कोशिका चक्र। इंटरफ़ेज़ के बारे में संक्षेप में

मानव शरीर की ऊंचाईकोशिकाओं के आकार और संख्या में वृद्धि के कारण होता है, बाद में विभाजन या माइटोसिस की प्रक्रिया द्वारा सुनिश्चित किया जाता है। कोशिका प्रसार बाह्य कोशिकीय विकास कारकों के प्रभाव में होता है, और कोशिकाएँ स्वयं घटनाओं के दोहराव वाले क्रम से गुजरती हैं जिन्हें कोशिका चक्र के रूप में जाना जाता है।

ये चार मुख्य हैं के चरण: G1 (प्रीसिंथेटिक), S (सिंथेटिक), G2 (पोस्टसिंथेटिक) और M (माइटोटिक)। इसके बाद साइटोप्लाज्म और प्लाज्मा झिल्ली अलग हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप दो समान बेटी कोशिकाएं बनती हैं। चरण Gl, S और G2 इंटरफ़ेज़ का हिस्सा हैं। क्रोमोसोम प्रतिकृति सिंथेटिक चरण या एस चरण के दौरान होती है।
बहुमत कोशिकाओंसक्रिय विभाजन के अधीन नहीं हैं; जीओ चरण के दौरान उनकी माइटोटिक गतिविधि दबा दी जाती है, जो जी1 चरण का हिस्सा है।

एम-चरण अवधि 30-60 मिनट का होता है, जबकि संपूर्ण कोशिका चक्र लगभग 20 घंटों में होता है, उम्र के आधार पर, सामान्य (गैर-ट्यूमर) मानव कोशिकाएं 80 माइटोटिक चक्र से गुजरती हैं।

प्रक्रियाओं कोशिका चक्रसाइक्लिन-निर्भर प्रोटीन किनेसेस (सीडीपीके) नामक प्रमुख एंजाइमों के क्रमिक रूप से दोहराए गए सक्रियण और निष्क्रियता के साथ-साथ उनके सहकारकों, साइक्लिन द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इस मामले में, फॉस्फोकिनेज और फॉस्फेटेस के प्रभाव में, विशेष साइक्लिन-सीजेडके कॉम्प्लेक्स का फॉस्फोराइलेशन और डीफॉस्फोराइलेशन होता है, जो चक्र के कुछ चरणों की शुरुआत के लिए जिम्मेदार होते हैं।

इसके अलावा, प्रासंगिक पर सीजेडके प्रोटीन के समान चरणविखंडन स्पिंडल (माइटोटिक स्पिंडल) बनाने के लिए गुणसूत्रों के संघनन, परमाणु आवरण के टूटने और साइटोस्केलेटल सूक्ष्मनलिकाएं के पुनर्गठन का कारण बनता है।

कोशिका चक्र का G1 चरण

G1 चरण- एम और एस चरणों के बीच एक मध्यवर्ती चरण, जिसके दौरान साइटोप्लाज्म की मात्रा बढ़ जाती है। इसके अलावा, जी1 चरण के अंत में एक पहला चेकपॉइंट होता है जहां डीएनए की मरम्मत और पर्यावरणीय स्थितियों की जांच की जाती है (चाहे वे एस चरण में संक्रमण के लिए पर्याप्त अनुकूल हों)।

मामले में परमाणु डीएनएक्षतिग्रस्त होने पर, p53 प्रोटीन की गतिविधि बढ़ जाती है, जो p21 के प्रतिलेखन को उत्तेजित करती है। उत्तरार्द्ध एक विशिष्ट साइक्लिन-सीजेडके कॉम्प्लेक्स से जुड़ता है, जो कोशिका को एस-चरण में स्थानांतरित करने के लिए जिम्मेदार होता है, और जीएल-चरण चरण में इसके विभाजन को रोकता है। यह एंजाइमों को क्षतिग्रस्त डीएनए अंशों की मरम्मत करने की अनुमति देता है।

यदि विकृति उत्पन्न होती है दोषपूर्ण डीएनए की p53 प्रोटीन प्रतिकृतिजारी है, जो विभाजित कोशिकाओं को उत्परिवर्तन जमा करने की अनुमति देता है और ट्यूमर प्रक्रियाओं के विकास में योगदान देता है। यही कारण है कि p53 प्रोटीन को अक्सर "जीनोम का संरक्षक" कहा जाता है।

कोशिका चक्र का G0 चरण

स्तनधारियों में कोशिका प्रसार अन्य कोशिकाओं द्वारा स्रावित कोशिकाओं की भागीदारी से ही संभव है। बाह्यकोशिकीय वृद्धि कारक, जो प्रोटो-ओन्कोजीन के कैस्केड सिग्नल ट्रांसडक्शन के माध्यम से अपना प्रभाव डालते हैं। यदि G1 चरण के दौरान कोशिका को उचित संकेत नहीं मिलते हैं, तो वह कोशिका चक्र से बाहर निकल जाती है और G0 अवस्था में प्रवेश कर जाती है, जिसमें वह कई वर्षों तक रह सकती है।

