زيست شناسي

سلول‌ها در دو گروه طبقه‌بندي مي‌شوند: پروكاريوت‌ها و يوكاريوت‌ها. به دليل تفاوت‌هاي ساختاري در سلول‌هاي اين دو گروه، طريقه تقسيم آنها نيز با هم تفاوت دارند.
البته در يوكاريوت‌ها تقسيم سلول‌هاي سوماتيك (غيرجنسي) با سلول‌هاي جنسي (گامت‌ها) (اسپرم در مرد و تخمك در زن) تفاوت دارد.
تقسيم پروكاريوت ها
تقسيم دوتايي
اين روش تقسيم در باكتري‌ها ديده مي‌شود و باكتري‌ها از طريق همين تقسيم توليد مثل مي‌كنند. تقسيم دوتايي نوعي توليد مثل غيرجنسي است كه به توليد زاده‌هايي يكسان منجر مي‌شود. هنگام تكثير سلول دو سلول دختر حاصل مي‌شود و سلول مادر، هرچند كه از بين نمي‌رود، اما به صورت قبلي نيز وجود نخواهد داشت. به عبارت بهتر، دو سلول دختر در مجموع زماني سلول مادر بوده‌اند كه اجزاي سلولي مادر بين آن‌ها تقسيم شده‌است.

اسلايد 2 :

تقسيم يوكاريوت‌هابه دليل وجود هسته و DNA در شكل كروموزومي، در سلول‌هاي يوكاريوت، امكان تقسيم دوتايي وجود ندارد. به همين دليل يوكاريوت‌ها براي تقسيم از نوعي تقسيم هستهٔ سلول استفاده مي‌كنند و سپس سيتوپلاسم خود را تقسيم مي‌كنند كه در مجموع ميتوز نام دارد. اگر سلول‌هاي يوكاريوتي بخواهند گامت توليد كنند بايد از تقسيم ميوز استفاده كنند.تقسيم سلول‌هاي يوكاريوتي به مراتب از تقسيم سلول‌هاي پروكاريوتي(تقسيم دوتايي) پيچيده‌تر است، زيرا در اين تقسيم سيتوپلاسم و هسته هر دو نقسيم مي‌شوند و قبل از تقسيم سيتوپلاسم، لازم است اندامك‌هاي مختلف به درستي در فضاي سلول بازآرايي شوند تا بتوانند به گونه‌اي مناسب، بين دو سلول دختر توزيع شوند و سلول‌هايي كارآمد را پديد آورند.مراحل زندگي يك سلول يوكاريوتي را به صورت يك چرخه است كه از انتهاي يك تقسيم تا پايان تقسيم بعدي ادامه مي‌يابد.

اسلايد 3 :

.Aميتوزميتوز روشي براي تقسيم هسته سلول است كه شامل متراكم شدن كروموزومهاي دو كروماتيدي ، تفكيك كروماتيدهاي خواهر هر كروموزوم ، تقسيم كروموزومهاي هر سلول به دو دسته يكسان ، انتقال هر دسته كروموزوم به يك قطب سلول و در نهايت تشكيل دو هسته هم ارزش با يكديگر و مشابه با هسته ياخته مادري است.نگاه اجمالي ميتوز از پديده‌هاي جالب و قابل مشاهده به كمك ميكروسكوپهاي نوري در سلولهاي زنده است. ميتوز پديده‌اي ممتد است ولي به دليل سهولت در مطالعه آن را در چند مرحله بررسي مي‌كنند.توانايي تكثير از ويژگي‌هاي اصلي سلولهاي زنده است. با در نظر گرفتن اين كه پيكر يك انسان بالغ از حدود1014 سلول تشكيل شده كه همه از تقسيمات يك سلول تخم اوليه ايجاد شده‌اند، اهميت تكثير ياخته‌اي و فراواني آن مشخص مي‌شود. در يك انسان بالغ نيز كه رشد پايان يافته است، تكثير سلولي كه لازمه آن تقسيم سلولي است، براي ترميم سلولهاي تحليل رفته لازم است. به عنوان مثال عمر گلبولهاي قرمز خون 120 روز مي‌باشد كه بايد پس از اين مدت با گلبولهاي قرمز جديد جايگزين شوند.

