تقسیم سلولی چیست؟ | مراحل و انواع آن کدام اند؟
تقسیم سلولی یک فرایند بنیادی در زندگی هر سلولی است که منجر به افزایش تعداد سلولها و رشد بافتها میشود. این فرایند برای رشد، ترمیم بافتها و نگهداری ساختار بدن ضروری است. تقسیم سلول به دو نوع اصلی تقسیم میشود: تقسیم میتوزی و تقسیم میوزی.
تقسیم سلولی چیست؟
فرآیندی که در آن یک سلول مادر به دو یا چند سلول دختر تقسیم می شود، تقسیم سلولی نامیده شده و به دو نوع تقسیم میتوز و میوز در سلول های یوکاریوتی تقسیم می شود. در سلول های پروکاریوتی، تقسیم به صورت دوتایی خواهد بود.
در موجودات تکسلولی، تقسیم سلول وسیله تولیدمثل است. در موجودات چندسلولی وسیله رشد و نگهداری بافت است در طول زندگی یک فرد، تقسیم میتوز ادامه مییابد. در برخی از بافتها مانند اپیتلیوم (پوست، غشاهای مخاطی)، میتوز به طور فعال برای جایگزینی سلولها و ترمیم آسیب رخ میدهد.
تقسیم سلول معمولاً به عنوان بخشی از یک چرخه سلولی بزرگتر رخ میدهد. در یوکاریوتها، دو نوع متمایز از تقسیم سلول وجود دارد. یک تقسیم میتوز، که به موجب آن هر سلول دختر از نظر ژنتیکی با سلول مادر یکسان است و یک تقسیم میوز، که به موجب آن تعداد کروموزومها در سلولهای دختر به نصف کاهش مییابد تا گامتهای هاپلوئید تولید شود.
تقسیم سلول به دلایل زیادی در موجودات مختلف صورت میگیرد. به عنوان مثال، هنگامی که پوست زانوی شما کنده میشود، سلولهای پوستی برای جایگزینی سلولهای قدیمی، مرده یا آسیبدیده تقسیم میشوند.
به آخرین باری که زانوی خود را خراش دادید یا کاغذ بریدید فکر کنید. چرا آن زخم در نهایت خوب شد؟ پاسخ، تقسیم سلول است. راهی که موجودات زنده پس از آسیبدیدگی بهبود مییابند از طریق تقسیم سلول است. سلولهای ناحیه آسیبدیده برای جایگزینی سلولهای مرده یا آسیبدیده از طریق میتوز عمل میکنند که به ارگانیسم اجازه میدهد تا بهبود یابد.
روش تقسیمات سلولی در سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی متفاوت است. در سلول های پروکاریوتی و ساده، سلول ها با دو نیم کردن محتویات خود تقسیم دوتایی انجام می دهند. در موجودات پیچیده مثل انسان تقسیمات سلولی با دو روش میتوز و میوز انجام می شود. در مدت زمان عمر یک انسان تعداد ۱۰,۰۰۰ تریلیون تقسیم انجام می شود.
در این فرآیند، سلولی که در حال تقسیم است، سلول مادر و سلول های حاصل از تقسیم، سلول دختر نامیده می شوند.
تعریف سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی
سلولهای پروکاریوتی و یوکاریوتی دو دسته اصلی از سلولهای زنده هستند که از نظر ساختاری و ویژگیهای داخلی از یکدیگر متفاوت هستند:
1.سلول های پروکاریوتی
سلولهای پروکاریوتی، سلولهایی هستند که به گونهای سادهتر از سلولهای یوکاریوتی ساخته شدهاند. این سلولها در دومین دامنه از موجودات زنده، باکتریها و آرکئا (Archaea)، یافت میشوند. ویژگیهای مهم سلولهای پروکاریوتی عبارتند از:
- هستهسان (Nucleoid): در سلولهای پروکاریوتی، ماده ژنتیکی یا DNA به صورت یک حلقه در داخل سلول قرار دارد. این منطقه به عنوان هستهسان شناخته میشود و دارای غشاء هستهای محافظتکننده نیست. در نتیجه، سلول پروکاریوتی هیچ هسته واقعی با غشاء هستهای ندارد.
