प्रत्येक कोशिका अपने जीवन की शुरुआत तब करती है जब वह मातृ कोशिका से अलग हो जाती है, और अपने अस्तित्व को समाप्त कर देती है, जिससे उसकी बेटी कोशिकाएं प्रकट होती हैं। प्रकृति उनके नाभिक को उनकी संरचना के आधार पर विभाजित करने के लिए एक से अधिक तरीके प्रदान करती है।
कोशिका विभाजन के तरीके
परमाणु विभाजन कोशिका के प्रकार पर निर्भर करता है:
- बाइनरी विखंडन (प्रोकैरियोट्स में पाया जाता है)।
- अमिटोसिस (प्रत्यक्ष विभाजन)।
- समसूत्री विभाजन (यूकेरियोट्स में पाया जाता है)।
- अर्धसूत्रीविभाजन (रोगाणु कोशिकाओं के विभाजन के लिए डिज़ाइन किया गया)।
परमाणु विभाजन के प्रकार प्रकृति द्वारा निर्धारित किए जाते हैं और कोशिका की संरचना और मैक्रोऑर्गेनिज्म में या स्वयं द्वारा किए जाने वाले कार्य के अनुरूप होते हैं।
बाइनरी विखंडन
प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में यह प्रकार सबसे आम है। इसमें गोलाकार डीएनए अणु को दोगुना करना शामिल है। नाभिक के द्विविखंडन को ऐसा इसलिए कहा जाता है क्योंकि दो समान आकार की संतति कोशिकाएँ मातृ कोशिका से प्रकट होती हैं।
आनुवंशिक सामग्री (डीएनए या आरएनए अणु) को उचित तरीके से तैयार करने के बाद, यानी दोगुना, कोशिका की दीवार से शुरू होता हैएक अनुप्रस्थ पट बनता है, जो धीरे-धीरे कोशिका के कोशिका द्रव्य को संकरा करता है और लगभग दो समान भागों में विभाजित करता है।
दूसरी विखंडन प्रक्रिया को नवोदित, या असमान बाइनरी विखंडन कहा जाता है। इस मामले में, सेल की दीवार की साइट पर एक फलाव दिखाई देता है, जो धीरे-धीरे बढ़ता है। "गुर्दे" का आकार और मातृ कोशिका बराबर होने के बाद, वे अलग हो जाएंगे। और कोशिका भित्ति का एक भाग पुनः संश्लेषित होता है।
एमिटोसिस
यह परमाणु विभाजन ऊपर वर्णित के समान है, इस अंतर के साथ कि आनुवंशिक सामग्री का कोई दोहराव नहीं है। इस विधि का वर्णन सबसे पहले जीवविज्ञानी रेमक ने किया था। यह घटना पैथोलॉजिकल रूप से परिवर्तित कोशिकाओं (ट्यूमर अध: पतन) में होती है, और यकृत ऊतक, उपास्थि और कॉर्निया के लिए एक शारीरिक मानदंड भी है।
परमाणु विभाजन की प्रक्रिया को अमिटोसिस कहा जाता है, क्योंकि कोशिका अपने कार्यों को बरकरार रखती है, और उन्हें नहीं खोती है, जैसे कि समसूत्रण के दौरान। यह विभाजन की इस पद्धति के साथ कोशिकाओं में निहित रोग संबंधी गुणों की व्याख्या करता है। इसके अलावा, प्रत्यक्ष परमाणु विभाजन बिना विखंडन धुरी के होता है, इसलिए बेटी कोशिकाओं में क्रोमैटिन असमान रूप से वितरित होता है। इसके बाद, ऐसी कोशिकाएं समसूत्री चक्र का उपयोग नहीं कर सकती हैं। कभी-कभी, अमिटोसिस के परिणामस्वरूप बहुकेंद्रीय कोशिकाओं का निर्माण होता है।
मिटोसिस
