تقسیم میتوز چیست؟ – مراحل انجام آن چگونه است؟

تقسیم میتوز روشی برای تکثیر سلول هاست که در آن از هر یک سلول مادر، دو سلول دختر حاصل می شود. این تقسیم از مراحل چرخه ی سلولی می باشد و شامل پنج مرحله می باشد.

تقسیم میتوز در جانداران دارای سلول های یوکاریوتی انجام می شود. سلول های پیکری با تقسیم میتوز و سلول های جنسی با تقسیم میوز تکثیر می شوند. در کتب علوم پایه ششم، هفتم و هشتم به تقسیم میتوز پرداخته شده است. در میتوز تعداد دو سلول دختر از یک سلول مادر حاصل می شود که تعداد کروموزوم های آن ها با تعداد کروموزوم های سلول مادر برابر است. برای آشنایی بیشتر با تقسیم میتوز این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک را همراهی کنید.

تقسیم سلولی چیست

بعد از بزرگ شدن به اندازه کافی سلول ها که به حدی باشد که دیگر قادر به انجام فعالیت نباشند، آن ها دچار تقسیم شده و با تشکیل سلول های جدید، سلول های مرده از بین می روند. انجام تقسیم سلولی در موجودات مختلف به روش های مختلف انجام می شود. مثلا در سلول های ساده پروکاریوتی مانند آمیب ها، تقسیم شدن دو تایی یا باینری انجام می شود. طی آن تمام مواد و محتوای سلول ها به دو قسمت مساوی تقسیم می شود و دو سلول کاملا یکسان از یک سلول مادر حاصل می شود.

اما در موجودات پیچیده یوکاریوتی مانند انسان تقسیم سلولی با توجه به نوع سلول ها متفاوت است. در سلول های غیر جنسی مانند سلول های پوست، مو و … تقسیم میتوز انجام شده و ژن هایی که در هسته سلول ها و در کروموزوم ها قرار گرفتند به طور یکسان در اختیار سلول های دختر قرار می گیرند. اما در سلول های جنسی تقسیم میوز انجام شده و گامت های تشکیل شده در انسان دارای نصف تعداد کروموزوم های سلول مادر هستند. در تمام مدت زمان عمر انسان، همه ی سلول های بدن در حال تقسیم شدن هستند. ولی سلول های عصبی از این موضوع استثنا بوده و تا آخر عمر پایدار هستند.

تقسیم میتوز و عملکرد آن چیست

در طی تقسیم میتوز مولکول های DNA دو برابر شده و می تواند با جدا شدن باعث تشکیل دو سلول شود. وقتی تقسیم میتوز انجام می شود و دو سلول دختر از یک سلول مادر تشکیل می شود، این تقسیم تعداد سلول ها را بیشتر می کند. همیشه سلول اولیه از دو سلول جنسی نر (اسپرم) و ماده (تخمک) تشکیل می شود و نام آن زیگوت می باشد. این سلول با انجام تقسیمات سلولی بیشتر و بیشتر می شود. در اولین تقسیم دو سلول، در تقسیم بعدی از دو سلول چهار سلول، باز هم در تقسیم بعدی از چهار سلول ۱۶ سلول و … همین طور تعداد سلول های بیشتر تشکیل می شود.

با تقسیمات بیشتر، سلول ها به شکل کره ای به نام بلاستولا در می آیند که با ایجاد تمایز در آن به سلول هایی با عملکرد ویژه تبدیل می شود و یک ارگانیسم شکل می گیرد. این تأثیری است که تقسیم میتوز در رشد می گذارد.

اثر دیگری که تقسیم میتوز دارد در ترمیم سلول های آسیب دیده می باشد. به این ترتیب که سلول هایی که در اطراف سلول های محل زخم یا آسیب دیده وجود دارند، شروع به تقسیم کرده و سلول های جدیدی را در ناحیه زخم دیده ایجاد می کنند. نکته جالب که وجود دارد این است که برخی از حیوانات مانند مارمولک با انجام این تقسیمات می توانند اندام های از دست داده خود مانند دم، را دوباره بسازند.

