अर्धसूत्रीविभाजन की खोज किसने की. अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोटीन तंत्र

मेयोम्स (प्राचीन ग्रीक मीयशचुइट से - कमी) या कमी कोशिका विभाजन - गुणसूत्रों की संख्या आधी होने के साथ यूकेरियोटिक कोशिका के केंद्रक का विभाजन। दो चरणों में होता है (अर्धसूत्रीविभाजन की कमी और समीकरण चरण)। अर्धसूत्रीविभाजन को युग्मकजनन के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए - अविभाजित स्टेम कोशिकाओं से विशेष रोगाणु कोशिकाओं, या युग्मकों का निर्माण।

अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप गुणसूत्रों की संख्या में कमी के साथ, जीवन चक्र में द्विगुणित चरण से अगुणित चरण में संक्रमण होता है। प्लोइडी की बहाली (हैप्लोइड चरण से द्विगुणित चरण में संक्रमण) यौन प्रक्रिया के परिणामस्वरूप होती है।

इस तथ्य के कारण कि पहले, कमी चरण के प्रोफ़ेज़ में, समजात गुणसूत्रों का जोड़ीदार संलयन (संयुग्मन) होता है, अर्धसूत्रीविभाजन का सही कोर्स केवल द्विगुणित कोशिकाओं या यहां तक ​​​​कि पॉलीप्लोइड्स (टेट्रा-, हेक्साप्लोइड, आदि कोशिकाओं) में संभव है। . अर्धसूत्रीविभाजन विषम पॉलीप्लोइड्स (त्रि-, पेंटाप्लोइड, आदि कोशिकाओं) में भी हो सकता है, लेकिन उनमें, प्रोफ़ेज़ I में गुणसूत्रों के जोड़ीदार संलयन को सुनिश्चित करने में असमर्थता के कारण, गुणसूत्र विचलन गड़बड़ी के साथ होता है जो कोशिका की व्यवहार्यता या विकास को खतरे में डालता है। इससे एक बहुकोशिकीय अगुणित जीव बनता है।

वही तंत्र अंतरविशिष्ट संकरों की बाँझपन को रेखांकित करता है। चूंकि अंतरविशिष्ट संकर कोशिका नाभिक में विभिन्न प्रजातियों से संबंधित माता-पिता के गुणसूत्रों को जोड़ते हैं, इसलिए गुणसूत्र आमतौर पर संयुग्मन में प्रवेश नहीं कर सकते हैं। इससे अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान गुणसूत्रों के विचलन में गड़बड़ी होती है और अंततः, रोगाणु कोशिकाओं या युग्मकों की गैर-व्यवहार्यता होती है (इस समस्या से निपटने का मुख्य साधन पॉलीप्लोइड गुणसूत्र सेट का उपयोग है, क्योंकि इस मामले में प्रत्येक गुणसूत्र संयुग्मित होता है) इसके सेट के संबंधित गुणसूत्र के साथ)। गुणसूत्र संयुग्मन पर कुछ प्रतिबंध गुणसूत्र पुनर्व्यवस्था (बड़े पैमाने पर विलोपन, दोहराव, व्युत्क्रम या अनुवाद) द्वारा भी लगाए जाते हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान, न केवल गुणसूत्रों की संख्या अगुणित संख्या तक कम हो जाती है, बल्कि एक अत्यंत महत्वपूर्ण आनुवंशिक प्रक्रिया होती है - समजात गुणसूत्रों के बीच वर्गों का आदान-प्रदान, एक प्रक्रिया जिसे क्रॉसिंग ओवर कहा जाता है।

अर्धसूत्रीविभाजन कई प्रकार के होते हैं। युग्मनज (एस्कोमाइसेट्स, बेसिमाइसेट्स, कुछ शैवाल, स्पोरोज़ोअन, आदि की विशेषता) में, जिसके लिए जीवन चक्र में अगुणित चरण प्रबल होता है, दो कोशिकाएं - युग्मक विलीन हो जाते हैं, जिससे गुणसूत्रों के दोहरे (द्विगुणित) सेट के साथ एक युग्मनज बनता है। इस रूप में, द्विगुणित युग्मनज (आराम करने वाला बीजाणु) अर्धसूत्रीविभाजन शुरू करता है, दो बार विभाजित होता है, और चार अगुणित कोशिकाएं बनती हैं, जो प्रजनन करना जारी रखती हैं।

बीजाणु प्रकार का अर्धसूत्रीविभाजन उच्च पौधों में होता है, जिनकी कोशिकाओं में गुणसूत्रों का द्विगुणित समूह होता है। इस मामले में, पौधों के प्रजनन अंगों में, अर्धसूत्रीविभाजन के बाद बनी अगुणित कोशिकाएं कई बार विभाजित होती हैं। एक अन्य प्रकार का अर्धसूत्रीविभाजन, युग्मक, युग्मकों की परिपक्वता के दौरान होता है - परिपक्व रोगाणु कोशिकाओं के अग्रदूत। यह बहुकोशिकीय जंतुओं में, कुछ निचले पौधों में पाया जाता है।

युग्मक अर्धसूत्रीविभाजन के मामले में, किसी जीव के विकास के दौरान, रोगाणु कोशिकाओं के क्लोनों को अलग करना विशिष्ट है, जो बाद में रोगाणु कोशिकाओं में विभेदित हो जाएंगे। और केवल इन क्लोनों की कोशिकाएं परिपक्वता पर अर्धसूत्रीविभाजन से गुजरेंगी और रोगाणु कोशिकाओं में बदल जाएंगी। नतीजतन, विकासशील बहुकोशिकीय पशु जीवों की सभी कोशिकाओं को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: दैहिक - जिससे सभी ऊतकों और अंगों की कोशिकाएं बनेंगी, और रोगाणु, जो रोगाणु कोशिकाओं को जन्म देगी।

रोगाणु कोशिकाओं (गोनोसाइट्स) की यह रिहाई आमतौर पर भ्रूण के विकास की शुरुआत में होती है। इस प्रकार, क्रस्टेशियन साइक्लोप्स में गोनोसाइट्स का निर्धारण युग्मनज के पहले विभाजन में पहले से ही होता है: दो कोशिकाओं में से एक जर्मिनल कोशिकाओं को जन्म देती है। राउंडवॉर्म में, जर्मिनल कोशिकाएं या "जर्म ट्रैक्ट" (ए. वीज़मैन) की कोशिकाएं 16 ब्लास्टोमेर के चरण में जारी होती हैं, ड्रोसोफिला में - ब्लास्टोसिस्ट चरण में, मनुष्यों में - प्राथमिक जर्म कोशिकाएं (गोनोब्लास्ट) तीसरे सप्ताह में दिखाई देती हैं। भ्रूण के दुम भाग में जर्दी थैली की दीवार में भ्रूण का विकास।

अर्धसूत्रीविभाजन के चरण

अर्धसूत्रीविभाजन में 2 लगातार विभाजन होते हैं और उनके बीच एक छोटा सा अंतराल होता है।

