'گزارشکار آزمایشگاه زیست سلولی «میتوز»

برای مشاهده به ادامه ی مطلب مراجعه کنید

 

 

بررسی تقسیم میتوز در ریشه پیاز

مقدمه :

 در تقسیم میتوز از یک سلول دیپلوئید (سلولی که در هسته خود دارای 2 کروموزوم باشد.)، دو سلول دیپلوئید کاملاً مشابه یکدیگر و مشابه با سلول اولیه پدید می آید. در واقع نقش تقسیم میتوز فقط افزایش تعداد سلول ها است. در چرخه زندگی هر سلول، دو مرحله وجود دارد:

1) مرحلهای که سلول زندگی عادی خود را میگذراند و در حال تقسیم شدن نیست. به این مرحله اصطلاحاً مرحله اینترفاز گفته میشود.

2) مرحله دوم همان مرحلهای است که طی آن سلول تقسیم میشود و به نام مرحله میتوز شناخته میشود. به این ترتیب، یک چرخه سلولی از پایان یک میتوز شروع میشود و تا پایان میتوز بعدی ادامه دارد. به عبارت دیگر، یک چرخه سلولی شامل اینترفاز و میتوز بعد از آن است.از آنجا که طی میتوز، از یک سلول دیپلوئید، دو سلول دیپلوئید پدید میآید که هر یک دارای مادi وراثتd مساوی با سلول اولیه هستند، لازم است که پیش از تقسیم، سلول دیپلوئید اولیه، ماده وراثتی خود را دو برابر نماید

S مشکل اصلی در تقسیم میتوز جداسازی و توزیع دقیق (تفکیک)کروموزوم هایی است که در مرحله همانند سازی شده اند.تمام سلول های یوکاریوتی به وش مشابهی این مشکل را حل می کنند .آنها ماشین سیتواسکلتی خاصی را سر هم بندی کرده که مجموعه های کروموزومی مضاعف شده را از هم جدا می کند و سیتوپلاسم را به دو قسمت تقسیم می کند.وقتی کروموزوم در فاز S مضاعف می شوند دو نسخه کروموزومی به هم چسبیده باقی می مانند که به عنوان کروماتیدهای خواهری یکسان شناخته می شوند.این کروماتیدهای خواهری با کمپلکس های پروتئینی به نام کوهسین (cohesion ) در کنار هم باقی می مانند.وجود این پرتئین ها برای تفکیک صحیح کروموزوم حیاتی است.هنگامی که سلول در آستانه ورود به فاز میتوز کروموزوم های مضاعف فشرده می شوند و به شکل ساختارهای نخ مانندی قابل مشاهده هستند .

 
حال به بررسی مراحل تقسیم میتوز میپردازیم

  
1) مرحله پروفاز: در این مرحله «سانتریولها» که به صورت یک جفت میله عمود بر هم نزدیک هسته سلولهای جانوری (و سلولهای آن دسته از گیاهانی که گامت نر متحرک تولید میکنند) قرار دارند و در پایان اینترفاز مضاعف شدهاند، به طرف قطبهای سلول حرکت میکنند. در همین مرحله، رشته های اسکلت سلولی دستخوش تغییراتی میشوند و دوک تقسیم را پدید می آورند که سانتریولها در دو قطب آن قرار دارند. در مدتی که سانتریولها به طرف قطبین سلول حرکت میکنند، هستک و غشاء هسته تحلیل میروند و رشته های کروماتین، کوتاه و قطور شده، به کروموزوم تبدیل میشوند.

2) مرحله متافاز: در این مرحله کروموزومهای مضاعف از ناحیه سانترومر خود به رشتههای دوک متصل میشوند و توسط این رشتهها به استوای سلول هدایت میشوند. از آنجا که در مرحله بعدی دو کروماتید هر کروموزوم باید از یکدیگر جدا شوند، لازم است که هر یک دارای سانترومر مستقلی باشند. پس از جدا شدن کروماتیدها از یکدیگر، لفظ «کروماتید» در مورد دو رشته یک کروموزوم مضاعف که اکنون از هم جدا شده و هر یک دارای سانترومر مستقلی هستند، کاربرد  کلی، هر قطعهای از ماده وراثتی که یک سانترومر داشته باشد، یک( کروموزوم) است ندارد. پس به همین خاطر به طور از تقسیم سانترومر، هر یک از کروماتیدهای سابقِ یک کروموزوم مضاعف، به یک کروموزومِ تک رشته ای تبدیل میشوند.

