تقسیم یاخته: فرآیند حیاتی تکثیر در جانداران
سلول چیست و چرا باید تقسیم شود؟
همانطور که آجر، کوچکترین جزء ساختمان است، یاخته یا سلول نیز واحد بنیادی و زندهٔ ساختمان بدن هر موجود زنده است. پوست، ماهیچه، استخوان و حتی خون ما همگی از سلولهای بسیار زیادی تشکیل شدهاند. اما یک سلول مثل یک بادکنک تنها میتواند تا اندازه معینی بزرگ شود. اگر بیش از حد بزرگ شود، نمیتواند مواد غذایی و اکسیژن را به خوبی به تمام قسمتهای خود برساند و مواد زائد را دفع کند. راهحل طبیعت برای این مشکل، تقسیم شدن است. با تقسیم، یک سلول بزرگ به دو سلول کوچکتر و کارآمدتر تبدیل میشود.
نیاز به تقسیم سلول در زندگی روزمره کاملاً مشهود است. وقتی پوست دست شما بریده میشود، سلولهای سالم اطراف زخم شروع به تقسیم میکنند تا بافت از دست رفته را جایگزین کنند و زخم ترمیم شود. یا زمانی که یک کودک رشد میکند، افزایش تعداد سلولها در استخوانها و ماهیچههایش باعث بلندتر و قویتر شدن او میگردد.
انواع اصلی تقسیم یاخته: میتوز و میوز
سلولها بسته به وظیفهای که دارند، به دو روش اصلی تقسیم میشوند. درک تفاوت این دو روش بسیار مهم است.
| ویژگی | میتوز | میوز |
|---|---|---|
| کارکرد اصلی | رشد بدن و ترمیم بافتها | تولید سلولهای جنسی (اسپرم و تخمک) برای تولید مثل |
| تعداد سلول دختر | 2 سلول | 4 سلول |
| تعداد کروموزوم سلول دختر | مشابه والد (مثلاً 46 کروموزوم در انسان) | نصف والد (مثلاً 23 کروموزوم در انسان) |
| مثال ملموس | التیام زخم، رشد قد یک نوجوان | تشکیل سلولهای تخمک در مادر و اسپرم در پدر |
مراحل تقسیم میتوز به زبان ساده
برای درک میتوز، بهتر است آن را به چند مرحلهٔ منظم و پشت سر هم تقسیم کنیم. تصور کنید سلول مانند یک کارخانه است که باید تمام ماشینآلات و دستورالعملهایش (کروموزومها) را به طور مساوی بین دو کارخانهٔ جدید تقسیم کند.
۱. مرحله پیشچینی (اینترفاز) سلول برای تقسیم آماده میشود. مواد غذایی جذب میکند، رشد میکند و مهمتر از همه، تمام کروموزومهایش را کپیبرداری میکند. پس از این مرحله، هر کروموزوم از دو بخش کاملاً یکسان به نام کروماتید خواهری تشکیل شده است که مانند دو بند کفش به هم چسبیدهاند.
۲. مرحله فشردهسازی (پروفاز) کروموزومهای دراز و نامرتب، مانند نخهای کاموایی که به دور کلاف پیچیده شوند، فشرده و کوتاه میشوند تا قابل حمل باشند. در این مرحله آنها به وضوح زیر میکروسکوپ قابل دیدن میشوند.
۳. مرحله ردیف شدن (متافاز) کروموزومها به کمک رشتههای ویژهای، خود را در خط مرکزی سلول مرتب میکنند. این کار مانند این است که قبل از تقسیم اسباببازیها بین دو کودک، همهٔ آنها را به دقت در یک ردیف وسط اتاق بچینیم.
۴. مرحله جدا شدن (آنافاز) کروماتیدهای خواهری که تا اینجا به هم متصل بودند، از ناحیه اتصال از هم جدا میشوند و به دو سوی مخالف سلول کشیده میشوند. اکنون هر مجموعه کامل از کروموزومها در یک طرف سلول جمع شدهاند.