• · प्रोफ़ेज़ I - प्रथम श्रेणी का प्रोफ़ेज़ बहुत जटिल है और इसमें 5 चरण होते हैं:
• · लेप्टोटीन या लेप्टोनिमा - गुणसूत्रों की पैकेजिंग, पतले धागों के रूप में गुणसूत्रों के निर्माण के साथ डीएनए का संघनन (गुणसूत्र छोटे हो जाते हैं)।
• · जाइगोटीन या जाइगोनेमा - संयुग्मन होता है - दो जुड़े हुए गुणसूत्रों से बनी संरचनाओं के निर्माण के साथ समजात गुणसूत्रों का जुड़ना, जिन्हें टेट्राड या बाइवेलेंट कहा जाता है और उनका आगे संघनन होता है।
• · पचीटीन या पचीनेमा - (सबसे लंबी अवस्था) - कुछ स्थानों पर, समजात गुणसूत्र कसकर जुड़े होते हैं, जिससे चियास्माटा बनता है। उनमें क्रॉसिंग ओवर होता है - समजात गुणसूत्रों के बीच वर्गों का आदान-प्रदान।
• · डिप्लोटीन या डिप्लोनेमा - गुणसूत्रों का आंशिक विघटन होता है, जबकि जीनोम का हिस्सा काम कर सकता है, प्रतिलेखन (आरएनए गठन), अनुवाद (प्रोटीन संश्लेषण) की प्रक्रियाएं होती हैं; समजात गुणसूत्र एक दूसरे से जुड़े रहते हैं। कुछ जानवरों में, अर्धसूत्रीविभाजन के इस चरण में अंडाणुओं में गुणसूत्र विशिष्ट लैम्पब्रश गुणसूत्र आकार प्राप्त कर लेते हैं।
• · डायकिनेसिस - डीएनए फिर से अधिकतम तक संघनित हो जाता है, सिंथेटिक प्रक्रियाएं रुक जाती हैं, परमाणु झिल्ली घुल जाती है; सेंट्रीओल्स ध्रुवों की ओर मुड़ते हैं; समजात गुणसूत्र एक दूसरे से जुड़े रहते हैं।

प्रोफ़ेज़ I के अंत तक, सेंट्रीओल्स कोशिका ध्रुवों की ओर चले जाते हैं, स्पिंडल फ़िलामेंट्स बनते हैं, परमाणु झिल्ली और न्यूक्लियोली नष्ट हो जाते हैं

• · मेटाफ़ेज़ I - द्विसंयोजक गुणसूत्र कोशिका के भूमध्य रेखा के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं।
• · एनाफ़ेज़ I - सूक्ष्मनलिकाएं सिकुड़ती हैं, द्विसंयोजक विभाजित होते हैं, और गुणसूत्र ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि, जाइगोटीन में गुणसूत्रों के संयुग्मन के कारण, संपूर्ण गुणसूत्र, जिनमें से प्रत्येक में दो क्रोमैटिड होते हैं, ध्रुवों की ओर विचरण करते हैं, न कि व्यक्तिगत क्रोमैटिड्स की ओर, जैसा कि माइटोसिस में होता है।
• · टेलोफ़ेज़ I - गुणसूत्र अवतल होते हैं और एक परमाणु आवरण प्रकट होता है।

अर्धसूत्रीविभाजन का दूसरा विभाजन पहले के तुरंत बाद होता है, बिना किसी स्पष्ट अंतरावस्था के: कोई एस अवधि नहीं होती है, क्योंकि डीएनए प्रतिकृति दूसरे विभाजन से पहले नहीं होती है।

• · प्रोफ़ेज़ II - गुणसूत्रों का संघनन होता है, कोशिका केंद्र विभाजित होता है और इसके विभाजन के उत्पाद नाभिक के ध्रुवों की ओर मुड़ते हैं, परमाणु झिल्ली नष्ट हो जाती है, और एक विखंडन स्पिंडल बनता है, जो पहले स्पिंडल के लंबवत होता है।
• · मेटाफ़ेज़ II - एकसमान गुणसूत्र (प्रत्येक में दो क्रोमैटिड होते हैं) एक ही तल में "भूमध्य रेखा" (नाभिक के "ध्रुवों" से समान दूरी पर) पर स्थित होते हैं, जो तथाकथित मेटाफ़ेज़ प्लेट बनाते हैं।
• · एनाफ़ेज़ II - एकसंयोजक विभाजित होते हैं और क्रोमैटिड ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं।
• · टेलोफ़ेज़ II - गुणसूत्र सर्पिल हो जाते हैं और एक परमाणु आवरण दिखाई देता है।

परिणामस्वरूप, एक द्विगुणित कोशिका से चार अगुणित कोशिकाएँ बनती हैं। ऐसे मामलों में जहां अर्धसूत्रीविभाजन युग्मकजनन से जुड़ा होता है (उदाहरण के लिए, बहुकोशिकीय जानवरों में), अंडों के विकास के दौरान, अर्धसूत्रीविभाजन के पहले और दूसरे विभाजन तेजी से असमान होते हैं। परिणामस्वरूप, एक अगुणित अंडा और तीन तथाकथित कमी निकाय (पहले और दूसरे डिवीजनों के गर्भपात व्युत्पन्न) बनते हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन(ग्रीक अर्धसूत्रीविभाजन - कमी, कमी) या कमी विभाजन। अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप, गुणसूत्रों की संख्या कम हो जाती है, अर्थात। गुणसूत्रों के द्विगुणित समुच्चय (2n) से एक अगुणित समुच्चय (n) बनता है।

अर्धसूत्रीविभाजनइसमें लगातार 2 डिवीजन शामिल हैं:
प्रथम विभाजन को न्यूनीकरण या ह्रास कहा जाता है।
II विभाजन को समीकरणात्मक या समानीकरण कहा जाता है, अर्थात। माइटोसिस के प्रकार के अनुसार आगे बढ़ता है (जिसका अर्थ है कि माँ और बेटी कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या समान रहती है)।

अर्धसूत्रीविभाजन का जैविक अर्थ यह है कि गुणसूत्रों के द्विगुणित सेट वाली एक मातृ कोशिका से चार अगुणित कोशिकाएं बनती हैं, इस प्रकार गुणसूत्रों की संख्या आधी हो जाती है, और डीएनए की मात्रा चार गुना कम हो जाती है। इस विभाजन के परिणामस्वरूप, जानवरों में सेक्स कोशिकाएं (युग्मक) और पौधों में बीजाणु बनते हैं।

चरणों को माइटोसिस के समान ही कहा जाता है, और अर्धसूत्रीविभाजन की शुरुआत से पहले, कोशिका भी इंटरफेज़ से गुजरती है।

प्रोफ़ेज़ I सबसे लंबा चरण है और इसे पारंपरिक रूप से 5 चरणों में विभाजित किया गया है:
1) लेप्टोनिमा (लेप्टोटीन)- या पतले धागों की अवस्था। क्रोमोसोम सर्पिल होते हैं, एक गुणसूत्र में 2 क्रोमैटिड होते हैं, और क्रोमैटिड के स्थिर पतले धागों पर क्रोमैटिन का गाढ़ापन या गुच्छे दिखाई देते हैं, जिन्हें क्रोमोमेरेस कहा जाता है।
2) जाइगोनेमा (जाइगोटीन,यूनानी धागों का विलय) - युग्मित धागों का चरण। इस स्तर पर, समजात गुणसूत्र (आकार और आकार में समान) जोड़े में एक साथ आते हैं, वे पूरी लंबाई के साथ एक दूसरे को आकर्षित करते हैं और चिपके रहते हैं, यानी। क्रोमोमेयर क्षेत्र में संयुग्मित होता है। यह एक ज़िपर लॉक के समान है। समजातीय गुणसूत्रों की एक जोड़ी को द्विसंयोजक कहा जाता है। द्विसंयोजकों की संख्या गुणसूत्रों के अगुणित सेट के बराबर होती है।
3) पचीनेमा (पैचीटीन)।, ग्रीक गाढ़ा) - मोटे तंतु का चरण। गुणसूत्रों का आगे सर्पिलीकरण होता है। फिर प्रत्येक समजात गुणसूत्र को अनुदैर्ध्य दिशा में विभाजित किया जाता है और यह स्पष्ट रूप से दिखाई देता है कि प्रत्येक गुणसूत्र में दो क्रोमैटिड होते हैं, ऐसी संरचनाओं को टेट्राड कहा जाता है, अर्थात। 4 क्रोमैटिड्स. इस समय, क्रॉसिंग ओवर होता है, अर्थात। क्रोमैटिड्स के समजात क्षेत्रों का आदान-प्रदान।
4) डिप्लोनेमा (डिप्लोटीन)- दोहरे धागों का चरण। समजात गुणसूत्र एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करने लगते हैं, एक-दूसरे से दूर जाने लगते हैं, लेकिन पुलों - चियास्माटा की मदद से अपना संबंध बनाए रखते हैं, ये वे स्थान हैं जहां क्रॉसिंग ओवर होगा। प्रत्येक क्रोमैटिड जंक्शन (यानी, चियास्मा) पर, क्रोमैटिड के वर्गों का आदान-प्रदान होता है। गुणसूत्र सर्पिल और छोटे हो जाते हैं।
5) डायकिनेसिस- पृथक दोहरे धागों का चरण। इस स्तर पर, गुणसूत्र पूरी तरह से संघनित और तीव्रता से दागदार हो जाते हैं। केन्द्रक झिल्ली और केन्द्रक नष्ट हो जाते हैं। सेंट्रीओल्स कोशिका ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं और स्पिंडल तंतु बनाते हैं। प्रोफ़ेज़ I का गुणसूत्र सेट 2n4c है।
इस प्रकार, प्रोफ़ेज़ I में:
1. समजात गुणसूत्रों का संयुग्मन;
2. द्विसंयोजक या टेट्राड का निर्माण;
3. पार करना।

