سلول های دختری: سفری به دنیای میتوز و میوز

سلول های دختری، سلول هایی هستند که از تقسیم یک سلول مادر واحد به وجود می آیند. این سلول ها از طریق فرآیندهای تقسیم سلولی به نام میتوز و میوز تولید می شوند. تقسیم سلولی، مکانیسم تولید مثل است که از طریق آن، موجودات زنده رشد می کنند، توسعه می یابند و تولید مثل می کنند.

در پایان چرخه سلولی میتوزی، یک سلول منفرد تقسیم شده و دو سلول دختری را ایجاد می کند. یک سلول مادر که میوز را طی می کند، چهار سلول دختری تولید می کند. در حالی که میتوز هم در موجودات پروکاریوتی و هم یوکاریوتی رخ می دهد، میوز در سلول های جانوری یوکاریوتی، سلول های گیاهی و قارچ ها اتفاق می افتد.

نکات کلیدی درباره سلول های دختری

• سلول های دختری، سلول هایی هستند که نتیجه تقسیم یک سلول مادر هستند. دو سلول دختری، نتیجه نهایی فرآیند میتوز هستند، در حالی که چهار سلول، نتیجه نهایی فرآیند میوز هستند.
• در موجوداتی که از طریق تولید مثل جنسی تولید مثل می کنند، سلول های دختری از میوز حاصل می شوند. میوز یک فرآیند تقسیم سلولی دو مرحله ای است که در نهایت گامت های یک موجود زنده را تولید می کند. در پایان این فرآیند، نتیجه چهار سلول هاپلوئید است.
• سلول ها یک فرآیند بررسی و اصلاح خطا دارند که به اطمینان از تنظیم مناسب میتوز کمک می کند. در صورت بروز خطا، سلول های سرطانی که به تقسیم ادامه می دهند ممکن است ایجاد شوند.

سلول های دختری در میتوز

میتوز مرحله ای از چرخه سلولی است که شامل تقسیم هسته سلول و جداسازی کروموزوم ها است. فرآیند تقسیم تا بعد از سیتوکینز کامل نمی شود، زمانی که سیتوپلاسم تقسیم شده و دو سلول دختری مجزا تشکیل می شوند. قبل از میتوز، سلول با تکثیر DNA و افزایش جرم و تعداد اندامک های خود، برای تقسیم آماده می شود. حرکت کروموزوم ها در مراحل مختلف میتوز رخ می دهد:

• پروفاز
• متافاز
• آنافاز
• تلوفاز

در طی این مراحل، کروموزوم ها جدا شده، به قطب های مخالف سلول منتقل می شوند و در داخل هسته های تازه تشکیل شده قرار می گیرند. در پایان فرآیند تقسیم، کروموزوم های تکثیر شده به طور مساوی بین دو سلول تقسیم می شوند. این سلول های دختری سلول های دیپلوئید از نظر ژنتیکی یکسان هستند که دارای تعداد کروموزوم و نوع کروموزوم یکسانی هستند.

سلول های سوماتیک نمونه هایی از سلول هایی هستند که از طریق میتوز تقسیم می شوند. سلول های سوماتیک شامل تمام انواع سلول های بدن به استثنای سلول های جنسی هستند. تعداد کروموزوم سلول سوماتیک در انسان 46 است، در حالی که تعداد کروموزوم برای سلول های جنسی 23 است. در واقع، سلول های جنسی نیمی از اطلاعات ژنتیکی سلول های سوماتیک را دارند. میتوز یک فرآیند مهم برای رشد، ترمیم و نگهداری بافت ها در موجودات چند سلولی است.

سلول های دختری در میوز

در موجوداتی که قادر به تولید مثل جنسی هستند، سلول های دختری توسط میوز تولید می شوند. میوز یک فرآیند تقسیم دو مرحله ای است که گامت ها را تولید می کند. سلول تقسیم شونده دو بار از مراحل پروفاز، متافاز، آنافاز و تلوفاز عبور می کند.

در پایان میوز و سیتوکینز، چهار سلول هاپلوئید از یک سلول دیپلوئید واحد تولید می شوند. این سلول های دختری هاپلوئید نیمی از تعداد کروموزوم های سلول مادر را دارند و از نظر ژنتیکی با سلول مادر یکسان نیستند. میوز نقش حیاتی در افزایش تنوع ژنتیکی در جمعیت ها دارد.

در تولید مثل جنسی، گامت های هاپلوئید در لقاح به هم می پیوندند و یک زیگوت دیپلوئید را تشکیل می دهند. زیگوت به تقسیم شدن از طریق میتوز ادامه می دهد و به یک فرد جدید کاملاً فعال تبدیل می شود. ترکیب اطلاعات ژنتیکی از دو گامت مختلف، منجر به ایجاد یک زیگوت با ترکیب منحصر به فردی از ژن ها می شود.

سلول های دختری و حرکت کروموزوم ها

چگونه سلول های دختری پس از تقسیم سلولی، تعداد مناسبی از کروموزوم ها را دریافت می کنند؟ پاسخ این سوال به دستگاه دوک مربوط می شود.

دستگاه دوک از ریزلوله ها و پروتئین هایی تشکیل شده است که کروموزوم ها را در طول تقسیم سلولی دستکاری می کنند. فیبرهای دوک به کروموزوم های تکثیر شده متصل می شوند و در صورت لزوم آنها را حرکت داده و جدا می کنند. دوک های میتوزی و میوز کروموزوم ها را به قطب های مخالف سلول منتقل می کنند و اطمینان می دهند که هر سلول دختری تعداد صحیح کروموزوم ها را دریافت می کند.