۵. مرحله تشکیل دو سلول جدید (تلوفاز) دور هر مجموعه کروموزوم جدید، یک غشای هستهای تشکیل میشود. در نهایت سیتوپلاسم سلول نیز از وسط به دو نیم تقسیم میشود. حالا ما به جای یک سلول، دو سلول دختر کاملاً یکسان داریم که هر کدام آمادهٔ زندگی مستقل هستند.
تقسیم سلولی در دنیای اطراف ما
تقسیم سلول فقط یک مفهوم کتابی نیست؛ در زندگی روزمره و طبیعت اطراف ما دائماً در جریان است:
در بدن انسان: سلولهای پوست شما دائماً در حال تقسیم و جایگزینی سلولهای مردهای هستند که هر روز از بدنتان میریزند. در مغز استخوان، سلولها با سرعت زیاد تقسیم میشوند تا گلبولهای قرمز خون را بسازند و جایگزین آنهایی کنند که پس از 120 روز از بین میروند.
در گیاهان: جوانه زدن یک دانهٔ لوبیا در خاک، نتیجهٔ تقسیمهای سلولی متوالی است. سلولهای نوک ریشه و ساقه به طور فعال تقسیم میشوند تا گیاه بتواند ریشه دوانده و بزرگ شود.
در دنیای حیوانات: مارمولکی که دمش قطع شده، با تقسیم سلولی کنترلشده، توانایی بازسازی و رشد دُم جدید را دارد. این یک مثال عالی از ترمیم از طریق تقسیم سلول است.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: خیر. اگر مکانیسم کنترل تقسیم سلول از کار بیفتد، سلولها به طور بیرویه و غیرقابل کنترل شروع به تقسیم میکنند. این تقسیمهای غیرعادی میتوانند باعث تشکیل تودههایی به نام تومور شوند که بعضی از آنها ممکن است خطرناک (سرطانی) باشند. پس تقسیم سلولی باید دقیقاً تنظیم و کنترل شود.
پاسخ: خیر. بعضی سلولها پس از بلوغ، توانایی تقسیم شدن را از دست میدهند. برای مثال، بیشتر سلولهای عصبی (نورونها) در مغز و بسیاری از سلولهای ماهیچهای قلب، پس از تشکیل، دیگر تقسیم نمیشوند. به همین دلیل آسیب به این بافتها معمولاً به سختی ترمیم میشود.
پاسخ: خیر. هر دو نوع تقسیم در گیاهان، قارچها و آغازیان نیز اتفاق میافتد. مثلاً رشد ریشه و ساقهٔ گیاه به میتوز وابسته است و تولید سلولهای جنسی در گیاهان گلدار نیز از طریق میوز صورت میگیرد.
پاورقی
1تقسیم یاخته (Cell Division): فرآیندی که در آن یک سلول (یاخته) به دو یا چند سلول جدید تقسیم میشود.
2میتوز (Mitosis): نوعی تقسیم سلولی که در آن یک سلول دیپلوئید به دو سلول دختر کاملاً یکسان از نظر ژنتیکی تقسیم میشود. این تقسیم برای رشد و ترمیم بافتها استفاده میشود.
3میوز (Meiosis): نوعی تقسیم سلولی که در آن یک سلول دیپلوئید پس از دو مرحله تقسیم، چهار سلول هاپلوئید (با نصف مواد ژنتیکی اولیه) تولید میکند. این تقسیم برای تولید گامتها (سلولهای جنسی) ضروری است.
4کروموزوم (Chromosome): ساختارهای رشتهمانندی درون هسته سلول که از DNA و پروتئین ساخته شدهاند و حامل اطلاعات وراثتی (ژنها) هستند.
5هسته (Nucleus): بخش مرکزی و کنترلکننده سلول که کروموزومها را در خود نگه میدارد.