क्रोमैटिड्स के संयुग्मन के आधार पर, विभिन्न प्रकार के क्रॉसिंग ओवर हो सकते हैं: 1 - सही या गलत; 2 - बराबर या असमान; 3 - साइटोलॉजिकल या प्रभावी; 4 - एकल या एकाधिक.

मेटाफ़ेज़ I - गुणसूत्र सर्पिलीकरण अपने अधिकतम तक पहुँच जाता है। द्विसंयोजक कोशिका के भूमध्य रेखा के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं, जिससे एक मेटाफ़ेज़ प्लेट बनती है। स्पिंडल स्ट्रैंड समजात गुणसूत्रों के सेंट्रोमीटर से जुड़े होते हैं। द्विसंयोजक स्वयं को कोशिका के विभिन्न ध्रुवों से जुड़ा हुआ पाते हैं।
मेटाफ़ेज़ I का गुणसूत्र सेट है - 2n4c।

एनाफ़ेज़ I - गुणसूत्रों के सेंट्रोमीटर विभाजित नहीं होते हैं, चरण चियास्माटा के विभाजन से शुरू होता है; संपूर्ण गुणसूत्र, क्रोमैटिड नहीं, कोशिका के ध्रुवों तक फैल जाते हैं। समजातीय गुणसूत्रों की एक जोड़ी में से केवल एक ही बेटी कोशिकाओं में प्रवेश करती है, अर्थात। उन्हें बेतरतीब ढंग से पुनर्वितरित किया जाता है। प्रत्येक ध्रुव पर, यह पता चला है, गुणसूत्रों का एक सेट है - 1n2c, और सामान्य तौर पर एनाफ़ेज़ I का गुणसूत्र सेट है - 2n4c।

टेलोफ़ेज़ I - कोशिका के ध्रुवों पर पूरे गुणसूत्र होते हैं, जिनमें 2 क्रोमैटिड होते हैं, लेकिन उनकी संख्या 2 गुना कम हो गई है। जानवरों और कुछ पौधों में, क्रोमैटिड्स विलुप्त हो जाते हैं। इनके चारों ओर प्रत्येक ध्रुव पर एक नाभिकीय झिल्ली बनती है।
इसके बाद साइटोकाइनेसिस आता है
. प्रथम विभाजन के बाद बनी कोशिकाओं का गुणसूत्र समूह है - n2c.

डिवीजन I और II के बीच कोई एस-अवधि नहीं है और डीएनए प्रतिकृति नहीं होती है, क्योंकि क्रोमोसोम पहले से ही डुप्लिकेट होते हैं और बहन क्रोमैटिड से बने होते हैं, इसलिए इंटरफेज़ II को इंटरकाइनेसिस कहा जाता है - अर्थात। दो प्रभागों के बीच एक गति है।

प्रोफ़ेज़ II बहुत छोटा है और बिना किसी विशेष परिवर्तन के आगे बढ़ता है; यदि टेलोफ़ेज़ I में परमाणु आवरण नहीं बनता है, तो स्पिंडल फ़िलामेंट्स तुरंत बन जाते हैं।

मेटाफ़ेज़ II - गुणसूत्र भूमध्य रेखा के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं। धुरी तंतु गुणसूत्रों के सेंट्रोमीटर से जुड़े होते हैं।
मेटाफ़ेज़ II का गुणसूत्र सेट है - n2c।

एनाफेज II - सेंट्रोमियर विभाजित होते हैं और स्पिंडल फिलामेंट्स क्रोमैटिड्स को अलग-अलग ध्रुवों पर ले जाते हैं। बहन क्रोमैटिड्स को पुत्री गुणसूत्र कहा जाता है (या मातृ क्रोमैटिड्स पुत्री गुणसूत्र होंगे)।
एनाफ़ेज़ II का गुणसूत्र सेट है - 2n2c।

टेलोफ़ेज़ II - गुणसूत्र तिरछे हो जाते हैं, खिंच जाते हैं और फिर ख़राब रूप से पहचाने जा पाते हैं। केन्द्रक झिल्लियाँ एवं केन्द्रक बनते हैं। टेलोफ़ेज़ II साइटोकाइनेसिस के साथ समाप्त होता है।
टेलोफ़ेज़ II के बाद क्रोमोसोम सेट है - एनसी।

अर्धसूत्रीविभाजन योजना

अर्धसूत्रीविभाजन (ग्रीक से अर्धसूत्रीविभाजन- कमी) यूकेरियोटिक कोशिकाओं का एक विशेष प्रकार का विभाजन है, जिसमें डीएनए के एक बार दोहरीकरण के बाद, कोशिका दो बार विभाजित , और एक द्विगुणित कोशिका से 4 अगुणित कोशिकाएँ बनती हैं। लगातार 2 डिवीजनों (नामित I और II) से मिलकर बनता है; उनमें से प्रत्येक, माइटोसिस की तरह, 4 चरण (प्रोफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़, टेलोफ़ेज़) और साइटोकाइनेसिस शामिल हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन चरण:

प्रोफेज़ मैं , यह जटिल है, इसे 5 चरणों में विभाजित किया गया है:

1. लेप्टोनिमा (ग्रीक से लेप्टोस- पतला, नेमा- धागा) - गुणसूत्र सर्पिल होते हैं और पतले धागों के रूप में दिखाई देने लगते हैं। प्रत्येक समजात गुणसूत्र को पहले ही 99.9% तक दोहराया जा चुका है और इसमें सेंट्रोमियर पर एक दूसरे से जुड़े दो बहन क्रोमैटिड होते हैं। आनुवंशिक सामग्री की सामग्री - 2 एन 2 एक्सपी 4 सी. प्रोटीन समूहों की सहायता से गुणसूत्र ( अनुलग्नक डिस्क ) दोनों सिरों पर परमाणु आवरण की आंतरिक झिल्ली से जुड़े होते हैं। परमाणु आवरण संरक्षित है, न्यूक्लियोलस दिखाई देता है।

2. जाइगोनेमा (ग्रीक से जाइगॉन - युग्मित) - समजात द्विगुणित गुणसूत्र एक दूसरे की ओर बढ़ते हैं और पहले सेंट्रोमियर क्षेत्र में जुड़ते हैं, और फिर पूरी लंबाई के साथ ( विकार ). का गठन कर रहे हैं द्विसंयोजक (अक्षांश से. द्वि - दोहरा, वैलेन्स– मजबूत), या टेट्राड क्रोमैटिड द्विसंयोजकों की संख्या गुणसूत्रों के अगुणित सेट से मेल खाती है; आनुवंशिक सामग्री की सामग्री को इस प्रकार लिखा जा सकता है 1 एन 4 एक्सपी 8 सी. एक द्विसंयोजक में प्रत्येक गुणसूत्र या तो पिता या माता से आता है। लिंग गुणसूत्रआंतरिक परमाणु झिल्ली के पास स्थित है। इस क्षेत्र को कहा जाता है जननांग पुटिका.

