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चरण और प्रकारअर्धसूत्रीविभाजनए

विषय

1. अर्धसूत्रीविभाजन, अर्धसूत्रीविभाजन के चरण और किस्में

अर्धसूत्रीविभाजन (सेयूनानी. अर्धसूत्रीविभाजन - कमी) - यह कोशिका विभाजन का एक विशेष तरीका है, जिसके परिणामस्वरूप गुणसूत्रों की संख्या में कमी (कमी) होती है और कोशिकाओं का द्विगुणित अवस्था 2n से अगुणित n में संक्रमण होता है। इस प्रकार के विभाजन का सबसे पहले वर्णन किया गया था वी. फ्लेमिंग वी 1882 जी. जानवरों में और एन एस. स्ट्रासबर्गर वी 1888 जी. पौधों में। अर्धसूत्रीविभाजन में लगातार दो विभाजन शामिल हैं: प्रथम (आरइप्रवाह) तथा दूसरा (संतुलन संबंधी). प्रत्येक विभाग में, 4 चरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है: प्रोफेसरएप्रति, मेटाफ़ेज़, एनाफेज, टीलोफ़ेज़. पहले अर्धसूत्रीविभाजन के सभी चरणों को संख्या I द्वारा और दूसरे भाग के सभी चरणों को संख्या II द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। अर्धसूत्रीविभाजन इंटरफेज़ से पहले होता है, जिसके दौरान डीएनए दोहराव होता है और कोशिकाएं क्रोमोसोम सेट के साथ अर्धसूत्रीविभाजन में प्रवेश करती हैं 2एन4एस ( n - गुणसूत्र, c - क्रोमैटिड)।

प्रोफेज़मैंअर्धसूत्रीविभाजन इसकी काफी अवधि और जटिलता से अलग है। इसे पारंपरिक रूप से पांच क्रमिक चरणों में विभाजित किया गया है: लेप्टोटीन, एसतथागोटेना, पचिटेना, राजनयिक तथा डायकाइनेसिस. इन चरणों में से प्रत्येक की अपनी विशिष्ट विशेषताएं हैं।

लेप्टोटीन (मंच पतला सूत्र). इस चरण में पतले और लंबे क्रोमोसोमल फिलामेंट्स की उपस्थिति की विशेषता होती है। क्रोमोसोमल स्ट्रैंड्स की संख्या क्रोमोसोम की द्विगुणित संख्या से मेल खाती है। प्रत्येक क्रोमोसोमल स्ट्रैंड में दो क्रोमैटिड होते हैं जो एक सामान्य साइट से जुड़े होते हैं - एक सेंट्रोमियर। क्रोमैटिड एक साथ बहुत करीब हैं, और इसलिए प्रत्येक गुणसूत्र एक ही प्रतीत होता है।

जाइगोटेना (मंच सम्बन्ध सूत्र). लेप्टोटीन के जाइगोटीन में संक्रमण के क्षण को सिनैप्स की शुरुआत माना जाता है। अन्तर्ग्रथन- दो समजातीय गुणसूत्रों के निकट संयुग्मन की प्रक्रिया। यह संयुग्मन अत्यधिक सटीक है। संयुग्मन अक्सर दो गुणसूत्रों के समरूप सिरों के साथ परमाणु झिल्ली पर अभिसरण के साथ शुरू होता है, और फिर समरूपों में शामिल होने की प्रक्रिया दोनों सिरों से गुणसूत्रों के साथ फैलती है। अन्य मामलों में, अन्तर्ग्रथन गुणसूत्रों के आंतरिक क्षेत्रों में शुरू हो सकता है और उनके सिरों तक जारी रह सकता है। नतीजतन, प्रत्येक जीन एक ही गुणसूत्र के समजात जीन के संपर्क में आता है। क्रोमैटिड्स के समजातीय क्षेत्रों के बीच ऐसा निकट संपर्क एक विशेष संरचना के कारण प्रदान किया जाता है - साथतथाके तल पर जटिल. सिनैप्टोनेमल कॉम्प्लेक्स एक लंबा प्रोटीन गठन है, जो रस्सी की सीढ़ी जैसा दिखता है, जिसमें दो समरूप विपरीत पक्षों से सटे हुए होते हैं।

Paquitena (मंच मोटा सूत्र). जैसे ही गुणसूत्रों की पूरी लंबाई के साथ अन्तर्ग्रथन पूरा हो जाता है, कोशिकाएं पच्चीटीन अवस्था में प्रवेश करती हैं, जिसमें वे कई दिनों तक रह सकती हैं। होमोलॉग्स का कनेक्शन इतना कड़ा हो जाता है कि दो अलग-अलग गुणसूत्रों के बीच अंतर करना मुश्किल हो जाता है। हालाँकि, ये गुणसूत्रों के जोड़े हैं जिन्हें कहा जाता है द्विसंयोजक. इस स्तर पर, वहाँ है बदलते हुए, या गलीइपार करना क्रोमियमहेकैटफ़िश.

विदेशी(अंग्रेजी क्रॉसिंगओवर से - क्रॉसिंग, क्रॉसिंग) - समरूप गुणसूत्रों के समरूप क्षेत्रों का पारस्परिक आदान-प्रदान। पार करने के परिणामस्वरूप, गुणसूत्र एक नए संयोजन में जीनों के संयोजन को ले जाते हैं। उदाहरण के लिए, माता-पिता का एक बच्चा, जिसमें से एक के बाल काले और भूरी आँखें हैं और दूसरा गोरा और नीली आँखों वाला है, की भूरी आँखें और सुनहरे बाल हो सकते हैं।

डिप्लोटेना (मंच दोहरा सूत्र). द्विगुणित अवस्था संयुग्मित गुणसूत्रों के पृथक्करण से शुरू होती है। प्रतिकर्षण प्रक्रिया सेंट्रोमियर के क्षेत्र में शुरू होती है और सिरों तक फैलती है। इस समय, यह स्पष्ट रूप से देखा गया है कि द्विसंयोजक में दो गुणसूत्र होते हैं (इसलिए चरण का नाम "डबल स्ट्रैंड्स"), और प्रत्येक गुणसूत्र में दो क्रोमैटिड होते हैं। कुल मिलाकर, चार क्रोमैटिड द्विसंयोजक में संरचनात्मक रूप से अलग होते हैं; इसलिए, द्विसंयोजक को टेट्राड कहा जाता है। उसी समय, यह स्पष्ट हो जाता है कि दो समरूप गुणसूत्रों के शरीर आपस में जुड़े हुए हैं। क्रॉस किए गए गुणसूत्रों के आंकड़े ग्रीक अक्षर "ची" (एच) से मिलते जुलते हैं, इसलिए क्रॉसिंग पॉइंट्स को नाम दिया गया कियास्माटा. चियास्मता की उपस्थिति उस क्रॉसिंग ओवर से जुड़ी है जो घटित हुई है। जैसे-जैसे यह चरण आगे बढ़ता है, गुणसूत्र शिथिल होने लगते हैं, और चियास्म केंद्र से गुणसूत्रों के छोर तक जाता है (चिआस्म का समापन)। यह गुणसूत्रों को एनाफेज में ध्रुवों की ओर बढ़ने की अनुमति देता है।

डायकाइनेसिस. डिप्लोटीन अगोचर रूप से डायकाइनेसिस में गुजरता है, प्रोफ़ेज़ I का अंतिम चरण। इस स्तर पर, नाभिक के पूरे आयतन को भरने वाले द्विसंयोजक, परमाणु लिफाफे के करीब जाने लगते हैं। डायकाइनेसिस के अंत तक क्रोमैटिड्स के बीच संपर्क एक या दोनों सिरों पर बना रहता है। न्यूक्लियस और न्यूक्लियोली की झिल्ली का गायब होना, साथ ही विखंडन स्पिंडल का अंतिम गठन, पूर्ण प्रोफ़ेज़ I।

मेटाफ़ेज़मैं. मेटाफ़ेज़ I में, द्विसंयोजक कोशिका के भूमध्यरेखीय तल में स्थित होते हैं। स्पिंडल फिलामेंट्स समरूप गुणसूत्रों के सेंट्रोमियर से जुड़ते हैं।

एनाफ़ेज़मैं. एनाफेज I में, यह क्रोमैटिड नहीं है जो ध्रुवों तक फैलता है, जैसा कि समसूत्रण में होता है, लेकिन प्रत्येक द्विसंयोजक से समरूप गुणसूत्र होते हैं। यह अर्धसूत्रीविभाजन और समसूत्रीविभाजन के बीच मूलभूत अंतर है। इस मामले में, समरूप गुणसूत्रों का विचलन यादृच्छिक है।