G0 ब्लॉक प्रोटीन की मदद से होता है - माइटोसिस को दबाने वाला, जिनमें से एक है रेटिनोब्लास्टोमा प्रोटीन(आरबी प्रोटीन) रेटिनोब्लास्टोमा जीन के सामान्य एलील द्वारा एन्कोड किया गया। यह प्रोटीन तिरछी नियामक प्रोटीन से जुड़ जाता है, जिससे कोशिका प्रसार के लिए आवश्यक जीन के प्रतिलेखन की उत्तेजना अवरुद्ध हो जाती है।

बाह्यकोशिकीय वृद्धि कारक सक्रियण द्वारा ब्लॉक को नष्ट कर देते हैं जीएल-विशिष्ट साइक्लिन-सीजेडके कॉम्प्लेक्स, जो आरबी प्रोटीन को फॉस्फोराइलेट करता है और इसकी संरचना को बदलता है, जिसके परिणामस्वरूप नियामक प्रोटीन के साथ संबंध टूट जाता है। साथ ही, उत्तरार्द्ध उन जीनों के प्रतिलेखन को सक्रिय करते हैं जिन्हें वे एन्कोड करते हैं, जो प्रसार की प्रक्रिया को ट्रिगर करते हैं।

कोशिका चक्र का एस चरण

मानक मात्रा डीएनए डबल हेलिकॉप्टरप्रत्येक कोशिका में, एकल-फंसे गुणसूत्रों के संबंधित द्विगुणित सेट को आमतौर पर 2C के रूप में नामित किया जाता है। 2C सेट पूरे G1 चरण में बना रहता है और S चरण के दौरान दोगुना (4C) हो जाता है, जब नए क्रोमोसोमल डीएनए का संश्लेषण होता है।

अंत से शुरू एस चरणऔर एम चरण (जी2 चरण सहित) तक, प्रत्येक दृश्यमान गुणसूत्र में दो कसकर बंधे डीएनए अणु होते हैं जिन्हें सिस्टर क्रोमैटिड कहा जाता है। इस प्रकार, मानव कोशिकाओं में, एस-चरण के अंत से एम-चरण के मध्य तक, गुणसूत्रों के 23 जोड़े (46 दृश्य इकाइयाँ) होते हैं, लेकिन परमाणु डीएनए के 4C (92) दोहरे हेलिकॉप्टर होते हैं।

प्रगति पर है पिंजरे का बँटवारागुणसूत्रों के समान सेट को दो बेटी कोशिकाओं के बीच इस तरह से वितरित किया जाता है कि उनमें से प्रत्येक में 2C डीएनए अणुओं के 23 जोड़े होते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि G1 और G0 चरण कोशिका चक्र के एकमात्र चरण हैं, जिसके दौरान कोशिकाओं में 46 गुणसूत्र डीएनए अणुओं के 2C सेट के अनुरूप होते हैं।

कोशिका चक्र का G2 चरण

दूसरा जांच बिंदु, जहां कोशिका आकार का परीक्षण किया जाता है, वह G2 चरण के अंत में होता है, जो S चरण और माइटोसिस के बीच स्थित होता है। इसके अलावा, इस स्तर पर, माइटोसिस पर जाने से पहले, प्रतिकृति की पूर्णता और डीएनए अखंडता की जांच की जाती है। माइटोसिस (एम-चरण)

1. प्रोफेज़. गुणसूत्र, जिनमें से प्रत्येक में दो समान क्रोमैटिड होते हैं, संघनित होने लगते हैं और नाभिक के अंदर दिखाई देने लगते हैं। कोशिका के विपरीत ध्रुवों पर, ट्यूबुलिन फाइबर से दो सेंट्रोसोम के आसपास एक स्पिंडल जैसा उपकरण बनना शुरू हो जाता है।

2. प्रोमेटाफ़ेज़. केन्द्रक झिल्ली विभाजित हो जाती है। किनेटोकोर्स गुणसूत्रों के सेंट्रोमीटर के चारों ओर बनते हैं। ट्यूबुलिन फाइबर नाभिक में प्रवेश करते हैं और कीनेटोकोर्स के पास केंद्रित होते हैं, उन्हें सेंट्रोसोम से निकलने वाले फाइबर से जोड़ते हैं।

3. मेटाफ़ेज़. तंतुओं के तनाव के कारण गुणसूत्र स्पिंडल ध्रुवों के बीच में पंक्तिबद्ध हो जाते हैं, जिससे मेटाफ़ेज़ प्लेट का निर्माण होता है।

4. एनाफ़ेज़. सेंट्रोमियर डीएनए, बहन क्रोमैटिड्स के बीच साझा किया जाता है, डुप्लिकेट किया जाता है, और क्रोमैटिड अलग हो जाते हैं और ध्रुवों के करीब चले जाते हैं।