प्रत्येक द्विसंयोजक में समजात गुणसूत्रों के बीच, विशिष्ट सिनैप्टोनेमल कॉम्प्लेक्स (ग्रीक से सिनैप्सिस- बंधन, कनेक्शन), जो प्रोटीन संरचनाएं हैं। उच्च आवर्धन पर, दो समानांतर प्रोटीन धागे, प्रत्येक 10 एनएम मोटे, परिसर में दिखाई देते हैं, जो लगभग 7 एनएम आकार की पतली अनुप्रस्थ धारियों से जुड़े होते हैं, जिनके दोनों ओर कई लूप के रूप में गुणसूत्र स्थित होते हैं।

परिसर के केंद्र में है अक्षीय तत्व मोटाई 20 - 40 एनएम. सिनैप्टोनेमल कॉम्प्लेक्स की तुलना की जाती है रस्से की सीढी , जिसके किनारे समजात गुणसूत्रों द्वारा निर्मित होते हैं। एक अधिक सटीक तुलना - ज़िप बांधनेवाला पदार्थ .

जाइगोनेमा के अंत तक, समजात गुणसूत्रों का प्रत्येक जोड़ा सिनैप्टोनेमल कॉम्प्लेक्स का उपयोग करके एक दूसरे से जुड़ा होता है। केवल लिंग गुणसूत्र X और Y पूरी तरह से संयुग्मित नहीं होते हैं, क्योंकि वे पूरी तरह से समजात नहीं होते हैं।

3. बी pachineme (ग्रीक से pahys- गाढ़ा) द्विसंयोजक छोटा और मोटा होता है। मातृ एवं पितृ मूल के क्रोमैटिडों के बीच कई स्थानों पर संबंध होते हैं - कियास्माटा (ग्रीक से.सी hiazma- पार करना)। प्रत्येक चियास्म के क्षेत्र में, प्रोटीन का एक कॉम्प्लेक्स शामिल होता है पुनर्संयोजन (डी ~ 90 एनएम), और समजात गुणसूत्रों के संगत वर्गों का आदान-प्रदान होता है - पैतृक से मातृ तक और इसके विपरीत। इस प्रक्रिया को कहा जाता है विदेशी (अंग्रेज़ी से साथरोसिंग- ऊपर- चौराहा)। उदाहरण के लिए, प्रत्येक मानव द्विसंयोजक में, दो से तीन क्षेत्रों में क्रॉसिंग ओवर होता है।

4. बी डिप्लोमा (ग्रीक से डिप्लोमा- डबल) सिनैप्टोनेमल कॉम्प्लेक्स विघटित हो जाते हैं, और प्रत्येक द्विसंयोजक के समजात गुणसूत्र एक दूसरे से दूर चले जाओ, लेकिन उनके बीच का संबंध चियास्माटा ज़ोन में बना रहता है।

5. डायकिनेसिस (ग्रीक से डायकिनिन- निकासी)। डायाकाइनेसिस में, गुणसूत्रों का संघनन पूरा हो जाता है, वे परमाणु झिल्ली से अलग हो जाते हैं, लेकिन समजात गुणसूत्र टर्मिनल अनुभागों द्वारा एक दूसरे से जुड़े रहते हैं, और प्रत्येक गुणसूत्र के बहन क्रोमैटिड सेंट्रोमियर द्वारा जुड़े रहते हैं। द्विसंयोजक विचित्र आकार धारण कर लेते हैं अंगूठियां, क्रॉस, आठआदि। इस समय, परमाणु झिल्ली और न्यूक्लियोली नष्ट हो जाते हैं। प्रतिकृति सेंट्रीओल्स को ध्रुवों की ओर निर्देशित किया जाता है, और स्पिंडल स्ट्रैंड क्रोमोसोम के सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं।

सामान्य तौर पर, अर्धसूत्रीविभाजन बहुत लंबा होता है। जब शुक्राणु विकसित होते हैं, तो यह कई दिनों तक चल सकते हैं, और जब अंडे विकसित होते हैं, तो यह कई वर्षों तक रह सकते हैं।

मेटाफ़ेज़ मैं माइटोसिस के समान चरण जैसा दिखता है। गुणसूत्र भूमध्यरेखीय तल में स्थापित होते हैं, जिससे मेटाफ़ेज़ प्लेट बनती है। माइटोसिस के विपरीत, धुरी सूक्ष्मनलिकाएं केवल एक तरफ (ध्रुव पक्ष) पर प्रत्येक गुणसूत्र के सेंट्रोमियर से जुड़ी होती हैं, और समजात गुणसूत्रों के सेंट्रोमियर भूमध्य रेखा के दोनों किनारों पर स्थित होते हैं। चियास्माटा की मदद से गुणसूत्रों के बीच संबंध संरक्षित रहता है।

में एनाफ़ेज़ मैं चियास्माटा विघटित हो जाता है, समजात गुणसूत्र एक दूसरे से अलग हो जाते हैं और ध्रुवों की ओर विसरित हो जाते हैं। सेंट्रोमीयरोंहालाँकि, इन गुणसूत्रों में माइटोसिस के एनाफ़ेज़ के विपरीत, दोहराया नहीं जाता, जिसका अर्थ है कि बहन क्रोमैटिड अलग नहीं होते हैं। गुणसूत्र विचलन है यादृच्छिक प्रकृति. आनुवंशिक जानकारी की सामग्री बन जाती है 1 एन 2 एक्सपी 4 सीकोशिका के प्रत्येक ध्रुव पर और समग्र रूप से कोशिका में - 2(1 एन 2 एक्सपी 4 सी) .

में टीलोफ़ेज़ मैं , जैसे कि माइटोसिस में, परमाणु झिल्ली और न्यूक्लियोली बनते हैं, बनते हैं और गहरे होते हैं विदरण रेख।फिर ऐसा होता है साइटोकाइनेसिस . माइटोसिस के विपरीत, क्रोमोसोम डिकॉयलिंग नहीं होती है।

अर्धसूत्रीविभाजन I के परिणामस्वरूप, 2 संतति कोशिकाएँ बनती हैं जिनमें गुणसूत्रों का अगुणित समूह होता है; प्रत्येक गुणसूत्र में 2 आनुवंशिक रूप से भिन्न (पुनः संयोजक) क्रोमैटिड होते हैं: 1 एन 2 एक्सपी 4 सी. इसलिए, अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप I होता है कमी (आधा करना) गुणसूत्रों की संख्या, इसलिए प्रथम प्रभाग का नाम - कमी .

अर्धसूत्रीविभाजन I की समाप्ति के बाद एक छोटी अवधि होती है - इंटरकाइनेसिस , जिसके दौरान डीएनए प्रतिकृति और क्रोमैटिड दोहराव नहीं होता है।

प्रोफेज़ द्वितीय लंबे समय तक नहीं रहता है, और गुणसूत्र संयुग्मन नहीं होता है।

में मेटाफ़ेज़ द्वितीय गुणसूत्र भूमध्यरेखीय तल में पंक्तिबद्ध होते हैं।

में एनाफ़ेज़ द्वितीय सेंट्रोमियर क्षेत्र में डीएनए दोहराया जाता है, जैसा कि माइटोसिस के एनाफ़ेज़ में होता है, क्रोमैटिड ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं।

बाद टेलोफ़ेज़ द्वितीय और साइटोकाइनेसिस द्वितीय पुत्री कोशिकाएँ प्रत्येक में आनुवंशिक सामग्री से युक्त होकर बनती हैं - 1 एन 1 एक्सपी 2 सी. सामान्यतः द्वितीय खण्ड कहा जाता है संतुलन संबंधी (बराबर करना)।

तो, दो क्रमिक अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप, 4 कोशिकाएँ बनती हैं, जिनमें से प्रत्येक में गुणसूत्रों का एक अगुणित समूह होता है।

जीवित जीवों के बारे में यह ज्ञात है कि वे सांस लेते हैं, भोजन करते हैं, प्रजनन करते हैं और मर जाते हैं; यही उनका जैविक कार्य है। लेकिन ये सब क्यों होता है? ईंटों के कारण - कोशिकाएं जो सांस लेती हैं, भोजन करती हैं, मरती हैं और प्रजनन करती हैं। लेकिन ये होता कैसे है?