टीलोफ़ेज़मैंबहुत ही कम समय में, इस प्रक्रिया में नए नाभिक बन रहे हैं। गुणसूत्रों का संघनन और अवक्षेपण होता है। इस प्रकार न्यूनीकरण विभाजन समाप्त हो जाता है, और कोशिका एक छोटे अंतरावस्था में चली जाती है, जिसके बाद दूसरा अर्धसूत्रीविभाजन शुरू होता है। यह इंटरपेज़ सामान्य इंटरफ़ेज़ से अलग है जिसमें इसमें डीएनए संश्लेषण और गुणसूत्र दोहराव शामिल नहीं है, हालांकि आरएनए, प्रोटीन और अन्य पदार्थों का संश्लेषण हो सकता है।

कई जीवों में साइटोकिनेसिस नाभिक के विभाजन के तुरंत बाद नहीं होता है, जिससे एक कोशिका में दो नाभिक होते हैं जो प्रारंभिक एक से छोटे होते हैं।

फिर अर्धसूत्रीविभाजन का दूसरा विभाजन आता है, जो साधारण समसूत्रण के समान होता है।

प्रोफेज़द्वितीयबहुत छोटा। यह गुणसूत्रों के सर्पिलीकरण, परमाणु लिफाफे के गायब होने, न्यूक्लियोलस और एक विखंडन धुरी के गठन की विशेषता है।

मेटाफ़ेज़द्वितीय. गुणसूत्र भूमध्यरेखीय तल में स्थित होते हैं। क्रोमैटिड्स के जोड़े को जोड़ने वाले सेंट्रोमियर विभाजित होते हैं (अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान पहली और एकमात्र बार), जो एनाफेज II की शुरुआत को इंगित करता है।

वीपश्चावस्थाद्वितीयक्रोमैटिड अलग हो जाते हैं और भूमध्यरेखीय तल से स्पिंडल फिलामेंट्स द्वारा तेजी से विपरीत ध्रुवों तक ले जाया जाता है।

टीलोफ़ेज़द्वितीय. इस चरण की विशेषता गुणसूत्रों के अस्पिरलाइज़ेशन, नाभिक के निर्माण, साइटोकाइनेसिस द्वारा होती है। परिणामस्वरूप, टेलोफ़ेज़ II में अर्धसूत्रीविभाजन I की दो कोशिकाओं से, गुणसूत्रों की अगुणित संख्या वाली चार कोशिकाएँ बनती हैं। वर्णित प्रक्रिया पुरुष रोगाणु कोशिकाओं के निर्माण के लिए विशिष्ट है। मादा रोगाणु कोशिकाओं का निर्माण समान होता है, लेकिन ओजनेस के दौरान, केवल एक अंडा कोशिका विकसित होती है, और तीन छोटे दिशात्मक (कमी) शरीर बाद में मर जाते हैं। लक्ष्य निकायों में पूर्ण गुणसूत्र सेट होते हैं, लेकिन व्यावहारिक रूप से साइटोप्लाज्म से रहित होते हैं और जल्द ही मर जाते हैं। इन निकायों के गठन का जैविक अर्थ अंडे के कोशिका द्रव्य में भविष्य के भ्रूण के विकास के लिए आवश्यक जर्दी की अधिकतम मात्रा को संरक्षित करने की आवश्यकता में निहित है।

इस प्रकार, दो विभाजन अर्धसूत्रीविभाजन की विशेषता हैं: पहले के दौरान, गुणसूत्र विचलन करते हैं, दूसरे के दौरान, क्रोमैटिड।

किस्मों अर्धसूत्रीविभाजन. जीव के जीवन चक्र में स्थान के आधार पर, तीन मुख्य प्रकार के अर्धसूत्रीविभाजन प्रतिष्ठित हैं: युग्मनज, या प्राथमिक, विवादहेओह, या मध्यम, युग्मक, या सीमित. युग्मनज प्रकार युग्मनज में निषेचन के तुरंत बाद होता है और एक अगुणित मायसेलियम या थैलस, और फिर बीजाणु और युग्मक के निर्माण की ओर जाता है। यह प्रकार कई कवक और शैवाल के लिए विशिष्ट है। उच्च पौधों में, एक बीजाणु प्रकार का अर्धसूत्रीविभाजन देखा जाता है, जो फूल आने से पहले गुजरता है और एक अगुणित गैमेटोफाइट के निर्माण की ओर जाता है। बाद में युग्मकोद्भिद् में युग्मक बनते हैं। सभी बहुकोशिकीय जानवरों और कई निचले पौधों के लिए, युग्मक, या अंतिम, अर्धसूत्रीविभाजन का प्रकार विशेषता है। यह जननांगों में बहती है और युग्मकों के निर्माण की ओर ले जाती है।

अर्धसूत्रीविभाजन गोनोसाइट

2. अर्धसूत्रीविभाजन का जैविक अर्थ। सूत्रीविभाजन और अर्धसूत्रीविभाजन के बीच के अंतर

जैविक अर्थ अर्धसूत्रीविभाजनबात है:

जीवों की कई पीढ़ियों में एक निरंतर कैरियोटाइप बनाए रखा जाता है जो यौन रूप से प्रजनन करते हैं (निषेचन के बाद, एक युग्मज बनता है, जिसमें किसी विशेष प्रजाति के गुणसूत्रों का एक सेट होता है)।

· आनुवंशिक सामग्री का पुनर्संयोजन पूरे गुणसूत्रों के स्तर (गुणसूत्रों के नए संयोजन) और गुणसूत्र क्षेत्रों के स्तर दोनों पर प्रदान किया जाता है।

अर्धसूत्रीविभाजन की पूरी प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, दो विभाजनों के बाद, एक कोशिका से चार अगुणित कोशिकाएँ बनती हैं, जिनमें से प्रत्येक अपनी आनुवंशिक संरचना में भिन्न होती है।

माइटोसिस के दौरान और अर्धसूत्रीविभाजन के I और II डिवीजन में गुणसूत्रों के विचलन के दौरान, बेटी कोशिकाओं के बीच गुणसूत्रों का एक यादृच्छिक वितरण होता है। यह उभरती हुई अगुणित जर्म कोशिकाओं में आनुवंशिक विविधता पैदा करता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, द्विगुणित कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या दो के बराबर होती है, अर्धसूत्रीविभाजन के बाद 4 अलग-अलग कोशिकाएं बनती हैं। वे। विकल्पों की संख्या 2n के बराबर होगी। मनुष्यों में, मेओज़ के बाद, कई मिलियन अलग-अलग कोशिकाएं दिखाई दे सकती हैं, भले ही क्रॉसिंग ओवर को बाहर कर दिया जाए, जो इस विविधता को कई गुना बढ़ा देगा।

नर और मादा गोनोसाइट्स के लिए अर्धसूत्रीविभाजन अलग-अलग होता है। शुक्राणुजन के अर्धसूत्रीविभाजन के साथ, एक ही आकार के 4 शुक्राणु उत्पन्न होते हैं, जो बाद में शुक्राणुजोज़ा में अंतर करते हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन, ओगोनिया में तस्वीर अलग है। परिपक्वता का पहला विभाजन (मैं अर्धसूत्रीविभाजन) इस तथ्य की ओर जाता है कि एक छोटी कोशिका को एक बड़े ऊकाइट से अलग किया जाता है - एक दिशात्मक शरीर। दूसरे विभाजन के साथ, एक असमान विभाजन भी होता है: दूसरा दिशात्मक शरीर oocyte से अलग होता है, और पहला भी विभाजित होता है। इसलिए, चार कोशिकाएं उत्पन्न होती हैं: एक बड़ा परिपक्व अंडा और तीन छोटे गाइड निकाय, जो जल्दी से पतित हो जाते हैं।

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अर्धसूत्रीविभाजन - जीवों की कोशिकाओं में किया जाता है जो यौन रूप से प्रजनन करते हैं।

एक घटना का जैविक अर्थ संतानों में सुविधाओं के एक नए सेट द्वारा निर्धारित किया जाता है।

इस कार्य में, हम इस प्रक्रिया के सार पर विचार करेंगे और स्पष्टता के लिए, हम इसे आकृति में प्रस्तुत करेंगे, रोगाणु कोशिकाओं के विभाजन का क्रम और अवधि देखेंगे, और यह भी पता लगाएंगे कि समसूत्रण और अर्धसूत्रीविभाजन के बीच समानताएं और अंतर क्या हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन क्या है

एक मूल से एक एकल गुणसूत्र सेट के साथ चार कोशिकाओं के गठन के साथ एक प्रक्रिया।

प्रत्येक नवगठित की आनुवंशिक जानकारी दैहिक कोशिकाओं के सेट के आधे से मेल खाती है।

अर्धसूत्रीविभाजन के चरण

अर्धसूत्रीविभाजन में दो चरण होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में चार चरण होते हैं।