यह एक अप्रत्यक्ष परमाणु विखंडन है। यह यूकेरियोटिक कोशिकाओं में सबसे अधिक पाया जाता है। इस प्रक्रिया के बीच मुख्य अंतर यह है कि बेटी कोशिकाओं और मातृ कोशिका में समान संख्या में गुणसूत्र होते हैं। जिसके चलतेशरीर में कोशिकाओं की आवश्यक संख्या बनी रहती है, और पुनर्जनन और वृद्धि की प्रक्रिया भी संभव है। फ्लेमिंग ने सबसे पहले जंतु कोशिका में समसूत्री विभाजन का वर्णन किया था।
इस मामले में परमाणु विभाजन की प्रक्रिया को इंटरफेज़ और सीधे माइटोसिस में विभाजित किया गया है। इंटरफेज़ विभाजनों के बीच कोशिका की विश्राम अवस्था है। इसे कई चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
1. प्रीसिंथेटिक अवधि - कोशिका बढ़ती है, इसमें प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट जमा होते हैं, एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) सक्रिय रूप से संश्लेषित होता है।
2. सिंथेटिक अवधि - आनुवंशिक सामग्री दोगुनी हो जाती है।
3. पोस्ट-सिंथेटिक अवधि - सेलुलर तत्व डबल, प्रोटीन दिखाई देते हैं जो विभाजन तकला बनाते हैं।
मिटोसिस चरण
यूकैरियोटिक कोशिका के केंद्रक का विभाजन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक अतिरिक्त अंगक - सेंट्रोसोम के निर्माण की आवश्यकता होती है। यह नाभिक के बगल में स्थित है, और इसका मुख्य कार्य एक नए अंग का निर्माण है - विभाजन तकला। यह संरचना गुणसूत्रों को बेटी कोशिकाओं के बीच समान रूप से वितरित करने में मदद करती है।
समसूत्री विभाजन के चार चरण होते हैं:
1. प्रोफ़ेज़: नाभिक में क्रोमैटिन क्रोमैटिड्स में संघनित होता है, जो जोड़े में गुणसूत्र बनाने के लिए सेंट्रोमियर के पास इकट्ठा होते हैं। केन्द्रक विघटित हो जाते हैं और केन्द्रक कोशिका के ध्रुवों की ओर चले जाते हैं। एक विखंडन तकला बनता है।
2. मेटाफ़ेज़: क्रोमोसोम कोशिका के केंद्र के माध्यम से मेटाफ़ेज़ प्लेट का निर्माण करते हुए एक पंक्ति में पंक्तिबद्ध होते हैं।
3. एनाफेज: क्रोमैटिड कोशिका के केंद्र से ध्रुवों तक चले जाते हैं, और फिर सेंट्रोमियर दो में विभाजित हो जाता है। ऐसाविभाजन धुरी के कारण गति संभव है, जिसके धागे अलग-अलग दिशाओं में गुणसूत्रों को अनुबंधित और फैलाते हैं।
4. टेलोफ़ेज़: डॉटर नाभिक बनते हैं। क्रोमैटिड्स फिर से क्रोमेटिन में बदल जाते हैं, नाभिक बनता है, और इसमें - न्यूक्लियोली। यह सब कोशिका द्रव्य के विभाजन और कोशिका भित्ति के निर्माण के साथ समाप्त होता है।
एंडोमिटोसिस
आनुवंशिक सामग्री में वृद्धि जिसमें परमाणु विभाजन शामिल नहीं है एंडोमाइटोसिस कहलाता है। यह पौधे और पशु कोशिकाओं में पाया जाता है। इस मामले में, कोशिका द्रव्य और नाभिक के खोल का कोई विनाश नहीं होता है, लेकिन क्रोमैटिन गुणसूत्रों में बदल जाता है, और फिर से निराश हो जाता है।