कोशिकाओं की संरचना के बारे में

घर ईंटों, ब्लॉकों या लकड़ियों से बना होता है। इसी प्रकार, एक जीव को प्राथमिक इकाइयों - कोशिकाओं में विभाजित किया जा सकता है। जीवित प्राणियों की संपूर्ण विविधता उन्हीं से बनी है; अंतर केवल उनकी मात्रा और प्रकार में है। उनमें मांसपेशियां, हड्डी के ऊतक, त्वचा, सभी आंतरिक अंग शामिल हैं - वे अपने उद्देश्य में बहुत भिन्न हैं। लेकिन इस बात की परवाह किए बिना कि कोई विशेष कोशिका क्या कार्य करती है, वे सभी लगभग समान रूप से संरचित होते हैं। सबसे पहले, किसी भी "ईंट" में एक खोल और साइटोप्लाज्म होता है जिसमें ऑर्गेनेल स्थित होते हैं। कुछ कोशिकाओं में केंद्रक नहीं होता है, उन्हें प्रोकैरियोटिक कहा जाता है, लेकिन कमोबेश सभी विकसित जीव यूकेरियोट्स से बने होते हैं, जिनमें एक केंद्रक होता है जिसमें आनुवंशिक जानकारी संग्रहीत होती है।

साइटोप्लाज्म में स्थित अंगक विविध और दिलचस्प हैं, वे महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। पशु मूल की कोशिकाओं में एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, राइबोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया, गोल्गी कॉम्प्लेक्स, सेंट्रीओल्स, लाइसोसोम और मोटर तत्व शामिल हैं। उनकी मदद से, शरीर के कामकाज को सुनिश्चित करने वाली सभी प्रक्रियाएं होती हैं।

कोशिका गतिविधि

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, सभी जीवित चीज़ें खाती हैं, सांस लेती हैं, प्रजनन करती हैं और मर जाती हैं। यह कथन संपूर्ण जीवों, अर्थात् लोगों, जानवरों, पौधों, आदि और कोशिकाओं दोनों के लिए सत्य है। यह आश्चर्यजनक है, लेकिन प्रत्येक "ईंट" का अपना जीवन है। अपने अंगों के कारण, यह पोषक तत्व, ऑक्सीजन प्राप्त करता है और संसाधित करता है, और अनावश्यक सभी चीज़ों को बाहर निकाल देता है। साइटोप्लाज्म स्वयं और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम एक परिवहन कार्य करते हैं, माइटोकॉन्ड्रिया श्वसन के साथ-साथ ऊर्जा प्रदान करने के लिए भी जिम्मेदार होते हैं। गोल्गी कॉम्प्लेक्स कोशिका अपशिष्ट उत्पादों के संचय और निष्कासन के लिए जिम्मेदार है। अन्य अंगक भी जटिल प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। और एक निश्चित अवस्था में यह विभाजित होने लगता है अर्थात प्रजनन की प्रक्रिया होती है। यह अधिक विस्तार से विचार करने योग्य है।

कोशिका विभाजन प्रक्रिया

प्रजनन किसी जीवित जीव के विकास के चरणों में से एक है। यही बात कोशिकाओं पर भी लागू होती है। अपने जीवन चक्र के एक निश्चित चरण में, वे ऐसी स्थिति में प्रवेश करते हैं जहां वे प्रजनन के लिए तैयार होते हैं। वे बस दो भागों में विभाजित होते हैं, लंबा करते हैं, और फिर एक विभाजन बनाते हैं। यह प्रक्रिया सरल है और छड़ के आकार के बैक्टीरिया के उदाहरण का उपयोग करके लगभग पूरी तरह से अध्ययन किया गया है।

चीजें थोड़ी अधिक जटिल हैं. वे तीन अलग-अलग तरीकों से प्रजनन करते हैं, जिन्हें अमिटोसिस, माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन कहा जाता है। इनमें से प्रत्येक मार्ग की अपनी विशेषताएं हैं, यह एक निश्चित प्रकार की कोशिका में निहित है। अमितोसिस

सबसे सरल माने जाने पर इसे प्रत्यक्ष द्विआधारी विखंडन भी कहा जाता है। जब ऐसा होता है, तो डीएनए अणु दोगुना हो जाता है। हालाँकि, विखंडन स्पिंडल नहीं बनता है, इसलिए यह विधि सबसे अधिक ऊर्जा-कुशल है। अमिटोसिस एककोशिकीय जीवों में होता है, जबकि बहुकोशिकीय जीवों के ऊतक अन्य तंत्रों का उपयोग करके प्रजनन करते हैं। हालाँकि, कभी-कभी यह देखा जाता है कि माइटोटिक गतिविधि कम हो जाती है, उदाहरण के लिए, परिपक्व ऊतकों में।

प्रत्यक्ष विखंडन को कभी-कभी माइटोसिस के एक प्रकार के रूप में पहचाना जाता है, लेकिन कुछ वैज्ञानिक इसे एक अलग तंत्र मानते हैं। यह प्रक्रिया पुरानी कोशिकाओं में भी बहुत कम होती है। इसके बाद, अर्धसूत्रीविभाजन और उसके चरण, समसूत्री विभाजन की प्रक्रिया, साथ ही इन विधियों की समानताएं और अंतर पर विचार किया जाएगा। सरल विभाजन की तुलना में, वे अधिक जटिल और परिपूर्ण हैं। यह कटौती विभाजन के लिए विशेष रूप से सच है, इसलिए अर्धसूत्रीविभाजन के चरणों की विशेषताएं सबसे विस्तृत होंगी।

कोशिका विभाजन में एक महत्वपूर्ण भूमिका सेंट्रीओल्स द्वारा निभाई जाती है - विशेष अंग, जो आमतौर पर गोल्गी कॉम्प्लेक्स के बगल में स्थित होते हैं। ऐसी प्रत्येक संरचना में 27 सूक्ष्मनलिकाएं होती हैं, जिन्हें तीन के समूहों में बांटा गया है। संपूर्ण संरचना आकार में बेलनाकार है। अप्रत्यक्ष विभाजन की प्रक्रिया के दौरान सेंट्रीओल्स सीधे कोशिका विभाजन धुरी के निर्माण में शामिल होते हैं, जिस पर बाद में चर्चा की जाएगी।

पिंजरे का बँटवारा

कोशिकाओं का जीवनकाल भिन्न-भिन्न होता है। कुछ कुछ दिनों तक जीवित रहते हैं, और कुछ को दीर्घ-जीविका के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, क्योंकि उनका पूर्ण परिवर्तन बहुत ही कम होता है। और इनमें से लगभग सभी कोशिकाएँ माइटोसिस के माध्यम से प्रजनन करती हैं। उनमें से अधिकांश के लिए, विभाजन अवधि के बीच औसतन 10-24 घंटे बीत जाते हैं। माइटोसिस में स्वयं बहुत कम समय लगता है - जानवरों में लगभग 0.5-1

घंटा, और पौधों के लिए लगभग 2-3। यह तंत्र कोशिका जनसंख्या की वृद्धि और उनकी आनुवंशिक सामग्री में समान इकाइयों के प्रजनन को सुनिश्चित करता है। इस प्रकार प्रारंभिक स्तर पर पीढ़ियों की निरंतरता बनी रहती है। इस मामले में, गुणसूत्रों की संख्या अपरिवर्तित रहती है। यह तंत्र यूकेरियोटिक कोशिकाओं के प्रजनन का सबसे सामान्य प्रकार है।

इस प्रकार के विभाजन का महत्व बहुत अधिक है - यह प्रक्रिया ऊतकों को बढ़ने और पुनर्जीवित होने में मदद करती है, जिससे पूरे जीव का विकास होता है। इसके अलावा, यह माइटोसिस है जो अलैंगिक प्रजनन का आधार बनता है। और एक अन्य कार्य कोशिकाओं की गति और पहले से ही अप्रचलित कोशिकाओं का प्रतिस्थापन है। इसलिए, यह मानना ​​गलत है कि चूंकि अर्धसूत्रीविभाजन के चरण अधिक जटिल हैं, इसलिए इसकी भूमिका बहुत अधिक है। ये दोनों प्रक्रियाएँ अलग-अलग कार्य करती हैं और अपने-अपने तरीके से महत्वपूर्ण और अपूरणीय हैं।

