अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ 2 विभाजन। अर्धसूत्रीविभाजन और उसके चरण. अर्धसूत्रीविभाजन समस्या को हल करने के उदाहरण. ए) मेटाफ़ेज़ I में कोशिका के भूमध्यरेखीय तल में
अर्धसूत्रीविभाजन (ग्रीक अर्धसूत्रीविभाजन - कमी, कमी) या कमी विभाजन। अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप, गुणसूत्रों की संख्या कम हो जाती है, अर्थात। गुणसूत्रों के द्विगुणित समुच्चय (2पी) से एक अगुणित समुच्चय (पी) बनता है।
अर्धसूत्रीविभाजन में लगातार 2 विभाजन होते हैं:
प्रथम विभाजन को न्यूनीकरण या ह्रास कहा जाता है।
II विभाजन को समीकरणात्मक या समानीकरण कहा जाता है, अर्थात। माइटोसिस के प्रकार के अनुसार आगे बढ़ता है (जिसका अर्थ है कि माँ और बेटी कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या समान रहती है)।
अर्धसूत्रीविभाजन का जैविक अर्थ यह है कि गुणसूत्रों के द्विगुणित सेट वाली एक मातृ कोशिका से चार अगुणित कोशिकाएं बनती हैं, इस प्रकार गुणसूत्रों की संख्या आधी हो जाती है, और डीएनए की मात्रा चार गुना कम हो जाती है। इस विभाजन के परिणामस्वरूप, जानवरों में सेक्स कोशिकाएं (युग्मक) और पौधों में बीजाणु बनते हैं।
चरणों को माइटोसिस के समान ही कहा जाता है, और अर्धसूत्रीविभाजन की शुरुआत से पहले, कोशिका भी इंटरफेज़ से गुजरती है।
प्रोफ़ेज़ I- सबसे लंबा चरण और इसे पारंपरिक रूप से 5 चरणों में विभाजित किया गया है:
1) लेप्टोनिमा (लेप्टोटीन) - या पतले तंतु का चरण। क्रोमोसोम सर्पिल होते हैं, एक गुणसूत्र में 2 क्रोमैटिड होते हैं, और क्रोमैटिड के स्थिर पतले धागों पर क्रोमैटिन का गाढ़ापन या गुच्छे दिखाई देते हैं, जिन्हें क्रोमोमेरेस कहा जाता है।
2) जाइगोनेमा (जाइगोटीन, ग्रीक विलय धागे) - युग्मित धागों का चरण। इस स्तर पर, समजात गुणसूत्र (आकार और आकार में समान) जोड़े में एक साथ आते हैं, वे पूरी लंबाई के साथ एक दूसरे को आकर्षित करते हैं और चिपके रहते हैं, यानी। क्रोमोमेयर क्षेत्र में संयुग्मित होता है। यह एक ज़िपर लॉक के समान है। समजातीय गुणसूत्रों की एक जोड़ी को द्विसंयोजक कहा जाता है। द्विसंयोजकों की संख्या गुणसूत्रों के अगुणित सेट के बराबर होती है।
3) पचीनेमा (पैचीटीन, ग्रीक गाढ़ा) - मोटे धागों की अवस्था। गुणसूत्रों का आगे सर्पिलीकरण होता है। फिर प्रत्येक समजात गुणसूत्र को अनुदैर्ध्य दिशा में विभाजित किया जाता है और यह स्पष्ट रूप से दिखाई देता है कि प्रत्येक गुणसूत्र में दो क्रोमैटिड होते हैं, ऐसी संरचनाओं को टेट्राड कहा जाता है, अर्थात। 4 क्रोमैटिड्स. इस समय, क्रॉसिंग ओवर होता है, अर्थात। क्रोमैटिड्स के समजात क्षेत्रों का आदान-प्रदान।
4) डिप्लोनेमा (डिप्लोटीन) - डबल फिलामेंट्स का चरण। समजात गुणसूत्र एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करने लगते हैं, एक-दूसरे से दूर जाने लगते हैं, लेकिन पुलों - चियास्माटा की मदद से अपना संबंध बनाए रखते हैं, ये वे स्थान हैं जहां क्रॉसिंग ओवर होगा। प्रत्येक क्रोमैटिड जंक्शन (यानी, चियास्मा) पर, क्रोमैटिड के वर्गों का आदान-प्रदान होता है। गुणसूत्र सर्पिल और छोटे हो जाते हैं।
5) डायकिनेसिस - पृथक दोहरे धागों का चरण। इस स्तर पर, गुणसूत्र पूरी तरह से संघनित और तीव्रता से दागदार हो जाते हैं। केन्द्रक झिल्ली और केन्द्रक नष्ट हो जाते हैं। सेंट्रीओल्स कोशिका ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं और स्पिंडल तंतु बनाते हैं।
प्रोफ़ेज़ I का गुणसूत्र सेट 2n4c है।
इस प्रकार, प्रोफ़ेज़ I में:
1. समजात गुणसूत्रों का संयुग्मन;
2. द्विसंयोजक या टेट्राड का निर्माण;
3. पार करना।
क्रोमैटिड्स के संयुग्मन के आधार पर, हो सकता है विभिन्न प्रकारपार करना: 1 - सही या ग़लत; 2 - बराबर या असमान; 3 - साइटोलॉजिकल या प्रभावी; 4 - एकल या एकाधिक.