5. टीलोफ़ेज़. अलग हुए बहन क्रोमैटिड (जो इस बिंदु से क्रोमोसोम माने जाते हैं) ध्रुवों तक पहुंचते हैं। प्रत्येक समूह के चारों ओर एक केन्द्रक झिल्ली दिखाई देती है। सघन क्रोमैटिन नष्ट हो जाता है और न्यूक्लियोली बनता है।

6. साइटोकाइनेसिस. कोशिका झिल्ली सिकुड़ती है और ध्रुवों के बीच में एक विदलन नाली बन जाती है, जो समय के साथ दो संतति कोशिकाओं को अलग कर देती है।

सेंट्रोसोम चक्र

में G1 चरण का समयप्रत्येक सेंट्रोसोम से जुड़ा सेंट्रीओल्स का एक जोड़ा अलग हो जाता है। एस और जी2 चरणों के दौरान, पुराने सेंट्रीओल्स के दाईं ओर एक नई बेटी सेंट्रीओल का निर्माण होता है। एम चरण की शुरुआत में, सेंट्रोसोम विभाजित होता है, और दो बेटी सेंट्रोसोम कोशिका ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं।

कोशिका चक्र, मातृ कोशिका को विभाजित करके उसके निर्माण के क्षण से लेकर उसके स्वयं के विभाजन या मृत्यु तक कोशिका के अस्तित्व की अवधि है।

कोशिका चक्र अवधि

कोशिका चक्र की लंबाई विभिन्न कोशिकाओं में भिन्न-भिन्न होती है। वयस्क जीवों की तेजी से प्रजनन करने वाली कोशिकाएं, जैसे हेमेटोपोएटिक या एपिडर्मिस और छोटी आंत की बेसल कोशिकाएं, हर 12-36 घंटों में कोशिका चक्र में प्रवेश कर सकती हैं, इचिनोडर्म, उभयचरों के अंडों के तेजी से विखंडन के दौरान लघु कोशिका चक्र (लगभग 30 मिनट) देखे जाते हैं। और अन्य जानवर. प्रायोगिक स्थितियों के तहत, कई सेल कल्चर लाइनों का सेल चक्र छोटा (लगभग 20 घंटे) होता है। अधिकांश सक्रिय रूप से विभाजित होने वाली कोशिकाओं के लिए, माइटोज़ के बीच की अवधि लगभग 10-24 घंटे है।

कोशिका चक्र चरण

यूकेरियोटिक कोशिका चक्र में दो अवधियाँ होती हैं:

कोशिका वृद्धि की एक अवधि जिसे "इंटरफ़ेज़" कहा जाता है, जिसके दौरान डीएनए और प्रोटीन का संश्लेषण होता है और कोशिका विभाजन की तैयारी होती है।

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

इंटरफ़ेज़ में कई अवधियाँ होती हैं:

जी 1-चरण (अंग्रेजी से। अंतर- अंतराल), या प्रारंभिक विकास चरण, जिसके दौरान एमआरएनए, प्रोटीन और अन्य सेलुलर घटकों का संश्लेषण होता है;

एस-चरण (अंग्रेजी से। संश्लेषण- संश्लेषण), जिसके दौरान कोशिका नाभिक की डीएनए प्रतिकृति होती है, सेंट्रीओल्स का दोहरीकरण भी होता है (यदि वे मौजूद हैं, तो निश्चित रूप से)।

जी 2 चरण, जिसके दौरान माइटोसिस की तैयारी होती है।

विभेदित कोशिकाओं में जो अब विभाजित नहीं होती हैं, कोशिका चक्र में कोई G 1 चरण नहीं हो सकता है। ऐसी कोशिकाएँ विश्राम चरण G0 में होती हैं।

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

कैरियोकिनेसिस (कोशिका नाभिक का विभाजन);

साइटोकाइनेसिस (साइटोप्लाज्म विभाजन)।

बदले में, माइटोसिस को पांच चरणों में विभाजित किया गया है।

कोशिका विभाजन का विवरण माइक्रोसाइन फोटोग्राफी के संयोजन में प्रकाश माइक्रोस्कोपी डेटा और स्थिर और दागदार कोशिकाओं के प्रकाश और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के परिणामों पर आधारित है।