माइटोसिस में कई चरण होते हैं जो उनकी रूपात्मक विशेषताओं में भिन्न होते हैं। वह अवस्था जिसमें कोशिका अप्रत्यक्ष विभाजन के लिए तैयार होती है, इंटरफ़ेज़ कहलाती है, और यह प्रक्रिया स्वयं 5 और चरणों में विभाजित होती है, जिस पर अधिक विस्तार से विचार करने की आवश्यकता होती है।

माइटोसिस के चरण

इंटरफ़ेज़ में रहते हुए, कोशिका विभाजित होने के लिए तैयार होती है: डीएनए और प्रोटीन संश्लेषित होते हैं। इस चरण को कई और चरणों में विभाजित किया गया है, जिसके दौरान संपूर्ण संरचना का विकास और गुणसूत्रों का दोगुना होना होता है। कोशिका अपने संपूर्ण जीवन चक्र के 90% तक इसी अवस्था में रहती है।

शेष 10% पर विभाजन का ही कब्जा है, जिसे 5 चरणों में विभाजित किया गया है। पादप कोशिकाओं के समसूत्रण के दौरान, प्रीप्रोफ़ेज़ भी जारी होता है, जो अन्य सभी मामलों में अनुपस्थित होता है। नई संरचनाएँ बनती हैं, केन्द्रक केन्द्र की ओर बढ़ता है। एक प्रीप्रोफ़ेज़ रिबन बनता है, जो भविष्य के विभाजन की अपेक्षित साइट को चिह्नित करता है।

अन्य सभी कोशिकाओं में, माइटोसिस की प्रक्रिया इस प्रकार आगे बढ़ती है:

तालिका नंबर एक

आनुवंशिक जानकारी का विभाजन पूरा होने के बाद, साइटोकाइनेसिस या साइटोटॉमी होती है। यह शब्द माँ के शरीर से पुत्री कोशिका निकायों के निर्माण को संदर्भित करता है। इस मामले में, अंगक, एक नियम के रूप में, आधे में विभाजित होते हैं, हालांकि अपवाद के रूप में एक सेप्टम बनता है; साइटोकिनेसिस को एक अलग चरण में विभाजित नहीं किया जाता है, एक नियम के रूप में, इसे टेलोफ़ेज़ के ढांचे के भीतर माना जाता है।

तो, सबसे दिलचस्प प्रक्रियाओं में गुणसूत्र शामिल होते हैं, जो आनुवंशिक जानकारी रखते हैं। वे क्या हैं और वे इतने महत्वपूर्ण क्यों हैं?

गुणसूत्रों के बारे में

आनुवंशिकी के बारे में थोड़ी सी भी जानकारी न होने पर भी, लोग जानते थे कि संतान के कई गुण माता-पिता पर निर्भर करते हैं। जीव विज्ञान के विकास के साथ, यह स्पष्ट हो गया कि किसी विशेष जीव के बारे में जानकारी प्रत्येक कोशिका में संग्रहीत होती है, और इसका कुछ हिस्सा भविष्य की पीढ़ियों तक प्रसारित होता है।

19वीं शताब्दी के अंत में, गुणसूत्रों की खोज की गई - एक लंबी संरचना वाली संरचनाएं

डीएनए अणु. यह सूक्ष्मदर्शी के सुधार से संभव हुआ और अब भी इन्हें केवल विभाजन काल के दौरान ही देखा जा सकता है। अक्सर, इस खोज का श्रेय जर्मन वैज्ञानिक डब्ल्यू. फ्लेमिंग को दिया जाता है, जिन्होंने न केवल उन सभी चीजों को सुव्यवस्थित किया, जिनका उनसे पहले अध्ययन किया गया था, बल्कि उन्होंने अपना योगदान भी दिया: वह सेलुलर संरचना, अर्धसूत्रीविभाजन और इसके चरणों का अध्ययन करने वाले पहले लोगों में से एक थे। और "माइटोसिस" शब्द भी पेश किया। "गुणसूत्र" की अवधारणा कुछ समय बाद एक अन्य वैज्ञानिक - जर्मन हिस्टोलॉजिस्ट जी. वाल्डेयर द्वारा प्रस्तावित की गई थी।

जब गुणसूत्र स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं तो उनकी संरचना काफी सरल होती है - वे दो क्रोमैटिड होते हैं जो एक सेंट्रोमियर द्वारा बीच में जुड़े होते हैं। यह एक विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम है और कोशिका प्रजनन की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। अंततः, प्रोफ़ेज़ और मेटाफ़ेज़ में दिखने वाला गुणसूत्र, जब इसे सबसे अच्छी तरह से देखा जा सकता है, अक्षर X जैसा दिखता है।

1900 में, वंशानुगत विशेषताओं के संचरण का वर्णन करने वाले सिद्धांतों की खोज की गई। तब अंततः यह स्पष्ट हो गया कि गुणसूत्र बिल्कुल वही हैं जिनके माध्यम से आनुवंशिक जानकारी प्रसारित होती है। इसके बाद, वैज्ञानिकों ने इसे साबित करने के लिए कई प्रयोग किए। और फिर अध्ययन का विषय यह था कि कोशिका विभाजन का उन पर क्या प्रभाव पड़ता है।

अर्धसूत्रीविभाजन

माइटोसिस के विपरीत, यह तंत्र अंततः गुणसूत्रों के एक सेट के साथ दो कोशिकाओं के निर्माण की ओर ले जाता है जो मूल से 2 गुना कम है। इस प्रकार, अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रिया द्विगुणित चरण से अगुणित चरण में संक्रमण के रूप में कार्य करती है, और मुख्य रूप से

हम बात कर रहे हैं केंद्रक के विभाजन की, और दूसरी बात, संपूर्ण कोशिका के विभाजन की। गुणसूत्रों के पूरे सेट की बहाली युग्मकों के आगे संलयन के परिणामस्वरूप होती है। गुणसूत्रों की संख्या में कमी के कारण इस विधि को कोशिका विभाजन में कमी के रूप में भी परिभाषित किया गया है।

अर्धसूत्रीविभाजन और इसके चरणों का अध्ययन वी. फ्लेमिंग, ई. स्ट्रासबर्गर, वी. आई. बिल्लाएव और अन्य जैसे प्रसिद्ध वैज्ञानिकों द्वारा किया गया था। पौधों और जानवरों दोनों की कोशिकाओं में इस प्रक्रिया का अध्ययन अभी भी जारी है - यह बहुत जटिल है। प्रारंभ में, इस प्रक्रिया को माइटोसिस का एक प्रकार माना जाता था, लेकिन इसकी खोज के लगभग तुरंत बाद इसे एक अलग तंत्र के रूप में पहचाना गया। अर्धसूत्रीविभाजन की विशेषताओं और इसके सैद्धांतिक महत्व को पहली बार 1887 में अगस्त वीसमैन द्वारा पर्याप्त रूप से वर्णित किया गया था। तब से, कटौती विभाजन की प्रक्रिया का अध्ययन बहुत आगे बढ़ गया है, लेकिन निकाले गए निष्कर्षों का अभी तक खंडन नहीं किया गया है।

अर्धसूत्रीविभाजन को युग्मकजनन के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए, हालांकि दोनों प्रक्रियाएं निकटता से संबंधित हैं। दोनों तंत्र रोगाणु कोशिकाओं के निर्माण में शामिल हैं, लेकिन उनके बीच कई गंभीर अंतर हैं। अर्धसूत्रीविभाजन विभाजन के दो चरणों में होता है, जिनमें से प्रत्येक में 4 मुख्य चरण होते हैं, जिनके बीच एक छोटा सा अंतराल होता है। पूरी प्रक्रिया की अवधि नाभिक में डीएनए की मात्रा और गुणसूत्र संगठन की संरचना पर निर्भर करती है। सामान्य तौर पर, यह माइटोसिस की तुलना में बहुत लंबा होता है।