سانتریول و کروموزوم چیست

سانتریول ها که در همه سلول های جانوری و گیاهان ابتدایی مانند جلبک ها به جز جلبک قرمز وجود دارند، به شکل لوله ای هستند. سانتریول ها دوک میتوزی را در هنگام تقسیم میتوز می سازند. ولی در گیاهان عالی دوک میتوزی توسط سانتریول ها ساخته نمی شود. سانتریول ها به شکل جفتی و عمود بر هم قرار می گیرند و در این موقعیت سانتروزوم نامیده می شود.

کروموزوم ها به صورت دو کروماتیدی هستند که از ناحیه سانترومر به هم متصل هستند. کروموزوم ها دارای مولکول های DNA دو رشته ای هستند که در بردارنده ماده ژنتیکی می باشند. وقتی رشته های کروماتین در مرحله اینترفازی در هم پیچیده و متراکم شوند، کروموزوم ها را تشکیل می دهند. پروتئین کینه توکور دو طرف سانترومر را پوشانده که می تواند دوک میتوزی را ساماندهی کند.

نحوه انجام تقسیم میتوز

انجام تقسیم میتوز دارای پنج مرحله است که از مراحل اینترفاز در تقسیم سلولی می باشند. در این پنج مرحله رشد سلول همراه با تکثیر DNA انجام می شود. پروفاز، پرومتافاز، متافاز، آنافاز و تلوفاز این مراحل می باشند.

پروفاز

در مرحله پروفاز DNA به شکل متراکم است در صورتی که DNA در هنگام تکثیر در مرحله اینترفاز، به شکل باز باشد تا رشته جدید بتواند توسط آنزیم ها از روی DNA ساخته شود. در مرحله پروفاز است که بسته های بسیار محکمی از DNA متراکم، به وسیله پروتئین های هیستون ساخته شده و قابل انتقال هستند. میکروتوبول ها توسط سانتریول های آشکار شده در سلول، سازماندهی شده و به کروموزوم های DNA متصل می شوند.

در سلول های حیوانی، هسته در وسط سلول قرار دارد. اما در سلول های گیاهی در یک مرحله بازآرایی که قبل از پروفاز انجام می شود، هسته در وسط سلول قرار گرفته و سایر اندامک ها سازماندهی می شوند تا بتوانند تقسیم سلولی انجام دهند.

پرومتافاز

میکروتوبول ها باید به کروموزوم های تکثیر یافته متصل شوند. برای این عمل باید میکروتوبول ها در مجاورت آن ها قرار گیرند. مرحله پرومتافاز مرحله ای است که در آن، غشای هسته که مولکول های DNA را از سیتوزول جدا کرده بود، شکسته می شود. در اینجاست که میکروتوبول ها می توانند در ناحیه سانترومر کروموزوم ها، به پروتئین کینه توکور متصل شوند. با این اتصال کروموزوم ها به دو قطب سلول انتقال می یابند.

متافاز

در مرحله متافاز با نیروی برابر، کروموزوم ها توسط میکروتوبول ها کشیده می شوند و در وسط سلول و منطقه ای به نام صفحه متافاز قرار می گیرند. در این صفحه کروموزوم ها در کنار کروماتید خواهری قرار گرفته و با جدا کردن کروموزوم ها توسط میکروتوبول ها، ژنوم کامل در هر سلول شکل می گیرد.

آنافاز

در مرحله آنافاز با سانترومر، کروماتیدهای خواهری به هم وصل و پروتئین های اتصال دهنده آن ها از بین می رود. میکروتوبول ها در این حالت می توانند کروماتیدهای خواهری را به دو قطب سلول ببرند. در هر کروموزوم پروتئین های کروماتیدهای خواهری از بین می رود.

تلوفاز

زمانی که از یک طرف به سمت هر سانتریول، کروموزوم ها کشیده شوند و در سلول شکاف ایجاد شود، مرحله نهایی خواهد بود که تلوفاز نام دارد. سپس پاکت هسته ای به عنوان غشا دور کروموزوم ها تشکیل و و سانتریول ها از بین می روند. با تشکیل هسته، سلول های جدید می توانند به طور طبیعی شروع به فعالیت کنند.

