हर कोई जानता है कि यौन प्रजनन के साथ, दो युग्मकों (सेक्स कोशिकाओं) के संलयन के परिणामस्वरूप एक नया जीव उत्पन्न होता है। युग्मकजनन, या जनन कोशिकाओं का निर्माण, अर्धसूत्रीविभाजन नामक एक विशिष्ट विभाजन के माध्यम से होता है। इस प्रक्रिया का सार क्या है, इसके चरण क्या हैं, हम इस लेख में बताएंगे।
थोड़ा सा सामान्य ज्ञान
हमारे ग्रह पर अधिकांश विषमलैंगिक जीवों के लिए, यौन प्रजनन विशेषता है। इस मामले में, युग्मकों में एक आधा गुणसूत्र सेट होता है, जिसे अगुणित (n) कहा जाता है। युग्मकों के संलयन के परिणामस्वरूप, एक युग्मनज बनता है, जिसमें द्विगुणित होता है, और गुणसूत्रों के समूह को 2n नामित किया जाता है, जो अर्धसूत्रीविभाजन (संक्षेप में) का सार है।
उदाहरण के लिए, ड्रोसोफिला (फल मक्खी) में केवल 4 गुणसूत्र होते हैं - यह एक द्विगुणित सेट है। उसके नाभिक में युग्मक में केवल 2 गुणसूत्र होते हैं। मनुष्यों में, नाभिक में प्रत्येक कोशिका में 46 गुणसूत्र होते हैं, और युग्मकों (अंडाणु और शुक्राणु) में - 23 प्रत्येक।
लेकिनयौन प्रजनन के दौरान द्विगुणित की बहाली अर्धसूत्रीविभाजन के सार का केवल एक छोटा सा हिस्सा है।
क्रोमोसोम और क्रोमैटिड
निम्नलिखित सामग्री को समझने के लिए दोनों के बीच के अंतर को समझना जरूरी है।
क्रोमोसोम (पदनाम n का उपयोग किया जाता है) को आनुवंशिक सामग्री के वाहक कहा जाता है, लेकिन बस ये डीएनए अणु (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड) होते हैं, जो सर्पिल रूप से गुणा करते हैं और यूकेरियोटिक की कोशिकाओं के केंद्रक में स्थित होते हैं (एक झिल्ली म्यान के साथ एक नाभिक होता है)) जीव। जिस रूप में हम उन्हें पाठ्यपुस्तकों और संदर्भ पुस्तकों में देखने के आदी हैं (उपरोक्त फोटो मानव गुणसूत्र दिखाता है), वे केवल इंटरफेज़ के दौरान, कोशिका विभाजन से पहले, जब वे पहले से ही दोगुने हो जाते हैं, ध्यान देने योग्य हो जाते हैं।
लेकिन क्रोमैटिड्स (के साथ निरूपित) - यह क्रोमोसोम का सिर्फ संरचनात्मक हिस्सा है, जो कोशिका विभाजन से पहले इंटरफेज़ में प्रतिकृति (दोगुनी) की प्रक्रिया से गुजर चुका है। एक क्रोमैटिड डीएनए की दो प्रतियों में से एक है जो इस समय एक विशेष कसना (सेंट्रोमियर) द्वारा जुड़ा हुआ है।
जब तक दो क्रोमैटिड एक सेंट्रोमियर से जुड़े रहते हैं, उन्हें सिस्टर क्रोमैटिड्स कहा जाता है। और केवल कोशिकाओं के यौन विभाजन (अर्धसूत्रीविभाजन) के दौरान वे वंशानुगत सामग्री की स्वतंत्र इकाइयों को अलग और प्रतिनिधित्व करते हैं, और यदि उनके बीच क्रॉसिंग ओवर हुआ (उस पर बाद में), तो वे जीन अनुक्रम में परिवर्तन से गुजरे।
एक समजात (समान) जोड़े के भीतर सभी गुणसूत्र आकार और आकार में भिन्न होते हैं। एक ही प्रजाति की कोशिकाओं में गुणसूत्रों के पूरे सेट को कैरियोटाइप कहा जाता है। तो, मनुष्यों में, कैरियोटाइप 46 गुणसूत्र होते हैं,जिनमें से 22 जोड़े समजातीय या ऑटोसोम हैं, और 23 जोड़े सेक्स क्रोमोसोम (X और Y) हैं। मानव युग्मक (शुक्राणु और अंडाणु) में गुणसूत्रों का आधा (अगुणित) सेट होता है - 23 ऑटोसोम और 1 लिंग गुणसूत्र (X या Y)।
सिर्फ अर्धसूत्रीविभाजन युग्मकों में ऐसा समुच्चय प्रदान करता है।
विशेष कोशिका विभाजन