वैसे, महत्वपूर्ण प्रजातियों की विविधता का एक मुख्य कारण अर्धसूत्रीविभाजन है। कमी विभाजन के परिणामस्वरूप, गुणसूत्रों का सेट दो भागों में विभाजित हो जाता है, जिससे जीन के नए संयोजन प्रकट होते हैं, जो मुख्य रूप से जीवों की अनुकूलता और अनुकूलता को संभावित रूप से बढ़ाते हैं, जो अंततः विशेषताओं और गुणों के कुछ सेट प्राप्त करते हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन के चरण

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, कमी कोशिका विभाजन को पारंपरिक रूप से दो चरणों में विभाजित किया गया है। इनमें से प्रत्येक चरण को 4 और चरणों में विभाजित किया गया है और अर्धसूत्रीविभाजन का पहला चरण - प्रोफ़ेज़ I, बदले में, 5 और अलग-अलग चरणों में विभाजित है। जैसे-जैसे इस प्रक्रिया का अध्ययन जारी रहेगा, भविष्य में अन्य की पहचान की जा सकेगी। अब अर्धसूत्रीविभाजन के निम्नलिखित चरण प्रतिष्ठित हैं:

तालिका 2

तो, यह स्पष्ट है कि अर्धसूत्रीविभाजन के विभाजन चरण समसूत्री विभाजन की प्रक्रिया से कहीं अधिक जटिल हैं। लेकिन, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, यह अप्रत्यक्ष विभाजन की जैविक भूमिका को कम नहीं करता है, क्योंकि वे अलग-अलग कार्य करते हैं।

वैसे, अर्धसूत्रीविभाजन और इसके चरण कुछ प्रोटोजोआ में भी देखे जाते हैं। हालाँकि, एक नियम के रूप में, इसमें केवल एक प्रभाग शामिल है। ऐसा माना जाता है कि यह एक-चरणीय रूप बाद में आधुनिक दो-चरणीय रूप में विकसित हुआ।

माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन के बीच अंतर और समानताएं

पहली नज़र में ऐसा लगता है कि इन दोनों प्रक्रियाओं के बीच अंतर स्पष्ट है, क्योंकि ये पूरी तरह से अलग तंत्र हैं। हालाँकि, गहराई से विश्लेषण करने पर, यह पता चलता है कि माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन के बीच अंतर अंततः इतना वैश्विक नहीं है, वे नई कोशिकाओं के निर्माण का कारण बनते हैं;

सबसे पहले, यह बात करने लायक है कि इन तंत्रों में क्या समानता है। वास्तव में, केवल दो संयोग हैं: चरणों के एक ही क्रम में, और इस तथ्य में भी

डीएनए प्रतिकृति दोनों प्रकार के विभाजन से पहले होती है। हालाँकि, जहाँ तक अर्धसूत्रीविभाजन का सवाल है, यह प्रक्रिया प्रोफ़ेज़ I की शुरुआत से पहले पूरी तरह से पूरी नहीं होती है, जो पहले उप-चरणों में से एक पर समाप्त होती है। और यद्यपि चरणों का क्रम समान है, संक्षेप में, उनमें होने वाली घटनाएं पूरी तरह से मेल नहीं खाती हैं। इसलिए माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन के बीच समानताएं उतनी अधिक नहीं हैं।

बहुत अधिक अंतर हैं. सबसे पहले, माइटोसिस होता है जबकि अर्धसूत्रीविभाजन रोगाणु कोशिकाओं और स्पोरोजेनेसिस के गठन से निकटता से संबंधित है। स्वयं चरणों में, प्रक्रियाएँ पूरी तरह से मेल नहीं खातीं। उदाहरण के लिए, माइटोसिस में क्रॉसिंग ओवर इंटरफ़ेज़ के दौरान होता है, और हमेशा नहीं। दूसरे मामले में, इस प्रक्रिया में अर्धसूत्रीविभाजन का एनाफ़ेज़ शामिल होता है। अप्रत्यक्ष विभाजन में जीन का पुनर्संयोजन आमतौर पर नहीं होता है, जिसका अर्थ है कि यह जीव के विकासवादी विकास और अंतःविशिष्ट विविधता के रखरखाव में कोई भूमिका नहीं निभाता है। माइटोसिस से उत्पन्न कोशिकाओं की संख्या दो है, और वे आनुवंशिक रूप से मां के समान हैं और उनमें गुणसूत्रों का द्विगुणित सेट होता है। कटौती विभाजन के दौरान सब कुछ अलग होता है। अर्धसूत्रीविभाजन का परिणाम मातृ से 4 भिन्न होता है। इसके अलावा, दोनों तंत्र अवधि में काफी भिन्न हैं, और यह न केवल विभाजन चरणों की संख्या में अंतर के कारण है, बल्कि प्रत्येक चरण की अवधि में भी अंतर के कारण है। उदाहरण के लिए, अर्धसूत्रीविभाजन का पहला चरण बहुत लंबे समय तक रहता है, क्योंकि इस समय गुणसूत्र संयुग्मन और क्रॉसिंग ओवर होता है। इसीलिए इसे आगे कई चरणों में विभाजित किया गया है।

सामान्य तौर पर, माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन के बीच समानताएं एक दूसरे से उनके अंतर की तुलना में काफी मामूली हैं। इन प्रक्रियाओं को भ्रमित करना लगभग असंभव है। इसलिए, अब यह कुछ हद तक आश्चर्यजनक है कि कमी विभाजन को पहले माइटोसिस का एक प्रकार माना जाता था।

अर्धसूत्रीविभाजन के परिणाम

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, कमी विभाजन प्रक्रिया के अंत के बाद, गुणसूत्रों के द्विगुणित सेट वाली मातृ कोशिका के बजाय, चार अगुणित कोशिकाएँ बनती हैं। और अगर हम माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन के बीच अंतर के बारे में बात करते हैं, तो यह सबसे महत्वपूर्ण है। जब रोगाणु कोशिकाओं की बात आती है, तो आवश्यक मात्रा की बहाली निषेचन के बाद होती है। इस प्रकार, प्रत्येक नई पीढ़ी के साथ गुणसूत्रों की संख्या दोगुनी नहीं होती है।

इसके अलावा, अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान प्रजनन की प्रक्रिया के दौरान, यह अंतःविषय विविधता के रखरखाव की ओर जाता है। तो यह तथ्य कि भाई-बहन भी कभी-कभी एक-दूसरे से बहुत भिन्न होते हैं, वास्तव में अर्धसूत्रीविभाजन का परिणाम है।

वैसे, पशु जगत में कुछ संकरों की बाँझपन भी कमी विभाजन की एक समस्या है। तथ्य यह है कि विभिन्न प्रजातियों से संबंधित माता-पिता के गुणसूत्र संयुग्मन में प्रवेश नहीं कर सकते हैं, जिसका अर्थ है कि पूर्ण विकसित व्यवहार्य रोगाणु कोशिकाओं के निर्माण की प्रक्रिया असंभव है। इस प्रकार, यह अर्धसूत्रीविभाजन है जो जानवरों, पौधों और अन्य जीवों के विकासवादी विकास का आधार है।

अविभाजित स्टेम कोशिकाओं से विशेष रोगाणु कोशिकाओं या युग्मकों का निर्माण।

अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप गुणसूत्रों की संख्या में कमी के साथ, जीवन चक्र में द्विगुणित चरण से अगुणित चरण में संक्रमण होता है। प्लोइडी की बहाली (हैप्लोइड चरण से द्विगुणित चरण में संक्रमण) यौन प्रक्रिया के परिणामस्वरूप होती है।