- عدم وجود آلیکولها (Organells): سلولهای پروکاریوتی معمولاً فاقد آلیکولهای با غشاء داخلی هستند. این به معنای عدم وجود سازماندهیهای خاص داخل سلول برای وظایف خاص مانند میتوکندری (مرکز تولید انرژی)، ویژولها (ذخیره و ترکیب مواد) و سایر آلیکولهاست.
- بافتاری (Ribosomes): سلولهای پروکاریوتی دارای ریبوزومها هستند که مسئول ساخت پروتئینها هستند. این ریبوزومها در سلول پروکاریوتی آزاد در سیتوپلاسم قرار دارند و به عنوان مکانیسم ساخت پروتئینها عمل میکنند.
- اندازه کوچک: سلولهای پروکاریوتی اغلب اندازه کوچکی دارند؛ در حقیقت، اندازه آنها معمولاً تا حدی است که نیاز به میکروسکوپ برای مشاهده دقیق آنها دارد.
این سلولهای ساده و موجوداتی که آنها را دارند، به عنوان یکی از شاخههای اصلی در درخت زندگی شناخته میشوند و از نظر ساختاری و عملکردی با سلولهای یوکاریوتی تفاوتهای زیادی دارند.
2.سلولهای یوکاریوتی
سلولهای یوکاریوتی از دستهای پیشرفتهتر از سلولهای پروکاریوتی هستند و ویژگیهای منحصر به فردی دارند که آنها را از سلولهای پروکاریوتی متمایز میکند. این سلولها در گیاهان، جانوران، قارچها و پروتوزوآ ها یافت میشوند و ویژگیهای اصلی آنها عبارتند از:
- هسته واقعی (Nucleus): یکی از ویژگیهای برجسته سلولهای یوکاریوتی وجود هسته با غشاء هستهای است. درون هسته، ماده ژنتیکی یا DNA در قالب کروموزومها و قرار دارد و این بخش از سلول از سایر قسمتها با غشاء هستهای جدا میشود.
- آلیکولها (Organelles): سلولهای یوکاریوتی دارای آلیکولهای با غشاء داخلی هستند که هر کدام وظیفههای خاص و متفاوتی در سلول را بر عهده دارند. به عنوان مثال، میتوکندری (مرکز تولید انرژی)، ویژولها (محل ذخیره و ترکیب مواد)، ارگانلهای اندوپلاسمی (محیطی برای فرایندهای ساخت و تولید پروتئین) و گلژی آمار (مرتبط با پردازش و انتقال مواد) از جمله آلیکولهایی هستند که در سلولهای یوکاریوتی یافت میشوند.
- سازماندهی داخلی پیچیدهتر: با وجود وجود آلیکولها، سلولهای یوکاریوتی دارای سازماندهی داخلی پیچیدهتری هستند که برای انجام عملکردهای مختلف و هماهنگی بهتر فعالیتهای سلولی ایجاد میشود.
- اندازه بزرگتر: سلولهای یوکاریوتی معمولاً بزرگتر از سلولهای پروکاریوتی هستند و قابلیت دیده شدن آنها با چشم غیرمسلح در زیر میکروسکوپ وجود دارد.
این ویژگیهای مختلف باعث پیچیدهتر شدن ساختار و عملکرد سلولهای یوکاریوتی میشود و آنها را از سلولهای پروکاریوتی متمایز میکند.
انواع تقسیم سلولی
وقتی سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی به اندازه کافی بزرگ شدند و به آخرین مرحله ی رشد خود رسیدند، می توانند تقسیم شوند. در این حال سلول های دختر جدید جایگزین سلول های مرده می شوند. نوع تقسیم شدن در این دو نوع سلول متفاوت است.
در سلول های پروکاریوتی تقسیم شدن دوتایی یا شکافت باینری داریم. اما سلول های یوکاریوتی با توجه به نوع سلول ها به دو روش میتوز (در سلول های غیرجنسی) و میوز (در سلول های جنسی) تقسیم می شوند.