जर्म कोशिकाओं के निर्माण के साथ विशिष्ट विभाजन - अर्धसूत्रीविभाजन (ग्रीक शब्द से, जिसका अर्थ है कमी) लगातार दो कोशिका विभाजनों का एक समूह है, जिसके परिणामस्वरूप नाभिक दो बार विभाजित होता है, और गुणसूत्र केवल एक बार. इसके कारण, युग्मकों में गुणसूत्रों के सेट में आधे से कमी (कमी) हो जाती है, जो जब वे विलीन हो जाते हैं, तो युग्मनज के द्विगुणित को पुनर्स्थापित करता है। यही इसका जैविक महत्व है।
सभी जीवों में अर्धसूत्रीविभाजन (इसके चरण) एक ही तरह से होता है:
- पहला विभाजन (कमी), जिसके बाद गुणसूत्रों की संख्या आधी कर दी जाती है।
- द्वितीय विभाजन (समतुल्य) एक साधारण विभाजन (माइटोसिस) के रूप में होता है। इसे समतल करना भी कहते हैं।
पहला अर्धसूत्रीविभाजन
नाभिक में विभाजन (इंटरफ़ेज़) के लिए एक कोशिका की तैयारी के दौरान, गुणसूत्रों की संख्या दोगुनी हो जाती है (4 n होते हैं), जो उन कोशिकाओं के लिए विशिष्ट है जो साधारण विभाजन (माइटोसिस) द्वारा विभाजित होती हैं। युग्मकों (मनुष्यों, शुक्राणुकोशिकाओं और oocytes में) के अग्रदूतों की कोशिकाओं में, इस तरह का दोहरीकरण इंटरफेज़ में नहीं होता है, और कोशिका 2n गुणसूत्रों के एक सेट के साथ अर्धसूत्रीविभाजन शुरू करती है और गुजरती हैनिम्नलिखित कदम:
- प्रोफेज I. इस स्तर पर, गुणसूत्र सघन हो जाते हैं और एक साथ करीब हो जाते हैं। समजातीय गुणसूत्रों (एक जोड़ी) का संयुग्मन (आसंजन) होता है, जिसके दौरान क्रॉसिंग ओवर होता है। यह प्रक्रिया केवल अर्धसूत्रीविभाजन के लिए विशेषता है (सार क्या है, हम नीचे वर्णन करेंगे)। फिर गुणसूत्र अलग हो जाते हैं, कोशिका के केंद्रक का कोश नष्ट हो जाता है और विभाजन की धुरी बनने लगती है।
- मेटाफ़ेज़ I. धुरी के तंतु गुणसूत्रों के सेंट्रोमियर से जुड़ते हैं, और वे स्वयं विभाजन भूमध्य रेखा के साथ एक दूसरे के विपरीत स्थित होते हैं, न कि एक ही रेखा के साथ (जैसा कि समसूत्रण में)।
- एनाफेज I. स्पिंडल थ्रेड क्रोमोसोम को ध्रुवों तक फैलाते हैं। संक्षेप में, विभाजन के इस चरण में अर्धसूत्रीविभाजन का अर्थ और सार निहित है - ध्रुवों में n गुणसूत्र होते हैं।
- टेलोफ़ेज़ I. इस स्तर पर, परमाणु लिफाफे बनते हैं। जंतुओं और कुछ पौधों में, कोशिकाद्रव्य का आगे विभाजन होता है और दो संतति कोशिकाएँ बनती हैं।
निर्मित कोशिकाएं इंटरफेज़ में प्रवेश करती हैं, जो या तो बहुत छोटी या अनुपस्थित होती हैं।
दूसरा अर्धसूत्रीविभाजन
अर्धसूत्रीविभाजन II के समान चरण हैं:
- प्रोफेज II। क्रोमोसोम सघन हो जाते हैं, परमाणु झिल्ली गायब हो जाती है, और विखंडन धुरी दिखाई देने लगती है (ऊपर फोटो)।
- मेटाफ़ेज़ II के दौरान, स्पिंडल का निर्माण जारी रहता है, और क्रोमोसोम विभाजन भूमध्य रेखा के साथ स्थित होते हैं।
- एनाफेज II। गुणसूत्र कोशिका के ध्रुवों तक फैले होते हैं (नीचे फोटो)।
- टेलोफ़ेज़ II। नाभिकीय झिल्लियों का निर्माण होता है, कोशिकाद्रव्य को किसके बीच विभाजित किया जाता हैदो सेल।
इस विभाजन से गुणसूत्रों की संख्या नहीं बदलती है, लेकिन उनमें से प्रत्येक में केवल एक क्रोमैटिड (संरचनात्मक इकाई) होता है। यह अर्धसूत्रीविभाजन II का सार है। प्रत्येक (n) में गुणसूत्रों के एक अगुणित सेट के साथ कोशिकाएँ बनती हैं।
अर्धसूत्रीविभाजन का जैविक महत्व
यह क्या है, यह पहले ही स्पष्ट हो चुका है:
- अर्धसूत्रीविभाजन एक आदर्श तंत्र है जो यौन प्रजनन में निहित प्रजातियों के कैरियोटाइप (गुणसूत्रों की संख्या) की स्थिरता सुनिश्चित करता है।