प्रथम श्रेणी

इसमें प्रोफ़ेज़ I, मेटाफ़ेज़ I, एनाफ़ेज़ I और टेलोफ़ेज़ I शामिल हैं।

प्रोफ़ेज़ I

इस स्तर पर, आनुवंशिक जानकारी के आधे सेट के साथ दो कोशिकाएं बनती हैं। प्रथम श्रेणी के प्रोफ़ेज़ में कई चरण शामिल हैं। यह प्रीमेयोटिक इंटरफेज़ से पहले होता है, जिसके दौरान डीएनए प्रतिकृति होती है।

फिर संक्षेपण होता है, लेप्टोटीन के दौरान प्रोटीन अक्ष के साथ लंबे पतले फिलामेंट्स का निर्माण होता है। यह धागा अंत एक्सटेंशन - अटैचमेंट डिस्क के माध्यम से नाभिक की झिल्ली से जुड़ा होता है। दोगुने क्रोमोसोम (क्रोमैटिड्स) के आधे हिस्से अभी तक अलग-अलग नहीं हैं। जब जांच की जाती है, तो वे अखंड संरचनाओं की तरह दिखते हैं।

इसके बाद जाइगोटीन चरण आता है। होमोलॉग्स द्विसंयोजक बनाने के लिए विलीन हो जाते हैं, जिनकी संख्या एकल संख्या में गुणसूत्रों से मेल खाती है। आनुवंशिक और रूपात्मक पहलुओं में समान, युग्मित के बीच संयुग्मन (कनेक्शन) की प्रक्रिया की जाती है। इसके अलावा, गुणसूत्रों के शरीर के साथ फैलते हुए, अंत से बातचीत शुरू होती है। एक प्रोटीन घटक से जुड़े समरूपों का एक परिसर - द्विसंयोजक या टेट्राड।

मोटी फिलामेंट अवस्था के दौरान कोइलिंग होती है - पैक्टीन। यहां, डीएनए दोहरीकरण पहले ही पूरा हो चुका है, क्रॉसिंग ओवर शुरू होता है। यह होमोलॉग्स की साइटों का आदान-प्रदान है। नतीजतन, जुड़े हुए जीन नई आनुवंशिक जानकारी के साथ बनते हैं। प्रतिलेखन समानांतर में आगे बढ़ता है। डीएनए के घने खंड - क्रोमोमेरेस - सक्रिय होते हैं, जिससे "लैंप ब्रश" जैसे गुणसूत्रों की संरचना में बदलाव होता है।

समजातीय गुणसूत्र संघनित, छोटा, विचलन (जंक्शन बिंदुओं को छोड़कर - chiasma)। यह डिप्लोटीन या तानाशाही के जीव विज्ञान में एक चरण है। इस स्तर पर क्रोमोसोम आरएनए में समृद्ध होते हैं, जो उन्हीं साइटों पर संश्लेषित होते हैं। गुणों के संदर्भ में, उत्तरार्द्ध सूचना के करीब है।

अंत में, द्विसंयोजक नाभिक की परिधि की ओर विचलन करते हैं। उत्तरार्द्ध को छोटा कर दिया जाता है, नाभिक खो देते हैं, कॉम्पैक्ट हो जाते हैं, परमाणु लिफाफे से जुड़े नहीं होते हैं। इस प्रक्रिया को डायकाइनेसिस (कोशिका विभाजन में संक्रमण) कहा जाता है।

मेटाफ़ेज़ I

इसके अलावा, द्विसंयोजक कोशिका के केंद्रीय अक्ष पर चले जाते हैं। विखंडन तकला प्रत्येक सेंट्रोमियर से फैलता है, प्रत्येक सेंट्रोमियर दोनों ध्रुवों से समान दूरी पर होता है। आयाम में छोटे धागे उन्हें इस स्थिति में रखते हैं।

एनाफेज I

दो क्रोमैटिड्स से बने क्रोमोसोम अलग हो जाते हैं। आनुवंशिक विविधता में कमी के साथ एक पुनर्संयोजन होता है (होमोलॉग्स के लोकी (साइटों) पर स्थित जीनों के सेट में अनुपस्थिति के कारण)।

टेलोफ़ेज़ I

चरण का सार क्रोमैटिड्स के विचलन में उनके सेंट्रोमियर के साथ कोशिका के विपरीत भागों में होता है। एक जंतु कोशिका में, कोशिका द्रव्य विभाजन होता है, एक पादप कोशिका में, एक कोशिका भित्ति का निर्माण होता है।

दूसरा डिवीजन

पहले डिवीजन के इंटरफेज़ के बाद, सेल दूसरे चरण के लिए तैयार है।

प्रोफ़ेज़ II

टेलोफ़ेज़ जितना लंबा होगा, प्रोफ़ेज़ की अवधि उतनी ही कम होगी। क्रोमैटिड्स कोशिका के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं, पहले अर्धसूत्रीविभाजन के तंतुओं के सापेक्ष अपनी कुल्हाड़ियों के साथ एक समकोण बनाते हैं। इस स्तर पर, वे छोटे और मोटे हो जाते हैं, नाभिक क्षय से गुजरते हैं।

मेटाफ़ेज़ II

सेंट्रोमियर फिर से भूमध्यरेखीय तल में स्थित होते हैं।

एनाफेज II

क्रोमैटिड एक दूसरे से अलग होकर ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं। उन्हें अब गुणसूत्र कहा जाता है।

टेलोफ़ेज़ II

Despiralization, गठित गुणसूत्रों का खिंचाव, विखंडन धुरी का गायब होना, सेंट्रीओल्स का दोगुना होना। अगुणित नाभिक एक परमाणु झिल्ली से घिरा होता है। चार नए सेल बन रहे हैं।

समसूत्रण और अर्धसूत्रीविभाजन की तुलना तालिका

संक्षेप में और स्पष्ट रूप से, विशेषताओं और अंतरों को तालिका में प्रस्तुत किया गया है।

विशेष विवरण	अर्धसूत्रीविभाजन	समसूत्री विभाजन
डिवीजनों की संख्या	दो चरणों में किया गया	एक चरण में किया गया
मेटाफ़ेज़	दोहरीकरण के बाद, गुणसूत्र जोड़े में कोशिका के केंद्रीय अक्ष के साथ स्थित होते हैं	दोहरीकरण के बाद, गुणसूत्र कोशिका के केंद्रीय अक्ष के साथ अकेले स्थित होते हैं
मर्ज	वहाँ है	नहीं
विदेशी	वहाँ है	नहीं
अंतरावस्था	इंटरफेज़ II में कोई डीएनए दोहरीकरण नहीं	डीएनए दोहरीकरण विभाजन से पहले की विशेषता है
डिवीजन परिणाम	युग्मक	दैहिक
स्थानीयकरण	परिपक्व युग्मकों में	दैहिक कोशिकाओं में
प्लेबैक पथ	यौन	अलैंगिक

प्रस्तुत किया गया डेटा अंतरों का एक आरेख है, और समानताएं समान चरणों तक उबलती हैं, सेल चक्र की शुरुआत से पहले डीएनए रिडुप्लिकेशन और स्पाइरलाइज़ेशन।

अर्धसूत्रीविभाजन का जैविक महत्व

अर्धसूत्रीविभाजन की भूमिका क्या है:

1. क्रॉसिंग ओवर के कारण जीन के नए संयोजन देता है।
2. संयुक्त परिवर्तनशीलता का समर्थन करता है। अर्धसूत्रीविभाजन जनसंख्या में नए लक्षणों का स्रोत है।
3. गुणसूत्रों की संख्या स्थिर रखता है।

निष्कर्ष

अर्धसूत्रीविभाजन एक जटिल जैविक प्रक्रिया है, जिसके दौरान चार कोशिकाओं का निर्माण होता है, जिसमें पार करने के परिणामस्वरूप नए संकेत प्राप्त होते हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन यूकेरियोटिक कोशिकाओं को विभाजित करने का एक विशेष तरीका है, जिसमें गुणसूत्रों की प्रारंभिक संख्या 2 गुना कम हो जाती है (प्राचीन ग्रीक "मेयन" से - कम - और "अर्धसूत्रीविभाजन" से - कमी)।

जानवरों में अर्धसूत्रीविभाजन के व्यक्तिगत चरणों का वर्णन वी। फ्लेमिंग (1882), और पौधों में - ई। स्ट्रासबर्गर (1888) द्वारा किया गया था, और फिर रूसी वैज्ञानिक वी.आई. बेलीएव। उसी समय (1887) ए। वैसमैन ने सैद्धांतिक रूप से गुणसूत्रों की निरंतर संख्या बनाए रखने के लिए एक तंत्र के रूप में अर्धसूत्रीविभाजन की आवश्यकता को प्रमाणित किया। खरगोश oocytes में अर्धसूत्रीविभाजन का पहला विस्तृत विवरण विनीवर्थ (1900) द्वारा दिया गया था।