कोशिका चक्र विनियमन

कोशिका चक्र की अवधियों में परिवर्तन का नियमित क्रम साइक्लिन-निर्भर किनेसेस और साइक्लिन जैसे प्रोटीन की परस्पर क्रिया के माध्यम से होता है। G0 चरण की कोशिकाएं वृद्धि कारकों के संपर्क में आने पर कोशिका चक्र में प्रवेश कर सकती हैं। विभिन्न वृद्धि कारक, जैसे कि प्लेटलेट-व्युत्पन्न, एपिडर्मल और तंत्रिका वृद्धि कारक, अपने रिसेप्टर्स से जुड़कर, एक इंट्रासेल्युलर सिग्नलिंग कैस्केड को ट्रिगर करते हैं, जो अंततः साइक्लिन जीन और साइक्लिन-निर्भर किनेसेस के प्रतिलेखन की ओर ले जाता है। साइक्लिन-आश्रित किनेसेस केवल तभी सक्रिय होते हैं जब संबंधित साइक्लिन के साथ बातचीत करते हैं। कोशिका में विभिन्न चक्रवातों की सामग्री पूरे कोशिका चक्र में बदलती रहती है। साइक्लिन साइक्लिन-साइक्लिन-निर्भर किनेज़ कॉम्प्लेक्स का एक नियामक घटक है। काइनेज इस परिसर का उत्प्रेरक घटक है। साइक्लिन के बिना किनेसेस सक्रिय नहीं हैं। कोशिका चक्र के विभिन्न चरणों में विभिन्न साइक्लिन का संश्लेषण होता है। इस प्रकार, मेंढक के अंडाणु में साइक्लिन बी की सामग्री माइटोसिस के समय अधिकतम तक पहुंच जाती है, जब साइक्लिन बी/साइक्लिन-आश्रित किनेज़ कॉम्प्लेक्स द्वारा उत्प्रेरित फॉस्फोराइलेशन प्रतिक्रियाओं का पूरा कैस्केड लॉन्च किया जाता है। माइटोसिस के अंत तक, साइक्लिन प्रोटीनेस द्वारा तेजी से नष्ट हो जाता है।

interphaseजी1माइटोसिस के टेलोफ़ेज़ का अनुसरण करता है। इस चरण के दौरान, कोशिका आरएनए और प्रोटीन का संश्लेषण करती है। चरण की अवधि कई घंटों से लेकर कई दिनों तक होती है। जी0.कोशिकाएँ चक्र से बाहर निकल सकती हैं और G0 चरण में हो सकती हैं। G0 चरण में, कोशिकाएं विभेदित होने लगती हैं। एस।एस चरण के दौरान, कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण जारी रहता है, डीएनए प्रतिकृति होती है, और सेंट्रीओल्स अलग हो जाते हैं। अधिकांश कोशिकाओं में, S चरण 8-12 घंटे तक रहता है। जी2.जी2 चरण के दौरान, आरएनए और प्रोटीन संश्लेषण जारी रहता है (उदाहरण के लिए, माइटोटिक स्पिंडल सूक्ष्मनलिकाएं के लिए ट्यूबुलिन का संश्लेषण)। बेटी सेंट्रीओल्स निश्चित ऑर्गेनेल के आकार तक पहुंचते हैं। यह चरण 2-4 घंटे तक चलता है। पिंजरे का बँटवारामाइटोसिस के दौरान, केन्द्रक (कार्योकाइनेसिस) और साइटोप्लाज्म (साइटोकाइनेसिस) विभाजित हो जाते हैं। माइटोसिस के चरण: प्रोफ़ेज़, प्रोमेटाफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़, टेलोफ़ेज़ (चित्र 2-52)। प्रोफ़ेज़.प्रत्येक गुणसूत्र में दो बहन क्रोमैटिड होते हैं जो एक सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं और न्यूक्लियोलस गायब हो जाता है। सेंट्रीओल्स माइटोटिक स्पिंडल को व्यवस्थित करते हैं। सेंट्रीओल्स की एक जोड़ी मील का हिस्सा है-

1. कोशिका चक्र क्या है?

कोशिका चक्र किसी कोशिका के गठन के क्षण से लेकर मातृ कोशिका के विभाजन के दौरान उसके स्वयं के विभाजन (इस विभाजन सहित) या मृत्यु तक का अस्तित्व है। कोशिका चक्र में इंटरफ़ेज़ और माइटोसिस (कोशिका विभाजन) होते हैं।

2. इंटरफेज़ किसे कहते हैं? इंटरफ़ेज़ की G 1 -, S- और G 2 -अवधि में कौन सी मुख्य घटनाएँ घटित होती हैं?

इंटरफ़ेज़ दो क्रमिक विभाजनों के बीच कोशिका चक्र का हिस्सा है। पूरे इंटरफ़ेज़ के दौरान, गुणसूत्र गैर-सर्पिलीकृत होते हैं और क्रोमैटिन के रूप में कोशिका नाभिक में स्थित होते हैं। एक नियम के रूप में, इंटरफ़ेज़ में तीन अवधियाँ होती हैं:

● प्रीसिंथेटिक अवधि (जी 1) - इंटरफ़ेज़ का सबसे लंबा हिस्सा (2 - 3 घंटे से लेकर कई दिनों तक)। इस अवधि के दौरान, कोशिका बढ़ती है, कोशिकांगों की संख्या बढ़ती है, डीएनए के बाद के दोगुने होने के लिए ऊर्जा और पदार्थ जमा होते हैं। जी 1 अवधि के दौरान, प्रत्येक गुणसूत्र में एक क्रोमैटिड होता है। जी 1 अवधि में एक द्विगुणित कोशिका के गुणसूत्र (एन) और क्रोमैटिड (सी) का सेट 2n2c है।