इस तथ्य के कारण कि पहले, कमी चरण के प्रोफ़ेज़ में, समजात गुणसूत्रों का जोड़ीदार संलयन (संयुग्मन) होता है, अर्धसूत्रीविभाजन का सही कोर्स केवल द्विगुणित कोशिकाओं या यहां तक ​​​​कि पॉलीप्लोइड्स (टेट्रा-, हेक्साप्लोइड, आदि कोशिकाओं) में संभव है। . अर्धसूत्रीविभाजन विषम पॉलीप्लोइड्स (त्रि-, पेंटाप्लोइड, आदि कोशिकाओं) में भी हो सकता है, लेकिन उनमें, प्रोफ़ेज़ I में गुणसूत्रों के जोड़ीदार संलयन को सुनिश्चित करने में असमर्थता के कारण, गुणसूत्र विचलन गड़बड़ी के साथ होता है जो कोशिका की व्यवहार्यता या विकास को खतरे में डालता है। इससे एक बहुकोशिकीय अगुणित जीव बनता है।

वही तंत्र अंतरविशिष्ट संकरों की बाँझपन को रेखांकित करता है। चूंकि अंतरविशिष्ट संकर कोशिका नाभिक में विभिन्न प्रजातियों से संबंधित माता-पिता के गुणसूत्रों को जोड़ते हैं, इसलिए गुणसूत्र आमतौर पर संयुग्मन में प्रवेश नहीं कर सकते हैं। इससे अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान गुणसूत्रों के पृथक्करण में गड़बड़ी होती है और अंततः, रोगाणु कोशिकाओं या युग्मकों की गैर-व्यवहार्यता होती है। गुणसूत्रों के संयुग्मन पर कुछ प्रतिबंध गुणसूत्र उत्परिवर्तन (बड़े पैमाने पर विलोपन, दोहराव, व्युत्क्रम या अनुवाद) द्वारा भी लगाए जाते हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन के चरण

अर्धसूत्रीविभाजन में 2 लगातार विभाजन होते हैं और उनके बीच एक छोटा सा अंतराल होता है।

• प्रोफ़ेज़ I- पहले डिवीजन का प्रोफ़ेज़ बहुत जटिल है और इसमें 5 चरण होते हैं:

• लेप्टोटीनया लेप्टोनिमा- गुणसूत्रों की पैकेजिंग, पतले धागों के रूप में गुणसूत्रों के निर्माण के साथ डीएनए का संघनन (गुणसूत्र छोटे हो जाते हैं)।
• जाइगोटीनया जाइगोनेमा- संयुग्मन होता है - दो जुड़े हुए गुणसूत्रों से युक्त संरचनाओं के निर्माण के साथ समजात गुणसूत्रों का संबंध, जिन्हें टेट्राड या बाइवेलेंट कहा जाता है और उनका आगे संघनन होता है।
• पचीतेनाया पचीनेमा- (सबसे लंबा चरण) क्रॉसओवर (क्रॉसओवर), समजात गुणसूत्रों के बीच वर्गों का आदान-प्रदान; समजात गुणसूत्र एक दूसरे से जुड़े रहते हैं।
• डिप्लोटेनाया डिप्लोमा- गुणसूत्रों का आंशिक विघटन होता है, जबकि जीनोम का हिस्सा काम कर सकता है, प्रतिलेखन (आरएनए गठन), अनुवाद (प्रोटीन संश्लेषण) की प्रक्रियाएं होती हैं; समजात गुणसूत्र एक दूसरे से जुड़े रहते हैं। कुछ जानवरों में, अर्धसूत्रीविभाजन के इस चरण में अंडाणुओं में गुणसूत्र विशिष्ट लैम्पब्रश गुणसूत्र आकार प्राप्त कर लेते हैं।
• डायकिनेसिस- डीएनए फिर से अधिकतम तक संघनित हो जाता है, सिंथेटिक प्रक्रियाएं रुक जाती हैं, परमाणु झिल्ली घुल जाती है; सेंट्रीओल्स ध्रुवों की ओर मुड़ते हैं; समजात गुणसूत्र एक दूसरे से जुड़े रहते हैं।

प्रोफ़ेज़ I के अंत तक, सेंट्रीओल्स कोशिका ध्रुवों की ओर चले जाते हैं, स्पिंडल फ़िलामेंट्स बनते हैं, परमाणु झिल्ली और न्यूक्लियोली नष्ट हो जाते हैं

• मेटाफ़ेज़ I- द्विसंयोजक गुणसूत्र कोशिका के भूमध्य रेखा के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं।
• एनाफ़ेज़ I- सूक्ष्मनलिकाएं सिकुड़ती हैं, द्विसंयोजक विभाजित होते हैं और गुणसूत्र ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि, जाइगोटीन में गुणसूत्रों के संयुग्मन के कारण, संपूर्ण गुणसूत्र, जिनमें से प्रत्येक में दो क्रोमैटिड होते हैं, ध्रुवों की ओर विचरण करते हैं, न कि व्यक्तिगत क्रोमैटिड्स की ओर, जैसा कि माइटोसिस में होता है।
• टेलोफ़ेज़ I

अर्धसूत्रीविभाजन का दूसरा विभाजन पहले के तुरंत बाद होता है, बिना किसी स्पष्ट अंतरावस्था के: कोई एस अवधि नहीं होती है, क्योंकि डीएनए प्रतिकृति दूसरे विभाजन से पहले नहीं होती है।

• प्रोफ़ेज़ II- गुणसूत्रों का संघनन होता है, कोशिका केंद्र विभाजित होता है और इसके विभाजन के उत्पाद नाभिक के ध्रुवों तक फैल जाते हैं, परमाणु झिल्ली नष्ट हो जाती है और एक विखंडन स्पिंडल बनता है।
• मेटाफ़ेज़ II- एकसमान गुणसूत्र (प्रत्येक में दो क्रोमैटिड होते हैं) एक ही तल में "भूमध्य रेखा" (नाभिक के "ध्रुवों" से समान दूरी पर) पर स्थित होते हैं, जो तथाकथित मेटाफ़ेज़ प्लेट बनाते हैं।
• एनाफ़ेज़ II- एकसंयोजक विभाजित होते हैं और क्रोमैटिड ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं।
• टेलोफ़ेज़ II- गुणसूत्र अवतल हो जाते हैं और एक परमाणु आवरण प्रकट होता है।

अर्थ

• लैंगिक रूप से प्रजनन करने वाले जीवों में, प्रत्येक पीढ़ी में गुणसूत्रों की संख्या को दोगुना होने से रोका जाता है, क्योंकि अर्धसूत्रीविभाजन द्वारा रोगाणु कोशिकाओं के निर्माण के दौरान, गुणसूत्रों की संख्या कम हो जाती है।
• अर्धसूत्रीविभाजन जीन के नए संयोजन (संयोजनात्मक परिवर्तनशीलता) के उद्भव का अवसर पैदा करता है, क्योंकि आनुवंशिक रूप से भिन्न युग्मक बनते हैं।
• गुणसूत्रों की संख्या में कमी से "शुद्ध युग्मक" का निर्माण होता है जो संबंधित स्थान के केवल एक एलील को ले जाता है।
• मेटाफ़ेज़ 1 में धुरी की भूमध्यरेखीय प्लेट के द्विसंयोजक और मेटाफ़ेज़ 2 में गुणसूत्रों का स्थान यादृच्छिक रूप से निर्धारित किया जाता है। एनाफ़ेज़ में गुणसूत्रों के बाद के विचलन से युग्मकों में एलील के नए संयोजन का निर्माण होता है। गुणसूत्रों का स्वतंत्र पृथक्करण मेंडल के तीसरे नियम का आधार है।

टिप्पणियाँ

साहित्य

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• "विभिन्नता और अर्धसूत्रीविभाजन का विकास" - यू. एफ. बोगदानोव, 2003
• जीव विज्ञान: विश्वविद्यालयों के आवेदकों के लिए हैंडबुक: 2 खंडों में। टी.1.-बी63 दूसरा संस्करण, संशोधित। और अतिरिक्त - एम.: आरआईए "न्यू वेव": प्रकाशक उमेरेनकोव, 2011.-500 पी।

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