دوک همچنین محل صفحه متافاز را تعیین می کند. این محل که به طور مرکزی قرار دارد، تبدیل به صفحه ای می شود که سلول در نهایت روی آن تقسیم می شود. صفحه متافاز نقش مهمی در اطمینان از توزیع مساوی کروموزوم ها بین سلول های دختری ایفا می کند.

سلول های دختری و سیتوکینز

آخرین مرحله در فرآیند تقسیم سلولی در سیتوکینز رخ می دهد. این فرآیند در طول آنافاز شروع می شود و پس از تلوفاز در میتوز به پایان می رسد. در سیتوکینز، سلول تقسیم شونده با کمک دستگاه دوک به دو سلول دختری تقسیم می شود. سیتوکینز یک فرآیند حیاتی است که تضمین می کند هر سلول دختری دارای سیتوپلاسم و اندامک های کافی برای عملکرد صحیح باشد.

سلول های جانوری

در سلول های جانوری، دستگاه دوک محل یک ساختار مهم در فرآیند تقسیم سلولی به نام حلقه انقباضی را تعیین می کند. حلقه انقباضی از رشته های ریزلوله اکتین و پروتئین ها، از جمله پروتئین حرکتی میوزین، تشکیل شده است. میوزین حلقه رشته های اکتین را منقبض می کند و یک شیار عمیق به نام شیار شکاف ایجاد می کند. با ادامه انقباض حلقه انقباضی، سیتوپلاسم را تقسیم می کند و سلول را از طریق شیار شکاف به دو قسمت تقسیم می کند.

سلول های گیاهی

سلول های گیاهی حاوی آسترها، ریزلوله های دستگاه دوک ستاره ای شکل، که به تعیین محل شیار شکاف در سلول های جانوری کمک می کنند، نیستند. در واقع، هیچ شیار شکافی در سیتوکینز سلول گیاهی تشکیل نمی شود. در عوض، سلول های دختری توسط یک صفحه سلولی جدا می شوند که از وزیکول هایی تشکیل شده است که از اندامک های دستگاه گلژی آزاد می شوند. صفحه سلولی به صورت جانبی منبسط می شود و با دیواره سلولی گیاه ادغام می شود و یک پارتیشن بین سلول های دختری تازه تقسیم شده تشکیل می دهد. با بالغ شدن صفحه سلولی، در نهایت به دیواره سلولی تبدیل می شود.

کروموزوم های دختری

کروموزوم های موجود در سلول های دختری، کروموزوم های دختری نامیده می شوند. کروموزوم های دختری حاصل جداسازی کروماتیدهای خواهری هستند که در آنافاز میتوز و آنافاز II میوز رخ می دهد.

کروموزوم های دختری از تکثیر کروموزوم های تک رشته ای در طول فاز سنتز (فاز S) چرخه سلولی ایجاد می شوند. پس از تکثیر DNA، کروموزوم های تک رشته ای به کروموزوم های دو رشته ای تبدیل می شوند که در ناحیه ای به نام سانترومر به هم متصل می شوند.

کروموزوم های دو رشته ای به عنوان کروماتیدهای خواهری شناخته می شوند. کروماتیدهای خواهری در نهایت در طول فرآیند تقسیم از هم جدا می شوند و به طور مساوی بین سلول های دختری تازه تشکیل شده توزیع می شوند. به هر کروماتید جدا شده یک کروموزوم دختری گفته می شود. توزیع دقیق کروموزوم های دختری برای حفظ ثبات ژنتیکی سلول های دختری ضروری است.

سلول های دختری و سرطان

تقسیم سلولی میتوزی به شدت توسط سلول ها تنظیم می شود تا اطمینان حاصل شود که هر گونه خطایی اصلاح می شود و سلول ها به درستی با تعداد صحیح کروموزوم تقسیم می شوند. در صورت بروز اشتباه در سیستم های بررسی خطای سلولی، سلول های دختری حاصل ممکن است به طور ناهموار تقسیم شوند.

در حالی که سلول های طبیعی دو سلول دختری با تقسیم میتوزی تولید می کنند، سلول های سرطانی به دلیل توانایی خود در تولید بیش از دو سلول دختری متمایز می شوند. این تقسیم نامنظم و تکثیر سریع، یکی از ویژگی های بارز سلول های سرطانی است.

سه یا چند سلول دختری ممکن است از تقسیم سلول های سرطانی ایجاد شوند و این سلول ها با سرعت بیشتری نسبت به سلول های طبیعی تولید می شوند. به دلیل تقسیم نامنظم سلول های سرطانی، سلول های دختری ممکن است در نهایت دارای کروموزوم های بیش از حد یا کافی نباشند.

سلول های سرطانی اغلب در نتیجه جهش در ژن هایی ایجاد می شوند که رشد طبیعی سلول را کنترل می کنند یا برای سرکوب تشکیل سلول های سرطانی عمل می کنند. این سلول ها به طور غیرقابل کنترلی رشد می کنند و مواد مغذی موجود در منطقه اطراف را تخلیه می کنند. برخی از سلول های سرطانی حتی از طریق سیستم گردش خون یا سیستم لنفاوی به مکان های دیگر بدن نیز منتقل می شوند.