● सिंथेटिक अवधि (एस) के दौरान, डीएनए दोहरीकरण (प्रतिकृति) होता है, साथ ही गुणसूत्रों के बाद के गठन के लिए आवश्यक प्रोटीन का संश्लेषण भी होता है। इसी अवधि के दौरान, सेंट्रीओल्स का दोहरीकरण होता है। एस अवधि के अंत तक, प्रत्येक गुणसूत्र में सेंट्रोमियर पर जुड़े दो समान बहन क्रोमैटिड होते हैं। एस-अवधि के अंत में (यानी प्रतिकृति के बाद) एक द्विगुणित कोशिका के गुणसूत्रों और क्रोमैटिड्स का सेट 2n4c है।

● पोस्टसिंथेटिक अवधि (जी 2) के दौरान, कोशिका ऊर्जा जमा करती है और आगामी विभाजन के लिए प्रोटीन को संश्लेषित करती है (उदाहरण के लिए, सूक्ष्मनलिकाएं बनाने के लिए ट्यूबुलिन, जो बाद में धुरी बनाती है)। संपूर्ण जी 2 अवधि के दौरान, कोशिका में क्रोमोसोम और क्रोमैटिड का सेट 2n4c होता है।

इंटरफ़ेज़ के अंत में, कोशिका विभाजन शुरू होता है।

3. G 0 अवधि किन कोशिकाओं की विशेषता है? इस अवधि के दौरान क्या होता है?

लगातार विभाजित होने वाली कोशिकाओं के विपरीत (उदाहरण के लिए, त्वचा के एपिडर्मिस की रोगाणु परत की कोशिकाएं, लाल अस्थि मज्जा, जानवरों के जठरांत्र संबंधी मार्ग की श्लेष्म झिल्ली, पौधों के शैक्षिक ऊतक की कोशिकाएं), एक बहुकोशिकीय जीव की अधिकांश कोशिकाएं लेती हैं विशेषज्ञता का मार्ग और, जी 1 अवधि के भाग से गुजरने के बाद, बाकी अवधि (जी 0-अवधि) के दौरान गुजरना।

G0 अवधि में कोशिकाएं शरीर में अपने विशिष्ट कार्य करती हैं; उनमें चयापचय और ऊर्जा प्रक्रियाएं होती हैं, लेकिन प्रतिकृति की तैयारी नहीं होती है। ऐसी कोशिकाएँ, एक नियम के रूप में, स्थायी रूप से विभाजित होने की अपनी क्षमता खो देती हैं। उदाहरणों में न्यूरॉन्स, लेंस कोशिकाएं और कई अन्य शामिल हैं।

हालाँकि, कुछ कोशिकाएँ जो G0 अवधि में हैं (उदाहरण के लिए, ल्यूकोसाइट्स, यकृत कोशिकाएँ) इसे छोड़ सकती हैं और कोशिका चक्र को जारी रख सकती हैं, इंटरफ़ेज़ और माइटोसिस की सभी अवधियों से गुजर सकती हैं। इस प्रकार, कई महीनों तक आराम की अवधि में रहने के बाद यकृत कोशिकाएं फिर से विभाजित होने की क्षमता प्राप्त कर सकती हैं।

4. डीएनए प्रतिकृति कैसे की जाती है?

प्रतिकृति डीएनए का दोहराव है, जो टेम्पलेट संश्लेषण की प्रतिक्रियाओं में से एक है। प्रतिकृति के दौरान, विशेष एंजाइम मूल मूल डीएनए अणु के दो स्ट्रैंड को अलग करते हैं, पूरक न्यूक्लियोटाइड के बीच हाइड्रोजन बंधन को तोड़ते हैं। डीएनए पोलीमरेज़ के अणु, मुख्य प्रतिकृति एंजाइम, अलग-अलग धागों से जुड़ते हैं। फिर डीएनए पोलीमरेज़ अणु मातृ श्रृंखलाओं के साथ चलना शुरू करते हैं, उन्हें टेम्पलेट के रूप में उपयोग करते हैं, और नई बेटी श्रृंखलाओं को संश्लेषित करते हैं, पूरकता के सिद्धांत के अनुसार उनके लिए न्यूक्लियोटाइड का चयन करते हैं।

प्रतिकृति के परिणामस्वरूप, दो समान डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु बनते हैं। उनमें से प्रत्येक में मूल मातृ अणु की एक श्रृंखला और एक नव संश्लेषित बेटी श्रृंखला होती है।

5. क्या डीएनए अणु जो समजात गुणसूत्र बनाते हैं, समान हैं? बहन क्रोमैटिड्स की संरचना में? क्यों?

