مرحله بین‌تقسیمی: اتاق فرمان سلول
مرحله بین‌تقسیمی چیست؟
تصور کنید یک سلول مانند یک کارخانه است. قبل از اینکه این کارخانه بتواند به دو کارخانه کوچک‌تر تقسیم شود، نیاز دارد تا مواد اولیه را ذخیره کند، ماشین‌آلات را بررسی نماید و دستورالعمل‌های ساخت (DNA۵) را کپی‌برداری کند. به این فرآیند آماده‌سازی، مرحله بین‌تقسیمی می‌گویند. این مرحله، بلندترین بخش چرخه سلولی۶ است و حدود 90 درصد از زمان چرخه یک سلول معمولی را به خود اختصاص می‌دهد. در این مرحله سلول در حال تقسیم فعال نیست، اما به شدت مشغول فعالیت است.
سه فاز کلیدی مرحله بین‌تقسیمی
این مرحله خود به سه فاز متوالی و مجزا تقسیم می‌شود که هر کدام وظیفه خاصی دارند. این فازها به ترتیب G1، S و G2 نامیده می‌شوند.
| نام فاز | توضیح و فعالیت اصلی | مثال کاربردی |
|---|---|---|
| فاز G1 (فاز شکاف ۱) | سلول به سرعت رشد می‌کند، حجم سیتوپلاسم۷ افزایش می‌یابد و پروتئین‌ها و اندامک‌های جدید ساخته می‌شوند. | مانند یک نوجوان که قبل از ورود به دانشگاه، قد می‌کشد و مهارت‌های مختلفی یاد می‌گیرد. |
| فاز S (فاز سنتز) | مهم‌ترین رویداد این مرحله رخ می‌دهد: تکثیر DNA. در این فاز، مولکول DNA در هسته سلول به طور کامل کپی‌برداری می‌شود. | مانند کپی‌گیری از یک نقشه معماری بسیار مهم و ارزشمند قبل از شروع یک پروژه ساختمانی جدید. |
| فاز G2 (فاز شکاف ۲) | سلول برای تقسیم نهایی آماده می‌شود. رشد سلول ادامه می‌یابد، پروتئین‌های مورد نیاز برای تقسیم ساخته شده و خطاهای احتمالی در کپی DNA بررسی و ترمیم می‌شوند. | مانند بازبینی نهایی و بستن چمدان‌ها قبل از یک سفر طولانی. |
نقش حیاتی DNA و چگونگی تکثیر آن
DNA مانند کتاب دستورالعمل‌های بدن است که در هسته سلول نگهداری می‌شود. این مولکول ساختار مارپیچ دوگانه دارد. برای تکثیر، آنزیم‌های مخصوصی این نردبان مارپیچ را باز می‌کنند و هر رشته به عنوان الگویی برای ساخت یک رشته جدید استفاده می‌شود. نتیجه این فرآیند، دو مولکول DNA کاملاً یکسان است که هر کدام از یک رشته قدیمی و یک رشته جدید تشکیل شده‌اند. این مدل تکثیر، نیمه حفاظتی۸ نام دارد.
فرمول کلی برای توصیف این فرآیند به صورت زیر است:
این تضمین می‌کند که پس از تقسیم سلولی، هر سلول دختر یک کپی کامل و بدون خطا از تمام اطلاعات ژنتیکی را دریافت کند.
مرحله بین‌تقسیمی در بدن ما
این مرحله تنها مختص سلول‌های در حال تقسیم فعال است. برای مثال، سلول‌های بنیادی در مغز استخوان که دائماً در حال تولید سلول‌های خونی جدید هستند، بیشتر وقت خود را در مرحله بین‌تقسیمی می‌گذرانند. در مقابل، سلول‌های عصبی بزرگسالان (نورون‌ها) معمولاً وارد چرخه سلولی نمی‌شوند و در فاز G0۹ (یک حالت سکون) باقی می‌مانند. وقتی زخمی می‌شوید، سلول‌های پوست اطراف زخم از حالت G0 خارج شده و وارد مرحله بین‌تقسیمی می‌شوند تا با تقسیم شدن، بافت آسیب‌دیده را ترمیم کنند.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر. در این مرحله، DNA به شکل رشته‌های طویل و درهم‌تنیده‌ای به نام کروماتین۱۱ وجود دارد که در میکروسکوپ نوری به صورت توده‌ای یکنواخت در هسته دیده می‌شود. کروموزوم‌ها تنها در هنگام تقسیم سلول (میتوز۱۲) فشرده و قابل مشاهده می‌شوند.
سلول مکانیسم‌های نظارتی دقیقی دارد، به ویژه در نقاط وارسی۱۳ بین فازها (مثلاً بین G1 و S یا بین G2 و تقسیم). اگر آسیب کوچک باشد، ترمیم می‌شود. اگر آسیب بزرگ و غیرقابل ترمیم باشد، سلول برنامه‌ریزی شده می‌میرد (آپوپتوز۱۴) تا از ایجاد سلول‌های معیوب و بالقوه سرطانی جلوگیری کند.
میتوز فرآیند کوتاه تقسیم هسته و سیتوپلاسم است که منجر به تشکیل دو سلول دختر می‌شود. در حالی که مرحله بین‌تقسیمی مرحله بلند آماده‌سازی برای میتوز است که در آن سلول رشد کرده و DNA خود را تکثیر می‌کند. این دو با هم، چرخه کامل زندگی سلول را تشکیل می‌دهند.
پاورقی
۱ Interphase
۲ Gap 1 Phase
۳ Synthesis Phase
۴ Gap 2 Phase
۵ Deoxyribonucleic Acid (اسید دئوکسی ریبونوکلئیک)
۶ Cell Cycle
۷ Cytoplasm
۸ Semiconservative Replication
۹ G-zero Phase (حالت سکون)
۱۰ Chromosomes
۱۱ Chromatin
۱۲ Mitosis
۱۳ Checkpoints
۱۴ Apoptosis (مرگ برنامه‌ریزی شده سلول)