यह प्रक्रिया बढ़ी हुई डीएनए सामग्री के साथ पॉलीप्लोइड नाभिक का उत्पादन करती है। लाल अस्थि मज्जा की कॉलोनी बनाने वाली कोशिकाओं में भी ऐसा ही होता है। इसके अलावा, ऐसे मामले भी होते हैं जब डीएनए अणु आकार में दोगुने हो जाते हैं, जबकि गुणसूत्रों की संख्या समान रहती है। उन्हें पॉलीटीन कहा जाता है और कीट कोशिकाओं में पाया जा सकता है।
माइटोसिस का अर्थ
माइटोटिक परमाणु विभाजन गुणसूत्रों के निरंतर सेट को बनाए रखने का एक तरीका है। डॉटर कोशिकाओं में मां के समान जीन का सेट होता है, और इसमें निहित सभी विशेषताएं होती हैं। समसूत्री विभाजन इसके लिए आवश्यक है:
- एक बहुकोशिकीय जीव की वृद्धि और विकास (रोगाणु कोशिकाओं के संलयन से);
- कोशिकाओं को निचली परतों से ऊपर की ओर ले जाना, साथ ही रक्त कोशिकाओं (एरिथ्रोसाइट्स, ल्यूकोसाइट्स, प्लेटलेट्स) को बदलना;
- क्षतिग्रस्त ऊतकों की बहाली (कुछ जानवरों में, पुन: उत्पन्न करने की क्षमता हैजीवित रहने के लिए एक आवश्यक शर्त, जैसे तारामछली या छिपकली);
- पौधों और कुछ जानवरों (अपरिवर्तक) का अलैंगिक प्रजनन।
अर्धसूत्रीविभाजन
जर्म कोशिकाओं के नाभिकीय विभाजन की क्रियाविधि दैहिक से कुछ भिन्न होती है। नतीजतन, कोशिकाएं प्राप्त की जाती हैं जिनमें उनके पूर्ववर्तियों की तुलना में आधी आनुवंशिक जानकारी होती है। यह शरीर की प्रत्येक कोशिका में गुणसूत्रों की संख्या को स्थिर बनाए रखने के लिए आवश्यक है।
अर्धसूत्रीविभाजन दो चरणों में होता है:
- कमी चरण;
- समीकरण चरण।
इस प्रक्रिया का सही क्रम केवल गुणसूत्रों (द्विगुणित, टेट्राप्लोइड, हेक्साप्रोइड, आदि) के सम सेट वाली कोशिकाओं में ही संभव है। बेशक, विषम गुणसूत्रों वाली कोशिकाओं में अर्धसूत्रीविभाजन होना संभव है, लेकिन तब संतान व्यवहार्य नहीं हो सकती है।
यह वह तंत्र है जो अंतर्जातीय विवाहों में बाँझपन सुनिश्चित करता है। चूंकि सेक्स कोशिकाओं में गुणसूत्रों के विभिन्न सेट होते हैं, इससे उनके लिए व्यवहार्य या उपजाऊ संतानों का विलय और उत्पादन करना मुश्किल हो जाता है।
अर्धसूत्रीविभाजन का पहला विभाजन
चरणों का नाम समसूत्रीविभाजन में दोहराता है: प्रोफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़, टेलोफ़ेज़। लेकिन कई महत्वपूर्ण अंतर हैं।
1. प्रोफ़ेज़: गुणसूत्रों का एक दोहरा सेट पाँच चरणों (लेप्टोटीन, ज़ायगोटीन, पैक्टीन, डिप्लोटीन, डायकाइनेसिस) से गुजरते हुए परिवर्तनों की एक श्रृंखला करता है। यह सब संयुग्मन और क्रॉसिंग ओवर के कारण होता है।
संयुग्मन समजात गुणसूत्रों का एक साथ लाना है। उनके बीच लेप्टोटेन बनते हैंपतले धागों से जाइगोटेन में गुणसूत्र जोड़े में जुड़ जाते हैं और परिणामस्वरूप चार क्रोमैटिडों की संरचना प्राप्त होती है।