اسلايد 4 :

تعاريف لازم براي درك بهتر تقسيم سلوليچرخه سلولي زمان و مجموعه تغييرات و تحولاتي را كه از آغاز يك تقسيم سلولي تا رسيدن به شروع تقسيم متوالي بعدي در سلول اتفاق مي‌افتد، چرخه ياخته‌اي يا چرخه سلولي مي‌نامند. زمان اين چرخه در سلول‌هاي مختلف و نسبت به سن و شرايط مختلف ، متفاوت است؛ به عنوان مثال ، در شرايط بهينه زيست در باكتري هر 20 دقيقه يكبار تقسيم صورت مي‌گيرد و در شرايط معمولي اين زمان به 1 ساعت مي‌رسد. در اغلب سلولهاي بدن انسان زمان متوسط چرخه سلولي حدود 16 تا 24 تقسيم سلولي 1 تا 2 ساعت است. اين چرخه سلولي شامل دو مرحله اصلي: 1ـ تقسيم (M) و 2ـ اينترفاز (مرحله استراحت) است. كروموزومكروموزوم در سلولهاي يوكاريوتي از تركيب كروماتين و پروتئينهاي هيستوني و غير هيستوني تشكيل شده است. و در سلولهاي پروكاريوتي از تركيب كروماتين و پروتئينهاي غير هيستوني ساخته شده است.

اسلايد 5 :

نگاه كلي به كروموزومواژه كروموزم به مفهوم جسم رنگي ، كه در سال 1888 بوسيله والدير بكار گرفته شد. هم اكنون اين واژه براي ناميدن رشته‌هاي رنگ‌پذير و قابل مشاهده با ميكروسكوپهاي نوري بكار مي‌رود كه از همانندسازي و نيز بهم پيچيدگي و تابيدگي هر رشته كروماتين اينترفازي در سلولهاي يوكاريوتي تا رسيدن به ضخامت 1000 تا 1400 نانومتر ايجاد مي‌شود. در پروكاريوتها نيز ماده ژنتيكي اغلب به حالت يك كروموزوم متراكم مي‌شود. در برخي باكتريها علاوه بر كروموزوم اصلي كه اغلب ژنها را شامل مي‌شود كروموزوم كوچك ديگري كه بطور معمول آن را پلاسميد مي‌نامند، قابل تشخيص است گر چه تعداد كمي از ژنها بر روي پلاسميد قرار دارند.اما از آنجا كه در بيشتر موارد ژنهاي مقاومت به آنتي بيوتيكها بر روي آن جايگزين شده‌اند، از نظر پايداري و بقاي نسل باكتري اهميت زيادي دارد. كروماتين در ساختمان كروموزوم به شكل لوپ ديده مي‌شود. لوپها توسط پروتئينهاي اتصالي به DNA كه مناطق خاصي از DNA را تشخيص مي‌دهند پابرجا مي‌ماند. سپس مراحل پيچ خوردگي نهايتا نوارهايي را كه در كروموزومهاي متافازي ديده مي‌شود ايجاد مي‌كند. هر تيپ كروموزومي يك نوع نواربندي اختصاصي را در ارتباط با نوع رنگ آميزي نشان مي‌دهد. اين رنگ آميزيها منجر به مشخص شدن تعداد و خصوصيات كروموزومهاي هر گونه از موجودات زنده مي‌گردد. كه اين خصوصيات تعدادي و مورفولوژيك كروموزومها را كاريوتيپ مي‌نامند.