تقسیم سیتوپلاسم و سیتوکینز

بعد از مرحله تلوفاز و تشکیل هسته های دو تایی جدید، حال نوبت به تقسیم سیتوپلاسم و اندامک های درون آن می باشد. در این مرحله که سیتوکینز نامیده می شود غشای سلولی نیز تقسیم می شود. شبکه دوک تقسیم که باید کروموزوم ها و سلول ها را از هم جدا کند، حرکات سیتوکینز را انجام می دهد و می تواند دو سلول را از هم جدا کند. در برخی از جانوران مرحله سیتوکینز، در اوایل تلوفاز و یا اواخر آنافاز شروه به انجام دادن می کند.

همیشه جدا شدن سیتوپلاسم به طور متقارن و با مقدار مساوی نیست. به عنوان مثال در هنگام تقسیم میوز در سلول های جنسی زنان، وقتی اووژنز انجام می شود، ۴ سلول با اندازه های مختلف ایجاد می شود. یکی از این سلول ها بزرگ (تخمک) و ۳ سلول دیگر کوچک و به نام سلول های قطبی هستند. تخمک دارای بیشترین مقدار ذخیره سیتوپلاسمی سلول اولیه می باشد. اما در صورتی که در هنگام تقسیم میوز در سلول های جنسی نر طی فرآیند اسپرماتوژنز، هر ۴ سلول ایجاد شده دارای اندازه یکسان با مقدار سیتوپلاسم یکسان می باشند. حتی گاهی ممکن است بعد از این که تقسیم میتوز در سلول های برخی از جانداران کامل شد، تقسیم سیتوکینزی انجام نشده و در نتیجه سلول هایی تشکیل شود که دارای چند هسته هستند.

تقسیم میتوز و میوز

تقسیم سلولی فرآیندی اساسی است که برای رشد و نمو موجودات زنده مهم است. تقسیم سلولی از طریق دو فرآیند انجام می شود: میتوز و میوز. میتوز شامل تکثیر ماده ژنتیکی و تقسیم سلول به دو سلول دختر یکسان است. این فرآیند برای ترمیم بافت، رشد و تولید مثل غیرجنسی در موجودات ضروری است. از سوی دیگر، میوز یک شکل تخصصی از تقسیم سلولی است که در ارگانیسم های تولید مثل جنسی رخ می دهد. برخلاف میتوز، میوز منجر به تشکیل گامت ها (سلول های اسپرم و تخمک) با نصف تعداد کروموزوم ها می شود. تنوع ژنتیکی در فرزندان را تضمین می کند. میتوز و میوز هر دو نقش مهمی در چرخه زندگی موجودات دارند و به پیچیدگی و تنوع حیات روی زمین کمک می کنند.

مراحل میتوز شامل پروفاز، متافاز، آنافاز و تلوفاز است. میتوز تداوم ژنتیکی را در سلول‌های سوماتیک تضمین می‌کند و میوز از طریق ترکیب مواد ژنتیکی والدین، تنوع ژنتیکی را در فرزندان ایجاد می‌کند.

میوز یک تقسیم سلولی است که در سلول های تولید مثلی برای تولید گامت انجام می شود: اسپرم و سلول های تخمک. این فرآیند شامل دو چرخه تقسیم میوز I و میوز II است که هر کدام عملکردهای خاصی دارند. در میوز I، با جدا شدن کروموزوم های همولوگ، تعداد کروموزوم ها نصف می شود. کراس اور در طول میوز I اتفاق می افتد، جایی که مواد ژنتیکی بین کروموزوم های همولوگ رد و بدل می شود.

میوز II دنبال می شود، جایی که سلول های هاپلوئید تولید شده در میوز I تحت تقسیم بیشتر قرار می گیرند تا چهار سلول دختر هاپلوئید را تشکیل دهند. نوترکیبی ژنتیکی که در طول میوز رخ می دهد منجر به فرزندانی با ترکیبی از مواد ژنتیکی از هر دو والدین می شود. این فرآیند تنوع ژنتیکی را در بین گونه های جانوری مختلف و انسان تضمین می کند.