यद्यपि अर्धसूत्रीविभाजन की खोज 100 वर्ष से भी पहले हो चुकी है, अर्धसूत्रीविभाजन का अध्ययन आज भी जारी है। अर्धसूत्रीविभाजन में रुचि 1960 के दशक के उत्तरार्ध में तेजी से बढ़ी, जब यह स्पष्ट हो गया कि एक ही जीन-नियंत्रित एंजाइम डीएनए से जुड़ी कई प्रक्रियाओं में शामिल हो सकते हैं। हाल ही में, कई जीवविज्ञानी एक मूल विचार विकसित कर रहे हैं: उच्च जीवों में अर्धसूत्रीविभाजन आनुवंशिक सामग्री की स्थिरता के गारंटर के रूप में कार्य करता है, क्योंकि अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रिया में, जब समरूप गुणसूत्रों के जोड़े निकट संपर्क में होते हैं, तो डीएनए स्ट्रैंड की जाँच की जाती है। सटीकता के लिए और क्षति को बहाल किया जाता है, जिससे दोनों किस्में एक ही बार में प्रभावित होती हैं। अर्धसूत्रीविभाजन के अध्ययन ने दो विज्ञानों के तरीकों और रुचियों को जोड़ा: कोशिका विज्ञान और आनुवंशिकी। इससे ज्ञान की एक नई शाखा का जन्म हुआ - साइटोजेनेटिक्स, जो अब आणविक जीव विज्ञान और आनुवंशिक इंजीनियरिंग से निकटता से संबंधित है।

अर्धसूत्रीविभाजन का जैविक महत्व निम्नलिखित प्रक्रियाओं में निहित है:

1. यौन प्रजनन के दौरान कई पीढ़ियों में अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप गुणसूत्रों की संख्या में कमी के कारण गुणसूत्रों की संख्या की स्थिरता सुनिश्चित होती है।

2. प्रथम श्रेणी के एनाफेज में गुणसूत्रों का स्वतंत्र वितरण विभिन्न लिंकेज समूहों (विभिन्न गुणसूत्रों में स्थित) से संबंधित जीनों के पुनर्संयोजन को सुनिश्चित करता है। बेटी कोशिकाओं के बीच गुणसूत्रों के अर्धसूत्रीविभाजन को गुणसूत्र अलगाव कहा जाता है।

(3) अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ I में क्रॉसिंग एक ही लिंकेज समूह (एक ही गुणसूत्र पर स्थित) से संबंधित जीनों के पुनर्संयोजन को सुनिश्चित करता है।

4. निषेचन के दौरान युग्मकों का यादृच्छिक संयोजन, उपरोक्त प्रक्रियाओं के साथ, आनुवंशिक परिवर्तनशीलता में योगदान देता है।

5. अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रिया में एक और महत्वपूर्ण घटना घटती है। यह प्रोफ़ेज़ (डिप्लोटीन) के दौरान आरएनए संश्लेषण (या गुणसूत्रों की ट्रांसक्रिप्शनल गतिविधि) की सक्रियता की प्रक्रिया है, जो "लैंप ब्रश" प्रकार (जानवरों और कुछ पौधों में पाए जाने वाले) के गुणसूत्रों के निर्माण से जुड़ी है।

इंटरफेज़ अवस्था में प्रोफ़ेज़ का यह उत्क्रमण (माइटोसिस के दौरान, केवल इंटरफ़ेज़ में i-RNA का संश्लेषण होता है) एक विशेष प्रकार के कोशिका विभाजन के रूप में अर्धसूत्रीविभाजन की एक विशिष्ट विशेषता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रोटोजोआ मेयोटिक प्रक्रियाओं की एक महत्वपूर्ण विविधता प्रदर्शित करता है।

जीवन चक्र में स्थिति के अनुसार, तीन प्रकार के अर्धसूत्रीविभाजन प्रतिष्ठित हैं:

जाइगोटनीवें (प्रारंभिक) अर्धसूत्रीविभाजन युग्मनज में होता है, अर्थात। निषेचन के तुरंत बाद। यह जीवन चक्र में जीवों की विशेषता है जिसमें अगुणित चरण प्रबल होता है (एस्कोमाइसेट्स, बिसिडिओमाइसीट्स, कुछ शैवाल, स्पोरोज़ोअन, आदि)।

गैमेटे(टर्मिनल) अर्धसूत्रीविभाजन युग्मक निर्माण के दौरान होता है। यह बहुकोशिकीय जानवरों (मनुष्यों सहित) के साथ-साथ सबसे सरल और कुछ निचले पौधों में देखा जाता है, जिनके जीवन चक्र में द्विगुणित चरण प्रबल होता है।

मध्यम(बीजाणु) अर्धसूत्रीविभाजन उच्च पौधों में स्पोरुलेशन के दौरान होता है, जिसमें स्पोरोफाइट (पौधे) और गैमेटोफाइट (पराग, भ्रूण थैली) के चरणों के बीच होता है।

इस प्रकार, अर्धसूत्रीविभाजन परमाणु विखंडन का एक रूप है, जिसमें द्विगुणित से अगुणित गुणसूत्रों की संख्या में कमी और आनुवंशिक सामग्री में परिवर्तन होता है। अर्धसूत्रीविभाजन का परिणाम गुणसूत्रों (सेक्स कोशिकाओं) के अगुणित सेट के साथ कोशिकाओं का निर्माण होता है।

अर्धसूत्रीविभाजन की अवधि पौधों और जानवरों की प्रजातियों के आधार पर भिन्न हो सकती है (तालिका 1)।

तालिका 1. विभिन्न पौधों की प्रजातियों में अर्धसूत्रीविभाजन की अवधि

विशिष्ट अर्धसूत्रीविभाजन में दो अनुक्रमिक कोशिका विभाजन होते हैं, जिन्हें क्रमशः अर्धसूत्रीविभाजन I और अर्धसूत्रीविभाजन II कहा जाता है। प्रथम विभाजन में गुणसूत्रों की संख्या आधी कर दी जाती है, इसलिए प्रथम अर्धसूत्री विभाजन कहलाता है कमी, कम अक्सर - विषमलैंगिक... दूसरे विभाजन में, गुणसूत्रों की संख्या नहीं बदलती है; इस विभाजन को कहा जाता है संतुलन संबंधी(बराबर करना), कम बार - होमोटाइपिक... अभिव्यक्ति "अर्धसूत्रीविभाजन" और "कमी विभाजन" अक्सर समानार्थक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन (अर्धसूत्रीविभाजन में प्रवेश करने वाली कोशिकाओं) में गुणसूत्रों की प्रारंभिक संख्या को द्विगुणित गुणसूत्र संख्या (2n) कहा जाता है। अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप बनने वाली कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या को अगुणित गुणसूत्र संख्या (n) कहा जाता है। किसी कोशिका में गुणसूत्रों की न्यूनतम संख्या को आधार संख्या (x) कहा जाता है। एक कोशिका में गुणसूत्रों की मूल संख्या भी आनुवंशिक जानकारी की न्यूनतम मात्रा (डीएनए की न्यूनतम मात्रा) से मेल खाती है, जिसे जीन कहा जाता है।

एक कोशिका में जीनोम की संख्या को जीनोमिक संख्या (एन) कहा जाता है। अधिकांश बहुकोशिकीय जंतुओं में, सभी जिम्नोस्पर्म और कई एंजियोस्पर्म में, अगुणित - द्विगुणित की अवधारणा और जीनोमिक संख्या की अवधारणा मेल खाती है। उदाहरण के लिए, एक व्यक्ति के पास n = x = 23 और 2n = 2x = 46 है।

अर्धसूत्रीविभाजन आकृति विज्ञान - चरण विशेषताएँ

अंतरावस्था

प्रीमेयोटिक इंटरफेज़ सामान्य इंटरफ़ेज़ से भिन्न होता है जिसमें डीएनए प्रतिकृति की प्रक्रिया अंत तक नहीं पहुंचती है: लगभग 0.2 ... डीएनए का 0.4% अप्रयुक्त रहता है। इस प्रकार, कोशिका विभाजन कोशिका चक्र के सिंथेटिक चरण में शुरू होता है। इसलिए, अर्धसूत्रीविभाजन को लाक्षणिक रूप से समयपूर्व समसूत्रण कहा जाता है। हालांकि, सामान्य तौर पर, यह माना जा सकता है कि द्विगुणित कोशिका (2n) में डीएनए सामग्री 4c है।

सेंट्रीओल्स की उपस्थिति में, उन्हें इस तरह से दोहराया जाता है कि कोशिका में दो द्विगुणित होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में सेंट्रीओल्स की एक जोड़ी होती है।