मेटाफ़ेज़ I- गुणसूत्र सर्पिलीकरण अपने अधिकतम तक पहुँच जाता है। द्विसंयोजक कोशिका के भूमध्य रेखा के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं, जिससे एक मेटाफ़ेज़ प्लेट बनती है। स्पिंडल स्ट्रैंड समजात गुणसूत्रों के सेंट्रोमीटर से जुड़े होते हैं। द्विसंयोजक स्वयं को कोशिका के विभिन्न ध्रुवों से जुड़ा हुआ पाते हैं।
मेटाफ़ेज़ I का गुणसूत्र सेट 2n4c है।
एनाफ़ेज़ I- गुणसूत्रों के सेंट्रोमियर विभाजित नहीं होते हैं, चरण चियास्माटा के विभाजन से शुरू होता है। संपूर्ण गुणसूत्र, क्रोमैटिड नहीं, कोशिका के ध्रुवों तक फैल जाते हैं। समजात गुणसूत्रों की एक जोड़ी में से केवल एक ही बेटी कोशिकाओं में प्रवेश करती है, अर्थात। उन्हें बेतरतीब ढंग से पुनर्वितरित किया जाता है। प्रत्येक ध्रुव पर, यह पता चला है, गुणसूत्रों का एक सेट है - 1n2c, और सामान्य तौर पर एनाफ़ेज़ I का गुणसूत्र सेट है - 2n4c।
टेलोफ़ेज़ I- कोशिका के ध्रुवों पर पूरे गुणसूत्र होते हैं, जिनमें 2 क्रोमैटिड होते हैं, लेकिन उनकी संख्या 2 गुना कम हो गई है।
जानवरों और कुछ पौधों में, क्रोमैटिड्स विलुप्त हो जाते हैं। इनके चारों ओर प्रत्येक ध्रुव पर एक नाभिकीय झिल्ली बनती है।
इसके बाद साइटोकाइनेसिस आता है।
प्रथम विभाजन के बाद बनी कोशिकाओं का गुणसूत्र समूह n2c होता है।
डिवीजन I और II के बीच कोई एस-अवधि नहीं है और डीएनए प्रतिकृति नहीं होती है, क्योंकि क्रोमोसोम पहले से ही डुप्लिकेट होते हैं और बहन क्रोमैटिड से बने होते हैं, इसलिए इंटरफेज़ II को इंटरकाइनेसिस कहा जाता है - अर्थात। दो प्रभागों के बीच एक गति है।
प्रोफ़ेज़ II- बहुत छोटा और बिना किसी विशेष परिवर्तन के आगे बढ़ता है यदि टेलोफ़ेज़ I में परमाणु आवरण नहीं बनता है, तो स्पिंडल फ़िलामेंट्स तुरंत बन जाते हैं;
मेटाफ़ेज़ II- गुणसूत्र भूमध्य रेखा के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं। धुरी तंतु गुणसूत्रों के सेंट्रोमीटर से जुड़े होते हैं।
मेटाफ़ेज़ II का गुणसूत्र सेट है - n2c।
एनाफ़ेज़ II- सेंट्रोमियर विभाजित होते हैं और स्पिंडल फिलामेंट्स क्रोमैटिड्स को अलग-अलग ध्रुवों पर ले जाते हैं। बहन क्रोमैटिड्स को पुत्री गुणसूत्र कहा जाता है (या मातृ क्रोमैटिड्स पुत्री गुणसूत्र होंगे)।
एनाफ़ेज़ II का गुणसूत्र सेट है - 2n2c।
टेलोफ़ेज़ II– गुणसूत्र सिकुड़ते हैं, खिंचते हैं और फिर खराब रूप से पहचाने जा पाते हैं। केन्द्रक झिल्लियाँ तथा केन्द्रक बनते हैं। टेलोफ़ेज़ II साइटोकाइनेसिस के साथ समाप्त होता है।
टेलोफ़ेज़ II के बाद गुणसूत्र सेट है - nс.