एक गुणसूत्र की बहन क्रोमैटिड में डीएनए अणु समान होते हैं (समान न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम होते हैं), क्योंकि वे मूल मातृ डीएनए अणु की प्रतिकृति के परिणामस्वरूप बनते हैं। बहन क्रोमैटिड बनाने वाले दो डीएनए अणुओं में से प्रत्येक में मूल मां डीएनए अणु (टेम्पलेट) का एक स्ट्रैंड और इस टेम्पलेट पर संश्लेषित एक नया, बेटी स्ट्रैंड होता है।

समजातीय गुणसूत्रों में डीएनए अणु समान नहीं होते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि समजात गुणसूत्रों की उत्पत्ति अलग-अलग होती है। समजात गुणसूत्रों के प्रत्येक जोड़े में, एक मातृ (माँ से विरासत में मिला हुआ) है, और दूसरा पैतृक (पिता से विरासत में मिला हुआ) है।

6. नेक्रोसिस क्या है? एपोप्टोसिस? नेक्रोसिस और एपोप्टोसिस के बीच समानताएं और अंतर क्या हैं?

नेक्रोसिस एक जीवित जीव में कोशिकाओं और ऊतकों की मृत्यु है, जो विभिन्न प्रकृति के हानिकारक कारकों की कार्रवाई के कारण होती है।

एपोप्टोसिस शरीर द्वारा नियंत्रित क्रमादेशित कोशिका मृत्यु है (तथाकथित "सेलुलर आत्महत्या")।

समानताएँ:

● नेक्रोसिस और एपोप्टोसिस कोशिका मृत्यु के दो प्रकार हैं।

● शरीर के जीवन के सभी चरणों में होता है।

अंतर:

● नेक्रोसिस यादृच्छिक (अनियोजित) कोशिका मृत्यु है, जो उच्च और निम्न तापमान, आयनीकृत विकिरण, विभिन्न रसायनों (विषाक्त पदार्थों सहित), यांत्रिक क्षति, बिगड़ा हुआ रक्त आपूर्ति या ऊतकों का संक्रमण, या एलर्जी प्रतिक्रिया के कारण हो सकता है। एपोप्टोसिस की शुरुआत में शरीर द्वारा योजना बनाई जाती है (आनुवंशिक रूप से क्रमादेशित) और इसके द्वारा नियंत्रित किया जाता है। एपोप्टोसिस के दौरान, कोशिकाएं एक विशिष्ट आणविक संकेत - "आत्म-विनाश का आदेश" प्राप्त करने के परिणामस्वरूप, प्रत्यक्ष क्षति के बिना मर जाती हैं।

● एपोप्टोसिस के परिणामस्वरूप, व्यक्तिगत विशिष्ट कोशिकाएं मर जाती हैं (केवल वे जिन्हें "आदेश" प्राप्त हुआ है), और कोशिकाओं के पूरे समूह आमतौर पर नेक्रोटिक मृत्यु से गुजरते हैं।

● क्षतिग्रस्त कोशिकाओं में नेक्रोटिक मृत्यु के दौरान, झिल्ली पारगम्यता बाधित हो जाती है, प्रोटीन संश्लेषण बंद हो जाता है, अन्य चयापचय प्रक्रियाएं रुक जाती हैं, नाभिक, अंगक और अंत में, पूरी कोशिका नष्ट हो जाती है। आमतौर पर, मरने वाली कोशिकाओं पर ल्यूकोसाइट्स द्वारा हमला किया जाता है, और नेक्रोसिस के क्षेत्र में एक सूजन प्रतिक्रिया विकसित होती है। एपोप्टोसिस के दौरान, कोशिका प्लाज़्मालेम्मा से घिरी हुई अलग-अलग टुकड़ों में टूट जाती है। आमतौर पर, मृत कोशिकाओं के टुकड़े श्वेत रक्त कोशिकाओं या पड़ोसी कोशिकाओं द्वारा बिना किसी सूजन प्रतिक्रिया को ट्रिगर किए अवशोषित कर लिए जाते हैं।

और (या) अन्य महत्वपूर्ण विशेषताएं।

7. बहुकोशिकीय जीवों के जीवन में क्रमादेशित कोशिका मृत्यु का क्या महत्व है?

बहुकोशिकीय जीव में एपोप्टोसिस का एक मुख्य कार्य सेलुलर होमियोस्टेसिस सुनिश्चित करना है। एपोप्टोसिस के लिए धन्यवाद, विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं की संख्या का सही अनुपात बनाए रखा जाता है, ऊतक नवीकरण सुनिश्चित किया जाता है, और आनुवंशिक रूप से दोषपूर्ण कोशिकाएं हटा दी जाती हैं। एपोप्टोसिस कोशिका विभाजन की अनंतता को बाधित करता प्रतीत होता है। एपोप्टोसिस के कमजोर होने से अक्सर घातक ट्यूमर और ऑटोइम्यून बीमारियों का विकास होता है (पैथोलॉजिकल प्रक्रियाएं जिसमें शरीर की अपनी कोशिकाओं और ऊतकों के खिलाफ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया विकसित होती है)।

8. आप ऐसा क्यों सोचते हैं कि अधिकांश जीवित जीवों में वंशानुगत जानकारी का मुख्य संरक्षक डीएनए है, और आरएनए केवल सहायक कार्य करता है?