अर्धसूत्रीविभाजन का पहला विभाजन

डीएनए को दोहराया गया है। प्रोफ़ेज़ I शुरू होता है, अर्धसूत्रीविभाजन का सबसे लंबा चरण।

प्रोफ़ेज़ I चरण को निम्नलिखित चरणों में विभाजित किया गया है:

लेप्टोटीन - महीन तंतुओं का चरण;

जाइगोटीन - डबल फिलामेंट चरण;

पैक्टीन - मोटे तंतु का चरण;

डिप्लोटेना - क्रॉसिंग ओवर;

डायकाइनेसिस - परमाणु झिल्ली और न्यूक्लियोलस का गायब होना।

प्रारंभिक प्रोफ़ेज़ (लेप्टोटीन) में, गुणसूत्रों के संयुग्मन की तैयारी होती है। क्रोमोसोम पहले ही दुगुने हो चुके हैं, लेकिन उनमें मौजूद सिस्टर क्रोमैटिड्स अभी भी अप्रभेद्य हैं। क्रोमोसोम पैक (सर्पिल) होने लगते हैं।

माइटोसिस के प्रोफ़ेज़ के विपरीत, जहां गुणसूत्र परमाणु झिल्ली के साथ अंत तक स्थित होते हैं और, पैकिंग, झिल्ली की ओर आकर्षित होते हैं, लेप्टोटेनिक गुणसूत्र अपने टेलोमेरिक क्षेत्रों (सिरों) के साथ नाभिक के ध्रुवों में से एक में स्थित होते हैं, जो एक "गुलदस्ता" बनाते हैं। "जानवरों में आकृति और एक गेंद में सिकुड़ते हुए" सिनेसिस "- पौधों में। नाभिक में यह व्यवस्था या अभिविन्यास गुणसूत्रों को समरूप गुणसूत्र लोकी (चित्र 1) को अधिक तेज़ी से और आसानी से संयुग्मित करने की अनुमति देता है।

केंद्रीय घटना समरूप गुणसूत्रों की पहचान की रहस्यमय प्रक्रिया है और एक दूसरे के साथ उनका जोड़ीदार तालमेल प्रोफ़ेज़ I के ज़ायगोटीन में होता है। जब समरूप गुणसूत्र संयुग्मित (संयुग्मित) होते हैं, तो जोड़े बनते हैं - द्विसंयोजक और गुणसूत्रों को काफ़ी छोटा कर दिया जाता है। इस क्षण से, सिनैप्टोनेमल कॉम्प्लेक्स (एससी) का गठन शुरू होता है। सिनैप्टोनेमल कॉम्प्लेक्स का निर्माण और क्रोमोसोम का सिनॉप्सिस पर्यायवाची हैं।

चावल। 1. प्रोफ़ेज़ का चरण

प्रोफ़ेज़ I के अगले चरण के दौरान - पचिटीनसमजातीय गुणसूत्रों के बीच, एक निकट संपर्क मजबूत होता है, जिसे सिनैप्सिस (ग्रीक सिनॉप्सिस से - कनेक्शन, कनेक्शन) कहा जाता है। इस स्तर पर क्रोमोसोम अत्यधिक सर्पिलाइज़्ड होते हैं, जिससे उन्हें माइक्रोस्कोप के नीचे देखना संभव हो जाता है।

सिनैप्सिस के दौरान, होमोलॉग्स आपस में जुड़े होते हैं, अर्थात। संयुग्म। संयुग्मी द्विसंयोजक चियास्मता द्वारा जुड़े हुए हैं। प्रत्येक द्विसंयोजक में दो गुणसूत्र और चार क्रोमैटिड होते हैं, जहां प्रत्येक गुणसूत्र अपने माता-पिता से आता है। एक अन्तर्ग्रथन (एससी) के गठन के साथ, समजातीय क्रोमैटिड्स के बीच साइटों का आदान-प्रदान होता है। इस प्रक्रिया को क्रॉसिंग ओवर कहा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप क्रोमैटिड्स में अब एक अलग जीन संरचना होती है।

पैक्टीन में सिनैप्टोनमल कॉम्प्लेक्स (एससी) अपने सबसे बड़े विकास तक पहुंचता है और इस अवधि के दौरान समानांतर समरूप गुणसूत्रों के बीच अंतरिक्ष में स्थित एक रिबन जैसी संरचना होती है। एससी में दो समानांतर पार्श्व तत्व होते हैं जो घनी रूप से पैक प्रोटीन और उनके बीच फैले कम घने केंद्रीय तत्व से बने होते हैं (चित्र 2)।

चावल। 2. सिनैप्टोनिमल कॉम्प्लेक्स का आरेख

प्रत्येक पार्श्व तत्व लेप्टोटेनिक गुणसूत्र के अनुदैर्ध्य अक्ष के रूप में बहन क्रोमैटिड्स की एक जोड़ी द्वारा बनता है और इससे पहले कि यह एससी का हिस्सा बन जाए, अक्षीय तत्व कहलाता है। क्रोमेटिन के पार्श्व लूप एससी के बाहर स्थित हैं, जो इसे चारों ओर से घेरे हुए हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान अनुसूचित जाति का विकास:

लेप्टोटीन में प्रवेश करने वाले गुणसूत्रों की लेप्टोटीन-संरचना तुरंत असामान्य हो जाती है: प्रत्येक समरूप में गुणसूत्रों की धुरी के साथ इसकी पूरी लंबाई के साथ चलने वाला एक अनुदैर्ध्य किनारा होता है;

जाइगोटीन - इस स्तर पर, समरूपों की अक्षीय किस्में एक दूसरे के पास पहुंचती हैं, जबकि परमाणु झिल्ली से जुड़ी अक्षीय किस्में के सिरे इसकी आंतरिक सतह के साथ एक दूसरे की ओर खिसकते हुए प्रतीत होते हैं;

पचिटीन एससी का सबसे बड़ा विकास पचिटीन में प्राप्त होता है, जब इसके सभी तत्व अधिकतम घनत्व प्राप्त करते हैं, और क्रोमैटिन इसके चारों ओर एक प्रकार का घना निरंतर "कोट" होता है।

आईसी के कार्य:

1. द्विसंयोजक में समरूपों के सामान्य प्रतिधारण के लिए एक पूरी तरह से विकसित सिनैप्टोनेमल कॉम्प्लेक्स आवश्यक है, जब तक कि यह क्रॉसिंग ओवर और चियास्म गठन के लिए आवश्यक हो। क्रोमोसोम कुछ समय के लिए एक सिनैप्टोनेमल कॉम्प्लेक्स का उपयोग करके जुड़े हुए हैं (खमीर में 2 घंटे से मनुष्यों में 2-3 दिनों तक), जिसके दौरान समरूप डीएनए क्षेत्रों का समरूप गुणसूत्रों के बीच आदान-प्रदान किया जाता है - क्रॉसिंग ओवर (अंग्रेजी से, क्रॉसिंग ओवर)।

2. होमोलॉग्स के बहुत मजबूत कनेक्शन की रोकथाम और उन्हें एक निश्चित दूरी पर रखना, उनके व्यक्तित्व को बनाए रखना, डिप्लोटीन में धकेलने और एनाफेज में फैलने का अवसर पैदा करना।

क्रॉसिंग-ओवर प्रक्रिया कुछ एंजाइमों के काम से जुड़ी होती है, जो जब बहन क्रोमैटिड्स के बीच चियास्मता बनते हैं, तो उन्हें गठित टुकड़ों के बाद के पुनर्मिलन के साथ चौराहे पर "काट" देते हैं। ज्यादातर मामलों में, इन प्रक्रियाओं से समजातीय गुणसूत्रों की आनुवंशिक संरचना में कोई गड़बड़ी नहीं होती है, अर्थात। क्रोमैटिड टुकड़ों का सही कनेक्शन और उनकी मूल संरचना की बहाली होती है।

हालांकि, घटनाओं का एक और (अधिक दुर्लभ) प्रकार भी संभव है, जो कटे हुए ढांचे के टुकड़ों के गलत पुनर्मिलन से जुड़ा है। इस मामले में, संयुग्मित क्रोमैटिड्स (आनुवंशिक पुनर्संयोजन) के बीच आनुवंशिक सामग्री के वर्गों का पारस्परिक आदान-प्रदान होता है।

