।

वायरस की इंट्रासेल्युलर प्रतिकृति

कोशिका में प्रवेश करने के बाद, वायरस का जीनोम पूरी तरह से अपने जीवन को अपने हितों के अधीन कर लेता है। कोशिका के प्रोटीन-संश्लेषण प्रणाली और ऊर्जा उत्पादन की अपनी प्रणालियों के माध्यम से, यह अपने स्वयं के प्रजनन का प्रतीक है, एक नियम के रूप में, कोशिका के जीवन का त्याग करता है।

नीचे दिया गया आंकड़ा एक मेजबान सेल (सेमलिकी वन - जीनस अल्फावायरस का एक प्रतिनिधि) में एक वायरस के जीवन चक्र को दर्शाता है। इसका जीनोम एकल-फंसे सकारात्मक गैर-खंडित आरएनए द्वारा दर्शाया गया है। वहां, विरियन एक सुपरकैप्सिड से सुसज्जित है, जिसमें एक लिपिड बाइलेयर होता है। कई ग्लाइकोप्रोटीन परिसरों की लगभग 240 प्रतियां इससे गुजरती हैं। वायरल जीवन चक्र मेजबान कोशिका झिल्ली पर इसके अवशोषण के साथ शुरू होता है, जहां यह प्रोटीन रिसेप्टर से बांधता है। कोशिका में प्रवेश पिनोसाइटोसिस के माध्यम से किया जाता है।

निष्कर्ष

लेख में कोशिका के जीवन चक्र पर विचार किया गया, इसके चरणों का वर्णन किया गया। यह इंटरफेज़ की प्रत्येक अवधि के बारे में विस्तार से वर्णित है।

विषय: जीवों का प्रजनन और व्यक्तिगत विकास

पाठ: कोशिका का जीवन चक्र

1. कोशिका चक्र

कोशिका सिद्धांत के अनुसार, नई कोशिकाएँ पिछली मातृ कोशिकाओं के विभाजन से ही उत्पन्न होती हैं। क्रोमोसोम, जिनमें डीएनए अणु होते हैं, कोशिका विभाजन की प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, क्योंकि वे आनुवंशिक जानकारी को एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी में स्थानांतरित करना सुनिश्चित करते हैं।

चावल। 1. डीएनए अणु का एक टुकड़ा

2. कोशिका चक्र के चरण

कोशिका चक्र में 3 मुख्य चरण होते हैं:

1. इंटरफेज़ - कुछ पदार्थों के गहन विकास और जैवसंश्लेषण की अवधि।

2. मिटोसिस, या कैरियोकिनेसिस (नाभिक विखंडन)।

3. साइटोकाइनेसिस (साइटोप्लाज्म का विभाजन)।

3. इंटरफेज़

आइए इंटरफेज़ को और अधिक विस्तार से चित्रित करें (चित्र 2)। इंटरफेज़ में 3 अवधियाँ होती हैं: G1, S और G2। पहली अवधि, प्रीसिंथेटिक (G1), गहन कोशिका वृद्धि का चरण है।

चावल। 2. कोशिका जीवन चक्र के मुख्य चरण।

आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, G1 अवधि में, पदार्थों को संश्लेषित किया जाता है जो कोशिका चक्र की अगली अवधि, अर्थात् सिंथेटिक अवधि को बाधित या उत्तेजित करते हैं।

पोस्ट-सिंथेटिक अवधि (G2) गुणसूत्र दोहरीकरण के तुरंत बाद होती है। यह 2 से 5 घंटे तक रहता है।

4. डीएनए दोहराव प्रक्रिया

कोशिका चक्र की अवधि कोशिका के प्रकार और बाहरी कारकों जैसे तापमान, ऑक्सीजन की उपस्थिति, पोषक तत्वों की उपस्थिति पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, जीवाणु कोशिकाएं हर 20 मिनट में अनुकूल परिस्थितियों में विभाजित होती हैं, आंतों की उपकला कोशिकाएं हर 8-10 घंटे में और प्याज की जड़ों की युक्तियों पर कोशिकाएं हर 20 घंटे में विभाजित होती हैं। और तंत्रिका तंत्र की कुछ कोशिकाएं कभी विभाजित नहीं होती हैं।

कोशिका सिद्धांत का उद्भव