अर्धसूत्रीविभाजन का अर्थ
1. लैंगिक रूप से प्रजनन करने वाली प्रजातियों में गुणसूत्रों की एक स्थिर संख्या बनी रहती है, क्योंकि जब अगुणित कोशिकाएं विलीन हो जाती हैं, तो गुणसूत्रों का द्विगुणित सेट बहाल हो जाता है।
2. एनाफेज I में समजात गुणसूत्रों के स्वतंत्र विचलन के कारण बड़ी संख्या में पैतृक और मातृ गुणसूत्रों के विभिन्न संयोजन बनते हैं। गुणसूत्र जोड़े के संयोजनों की संख्या को 2n के रूप में परिभाषित किया गया है, जहां n गुणसूत्रों का अगुणित सेट है। एक व्यक्ति के लिए संयोजनों की संख्या 223 = 8388608 है।
3. आनुवंशिक सामग्री का पुनर्संयोजन क्रॉसिंग ओवर के कारण होता है, जो प्रोफ़ेज़ I में पचीनेमा चरण में होता है।
आइए अर्धसूत्रीविभाजन पर समस्याओं को हल करने के उदाहरण देखें
समस्या 1
ड्रोसोफिला की दैहिक कोशिका में 2n=8 गुणसूत्र होते हैं। शुक्राणुजनन के परिणामस्वरूप बनने वाली कोशिकाओं में कितने गुणसूत्र, क्रोमैटिड और डीएनए होंगे? शुक्राणुजनन की अवधि और परिणामी कोशिकाओं का नाम बताइए। योजनाबद्ध तरीके से ड्रा करें.
समाधान:
समस्या 2
विकिरण के प्रभाव में, एक महिला यौवन के दौरान एनाफ़ेज़ II चरण से नहीं गुज़री। कितने अंडे बने, और किस सेट के गुणसूत्रों से? आप किस परिणाम की उम्मीद कर सकते हैं? चित्रात्मक रूप से आरेखित करें.
समाधान:
एनाफेज II में, सेंट्रोमियर विभाजित होते हैं और स्पिंडल फिलामेंट्स क्रोमैटिड्स को ध्रुवों की ओर ले जाते हैं। यदि यह एनाफ़ेज़ पारित नहीं हुआ है, तो गुणसूत्र ध्रुवों तक फैल नहीं सकते हैं, इसलिए एक नाभिक गुणसूत्रों के दोहरे सेट के साथ बनता है, यानी, दूसरे अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप, 46 के सेट के साथ एक oocyte का गठन किया गया था। दूसरे क्रम के गुणसूत्रों का oocyte (46 chr-m, 92 chr-dy, 4c) और गुणसूत्रों के समान सेट के साथ एक कमी शरीर। जब एक अंडाणु (n = 46 गुणसूत्र, 2c) एक सामान्य शुक्राणु (n = 23 गुणसूत्र, 1c) के साथ निषेचित होता है, तो एक ट्रिपलोइड बनता है; ऐसा जीव भ्रूण के विकास के प्रारंभिक चरण में व्यवहार्य नहीं होता है।
युग्मकजनन -अंडे बनने की प्रक्रिया ओवोजेनेसिस) और शुक्राणु ( शुक्राणुजनन) - चरणों का क्रम उप-विभाजित है (चित्र 5.4)।
प्रजनन अवस्था मेंद्विगुणित कोशिकाएँ जिनसे युग्मक बनते हैं, कहलाती हैं शुक्राणुजनऔर ओगोनिया.ये कोशिकाएं क्रमिक माइटोटिक विभाजनों की एक श्रृंखला से गुजरती हैं, जिसके परिणामस्वरूप उनकी संख्या में काफी वृद्धि होती है। स्पर्मेटोगोनिया पुरुष यौवन की पूरी अवधि के दौरान प्रजनन करता है। ओगोनिया का प्रजनन मुख्य रूप से भ्रूणजनन की अवधि तक ही सीमित है। मनुष्यों में, महिला शरीर में, यह प्रक्रिया दूसरे और पांचवें महीने के बीच अंडाशय में सबसे अधिक तीव्रता से होती है। अंतर्गर्भाशयी विकास. 7वें महीने तक के सबसे oocytes अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ I में प्रवेश करते हैं।