डीएनए अणु की डबल-स्ट्रैंडेड प्रकृति इसके स्व-दोहराव (प्रतिकृति) और क्षति के उन्मूलन - मरम्मत की प्रक्रियाओं को रेखांकित करती है (क्षतिग्रस्त स्ट्रैंड क्षतिग्रस्त स्ट्रैंड को बहाल करने के लिए एक मैट्रिक्स के रूप में कार्य करता है)। एकल-फंसे होने के कारण, आरएनए प्रतिकृति बनाने में सक्षम नहीं है, और इसकी मरम्मत प्रक्रियाएं बाधित होती हैं। इसके अलावा, राइबोज़ पर एक अतिरिक्त हाइड्रॉक्सिल समूह की उपस्थिति (डीऑक्सीराइबोज़ की तुलना में) आरएनए को डीएनए की तुलना में हाइड्रोलिसिस के प्रति अधिक संवेदनशील बनाती है।

इंटरफ़ेज़ क्या है? यह शब्द लैटिन शब्द "इंटर" से आया है, जिसका अनुवाद "बीच" और ग्रीक "फासिस" - अवधि के रूप में किया गया है। यह सबसे महत्वपूर्ण अवधि है जिसके दौरान कोशिका बढ़ती है और अगले विभाजन की तैयारी के लिए पोषक तत्वों को जमा करती है। इंटरफ़ेज़ पूरे कोशिका चक्र के एक बड़े हिस्से पर कब्जा कर लेता है, कोशिका के पूरे जीवन का 90% तक इसमें होता है।

इंटरफेज़ क्या है

एक नियम के रूप में, कोशिका घटकों का मुख्य भाग पूरे चरण में बढ़ता है, इसलिए इसमें किसी भी व्यक्तिगत चरण को अलग करना काफी मुश्किल है। फिर भी, जीवविज्ञानियों ने कोशिका केंद्रक में प्रतिकृति के समय पर ध्यान केंद्रित करते हुए इंटरफ़ेज़ को तीन भागों में विभाजित किया है।

इंटरफेज़ अवधि: जी(1) चरण, एस चरण, जी(2) चरण। प्रीसिंथेटिक अवधि (जी1), जिसका नाम अंग्रेजी गैप से आया है, जिसका अनुवाद "अंतराल" के रूप में किया जाता है, विभाजन के तुरंत बाद शुरू होता है। यह बहुत लंबी अवधि है, जो दस घंटे से लेकर कई दिनों तक चलती है। यह इस अवधि के दौरान है कि पदार्थों का संचय होता है और आनुवंशिक सामग्री को दोगुना करने की तैयारी होती है: आरएनए संश्लेषण शुरू होता है और आवश्यक प्रोटीन बनते हैं।

इसकी अंतिम अवधि में इंटरफ़ेज़ क्या है? प्रीसिंथेटिक चरण में, राइबोसोम की संख्या बढ़ जाती है, खुरदुरे एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम का सतह क्षेत्र बढ़ जाता है, और नए माइटोकॉन्ड्रिया दिखाई देते हैं। कोशिका बहुत अधिक ऊर्जा खर्च करके तेजी से बढ़ती है।

विभेदित कोशिकाएँ, जो अब विभाजित होने में सक्षम नहीं हैं, G0 नामक विश्राम चरण में रहती हैं।

अंतरावस्था की मुख्य अवधि

इंटरफ़ेज़ के दौरान कोशिका में चाहे जो भी प्रक्रियाएँ होती हों, प्रत्येक उपचरण माइटोसिस की समग्र तैयारी के लिए महत्वपूर्ण है। हालाँकि, सिंथेटिक अवधि को एक महत्वपूर्ण मोड़ कहा जा सकता है, क्योंकि इसके दौरान गुणसूत्र दोगुने हो जाते हैं और विभाजन की तत्काल तैयारी शुरू हो जाती है। आरएनए का संश्लेषण जारी रहता है, लेकिन तुरंत क्रोमोसोम प्रोटीन के साथ जुड़ जाता है, जिससे डीएनए प्रतिकृति शुरू हो जाती है।

इस भाग में कोशिका का अंतरावस्था छह से दस घंटे तक रहता है। परिणामस्वरूप, प्रत्येक गुणसूत्र दोगुना हो जाता है और इसमें पहले से ही बहन क्रोमैटिड की एक जोड़ी होती है, जो फिर धुरी के ध्रुवों तक फैल जाती है। सिंथेटिक चरण में, सेंट्रीओल्स दोगुने हो जाते हैं, बशर्ते, वे कोशिका में मौजूद हों। इस अवधि के दौरान, गुणसूत्रों को माइक्रोस्कोप के नीचे देखा जा सकता है।

तीसरी अवधि

आनुवंशिक रूप से, क्रोमैटिड बिल्कुल समान हैं, क्योंकि उनमें से एक मातृ है, और दूसरा मैसेंजर आरएनए का उपयोग करके दोहराया गया है।