 3) مرحله آنافاز: در این مرحله رشته های دوک کروماتیدهای خواهری هر کروموزوم را که در پایان مرحله متافاز دارای سانترومر مستقلی شده اند، (و اکنون هر کدام یک کروموزوم هستند) از هم جدا میکنند و هر کروموزومِ تک رشته ای به طرف یکی از قطبهای سلول هدایت میشود. به این ترتیب در پایان مرحله آنافاز، در هر قطب سلول یک نسخه از هر یک از کروموزومهای سلول اولیه وجود دارد.

4) مرحله تلوفاز: وقایع این مرحله دقیقاً عکس وقایع مرحله پروفاز است. هستک و غشاء هسته ظاهر میشوند؛ کروموزوم های هر قطب دوباره نازک و بلند میشوند و شبکه کروماتین را تشکیل میدهند و در نهایت با فرورفتگی غشا، دو سلول کاملاً مشابه یکدیگر و مشابه سلول اولیه به وجود می آید.

نتیجه گیری:

در مورد تقسیم میتوز، توجه به این نکته ضروری است که چون کروماتیدهای خواهری از نظر ژنتیکی دقیقاً مانند یکدیگر هستند و اللهای یکسانی را حمل میکنند، جدا شدن آنها در مرحله آنافاز و انتقال هر یک به یکی از سلولهای حاصل از تقسیم، سبب ایجاد تمایز ژنتیکی بین دو سلول حاصل از تقسیم نمیشود. در نتیجه سلولهای حاصل از تقسیم میتوز، کاملاً مشابه یکدیگر و مشابه سلول اولیه هستند.

پرسشها :

1) سیتوکینز جیست و در سلول های گاهی وحیوانی چگونه است ؟در چه زمانی رخ میدهد؟

پاسخ :

به تقسیم سیتوپلاسم سیتوکینز گفته می‌شود. معمولاً پس از پایان میتوز سیتوپلاسم نیز تقسیم می‌شود.

در سلول‌های جانوری کمربندی از رشته‌های پروتئینی (پروتئین‌های اکتین و میوزین  پروتئین‌های سازنده‌ی ماهیچه‌ها) در وسط سلول ایجاد می‌شود که به تدریج تنگ‌تر شده و سلول را تقسیم می‌کنند.

سلول‌های گیاهی و دیگر سلول‌هایی که دیوارهٔ سخت دارند سیتوپلاسم به روش دیگری تقسیم می‌شود. در سلول‌های گیاهی وزیکول‌هایی که توسط دستگاه گلژی ساخته شده‌اند در میانهٔ سلول به یکدیگر می‌پیوندند و صفحه‌ای را پدید می‌آورند. این صفحه در واقع یک دیواره سلولی است که غشا آن را احاطه کرده است.

 در بیشتر یاخته‌ها وقتی میتوز به پایان می‌رسد سیتوکینز آغاز می‌شود.

2) نقش کمپلکس های پروتئینی کوهسین در تقسیم سلولی چیست ؟

دو کمپلکس SMC مهم که در سیکل سلولی اهمیت فراوانی دارند ، کوهسین و کاندنسین هستند که

کمپلکس کوهسین در اتصال 2 کروماتید خواهری به هم دخیل هستند در حالیکه کاندنسین در فشرده سازی کروموزوم در حین تقسیم میتوز دخیل است.

3) نقش کینه توکورها چیست؟

سانترومر ها در هنگام تقسیم سلولی به رشته های دوک تقسیم ( پروتئین های رشته ای میکروتوبولی که از پلیمریزه شده دیمرهای توبولین ایجاد می شوند) متصل می شوند. در این اتصال، ساختاری پروتئینی به نام کینه توکور (Kinetochore) نقش دارند. کینه توکور ها یک کمپلکس از پروتئین های مختلف می باشند که به سانترومر متصل می شوند وبعضی از رشته های دوک به این ساختار پروتئنی متصل می شوند. کینه توکور دارای دو ناحیه داخلی و خارجی است. بخش داخلی به سانترومر و بخش خارجی به میکروتوبول دوک متصل می شود. در مرحله آنافاز با کوتاه شدن دوک های متصل به کینه توکور کروماتیدهای خواهری به سمت قطبین کشیده می شوند.

4) در چه زمانی در مرحله متافاز کل کروموزوم به سوی یک قطب حرکت می کنند؟

5) تفاوت تقسیم میتوز و میوز در چیست؟

1) تعداد کروموزوم ها در میوز نصف می شود ولی در میتوز ثابت می ماند.

2) میوز فقط در اندام های جنسی صورت می گیرد اما میتوز در همه اندام های در حال رشد صورت می گیرد.

3) هر تقسیم میوز دو مرحله دارد اما میتوز  یک مرحله ای است.

4) حاصل هر بار میتوز دو سلول دختری است اما حاصل هر بار میوز چهار سلول دختری است.