अंजीर में। 3 समरूप गुणसूत्रों की एक जोड़ी से दो क्रोमैटिड की भागीदारी के साथ एकल या दोहरे क्रॉसिंग ओवर के कुछ संभावित रूपों का सरलीकृत आरेख दिखाता है। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि क्रॉसिंग ओवर एक यादृच्छिक घटना है, जो अलग-अलग संभावना के साथ, समरूप गुणसूत्रों के किसी भी साइट (या दो या अधिक साइटों पर) पर हो सकती है। नतीजतन, अर्धसूत्रीविभाजन के पहले विभाजन के प्रोफ़ेज़ में एक यूकेरियोटिक जीव के युग्मकों की परिपक्वता के चरण में, समरूप गुणसूत्रों की आनुवंशिक सामग्री के यादृच्छिक (मुक्त) संयोजन (पुनर्संयोजन) का सार्वभौमिक सिद्धांत संचालित होता है।

पिछले दो दशकों में, हाइपोटोनिक समाधान की क्रिया के तहत जानवरों और पौधों की प्रोफ़ेज़ मेयोटिक कोशिकाओं को फैलाने की विधि ने सिनैप्सिस के साइटोलॉजिकल अध्ययन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। मूसा के काम के बाद विधि ने साइटोजेनेटिक्स में प्रवेश किया और अपने समय में खेले गए मेटाफ़ेज़ गुणसूत्रों के अध्ययन के लिए "स्क्वैश" तैयारी की विधि के समान भूमिका निभाई, साइटोजेनेटिकिस्टों को सूक्ष्म वर्गों से बचाया।

अल्ट्राथिन वर्गों पर एससी के विश्लेषण की तुलना में मूसा विधि और इसके संशोधन अधिक सुविधाजनक हो गए हैं। इस पद्धति ने अर्धसूत्रीविभाजन अनुसंधान का आधार बनाया और धीरे-धीरे जानवरों और पौधों में अर्धसूत्रीविभाजन के जीन नियंत्रण के मुद्दों को कवर किया।

चावल। 3. दो क्रोमैटिड की भागीदारी के साथ सिंगल और डबल क्रॉसिंग ओवर के अलग-अलग प्रकार: 1 प्रारंभिक क्रोमैटिड और बिना क्रॉसिंग के एक प्रकार; साइट एबी और क्रॉसओवर क्रोमैटिड्स पर 2 सिंगल क्रॉसिंग ओवर; बीसी साइट और क्रॉसओवर क्रोमैटिड्स पर 3 सिंगल क्रॉसिंग ओवर; इन साइटों की आनुवंशिक सामग्री की समरूपता के आधार पर कई अलग-अलग साइटों के 4 डबल क्रॉसिंग ओवर और क्रॉसओवर क्रोमैटिड। यह माना जाता है कि या तो संबंधित गुणसूत्र के दो बहन क्रोमैटिड में से एक या दोनों क्रोमैटिड प्रत्येक पक्ष पर संयुग्मन प्रक्रिया में भाग ले सकते हैं।

डिपोटेन में, समजातीय गुणसूत्र, संभोग और पार करने के बाद, एक दूसरे को पीछे हटाना शुरू करते हैं। प्रतिकर्षण प्रक्रिया सेंट्रोमियर से शुरू होती है। होमोलॉग्स के बीच विसंगति को चियास्म द्वारा रोका जाता है - गैर-बहन क्रोमैटिड्स का जंक्शन जो क्रॉसिंग के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ है। जैसे ही क्रोमैटिड विचलन करते हैं, कुछ चियास्मता गुणसूत्र भुजा के अंत की ओर विस्थापित हो जाते हैं। आमतौर पर कई क्रॉसिंग होते हैं, और जितने लंबे गुणसूत्र होते हैं, उतने ही अधिक होते हैं, इसलिए, एक डिप्लोटीन में, एक नियम के रूप में, एक द्विसंयोजक में कई चियास्म होते हैं।

डायकाइनेसिस की अवस्था में चियास्मता की संख्या कम हो जाती है। द्विसंयोजक नाभिक की परिधि के साथ स्थित होते हैं। न्यूक्लियोलस घुल जाता है, झिल्ली ढह जाती है, और मेटाफ़ेज़ I में संक्रमण शुरू हो जाता है। प्रोफ़ेज़ के दौरान, न्यूक्लियोलस और परमाणु लिफाफा संरक्षित होते हैं। प्रोफ़ेज़ से पहले, इंटरफ़ेज़ की सिंथेटिक अवधि के दौरान, डीएनए प्रतिकृति और गुणसूत्र प्रजनन होता है। हालांकि, यह संश्लेषण पूरी तरह से समाप्त नहीं होता है: डीएनए 99.8% और प्रोटीन 75% द्वारा संश्लेषित होता है। डीएनए संश्लेषण पैक्टीन में समाप्त होता है, प्रोटीन - डिप्लोटीन में।

मेटाफ़ेज़ I में, सूक्ष्मनलिकाएं द्वारा निर्मित एक फ्यूसीफॉर्म संरचना ध्यान देने योग्य हो जाती है। अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान, अलग-अलग सूक्ष्मनलिकाएं प्रत्येक द्विसंयोजक के गुणसूत्रों के सेंट्रोमियर से जुड़ी होती हैं। फिर गुणसूत्रों के जोड़े कोशिका के भूमध्यरेखीय तल में चले जाते हैं, जहाँ वे एक यादृच्छिक क्रम में पंक्तिबद्ध होते हैं। समजातीय गुणसूत्रों के केन्द्रक भूमध्यरेखीय तल के विपरीत किनारों पर स्थित होते हैं; माइटोसिस के रूपक में, इसके विपरीत, व्यक्तिगत गुणसूत्रों के सेंट्रोमियर भूमध्यरेखीय तल में स्थित होते हैं।

मेटाफ़ेज़ I में, द्विसंयोजक कोशिका के केंद्र में, भूमध्यरेखीय प्लेट के क्षेत्र में स्थित होते हैं (चित्र 4)।

चावल। 4. अर्धसूत्रीविभाजन के चरण: प्रोफ़ेज़ I - मेटाफ़ेज़ I

एनाफेज की शुरुआत समजातीय गुणसूत्रों के विचलन और ध्रुवों की ओर उनके संचलन से होती है। गुणसूत्रों में बिना सेंट्रोमियर के, लगाव मौजूद नहीं हो सकता। माइटोसिस के एनाफेज में, सेंट्रोमियर विभाजित होते हैं और समान क्रोमैटिड अलग हो जाते हैं। अर्धसूत्रीविभाजन के एनाफेज I में, सेंट्रोमियर विभाजित नहीं होते हैं, क्रोमैटिड एक साथ रहते हैं, और समरूप गुणसूत्र अलग हो जाते हैं। हालांकि, पार करने के परिणामस्वरूप टुकड़ों के आदान-प्रदान के कारण, क्रोमैटिड समान नहीं हैं, जैसे कि अर्धसूत्रीविभाजन की शुरुआत में। एनाफेज I में, संयुग्मित समरूप ध्रुवों की ओर विचलन करते हैं।

संतति कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या आधी (अगुणित समुच्चय) होती है, जबकि डीएनए द्रव्यमान भी आधा हो जाता है और गुणसूत्र द्विगुणित रहते हैं। समजातीय युग्मों का विपरीत ध्रुवों से सटीक विचलन उनकी संख्या में कमी को रेखांकित करता है।

टेलोफ़ेज़ I में, ध्रुवों पर गुणसूत्रों की सांद्रता होती है, उनमें से कुछ का विघटन होता है, जिसके कारण गुणसूत्रों का सर्पिलीकरण कमजोर हो जाता है, वे बढ़ जाते हैं और फिर से अप्रभेद्य हो जाते हैं (चित्र 5)। जैसे ही टेलोफ़ेज़ धीरे-धीरे इंटरफ़ेज़ में गुजरता है, एक परमाणु लिफाफा (मातृ कोशिका नाभिक झिल्ली के टुकड़ों सहित) और एक सेल सेप्टम एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से दिखाई देता है। अंत में, न्यूक्लियोलस फिर से बनता है और प्रोटीन संश्लेषण फिर से शुरू होता है।

चावल। 5. अर्धसूत्रीविभाजन के चरण: एनाफ़ेज़ I - टेलोफ़ेज़ I

इंटरकाइनेसिस में, नाभिक बनते हैं, जिनमें से प्रत्येक में n डाइक्रोमैटिड गुणसूत्र होते हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन के दूसरे विभाजन की ख़ासियत यह है कि, सबसे पहले, क्रोमेटिन दोहरीकरण इंटरफ़ेज़ II में नहीं होता है; इसलिए, प्रोफ़ेज़ II में प्रवेश करने वाली प्रत्येक कोशिका n2c के समान अनुपात को बरकरार रखती है।