चूंकि मादा पूर्वज कोशिकाओं के प्रजनन की विधि और नर युग्मकमाइटोसिस है, तो ओगोनिया और स्पर्मेटोगोनिया, सभी दैहिक कोशिकाओं की तरह, द्विगुणितता की विशेषता रखते हैं। माइटोटिक चक्र के दौरान, उनके गुणसूत्रों की संख्या के आधार पर या तो एक एकल-फंसे संरचना (माइटोसिस के बाद और इंटरफेज़ की सिंथेटिक अवधि के पूरा होने से पहले) या एक डबल-स्ट्रैंडेड संरचना (पोस्टसिंथेटिक अवधि, प्रोफ़ेज़ और माइटोसिस का मेटाफ़ेज़) होती है। डीएनए डबल-स्ट्रैंड। यदि एकल, अगुणित सेट में गुणसूत्रों की संख्या को इस प्रकार दर्शाया जाता है पी,और DNA की मात्रा समान है साथ, तो प्रजनन चरण में कोशिकाओं का आनुवंशिक सूत्र 2 से मेल खाता है पी 2साथएस-अवधि और 2 एन 4सीउसके बाद।
चावल। 5.4. युग्मकजनन योजना:
1 - शुक्राणुजनन, 2 - ओवोजेनेसिस, एन- गुणसूत्र सेट की संख्या,
साथ- डीएनए की मात्रा, आरटी - कमी निकाय
पर विकास के चरणकोशिका के आकार में वृद्धि होती है और नर और मादा जनन कोशिकाओं में परिवर्तन होता है शुक्राणुनाशकऔर प्रथम क्रम के oocytes,और बाद वाले पहले की तुलना में बड़े आकार तक पहुंचते हैं। संचित पदार्थों का एक हिस्सा पोषण सामग्री (ओसाइट्स में जर्दी) का प्रतिनिधित्व करता है, दूसरा बाद के विभाजनों से जुड़ा होता है। एक महत्वपूर्ण घटनाइस अवधि के दौरान, डीएनए प्रतिकृति होती है जबकि गुणसूत्रों की संख्या अपरिवर्तित रहती है। उत्तरार्द्ध एक डबल-स्ट्रैंडेड संरचना प्राप्त करता है, और पहले क्रम के स्पर्मोसाइट्स और oocytes का आनुवंशिक सूत्र फॉर्म 2 लेता है एन 4साथ.
मुख्य घटनाओं परिपक्वता चरणदो क्रमिक विभाजन हैं: कमी और समीकरण, जो मिलकर बनते हैं अर्धसूत्रीविभाजन(अनुभाग 5.3.2 देखें)। प्रथम विभाजन के बाद इनका निर्माण होता है शुक्राणुनाशकऔर दूसरे क्रम के oocytes(सूत्र एन 2साथ), और दूसरे के बाद - शुक्राणु और परिपक्व अंडाणु(पी.एस.).
परिपक्वता चरण में विभाजन के परिणामस्वरूप, प्रत्येक प्रथम-क्रम शुक्राणुकोशिका चार पैदा करती है शुक्राणुनाशक,जबकि प्रथम क्रम का प्रत्येक अंडाणु - एक एक पूर्ण विकसित अंडाऔर कमी निकाय,जो प्रजनन में भाग नहीं लेते. इसके कारण, पोषण सामग्री, जर्दी, की अधिकतम मात्रा मादा युग्मक में केंद्रित होती है।
शुक्राणुजनन की प्रक्रिया पूरी हो जाती है गठन का चरण,या शुक्राणुजनन.गुणसूत्रों के सुपरकोलिंग के कारण शुक्राणुओं के नाभिक सघन हो जाते हैं, जो कार्यात्मक रूप से निष्क्रिय हो जाते हैं। लैमेलर कॉम्प्लेक्स नाभिक के ध्रुवों में से एक में चला जाता है, जिससे एक्रोसोमल तंत्र बनता है, जो निषेचन में एक प्रमुख भूमिका निभाता है। सेंट्रीओल्स नाभिक के विपरीत ध्रुव पर एक स्थान पर कब्जा कर लेते हैं, और उनमें से एक से एक फ्लैगेलम बढ़ता है, जिसके आधार पर माइटोकॉन्ड्रिया एक सर्पिल आवरण के रूप में केंद्रित होते हैं। इस स्तर पर, शुक्राणु के लगभग सभी साइटोप्लाज्म को अस्वीकार कर दिया जाता है, जिससे कि परिपक्व शुक्राणु का सिर व्यावहारिक रूप से इससे रहित हो जाता है।
युग्मकजनन की केंद्रीय घटना है विशेष आकारकोशिका विभाजन - अर्धसूत्रीविभाजन.व्यापक माइटोसिस के विपरीत, जो कोशिकाओं में गुणसूत्रों की निरंतर द्विगुणित संख्या को बनाए रखता है, अर्धसूत्रीविभाजन से द्विगुणित कोशिकाओं से अगुणित युग्मकों का निर्माण होता है। बाद के निषेचन के दौरान, युग्मक एक द्विगुणित कैरियोटाइप के साथ एक नई पीढ़ी का जीव बनाते हैं ( पी.एस. + पी.एस. == 2एन 2सी). ये सबसे महत्वपूर्ण है जैविक महत्वअर्धसूत्रीविभाजन, जो यौन रूप से प्रजनन करने वाली सभी प्रजातियों में विकास की प्रक्रिया में उत्पन्न हुआ और स्थापित हो गया (धारा 3.6.2.2 देखें)।