- अर्धसूत्रीविभाजन के लगातार दो विभाजनों के कारण, युग्मकों में गुणसूत्रों की संख्या अगुणित हो जाती है और मूल द्विगुणित कैरियोटाइप के साथ युग्मनज के निर्माण के साथ विलय (निषेचित) होने पर द्विगुणित को पुनर्स्थापित करना तर्कसंगत हो जाता है।
- यह अर्धसूत्रीविभाजन है जो जीवों की ऐसी संपत्ति को परिवर्तनशीलता प्रदान करता है। प्रोफ़ेज़ I में - क्रॉसिंग ओवर के कारण, और एनाफ़ेज़ I में - इस तथ्य के कारण कि अलग-अलग जीन वाले समरूप गुणसूत्र अलग-अलग युग्मकों में समाप्त हो सकते हैं।
क्रॉसओवर क्या है
आइए अर्धसूत्रीविभाजन के पहले चरण पर लौटते हैं। यह इस समय है, जब समजातीय गुणसूत्र निकट आ गए हैं और लगभग एक साथ चिपक गए हैं, कि उनके बीच किसी भी साइट का आदान-प्रदान हो सकता है। यह एक्सचेंज है जिसे क्रॉसिंग ओवर कहा जाता है, जिसका अंग्रेजी से अनुवाद किया गया है (क्रॉसिंग ओवर) का अर्थ है क्रॉसिंग या क्रॉसिंग।
दूसरे शब्दों में, एक गुणसूत्र का एक हिस्सा उसी जोड़ी से दूसरे गुणसूत्र के एक ही हिस्से के साथ स्थानों की अदला-बदली कर सकता है। यह तंत्र जीवों की पुनर्संयोजन आनुवंशिक परिवर्तनशीलता प्रदान करता है। पुथलजीन एक ही प्रजाति के भीतर जैव विविधता को बढ़ाते हैं।
जीवन चक्र और अर्धसूत्रीविभाजन
जीवन चक्र के किस चरण के आधार पर अर्धसूत्रीविभाजन होता है, जीव विज्ञान में अर्धसूत्रीविभाजन तीन प्रकार के होते हैं:
- जायगोट में निषेचन के तुरंत बाद आरंभिक (जाइगोट) होता है। जीवन चक्र में अगुणित चरण की प्रबलता वाले जीवों के लिए इस प्रकार का अर्धसूत्रीविभाजन विशिष्ट है। ये कवक (एस्कोमाइसेट्स और बेसिडोमाइसेट्स), कुछ शैवाल (क्लैमाइडोमोनस), प्रोटोजोआ (स्पोरोज़ोआ) हैं।
- मध्यवर्ती (बीजाणु) अर्धसूत्रीविभाजन जीवों में द्विगुणित और अगुणित रूपों के एकसमान प्रत्यावर्तन के साथ बीजाणुओं के निर्माण के दौरान होता है। ये उच्च बीजाणु (काई, क्लब काई, घोड़े की पूंछ, फ़र्न), जिम्नोस्पर्म और एंजियोस्पर्म हैं। जानवरों में, इस प्रकार का अर्धसूत्रीविभाजन समुद्री प्रोटोजोआ फोरामिनिफेरा की विशेषता है।
- अंतिम (युग्मक) अर्धसूत्रीविभाजन सभी बहुकोशिकीय जानवरों, फुकस समुद्री शैवाल और कुछ प्रोटोजोआ (सिलियेट्स) में निहित है। इन जीवों में, द्विगुणित चरण जीवन चक्र में प्रबल होता है, और केवल युग्मकों में गुणसूत्रों का एक अगुणित समूह होता है।
सारांशित करें
छात्र 6 वीं कक्षा में अर्धसूत्रीविभाजन के सार से परिचित हो जाते हैं जब प्रोटोजोआ, शैवाल का अध्ययन करते हैं, और पौधे जीव विज्ञान के अध्ययन के लिए आगे बढ़ते हैं। सामान्य जीव विज्ञान की यह प्रमुख अवधारणा और रोगाणु कोशिकाओं (युग्मक) के निर्माण के तंत्र हमें हमारे ग्रह पर सभी जीवन की समानता को समझने, पौधों और जानवरों के विभिन्न जीवन चक्रों को समझने की अनुमति देते हैं।
इसके अलावा, यह अर्धसूत्रीविभाजन है कि हमें होना चाहिएहोमो सेपियन्स की जैविक प्रजातियों की अंतर-विशिष्ट विविधता के लिए आभारी हैं। बाद की कक्षाओं में जीव विज्ञान के अध्ययन के दौरान, छात्र यौन विभाजन के चरणों का अध्ययन करना जारी रखते हैं, और जब वे आनुवंशिकी, आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता के नियमों से परिचित होते हैं।
विभिन्न कोशिका विभाजन के तंत्र का अध्ययन हमें प्रकृति के नियमों की विशिष्टता और समीचीनता को समझने की अनुमति देता है, जो सौर मंडल के एक ग्रह पर अरबों वर्षों के विकास में बने हैं। और हम भाग्यशाली थे कि हम उस पर पैदा हुए।