اسلايد 6 :

براي تبديل يك رشته كروماتيني 10 تا 30 نانومتري به يك كروموزوم ، علاوه بر لزوم همانندسازي رشته كروماتين سطوح سازمان يافتگي‌اي را در نظر مي‌گيرند كه ضمن آن با دخالت H3 ، H1 و پروتئين‌هاي غير هيستوني پيچيدگيها و تابيدگيهاي رشته كروماتين افزايش مي‌يابد، طول آن كم ، ضخامت و تراكمش زياد مي‌شود و به كروموزوم تبديل مي‌گردد. اين سطوح سازمان يافتگي و اغلب به صورت رسيدن از رشته 10 تا 30 نانومتري به رشته 90 تا 100 نانومتري تشكيل رشته 30 تا 400 نانومتري و در مراحل بعد با افزايش پيچيدگيها و تابيدگيها ، ايجاد رشته 700 نانومتري و بالاخره تشكيل كروموزوم داراي دو كروماتيد و با ضخامت تا 1400 نانومتر در نظر مي‌گيرند.اولين مرحله پيچيدگي و تراكم رشته كروماتين براي تبديل به كروموزوم با فسفريلاسيون شديد هيستونهاي H3 ، H1 همراه است. پس از رها شدن DNA از اكتامر هيستوني ، با دخالت آنزيمهاي مسئول همانندسازي ، پيوندهاي هيدروژني بين دو زنجيره گسسته مي‌شود، هر زنجيره مكممل خود را مي‌سازد و به تدريج با ادامه همانندسازي ، دو مولكول DNA بوجود مي‌آيد كه در هر مولكول يك زنجيره قديمي و زنجيره ديگر نوساخت است. بخشهاي مختلف اين دو مولكول DNA كه نظير همديگر هستند به تدريج كه همانندسازيشان پايان مي‌پذيرد، با اكتامرهاي هيستوني كه نيمي از آنها اكتامرهاي والدي و نيمي جديد هستند تركيب مي‌شوند.

اسلايد 7 :

بعد از تشكيل ساختمان نوكلئوزومي ، دو رشته كروماتين 10 نانومتري و سپس رشته‌هاي 30 نانومتري ايجاد مي‌شوند. هر رشته كروماتين 30 نانومتر سطوح سازمان يافتگي را مي‌گذارند، با مجموعه‌اي از پروتئينهاي غير هيستوني زمينه‌اي يا اسكلتي آميخته مي‌شود و به يك كروماتيد تبديل مي‌شود. مجموعه دو كروماتيد نظير هم كه از محل سانترومر بهم متصل‌اند كروموزوم متافازي را ايجاد مي‌كنند. - اجزاي ساختماني كروموزوم در متافاز كه كروموزومها سازمان يافتگي بيشتري دارند، براي هر كروموزوم بخشهاي زير در نظر گرفته مي‌شود. كروماتيد كروماتيد بخشي از كروموزوم متافازي است كه نيمي از سراسر طول كروموزوم را مي‌سازد. دو كروماتيد هر كروموزوم از ناحيه سانترومر بهم متصل‌اند. هر كروماتيد از ابر پيچيدگيهاي رشته كروماتين و آميختگي آن با پروتئينهاي غير هيستوني اسكلتي يا زمينه‌اي بوجود آمده است. دو كروماتيد هر كروموزوم متافازي را كه در حكم تصوير آينه‌اي يكديگر هستند، كروماتيدهاي خواهر يا كروماتيدهاي نظير مي‌نامند.

اسلايد 8 :

در پروفاز و گاهي در اينترفاز ، كروموزوم به صورت رشته‌هاي بسيار نازكي است كه آنها را كرومونما مي‌نامند اين رشته‌ها مراحل مقدماتي تراكم كروماتيد را نشان مي‌دهند. كروماتيد و كرومونما ، نامي براي مشخص كردن دو ساختمان يكسان اما با دو درجه سازمان يافتگي است. كرومومر نيز از تجمع ماده كروماتيني به صورت دانه‌هاي كروي ايجاد مي‌شود.