अर्धसूत्रीविभाजन में दो विभाजन होते हैं जो परिपक्वता की अवधि के दौरान तेजी से एक दूसरे का अनुसरण करते हैं। इन विभाजनों के लिए डीएनए दोहरीकरण विकास अवधि के दौरान एक बार होता है। दूसरा अर्धसूत्रीविभाजन पहले के तुरंत बाद होता है ताकि वंशानुगत सामग्री उनके बीच के अंतराल में संश्लेषित न हो (चित्र 5.5)।
प्रथम अर्धसूत्रीविभाजन को न्यूनीकरण कहते हैंचूँकि इससे द्विगुणित कोशिकाओं का निर्माण होता है (2 पी 2साथ) अगुणित कोशिकाएँ पी 2साथ।यह परिणाम अर्धसूत्रीविभाजन के प्रथम विभाजन के प्रोफ़ेज़ की ख़ासियत के कारण सुनिश्चित होता है। अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ I में, साथ ही सामान्य माइटोसिस में, आनुवंशिक सामग्री (गुणसूत्र सर्पिलीकरण) की कॉम्पैक्ट पैकेजिंग देखी जाती है। उसी समय, एक घटना घटती है जो माइटोसिस में अनुपस्थित होती है: समजात गुणसूत्र एक दूसरे के साथ संयुग्मित होते हैं, अर्थात। संबंधित क्षेत्रों द्वारा बारीकी से अनुमानित किया गया है।
संयुग्मन के परिणामस्वरूप, गुणसूत्र जोड़े बनते हैं, या द्विसंयोजक,संख्या पी।चूँकि अर्धसूत्रीविभाजन में प्रवेश करने वाले प्रत्येक गुणसूत्र में दो क्रोमैटिड होते हैं, द्विसंयोजक में चार क्रोमैटिड होते हैं। प्रोफ़ेज़ I में आनुवंशिक सामग्री का सूत्र 2 रहता है एन 4सी. प्रोफ़ेज़ के अंत में, द्विसंयोजक में गुणसूत्र, दृढ़ता से सर्पिल होकर छोटे हो जाते हैं। माइटोसिस की तरह, अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ I में स्पिंडल का निर्माण शुरू होता है, जिसकी मदद से क्रोमोसोमल सामग्री को बेटी कोशिकाओं के बीच वितरित किया जाएगा (चित्र 5.5)।
चावल। 5.5. अर्धसूत्रीविभाजन के चरण
पैतृक गुणसूत्रों को काले रंग में दर्शाया गया है, मातृ गुणसूत्रों को बिना रंगे दर्शाया गया है। चित्र मेटाफ़ेज़ I को नहीं दिखाता है, जिसमें द्विसंयोजक स्पिंडल के भूमध्यरेखीय तल में स्थित होते हैं, और टेलोफ़ेज़ I, जो जल्दी से प्रोफ़ेज़ II में बदल जाता है
अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ I में होने वाली प्रक्रियाएं और इसके परिणाम निर्धारित करने से माइटोसिस की तुलना में विभाजन के इस चरण की लंबी अवधि निर्धारित होती है और इसके भीतर कई चरणों को अलग करना संभव हो जाता है (चित्र 5.5)।
लेप्टोटीन -अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ I का प्रारंभिक चरण, जिसमें गुणसूत्रों का सर्पिलीकरण शुरू होता है, और वे माइक्रोस्कोप के नीचे लंबे और पतले धागों के रूप में दिखाई देने लगते हैं। जाइगोटीनसमजातीय गुणसूत्रों के संयुग्मन की शुरुआत की विशेषता, जो सिनैप्टोनेमल कॉम्प्लेक्स द्वारा एक द्विसंयोजक (छवि 5.6) में एकजुट होते हैं। पचीतेना -वह चरण जिसमें, गुणसूत्रों के चल रहे सर्पिलीकरण और उनके छोटे होने की पृष्ठभूमि के खिलाफ, समजात गुणसूत्रों के बीच घटित होता है बदलते हुए -संबंधित अनुभागों के आदान-प्रदान के साथ प्रतिच्छेदन। डिप्लोटेनासमजातीय गुणसूत्रों के बीच प्रतिकारक शक्तियों के उद्भव की विशेषता, जो मुख्य रूप से सेंट्रोमियर क्षेत्र में एक दूसरे से दूर जाने लगते हैं, लेकिन अतीत के क्रॉसिंग क्षेत्रों में जुड़े रहते हैं - chiasmach(चित्र 5.7)।