تقسیم دوتایی یا شکافت باینری در سلول های پروکاریوتی
تقسیم دوتایی یا شکافت باینری در سلولهای پروکاریوتی یک فرایند تقسیم سلول است که در برخی از باکتریها و سایر سلولهای پروکاریوتی رخ میدهد. این نوع از تقسیم سلول، رشد و افزایش جمعیت باکتریها و سایر میکروبهای پروکاریوتی را امکانپذیر میکند.
در فرایند تقسیم دوتایی، سلول به دو سلول دختر مشابه و همسان تقسیم میشود. این فرایند شامل چند مرحله مهم است:
- افزایش حجم و دوباره آمادهسازی سلول: در این مرحله، سلول به طور فیزیولوژیکی رشد میکند و مواد ضروری برای تقسیم سلول تولید میکند.
- کپسولهسازی DNA: DNA سلول در طی این فرایند به دو کپسول مستقل تقسیم میشود. این کپسولها به سمت نقاط مختلف سلول حرکت میکنند.
- افزایش طول سلول و تقسیم هسته: در این مرحله، سلول از سمت وسط به دو نیمه تقسیم میشود و هر قسمت شامل یک نیمه از DNA و سایر اجزای ضروری سلول میشود.
- تقسیم سلول: غشاء سلول در مرحله آخر تقسیم میشود و دو سلول جدید به وجود میآید، هرکدام دارای یک کپسول DNA و سایر اجزای ضروری برای سلولیت هستند.
این فرایند تقسیم سلول در سلولهای پروکاریوتی برای افزایش تعداد سلولها و به تبع آن افزایش جمعیت از نظر بیولوژیکی و اکولوژیکی حائز اهمیت است. این فرایند مهم برای رشد و انقباض جمعیت باکتریها، میکروبها و دیگر میکروارگانیسمهای پروکاریوتی است.
تقسیم میتوز در سلول های یوکاریوتی
تقسیم میتوز یکی از دو نوع اصلی تقسیم سلول در سلولهای یوکاریوتی است (در مقابل تقسیم میوز که در سلولهای جنسی انجام میشود). میتوز به تولید دو سلول دختر همانند و همانی که سلول والد را دارند، منجر میشود. این فرایند به طور عمومی دو نوع دارد:
- میتوز جنبهای (Mitosis):
- پروفاز (Prophase): کروماتیدها ظاهر میشوند و هسته دچار تغییراتی میشود.
- متافاز (Metaphase): کروموزومها در وسط سلول به صورت خطی قرار میگیرند.
- آنافاز (Anaphase): کروماتیدها از هم جدا میشوند و به سمت قطبهای مختلف سلول حرکت میکنند.
- تلوفاز (Telophase): دو هسته سلولی دختر بازسازی میشوند و کروموزومها به حالت غیر قابل رؤیتی تبدیل میشوند.
- سیتوکینز (Cytokinesis): تقسیم سیتوپلاسم و سایر اجزای سلولی که منجر به تولید دو سلول جدید میشود.
- میتوز میوزی (Meiosis):
- میتوز I (Meiosis I):
- پروفاز I: کروموزومها شروع به تشکیل میدهند و تبادل مواد ژنتیکی بین آنها رخ میدهد.
- متافاز I: کروموزومها به دو ردیف در وسط سلول قرار میگیرند و به جفتهایی از کروموزومهای همگروه تبدیل میشوند.
- آنافاز I: جدا شدن جفتهای کروموزومهای همگروه اتفاق میافتد و به سمت قطبهای مختلف حرکت میکنند.
- تلوفاز I: دو هسته سلولی دختر با نیمی از تعداد اولیه کروموزومها شکل میگیرد.
- میتوز II (Meiosis II):
- پروفاز II، متافاز II، آنافاز II، تلوفاز II: مراحل مشابه میتوز را تجربه میکنند و در نهایت، تولید چهار سلول جدید با نصف تعداد کروموزوم اولیه را ایجاد میکنند.
- میتوز I (Meiosis I):
میتوز در سلولهای یوکاریوتی به منظور رشد بدن، تعمیر بافتها، و جایگزینی سلولهای قدیمی یا آسیبدیده انجام میشود. میتوز میوزی به تولید سلولهای جنسی (تخمدانی یا اسپرماتوژنز) در گیاهان و جانوران منجر میشود.