अर्धसूत्रीविभाजन का दूसरा विभाजन

अर्धसूत्रीविभाजन के दूसरे विभाजन के दौरान, प्रत्येक गुणसूत्र के बहन क्रोमैटिड ध्रुवों की ओर मुड़ जाते हैं। चूंकि प्रोफ़ेज़ I में क्रॉसिंग ओवर हो सकता है और बहन क्रोमैटिड गैर-समान हो सकते हैं, यह कहने की प्रथा है कि दूसरा विभाजन माइटोसिस के प्रकार के अनुसार आगे बढ़ता है, लेकिन यह वास्तविक माइटोसिस नहीं है, जिसमें सामान्य रूप से, बेटी कोशिकाओं में गुणसूत्र होते हैं आकार और जीन के सेट में समान।

दूसरे अर्धसूत्रीविभाजन की शुरुआत में, क्रोमैटिड अभी भी सेंट्रोमियर से जुड़े हुए हैं। यह विभाजन माइटोसिस के समान है: यदि टेलोफ़ेज़ I में एक परमाणु लिफाफा बन गया है, तो अब यह नष्ट हो गया है, और एक छोटे प्रोफ़ेज़ II के अंत तक न्यूक्लियोलस गायब हो जाता है।

चावल। 6. अर्धसूत्रीविभाजन के चरण: प्रोफ़ेज़ II-मेटाफ़ेज़ II

मेटाफ़ेज़ II में, स्पिंडल और क्रोमोसोम फिर से देखे जा सकते हैं, जिसमें दो क्रोमैटिड होते हैं। क्रोमोसोम सेंट्रोमियर द्वारा स्पिंडल फिलामेंट्स से जुड़े होते हैं और भूमध्यरेखीय तल में संरेखित होते हैं (चित्र 6)। एनाफेज II में, सेंट्रोमियर विभाजित और विचलन करते हैं, और बहन क्रोमैटिड, जो अब गुणसूत्र बन गए हैं, विपरीत ध्रुवों पर चले जाते हैं। टेलोफ़ेज़ II में, नए परमाणु झिल्ली और न्यूक्लियोली बनते हैं, गुणसूत्रों का संपीड़न कमजोर हो जाता है और इंटरफ़ेज़ नाभिक में वे अदृश्य हो जाते हैं (चित्र 7)।

चावल। 7. अर्धसूत्रीविभाजन के चरण: एनाफ़ेज़ II - टेलोफ़ेज़ II

अर्धसूत्रीविभाजन अगुणित कोशिकाओं के निर्माण के साथ समाप्त होता है - युग्मक, बीजाणुओं के टेट्राड - गुणसूत्रों के दो गुना कमी (अगुणित) सेट के साथ मूल कोशिका के वंशज और अगुणित डीएनए द्रव्यमान (मूल कोशिका 2n, 4c, - बीजाणु, युग्मक - n, c) .

एक समजात युग्म के गुणसूत्रों के वितरण की सामान्य योजना और दो अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान उनमें निहित भिन्न युग्म जीन के दो जोड़े चित्र 8 में दिखाए गए हैं। जैसा कि इस आरेख से देखा जा सकता है, इस तरह के वितरण के दो मौलिक रूप से भिन्न रूप संभव हैं। पहला (अधिक संभावित) प्रकार गुणसूत्रों के साथ दो प्रकार के आनुवंशिक रूप से भिन्न युग्मकों के निर्माण से जुड़ा है जो उन क्षेत्रों में पार नहीं हुए हैं जहां विचाराधीन जीन स्थित हैं। ऐसे युग्मकों को सामान्यतः गैर-क्रॉसओवर कहा जाता है। दूसरे (कम संभावित) प्रकार में, गैर-क्रॉसओवर युग्मकों के साथ, क्रॉसओवर युग्मक भी दो गैर-युग्मक जीनों के स्थान के बीच स्थित समजातीय गुणसूत्रों के क्षेत्रों में आनुवंशिक विनिमय (आनुवंशिक पुनर्संयोजन) के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं।

चावल। 8. अर्धसूत्रीविभाजन के दो विभाजनों के परिणामस्वरूप उनमें निहित समरूप जोड़ी और गैर-युग्मक जीन के गुणसूत्रों के वितरण के दो प्रकार

अर्धसूत्रीविभाजनप्राथमिक रोगाणु कोशिकाओं के अप्रत्यक्ष विभाजन की एक विधि है (2p2s), inजिसके परिणामस्वरूप अगुणित कोशिकाएं (lnlc) बनती हैं, सबसे अधिक बार सेक्स कोशिकाएं।

माइटोसिस के विपरीत, अर्धसूत्रीविभाजन में दो क्रमिक कोशिका विभाजन होते हैं, जिनमें से प्रत्येक इंटरफेज़ से पहले होता है (चित्र 2.53)। अर्धसूत्रीविभाजन (अर्धसूत्रीविभाजन I) के पहले विभाजन को कहा जाता है कमी,चूंकि इस मामले में गुणसूत्रों की संख्या आधी हो जाती है, और दूसरा विभाजन (अर्धसूत्रीविभाजन) द्वितीय) -समान,चूंकि इसकी प्रक्रिया में गुणसूत्रों की संख्या संरक्षित रहती है (तालिका 2.5 देखें)।

इंटरफेज़ Iमाइटोसिस के इंटरफेज़ की तरह आगे बढ़ता है। अर्धसूत्रीविभाजन Iचार चरणों में बांटा गया है: प्रोफ़ेज़ I, मेटाफ़ेज़ I, एनाफ़ेज़ I, और टेलोफ़ेज़ I. B प्रोफ़ेज़ Iदो महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं होती हैं - संयुग्मन और क्रॉसिंग ओवर। विकारसमजात (युग्मित) गुणसूत्रों के उनकी पूरी लंबाई के साथ संलयन की प्रक्रिया है। संयुग्मन के दौरान बनने वाले गुणसूत्रों के जोड़े मेटाफ़ेज़ I के अंत तक बने रहते हैं।

विदेशी- समजातीय गुणसूत्रों के समजातीय क्षेत्रों का पारस्परिक आदान-प्रदान (चित्र। 2.54)। पार करने के परिणामस्वरूप, माता-पिता दोनों से शरीर द्वारा प्राप्त गुणसूत्र जीन के नए संयोजन प्राप्त करते हैं, जिससे आनुवंशिक रूप से विविध संतानों की उपस्थिति होती है। प्रोफ़ेज़ I के अंत में, जैसा कि माइटोसिस के प्रोफ़ेज़ में होता है, न्यूक्लियोलस गायब हो जाता है, सेंट्रीओल्स कोशिका के ध्रुवों की ओर मुड़ जाते हैं, और परमाणु लिफाफा विघटित हो जाता है।

वीमेटाफ़ेज़ Iगुणसूत्रों के जोड़े कोशिका के भूमध्य रेखा के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं, विखंडन धुरी के सूक्ष्मनलिकाएं उनके सेंट्रोमियर से जुड़ी होती हैं।

वी एनाफेज Iपूरे समरूप गुणसूत्र, दो क्रोमैटिड से मिलकर, ध्रुवों की ओर मुड़ जाते हैं।

वी टेलोफ़ेज़ Iकोशिका के ध्रुवों पर गुणसूत्रों के समूहों के आसपास, परमाणु झिल्ली बनते हैं, नाभिक बनते हैं।

साइटोकाइनेसिस Iबेटी कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य को अलग करता है।

अर्धसूत्रीविभाजन I के परिणामस्वरूप बनने वाली बेटी कोशिकाएं (1n2c) आनुवंशिक रूप से विषम हैं, क्योंकि उनके गुणसूत्र, जो कोशिका के ध्रुवों पर बेतरतीब ढंग से विचरण करते हैं, में विभिन्न जीन होते हैं।

इंटरफेज़ IIबहुत ही कम, क्योंकि इसमें डीएनए डबलिंग नहीं होता है, यानी कोई एस-पीरियड नहीं होता है।

अर्धसूत्रीविभाजन IIभी चार चरणों में विभाजित: प्रोफ़ेज़ II, मेटाफ़ेज़ II, एनाफ़ेज़ II और टेलोफ़ेज़ II। वी प्रोफ़ेज़ IIसंयुग्मन और क्रॉसिंग ओवर के अपवाद के साथ, वही प्रक्रियाएं प्रोफ़ेज़ I की तरह आगे बढ़ती हैं।

वी मेटाफ़ेज़ IIगुणसूत्र कोशिका के भूमध्य रेखा के साथ स्थित होते हैं।

वी एनाफेज IIगुणसूत्र सेंट्रोमियर में विभाजित होते हैं और क्रोमैटिड पहले से ही ध्रुवों तक फैले होते हैं।

वी टेलोफ़ेज़ IIबेटी गुणसूत्रों के समूहों के चारों ओर परमाणु झिल्ली और न्यूक्लियोली बनते हैं।