डायकिनेसिस -अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ I का अंतिम चरण, जिसमें समजात गुणसूत्र केवल चियास्माटा के अलग-अलग बिंदुओं पर एक साथ रखे जाते हैं। द्विसंयोजक छल्ले, क्रॉस, आठ आदि का विचित्र आकार लेते हैं। (चित्र 5.8)।
इस प्रकार, समजातीय गुणसूत्रों के बीच उत्पन्न होने वाली प्रतिकारक शक्तियों के बावजूद, प्रोफ़ेज़ I में द्विसंयोजकों का अंतिम विनाश नहीं होता है। अंडजनन में अर्धसूत्रीविभाजन की एक विशेषता एक विशेष चरण की उपस्थिति है - तानाशाही,शुक्राणुजनन में अनुपस्थित। इस स्तर पर, भ्रूणजनन के दौरान मनुष्यों में पहुंचे गुणसूत्र, एक विशेष रूप धारण कर लेते हैं रूपात्मक रूप"लैंप ब्रश" कई वर्षों तक किसी भी अन्य संरचनात्मक परिवर्तन को रोकते हैं। पहुँचने पर महिला शरीरप्रजनन आयु के दौरान, पिट्यूटरी ग्रंथि के ल्यूटिनाइजिंग हार्मोन के प्रभाव में, एक नियम के रूप में, एक अंडाणु मासिक अर्धसूत्रीविभाजन को फिर से शुरू करता है।
में मेटाफ़ेज़ Iअर्धसूत्रीविभाजन धुरी का निर्माण पूरा करता है। इसके धागे गुणसूत्रों के सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं, द्विसंयोजक में एकजुट होते हैं, इस तरह से कि प्रत्येक सेंट्रोमियर से केवल एक धागा स्पिंडल ध्रुवों में से एक तक जाता है। परिणामस्वरूप, समजातीय गुणसूत्रों के सेंट्रोमीटर से जुड़े धागे, विभिन्न ध्रुवों की ओर बढ़ते हुए, धुरी के भूमध्यरेखीय तल में द्विसंयोजक स्थिति स्थापित करते हैं।
में पश्च चरण Iअर्धसूत्रीविभाजन के दौरान, द्विसंयोजक में समजात गुणसूत्रों के बीच के बंधन कमजोर हो जाते हैं और वे एक दूसरे से दूर चले जाते हैं, धुरी के विभिन्न ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं। इस मामले में, गुणसूत्रों का एक अगुणित सेट, जिसमें दो क्रोमैटिड होते हैं, प्रत्येक ध्रुव पर जाता है (चित्र 5.5 देखें)।
में टीलोफ़ेज़अर्धसूत्रीविभाजन I में, गुणसूत्रों का एक एकल, अगुणित सेट स्पिंडल ध्रुवों पर इकट्ठा होता है, जिनमें से प्रत्येक में डीएनए की मात्रा दोगुनी होती है।
परिणामी पुत्री कोशिकाओं की आनुवंशिक सामग्री का सूत्र मेल खाता है पी 2साथ।
दूसरा अर्धसूत्रीविभाजन(संतुलन संबंधी)विभाजनकोशिकाओं के निर्माण की ओर ले जाता है जिसमें गुणसूत्रों में आनुवंशिक सामग्री की सामग्री उनकी एकल-फंसे संरचना के अनुरूप होगी पी.एस.(चित्र 5.5 देखें)। यह विभाजन माइटोसिस की तरह आगे बढ़ता है, केवल इसमें प्रवेश करने वाली कोशिकाएं गुणसूत्रों का अगुणित समूह ले जाती हैं। इस तरह के विभाजन की प्रक्रिया में, मातृ डबल-स्ट्रैंडेड गुणसूत्र, विभाजित होकर, सिंगल-स्ट्रैंडेड बेटी क्रोमोसोम बनाते हैं।
अर्धसूत्रीविभाजन का एक मुख्य कार्य है एकल-फंसे गुणसूत्रों के अगुणित सेट के साथ कोशिकाओं का निर्माण -यह दो क्रमिक अर्धसूत्री विभाजनों के लिए एकल डीएनए दोहराव के कारण, साथ ही पहले अर्धसूत्री विभाजन की शुरुआत में समजात गुणसूत्रों के जोड़े के गठन और बेटी कोशिकाओं में उनके आगे विचलन के कारण प्राप्त होता है।