اسلايد 9 :

سانترومر محل اتصال دو كروماتيد خواهر هر كروموزوم متافازي را سانترومر نامند. سانترومر بخش نازكي از كروموزوم كه جايگاه آنرا فرورفتگي اوليه نيز مي‌نامند. ناحيه سانترومر ناحيه بسيار هتروكروماتيني است و بويژه در بخشهاي كناري خود داراي ژنها يا ترتيب‌هاي نوكلوتيدي تكراري است. اين بخشهاي هتروكروماتين با رنگهاي بازي شدت رنگ مي‌گيرند. هر كروموزوم علاوه بر سانترومر اصلي ممكن است داراي سانترومر يا سانترومرهاي فرعي در محل فشردگيهاي ثانويه باشد. فشردگيهاي ثانويه با داشتن پيچيدگيهاي كمتر از فشردگي اوليه قابل تشخيص‌اند. كينه توكور طرفين سانترمر هر كروموزوم را دو بخش پروتئيني پياله مانند و متراكم به اسم كينه توكور مي‌پوشاند. هر كينه توكور داراي سه بخش بيروني و مياني و دروني است. در ساختمان هر بخش پروتئينهاي رشته‌اي با تراكم متفاوتي قابل تشخيص هستند بخش بيروني متراكم و بخش مياني كم تراكم است. بخش دروني بطور فشرده‌اي با سانترومر اتصال دارد. كينه توكورها از مراكز سازماندهي ميكروتوبولها و رشته‌هاي دوك ميتوزي هستند. تلومر اين اصطلاح براي بخشهاي انتهايي كروماتيد بكار گرفته مي‌شود. تلومرها داراي ويژگيهاي سلول شناسي خاصي هستند. در مگس سركه ترتيب‌هاي DNAاي تلومري كه در انتهاي همه كروموزومها وجود دارد جدا سازي و بررسي شده است. تلومرها انتهاهاي مولكولهاي طويل و خطي DNAاي هستند كه در هر كروماتيد وجود دارد.

اسلايد 10 :

از سوي ديگر وقتي كروموزومها بوسيله عواملي مثل پرتوهاي X يا اثر آلكالوئيدها شكسته شوند، انتهاهاي آزاد بدون تلومر آنها چسبنده مي‌شود و با ساير كروموزومها ادغام مي‌شود. علاوه بر نقشي كه تلومرها در پايداري كروموزومها دارند، در برخي گونه‌ها به حالت مهيا و بعضي بين دو كروموزوم عمل كرده و نوك به نوك اتصال موقتي پيدا مي‌كنند. فرورفتگي ثانويه يكي ديگر از ويژگيهاي ريخت شناسي كروموزومها هستند كه از نظر موقعيت و فواصلشان بر حسب گونه‌ها جاي ثابتي دارند. وجود آنها از نظر تشخيص كروموزومها بويژه در يك مجموعه كروموزومي مفيد است فرورفتگيهاي ثانويه به دليل عدم ايجاد انحرافهاي زاويه‌دار در قطعات كروموزومي از فرورفتگيهاي اوليه شناخته مي‌شوند. سازمان دهندگان هستكي اين نواحي فرورفتگيهاي ثانويه‌اي هستند كه داراي ژنهاي رمزدار كننده RNAهاي ريبوزومي جز rRNA5S مي‌باشند و در تشكيل هستك دخالت دارند. پديدار شدن فرورفتگي ثانويه به دليل رونويسي بسيار فعال ژنهاي r RNAاي است كه آنها را از فرورفتگي‌هاي اوليه مشخص مي‌سازد. در انسان سازمان دهندگان هستكي در فرورفتگيهاي ثانويه كروموزومهاي 13 و 14 و 15 و 21 و22 قرار دارند كه همه از كروموزمهاي آكروسانتريك و داراي ماهواره هستند.