बाद में साइटोकाइनेसिस IIचारों संतति कोशिकाओं का आनुवंशिक सूत्र - 1एन1सी,हालांकि, उन सभी में जीन का एक अलग सेट होता है, जो कि बेटी कोशिकाओं में मातृ और पैतृक जीवों के गुणसूत्रों के क्रॉसिंग और एक यादृच्छिक संयोजन का परिणाम है।

अर्धसूत्रीविभाजन द्वारा कोशिका विभाजन दो मुख्य चरणों में होता है: अर्धसूत्रीविभाजन I और अर्धसूत्रीविभाजन II। अर्धसूत्रीविभाजन प्रक्रिया के अंत में चार बनते हैं। एक विभाजित कोशिका अर्धसूत्रीविभाजन में प्रवेश करने से पहले, यह इंटरफेज़ नामक अवधि से गुजरती है।

अंतरावस्था

• चरण G1:डीएनए संश्लेषण से पहले कोशिका विकास का चरण। इस स्तर पर, विभाजन की तैयारी करने वाली कोशिका द्रव्यमान में बढ़ जाती है।
• एस-चरण:वह अवधि जिसके दौरान डीएनए संश्लेषित होता है। अधिकांश कोशिकाओं के लिए, इस चरण में कम समय लगता है।
• चरण G2:डीएनए संश्लेषण के बाद की अवधि, लेकिन प्रोफ़ेज़ की शुरुआत से पहले। कोशिका अतिरिक्त प्रोटीन का संश्लेषण करती रहती है और आकार में बढ़ती जाती है।

इंटरफेज़ के अंतिम चरण में, कोशिका में अभी भी न्यूक्लियोली होता है। एक परमाणु झिल्ली से घिरा होता है, और सेलुलर गुणसूत्र दोहराए जाते हैं, लेकिन आकार में। एक जोड़े की प्रतिकृति से बनने वाले दो जोड़े कोर के बाहर स्थित होते हैं। इंटरफेज़ के अंत में, कोशिका अर्धसूत्रीविभाजन के पहले चरण में प्रवेश करती है।

अर्धसूत्रीविभाजन I:

प्रोफ़ेज़ I

अर्धसूत्रीविभाजन के पहले चरण में, निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:

• गुणसूत्र संघनित होते हैं और परमाणु लिफाफे से जुड़ जाते हैं।
• एक सिनैप्सिस होता है (समरूप गुणसूत्रों का जोड़ीदार अभिसरण) और एक टेट्राड बनता है। प्रत्येक टेट्राड में चार क्रोमैटिड होते हैं।
• आनुवंशिक पुनर्संयोजन हो सकता है।
• गुणसूत्र गाढ़ा होकर नाभिकीय आवरण से अलग हो जाते हैं।
• इसी तरह, सेंट्रीओल्स एक दूसरे से दूर चले जाते हैं, और परमाणु लिफाफा और न्यूक्लियोली नष्ट हो जाते हैं।
• क्रोमोसोम मेटाफ़ेज़ (भूमध्यरेखीय) प्लेट में माइग्रेट करना शुरू करते हैं।

प्रोफ़ेज़ I के अंत में, कोशिका मेटाफ़ेज़ I में प्रवेश करती है।

मेटाफ़ेज़ I

अर्धसूत्रीविभाजन के रूपक I में, निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:

• टेट्राड मेटाफ़ेज़ प्लेट पर संरेखित होते हैं।
• समजात गुणसूत्र कोशिका के विपरीत ध्रुवों की ओर उन्मुख होते हैं।

मेटाफ़ेज़ I के अंत में, कोशिका एनाफ़ेज़ I में प्रवेश करती है।

एनाफेज I

अर्धसूत्रीविभाजन के एनाफेज I में, निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:

• गुणसूत्र कोशिका के विपरीत छोर पर चले जाते हैं। माइटोसिस की तरह, किनेटोकोर्स गुणसूत्रों को कोशिका के ध्रुवों पर ले जाने के लिए सूक्ष्मनलिकाएं के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।
• समसूत्रण के विपरीत, विपरीत ध्रुवों पर जाने के बाद वे एक साथ रहते हैं।

एनाफ़ेज़ I के अंत में, कोशिका टेलोफ़ेज़ I में प्रवेश करती है।

टेलोफ़ेज़ I

अर्धसूत्रीविभाजन के टेलोफ़ेज़ I में, निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:

• धुरी के तंतु समरूप गुणसूत्रों को ध्रुवों तक ले जाना जारी रखते हैं।
• एक बार गति पूरी हो जाने के बाद, कोशिका के प्रत्येक ध्रुव में गुणसूत्रों की एक अगुणित संख्या होती है।
• ज्यादातर मामलों में, साइटोकिनेसिस (विभाजन) टेलोफ़ेज़ I के साथ एक साथ होता है।
• टेलोफ़ेज़ I और साइटोकाइनेसिस के अंत में, दो संतति कोशिकाएँ बनती हैं, जिनमें से प्रत्येक में मूल मूल कोशिका के गुणसूत्रों की संख्या आधी होती है।
• कोशिका के प्रकार के आधार पर, अर्धसूत्रीविभाजन II की तैयारी में विभिन्न प्रक्रियाएं हो सकती हैं। हालांकि, आनुवंशिक सामग्री फिर से दोहराई नहीं जाती है।

टेलोफ़ेज़ I के अंत में, कोशिका प्रोफ़ेज़ II में प्रवेश करती है।

अर्धसूत्रीविभाजन II:

प्रोफ़ेज़ II

अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ II में, निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:

• विखंडन धुरी प्रकट होने तक परमाणु और नाभिक नष्ट हो जाते हैं।
• इस चरण के दौरान क्रोमोसोम अब नहीं दोहराते हैं।
• क्रोमोसोम मेटाफ़ेज़ प्लेट II (कोशिकाओं के भूमध्य रेखा पर) की ओर पलायन करना शुरू कर देते हैं।

प्रोफ़ेज़ II के अंत में, कोशिकाएँ मेटाफ़ेज़ II में प्रवेश करती हैं।

मेटाफ़ेज़ II

अर्धसूत्रीविभाजन के मेटाफ़ेज़ II में, निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:

• क्रोमोसोम कोशिकाओं के केंद्र में मेटाफ़ेज़ प्लेट II पर पंक्तिबद्ध होते हैं।
• बहन क्रोमैटिड्स के काइनेटोकोरिक तंतु विपरीत ध्रुवों की ओर विचरण करते हैं।

मेटाफ़ेज़ II के अंत में, कोशिकाएँ एनाफ़ेज़ II में प्रवेश करती हैं।

एनाफेज II

अर्धसूत्रीविभाजन के एनाफेज II में, निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:

• बहन क्रोमैटिड अलग हो जाते हैं और कोशिका के विपरीत छोर (ध्रुवों) की ओर बढ़ना शुरू कर देते हैं। विभाजन के धुरी के तंतु, क्रोमैटिड से जुड़े नहीं, कोशिकाओं को खींचते और लंबा करते हैं।
• एक बार जोड़ीदार बहन क्रोमैटिड एक दूसरे से अलग हो जाते हैं, उनमें से प्रत्येक को एक पूर्ण गुणसूत्र माना जाता है, जिसे कहा जाता है।
• अर्धसूत्रीविभाजन के अगले चरण की तैयारी में, कोशिकाओं के दो ध्रुव भी एनाफेज II के दौरान एक दूसरे से दूर चले जाते हैं। एनाफेज II के अंत में, प्रत्येक ध्रुव में गुणसूत्रों का पूरा संकलन होता है।

एनाफेज II के बाद, कोशिकाएं टेलोफेज II में प्रवेश करती हैं।

टेलोफ़ेज़ II

अर्धसूत्रीविभाजन के टेलोफ़ेज़ II में, निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:

• अलग-अलग नाभिक विपरीत ध्रुवों पर बनते हैं।
• साइटोकिनेसिस होता है (साइटोप्लाज्म का विभाजन और नई कोशिकाओं का निर्माण)।
• अर्धसूत्रीविभाजन II के अंत में, चार संतति कोशिकाओं का निर्माण होता है। प्रत्येक कोशिका में मूल मूल कोशिका के गुणसूत्रों की संख्या आधी होती है।

अर्धसूत्रीविभाजन परिणाम

अर्धसूत्रीविभाजन का अंतिम परिणाम चार बेटी कोशिकाओं का उत्पादन होता है। इन कोशिकाओं में जनक के सापेक्ष गुणसूत्रों की संख्या आधी होती है। अर्धसूत्रीविभाजन के साथ, केवल सेक्स उत्पाद ही बनते हैं। अन्य माइटोसिस के माध्यम से विभाजित होते हैं। जब निषेचन के दौरान जननांग एक हो जाते हैं, तो वे बन जाते हैं। द्विगुणित कोशिकाओं में समजातीय गुणसूत्रों का एक पूरा सेट होता है।