न्यूनीकरण प्रभाग में होने वाली प्रक्रियाएँ भी समान रूप से महत्वपूर्ण परिणाम प्रदान करती हैं - युग्मकों की आनुवंशिक विविधता,शरीर द्वारा निर्मित. ऐसी प्रक्रियाओं में शामिल हैं क्रॉसिंग ओवर, समजात गुणसूत्रों का अलग-अलग युग्मकों में विचलनऔर प्रथम अर्धसूत्रीविभाजन में द्विसंयोजकों का स्वतंत्र व्यवहार(अनुभाग 3.6.2.3 देखें)।
बदलते हुएलिंकेज समूहों में पैतृक और मातृ एलील्स का पुनर्संयोजन सुनिश्चित करता है (चित्र 3.72 देखें)। इस तथ्य के कारण कि गुणसूत्रों का क्रॉसिंग विभिन्न क्षेत्रों में हो सकता है, प्रत्येक व्यक्तिगत मामले में क्रॉसिंग ओवर से आनुवंशिक सामग्री की विभिन्न मात्रा का आदान-प्रदान होता है। दो क्रोमैटिड्स (छवि 5.9) के बीच होने वाले कई क्रॉसओवर की संभावना और दो से अधिक द्विसंयोजक क्रोमैटिड्स (छवि 5.10) के आदान-प्रदान में भागीदारी पर ध्यान देना भी आवश्यक है। क्रॉसिंग ओवर की उल्लेखनीय विशेषताएं इस प्रक्रिया को एलील्स के पुनर्संयोजन के लिए एक प्रभावी तंत्र बनाती हैं।
विभिन्न युग्मकों में समजातीय गुणसूत्रों का विचलनहेटेरोज़ायोसिटी के मामले में, यह युग्मकों के निर्माण की ओर जाता है जो अलग-अलग जीन के एलील में भिन्न होते हैं (चित्र 3.74 देखें)।
धुरी के भूमध्यरेखीय तल में द्विसंयोजकों की यादृच्छिक व्यवस्था और पश्च चरण I में उनका अनुवर्ती विचलनअर्धसूत्रीविभाजन युग्मकों के अगुणित सेट में पैतृक लिंकेज समूहों के पुनर्संयोजन को सुनिश्चित करता है (चित्र 3.75 देखें)।
एक द्विसंयोजक के सभी चार क्रोमैटिड क्रॉसिंग ओवर में प्रवेश कर सकते हैं; उत्परिवर्ती एलील लैटिन अक्षरों द्वारा इंगित किए जाते हैं; "+" चिह्न - सामान्य एलील
अंडजनन के अंतिम चरण भी महिला के शरीर के बाहर, कृत्रिम पोषक माध्यम में पुनरुत्पादित होते हैं। इससे किसी व्यक्ति को "इन विट्रो" में गर्भ धारण करना संभव हो गया। ओव्यूलेशन से पहले शल्य चिकित्साअंडे को अंडाशय से निकाल लिया जाता है और शुक्राणु युक्त माध्यम में स्थानांतरित कर दिया जाता है। निषेचन से उत्पन्न युग्मनज, जब उपयुक्त वातावरण में रखा जाता है, तो विखंडन से गुजरता है। 8-16 ब्लास्टोमेरेस के चरण में, भ्रूण को प्राप्तकर्ता महिला के गर्भाशय में स्थानांतरित किया जाता है, जो गर्भावस्था और प्रसव कराती है। ऐसे स्थानांतरण के सफल परिणामों की संख्या हाल ही में बढ़ रही है।
युग्मकजनन अत्यधिक उत्पादक है। यौन जीवन के दौरान एक पुरुष कम से कम 500 अरब शुक्राणु पैदा करता है। भ्रूणजनन के पांचवें महीने में, मादा प्रजनन ग्रंथि के प्रारंभिक भाग में 6-7 मिलियन अंडाणु अग्रदूत कोशिकाएं होती हैं। प्रजनन काल की शुरुआत तक, अंडाशय में लगभग 100,000 oocytes पाए जाते हैं। यौवन के क्षण से लेकर युग्मकजनन की समाप्ति तक, अंडाशय में 400-500 oocytes परिपक्व होते हैं।
शुक्राणुजनन।रूपात्मक दृष्टि से, वृषण अनेकों से मिलकर बना होता है वीर्योत्पादक नलिकाएं. लोबदार संरचना. वीर्य नलिकाओं के बीच, लीडिंग कोशिकाएं (12-14 वर्ष की आयु में काम करना शुरू करती हैं) टेस्टोस्टेरोन को संश्लेषित करती हैं - माध्यमिक यौन विशेषताओं का विकास। वृषण बहुत जल्दी बन जाता है अंतःस्रावी अंगएण्ड्रोजन के प्रभाव में पुरुष जननांग अंगों का निर्माण होता है। वीर्य नलिका में क्षेत्र होते हैं:
प्रजनन,
परिपक्वता और गठन.