क्रॉसिंगओवर बहन या समजातीय गुणसूत्रों के बीच क्रोमैटिड के वर्गों के क्रॉस-एक्सचेंज की प्रक्रिया है। यह पैक्टीन के स्तर पर होता है। गुणसूत्रों के क्रॉसिंग (चियास्माटा) बनते हैं। एक व्यक्ति के पास पैंतीस से छियासठ तक ऐसे आदान-प्रदान हो सकते हैं। इस प्रक्रिया का परिणाम परिणामी सामग्री की आनुवंशिक विविधता, या रोगाणु कोशिकाओं की परिवर्तनशीलता है।
जब द्विगुणित अवस्था आती है, तो चार क्रोमैटिडों के परिसर टूट जाते हैं और बहन गुणसूत्र एक दूसरे को पीछे हटा देते हैं। डायकाइनेसिस प्रोफ़ेज़ से मेटाफ़ेज़ में संक्रमण को पूरा करता है।
2. मेटाफ़ेज़: गुणसूत्र कोशिका के भूमध्य रेखा के पास पंक्तिबद्ध होते हैं।
3. एनाफेज: क्रोमोसोम, अभी भी दो क्रोमैटिड से मिलकर, कोशिका के ध्रुवों की ओर अलग हो जाते हैं।
4. टेलोफ़ेज़: स्पिंडल टूट जाता है, जिसके परिणामस्वरूप दो अगुणित कोशिकाएँ होती हैं जिनमें डीएनए की मात्रा दोगुनी होती है।
अर्धसूत्रीविभाजन का दूसरा विभाजन
इस प्रक्रिया को "अर्धसूत्रीविभाजन का समसूत्रण" भी कहा जाता है। फिलहाल दो चरणों के बीच, डीएनए दोहराव नहीं होता है, और कोशिका दूसरे प्रोफ़ेज़ में गुणसूत्रों के उसी सेट के साथ प्रवेश करती है जो उसने टेलोफ़ेज़ 1 के बाद छोड़ दिया था।
1. प्रोफ़ेज़: गुणसूत्र संघनित होते हैं, कोशिका केंद्र अलग हो जाता है (इसके अवशेष कोशिका के ध्रुवों की ओर अलग हो जाते हैं), परमाणु लिफाफा नष्ट हो जाता है और एक विभाजन धुरी का निर्माण होता है, जो पहले विभाजन से धुरी के लंबवत स्थित होता है।
2. मेटाफ़ेज़: गुणसूत्र भूमध्य रेखा पर स्थित होते हैं, बनते हैंमेटाफ़ेज़ प्लेट।
3. एनाफेज: क्रोमोसोम क्रोमैटिड्स में विभाजित होते हैं, जो अलग हो जाते हैं।
4. टेलोफ़ेज़: बेटी कोशिकाओं में एक नाभिक बनता है, क्रोमैटिड क्रोमेटिन में अवक्षेपित हो जाते हैं।
दूसरे चरण के अंत में, एक मूल कोशिका से, हमारे पास गुणसूत्रों के आधे सेट के साथ चार बेटी कोशिकाएं होती हैं। यदि अर्धसूत्रीविभाजन युग्मकजनन (अर्थात, रोगाणु कोशिकाओं का निर्माण) के साथ होता है, तो विभाजन अचानक, असमान होता है, और एक कोशिका गुणसूत्रों के अगुणित सेट और तीन कमी निकायों के साथ बनती है जो आवश्यक आनुवंशिक जानकारी नहीं रखते हैं। वे आवश्यक हैं ताकि मूल कोशिका की आनुवंशिक सामग्री का केवल आधा हिस्सा अंडे और शुक्राणु में संरक्षित रहे। इसके अलावा, परमाणु विभाजन का यह रूप जीन के नए संयोजनों के उद्भव के साथ-साथ शुद्ध एलील की विरासत को सुनिश्चित करता है।
प्रोटोजोआ में अर्धसूत्रीविभाजन होता है, जब पहले चरण में केवल एक विभाजन होता है, और दूसरे में क्रॉसिंग ओवर होता है। वैज्ञानिकों का सुझाव है कि यह रूप बहुकोशिकीय जीवों में सामान्य अर्धसूत्रीविभाजन का एक विकासवादी अग्रदूत है। परमाणु विखंडन के अन्य तरीके भी हो सकते हैं जिनके बारे में वैज्ञानिक अभी तक नहीं जानते हैं।