تقسیم میوز در سلول های یوکاریوتی
تقسیم میوز (Meiosis) یک فرایند تقسیم سلول است که در سلولهای جنسی یوکاریوتی اتفاق میافتد. این فرایند منجر به تولید سلولهای جنسی (تخمدانی و اسپرماتوژنز در جانوران و جنسیت در گیاهان) میشود و توسط فرآیندی به نام میتوز میوزی انجام میشود.
در هنگام تشکیل سلول های جنسی (گامت ها) در جانوران، تقسیم میوز انجام می شود. در این تقسیم سلول بر خلاف تقسیم میتوز تعداد کروموزوم های سلول های دختر، نصف تعداد کروموزوم های سلول مادر است. با این تعریف در انسان ها گامت ها دارای ۲۳ عدد کروموزوم می باشند.
میتوز میوزی دو مرحله مهم دارد: میتوز I و میتوز II.
۱. میتوز I:
- پروفاز I (Prophase I): کروماتیدها ظاهر میشوند و هسته دچار تغییراتی میشود. در این مرحله، تبادل مواد ژنتیکی (ریکومبیناسیون) بین کروموزومهای همگروه اتفاق میافتد.
- متافاز I (Metaphase I): کروموزومها به دو ردیف در وسط سلول قرار میگیرند و به جفتهایی از کروموزومهای همگروه تبدیل میشوند.
- آنافاز I (Anaphase I): جدا شدن جفتهای کروموزومهای همگروه اتفاق میافتد و به سمت قطبهای مختلف حرکت میکنند.
- تلوفاز I (Telophase I): دو هسته سلولی دختر با نیمی از تعداد اولیه کروموزومها شکل میگیرد.
۲. میتوز II:
- این مرحله شبیه به میتوز است، با این تفاوت که سلولهای دختر، که همگروههای کروموزومی دارند، دوباره تقسیم میشوند تا به سلولهای جدیدی با نصف تعداد کروموزوم اولیه برسند.
- به طور کلی، این فرایند مراحل متفاوت پروفاز II، متافاز II، آنافاز II و تلوفاز II را ارائه میدهد که در نهایت به تولید چهار سلول جدید با نصف تعداد کروموزومهای اولیه منجر میشود.
میتوز میوزی از اهمیت بسیاری برای تولید سلولهای جنسی با تنوع ژنتیکی بالا برای تولید مثل در گیاهان و جانوران برخوردار است. این فرایند تبادل مواد ژنتیکی (ریکومبیناسیون) در مرحله پروفاز I باعث ایجاد تنوع ژنتیکی در نسل جدید میشود.
مدت زمان انجام تقسیم سلول
مدت زمانی که برای انجام تقسیم سلول طول میکشد، به طور قطعی متغیر است و بستگی به نوع سلول، شرایط محیطی، مراحل تقسیم و سایر عوامل دارد. هر نوع تقسیم سلول، از جمله میتوز و میتوز میوزی، دارای مراحل مختلفی است که هر یک میتوانند زمان متفاوتی برای انجام داشته باشند.
مثلاً، در سلولهای برخی باکتریها، تقسیم سلول میتواند به سرعت و در عرض چند دقیقه اتفاق بیفتد. اما در سلولهای دیگر مانند سلولهای انسانی، مدت زمان تقسیم سلول معمولاً طولانیتر است و میتواند چند ساعت یا حتی روزها به طول بیانجامد.
به علاوه، مراحل مختلف تقسیم سلول همچون پروفاز، متافاز، آنافاز و تلوفاز در میتوز یا میتوز میوزی نیز به طور جداگانه زمان میطلبد. به طور کلی، مدت زمانی که برای تقسیم یک سلول صرف میشود، به ویژگیهای خاص آن سلول، نوع تقسیم سلولی و شرایط محیطی که سلول در آن قرار دارد، بستگی دارد و نمیتوان به صورت یکتا تعیین کرد.
1 دیدگاه
اولین کسی باشید که در مورد این مطلب اظهار نظر می کند.
من این پکیج رو تهیه کردم و خیلی راضی بودم
همه نکته از 0 تا صد رو گفتین
ممنون
کاشکی مراحل تقسیم سلولی رو روون تر ولی با جزئیات بیشتر توضیح میدادین