تقسیم تمایزی: شگفتیهای نخستین گامهای زندگی
تقسیم تمایزی چیست و چگونه رخ میدهد؟
تصور کنید یک سلول بسیار کوچک به نام زیگوت، که از به هم پیوستن سلولهای جنسی نر و ماده تشکیل شده، باید به یک موجود کامل مانند یک ماهی، یک پرنده یا یک انسان تبدیل شود. نخستین گام در این سفر طولانی، تقسیم تمایزی است. در این مرحله، زیگوت شروع به تقسیم شدن میکند، اما برخلاف تقسیمهای سلولی معمولی، این تقسیمها بسیار سریع و پشت سر هم و بدن افزایش حجم کل اتفاق میافتند. یعنی سلول مادر (زیگوت) به سلولهای کوچکتر و کوچکتری به نام بلاستومر6 تقسیم میشود، اما اندازهی کلی تودهی سلولی تقریباً ثابت میماند. مانند این است که یک مهرهی Play-Doh را به چندین مهرهی کوچکتر تقسیم کنید، بدون اینکه خمیر جدیدی اضافه کنید.
مراحل تبدیل زیگوت به بلاستولا
این سفر شگفتانگیز چند مرحلهٔ کلیدی و متوالی دارد:
| مرحله | شرح | تعداد سلولها (تقریبی) |
|---|---|---|
| زیگوت | سلول اولیه و حاصل از لقاح | 1 |
| مورولا | تودهای توپر و شبیه به توت که از تقسیمهای مکرر زیگوت تشکیل میشود | 16 - 32 |
| بلاستولا | تودهای کروی و توخالی که سلولها در اطراف و یک حفرهی مرکزی به نام بلاستوسل7 قرار گرفتهاند | 128 - 256 |
مقایسهای در قلمرو جانوران: از قورباغه تا انسان
الگو و سرعت تقسیم تمایزی در همهٔ جانوران یکسان نیست. این تفاوتها عمدتاً به مقدار و توزیع زرده8 (منبع غذایی سلول) در تخم بستگی دارد. برای نمونه، تقسیم در تخمهای دارای زردهٔ کم و یکنواخت (مانند پستانداران) کامل است، یعنی صفحهٔ تقسیم از وسط سلول عبور میکند. اما در تخمهای پرزرده (مانند پرندگان)، تقسیم ناقص است و فقط در ناحیهٔ فاقد زردهٔ متراکم اتفاق میافتد.
| نوع جانور | مقدار زرده | نوع تقسیم | مثال عملی |
|---|---|---|---|
| پستانداران (مانند انسان) | بسیار کم | کامل و یکنواخت | تشکیل مورولای کاملاً متقارن |
| دوزیستان (مانند قورباغه) | متوسط (نیمهترکی) | کامل اما ناهمگن | بلاستومرهای ناحیهٔ حیوانی کوچکتر از ناحیهٔ گیاهی هستند |
| پرندگان و خزندگان | بسیار زیاد (تخممرغی) | ناقص و جزئی | تقسیم فقط در صفحهٔ کوچک روی زرده اتفاق میافتد |
تقسیم تمایزی در عمل: از آزمایشگاه تا مزرعهداری
شاید فکر کنید این فرآیند فقط یک موضوع درسی است، اما کاربردهای عملی بسیار مهمی دارد. یکی از بارزترین مثالها، فناوری شبیهسازی و تولید حیوانات "کپی" است. در این فناوری، هستهٔ یک سلول بدن یک جانور بالغ را خارج کرده و به درون یک تخمک بیهسته تزریق میکنند. این سلول تازه، مانند یک زیگوت رفتار میکند و بلافاصله وارد فاز تقسیم تمایزی میشود تا در نهایت جنینی تشکیل دهد که از نظر ژنتیکی کاملاً مشابه جانور اهداکنندهٔ هسته است. گوسفند دالی مشهورترین نمونهٔ این فناوری است.
مثال دیگر در کشاورزی و باغداری است. برای تکثیر برخی گیاهان ارزشمند، میتوان از روش کشت بافت استفاده کرد. در این روش، یک سلول یا تکهای کوچک از یک گیاه را در محیط کشت مغذی قرار میدهند. این سلولها، فرآیندی شبیه به تقسیم تمایزی را آغاز کرده و ابتدا به یک تودهٔ سلولی نامتمایز (کالوس) و سپس به یک گیاه کامل تبدیل میشوند.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاورقی
1 Cleavage (کلیواژ)
2 Zygote (زیگوت): سلول تخم حاصل از لقاح اسپرم و تخمک.
3 Morula (مورولا): در لاتین به معنای "توت کوچک".
4 Blastula (بلاستولا)
5 Development (رشد و نمو)
6 Blastomere (بلاستومر): سلولهای حاصل از تقسیمات زیگوت.
7 Blastocoel (بلاستوسل): حفرهٔ مملو از مایع در مرکز بلاستولا.
8 Yolk (زرده): مواد مغذی ذخیره شده در سیتوپلاسم تخمک.