जैसे ही सभी आनुवंशिक सामग्री का पूर्ण दोहरीकरण हो जाता है, विभाजन से पहले, पोस्ट-सिंथेटिक अवधि शुरू हो जाती है। इसके बाद सूक्ष्मनलिकाएं का निर्माण होता है, जिससे बाद में धुरी बनेगी, और क्रोमैटिड ध्रुवों की ओर विचरण करेंगे। ऊर्जा भी संग्रहीत होती है, क्योंकि माइटोसिस के दौरान पोषक तत्वों का संश्लेषण कम हो जाता है। पोस्टसिंथेटिक अवधि की अवधि छोटी होती है, आमतौर पर केवल कुछ घंटों तक चलती है।

चौकियों

इस प्रक्रिया के दौरान, सेल को कुछ निश्चित चौकियों - महत्वपूर्ण "मार्कर" से गुजरना होगा, जिसके बाद यह दूसरे चरण में जाता है। यदि किसी कारण से सेल चेकपॉइंट को पार करने में असमर्थ है, तो संपूर्ण सेल चक्र रुक जाता है, और अगला चरण तब तक शुरू नहीं होगा जब तक कि चेकपॉइंट से गुजरने से रोकने वाली समस्याओं को ठीक नहीं किया जाता है।

चार मुख्य बिंदु हैं, जिनमें से अधिकांश केवल इंटरफ़ेज़ में हैं। प्रीसिंथेटिक चरण में कोशिका पहली जांच चौकी से गुजरती है, जब डीएनए की अखंडता की जांच की जाती है। यदि सब कुछ सही है, तो सिंथेटिक अवधि शुरू होती है। इसमें सुलह का बिंदु डीएनए प्रतिकृति में सटीकता का सत्यापन है। संश्लेषण के बाद के चरण में जांच बिंदु पिछले दो बिंदुओं पर क्षति या चूक की जांच है। यह चरण यह भी जांचता है कि प्रतिकृति और कोशिकाएं कितनी पूरी तरह से घटित हुई हैं। जो लोग इस परीक्षा में उत्तीर्ण नहीं होते हैं उन्हें माइटोसिस में भाग लेने की अनुमति नहीं दी जाती है।

इंटरफेज़ में समस्याएँ

सामान्य कोशिका चक्र के विघटन से न केवल माइटोसिस में विफलता हो सकती है, बल्कि ठोस ट्यूमर का निर्माण भी हो सकता है। इसके अलावा, यह उनकी उपस्थिति का एक मुख्य कारण है। प्रत्येक चरण का सामान्य पाठ्यक्रम, चाहे वह कितना भी छोटा क्यों न हो, बाद के चरणों के सफल समापन और समस्याओं की अनुपस्थिति को पूर्व निर्धारित करता है। ट्यूमर कोशिकाओं में कोशिका चक्र चौकियों पर परिवर्तन होते हैं।

उदाहरण के लिए, क्षतिग्रस्त डीएनए वाली कोशिका में, इंटरफ़ेज़ की सिंथेटिक अवधि नहीं होती है। उत्परिवर्तन होते हैं जिसके परिणामस्वरूप p53 प्रोटीन जीन में हानि या परिवर्तन होता है। कोशिकाओं में कोशिका चक्र में कोई रुकावट नहीं होती है, और माइटोसिस निर्धारित समय से पहले शुरू हो जाता है। ऐसी समस्याओं का परिणाम बड़ी संख्या में उत्परिवर्ती कोशिकाएँ हैं, जिनमें से अधिकांश अव्यवहार्य हैं। हालाँकि, जो कार्य कर सकते हैं वे घातक कोशिकाओं को जन्म देते हैं, जो छोटे या अनुपस्थित आराम चरण के कारण बहुत तेज़ी से विभाजित हो सकते हैं। इंटरफ़ेज़ की विशेषता उत्परिवर्ती कोशिकाओं से युक्त घातक ट्यूमर को इतनी तेज़ी से विभाजित करने की अनुमति देती है।

इंटरफ़ेज़ अवधि

आइए कुछ उदाहरण दें कि माइटोसिस की तुलना में कोशिका के जीवन में इंटरफ़ेज़ अवधि कितनी अधिक समय लेती है। साधारण चूहों की छोटी आंत के उपकला में, "आराम चरण" में कम से कम बारह घंटे लगते हैं, और माइटोसिस स्वयं 30 मिनट से एक घंटे तक रहता है। फैबा बीन्स की जड़ बनाने वाली कोशिकाएं हर 25 घंटे में विभाजित होती हैं, एम चरण (माइटोसिस) लगभग आधे घंटे तक चलता है।

कोशिका जीवन के लिए इंटरफ़ेज़ क्या है? यह सबसे महत्वपूर्ण अवधि है, जिसके बिना न केवल माइटोसिस, बल्कि समग्र रूप से सेलुलर जीवन भी असंभव होगा।