میانک1؛ رهبر نامرئی رقص تقسیم سلول
میانک چیست و چگونه ساخته میشود؟
میانکها ساختارهای لولهمانند کوچکی هستند که در سیتوپلاسم بیشتر سلولهای یوکاریوتی یافت میشوند. آنها از پروتئینهایی به نام توبولین ساخته شدهاند. هر میانک از نه دسته سهتایی از ریزلولهها تشکیل شده است که به شکل یک استوانهٔ توخالی کنار هم قرار گرفتهاند. تصور کنید چندین نی نوشیدنی را به هم بچسبانید؛ ساختار میانک هم چیزی شبیه به این است.
یک جفت میانک که به طور عمود بر هم قرار گرفتهاند، یک ساختار بزرگتر به نام سانتریول6 را تشکیل میدهند. دو سانتریول نیز به نوبهٔ خود با هم ترکیب شده و سانتروزوم7 یامرکزجسم سلولی را میسازند که نقش اصلی در تقسیم سلول دارد.
میانکها توانایی خودتکثیری دارند. این بدان معناست که میانکهای موجود در سلول میتوانند میانکهای جدیدی را بسازند. این فرآیند در طول مرحلهٔ S از چرخهٔ سلولی رخ میدهد.
میانکها چگونه تقسیم سلولی را رهبری میکنند؟
مهمترین نقش میانکها، سازماندهی فرآیند تقسیم سلولی است. آنها مانند یک رهبر ارکستر، تمام مراحل حرکت کروموزومها را هماهنگ میکنند تا هر سلول جدید، نسخهای کامل و دقیق از اطلاعات ژنتیکی را دریافت کند.
در آغاز تقسیم سلولی (میتوز)، دو جفت سانتریول که هر کدام حاوی یک جفت میانک هستند، به دو قطب مخالف سلول حرکت میکنند. سپس از هر سانتریول، رشتههای پروتئینی بسیار ریزی به نام رشتههای دوک مانند تارهای یک عنکبوت شروع به رشد میکنند. این رشتهها به کروموزومها متصل شده و آنها را به سمت قطبهای سلول میکشند. این فرآیند دقیقاً شبیه به یک ماهیگیر است که دو قایق در دو سوی رودخانه دارد و با کشیدن طنابهای متصل به تور، ماهیها (کروموزومها) را به سمت قایق مورد نظر هدایت میکند.
فاز تقسیم | نقش میانک/سانتریول | وضعیت |
---|---|---|
پروفاز | سانتریولها به قطبهای سلول حرکت میکنند و تشکیل دوک تقسیم را آغاز میکنند. | شروع |
متافاز | رشتههای دوک به سانترومر هر کروموزوم متصل میشوند و آنها را در صفحهٔ استوایی سلول ردیف میکنند. | پیشرفت |
آنافاز | رشتههای دوک کوتاه شده و کروموزومهای جدا شده را به سمت قطبها میکشند. | حساس |
تلوفاز | دوک ناپدید میشود. هر سلول دختر یک جفت سانتریول دریافت میکند که برای تقسیم بعدی آماده میشود. | تکمیل |
کاربرد میانکها فراتر از تقسیم سلولی
اگرچه نقش میانکها در تقسیم سلولی بسیار حیاتی است، اما کاربرد آنها به همینجا ختم نمیشود. یکی از جالبترین نقشهای میانکها، شرکت در ساختار مژک8 و تاژک9 است. مژکها و تاژکها، زائدههای مویمانندی هستند که از سطح برخی سلولها بیرون زدهاند و به سلول کمک میکنند تا حرکت کند یا مواد را در اطراف خود به جریان بیندازد.
به عنوان مثال، سلولهای پوششی مجاری تنفسی ما، مژکهای زیادی دارند. این مژکها با حرکت هماهنگ خود، مانند یک جاروبرقی کوچک، ذرات گرد و غبار و میکروبها را به سمت بیرون بینی و گلو میرانند تا از ریهها محافظت کنند. این حرکت تنها به لطف ساختار پایهای میانکها که درمرکز سلول قرار دارد، امکانپذیر است. ساختار یک مژک را میتوان با فرمول $9 \times 2 + 2$ نشان داد، یعنی ۹ جفت ریزلوله در محیط و یک جفت درمرکز.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. سلولهای گیاهی بالغ معمولاً فاقد میانک و سانتریول هستند و برای تشکیل دوک تقسیم از روشهای دیگری استفاده میکنند. همچنین سلولهای عصبی بالغ و سلولهای ماهیچهای اسکلتی که دیگر تقسیم نمیشوند، اغلب سانتریولهای خود را از دست میدهند.
هرگونه اختلال در عملکرد میانکها میتواند منجر به تقسیم نادرست کروموزومها شود. در این حالت، ممکن است یک سلول دختر تعداد زیادی کروموزوم و سلول دیگر تعداد بسیار کمی کروموزوم دریافت کند. این پدیده، که به نام بیثباتی ژنومی شناخته میشود، یکی از عوامل اصلی در بروز بیماریهایی مانند سرطان است.
میانکها در هر دو فرآیند نقش سازماندهی دوک تقسیم را بر عهده دارند. اما در میوز، که برای تولید سلولهای جنسی (اسپرم و تخمک) رخ میدهد، این فرآیند دو مرحلهای است (میوز I و میوز II). میانکها باید در هر دو مرحله حاضر باشند تا اطمینان حاصل شود که تعداد کروموزومها در سلولهای جنسی به نصف کاهش مییابد.
پاورقی
1میانک (Centriole): یک اندامک استوانهای متشکل از ریزلولهها که در تقسیم سلولی و تشکیل مژک و تاژک نقش دارد.
2تقسیم سلولی (Cell Division): فرآیندی که در آن یک سلول مادر به دو یا چند سلول دختر تقسیم میشود.
3اسکلت سلولی (Cytoskeleton): شبکهای از رشتههای پروتئینی در سیتوپلاسم که به سلول شکل میدهد و در حرکت آن کمک میکند.
4میتوز (Mitosis): نوعی تقسیم سلولی که در آن یک سلول به دو سلول دختر یکسان با تعداد کروموزومهای برابر تقسیم میشود.
5میوز (Meiosis): نوعی تقسیم سلولی که برای تولید سلولهای جنسی به کار میرود و تعداد کروموزومها را به نصف کاهش میدهد.
6سانتریول (Centriole): یک ساختار سلولی متشکل از دو میانک که عمود بر هم قرار گرفتهاند.
7سانتروزوم (Centrosome): ناحیهای در سلول که حاوی دو سانتریول است و به عنوان مرکز سازماندهی ریزلولهها عمل میکند.
8مژک (Cilium): زائدههای مویمانند کوتاه و متعدد روی سطح برخی سلولها که برای حرکت مواد استفاده میشوند.
9تاژک (Flagellum): زائدههای مویمانند بلند و کمتعداد (معمولاً یک یا دو عدد) که برای حرکت سلول به کار میروند.