एक ही नाम के विकास के कालखंड होते हैं। प्रजनन क्षेत्र वृषण के बाहरी भाग में होता है। कोशिकाएँ गोल होती हैं, साइटोप्लाज्म बहुत होता है, केन्द्रक बड़ा होता है - शुक्राणुजन। वे माइटोसिस द्वारा गुणा करते हैं, और वृषण युवावस्था तक आकार में बढ़ते हैं, जिसके बाद केवल स्टेम कोशिकाएं विभाजित होती हैं। कोशिकाओं की आपूर्ति कम नहीं होती और वृषण भी कम नहीं होता। प्रजनन क्षेत्र 2n2c में अगला चरण विकास है। नाभिक और साइटोप्लाज्म का आकार बढ़ता है, डीएनए प्रतिकृति होती है (इंटरफ़ेज़ 1), कोशिकाएं प्रथम-क्रम शुक्राणुकोशिका 2n4c होती हैं। ये कोशिकाएँ वीर्य नलिकाओं में निर्माण और परिपक्वता के क्षेत्र में प्रवेश करती हैं। अर्धसूत्रीविभाजन में 2 माइटोटिक विभाजन होते हैं, पहले विभाजन के बाद n2c, दूसरे के बाद - nc।
अंडजनन (अंडाशय). भ्रूण के विकास के दूसरे महीने में जननग्रंथि का निर्माण होता है। मनुष्यों में, जर्दी थैली बहुत जल्दी बन जाती है (प्राथमिक रोगाणु कोशिकाओं को बनाने, पोषक तत्व प्रदान करने का कार्य)। रोगाणु कोशिकाएं (प्राथमिक) विकासशील गोनाड में स्थानांतरित हो जाती हैं, और जर्दी थैली नष्ट हो जाती है। भ्रूणजनन के दौरान, अंडाशय सक्रिय नहीं होते हैं। मादा जनन कोशिकाओं का निर्माण निष्क्रिय होता है। प्राथमिक रोगाणु कोशिकाएं ओगोनिया हैं, वे विभाजित होती हैं। प्रथम क्रम के oocytes बनते हैं। विभाजन की अवधि भ्रूणजनन के 7वें महीने तक समाप्त हो जाती है - 7,000,000 प्राथमिक कोशिकाएँ। 400-500 जीवन भर परिपक्व होते हैं, बाकी लावारिस होते हैं। मनुष्यों में अंडों का विकास प्रथम अर्धसूत्री विभाजन के प्रोफ़ेज़ (डिप्लोटीन अवस्था में) में अवरुद्ध हो जाता है। यौवन की शुरुआत के साथ, अंडाणु का आकार बढ़ जाता है, और जर्दी का आकार भी बढ़ जाता है। रंगद्रव्य जमा होते हैं, जैव रासायनिक और रूपात्मक परिवर्तन होते हैं। प्रत्येक अंडाणु छोटी कूपिक कोशिकाओं से घिरा होता है जो कूप में परिपक्व होती हैं। अंडा, परिपक्व होकर, परिधि के पास पहुंचता है। कूपिक द्रव इसे सभी अवस्थाओं में घेरे रहता है। कूप फट जाता है. अंडा उदर गुहा में प्रवेश करता है। फिर डिंबवाहिनी फ़नल में। शुक्राणु के साथ अंडे के संपर्क के परिणामस्वरूप डिंबवाहिनी के 2/3 भाग में अर्धसूत्रीविभाजन की निरंतरता।
अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान, गुणसूत्र वितरित होते हैं। परिणाम 4 कोर है. गुणसूत्र संयुग्मन होता है (1 जीन में अत्यधिक दोहराव वाले डीएनए अनुक्रम के कारण)। युग्मकजनन के दौरान, 4 नाभिकों में से प्रत्येक को एक जोड़े से केवल 1 क्रोमैटिड प्राप्त होता है। शुक्राणुजनन के दौरान अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप, प्रत्येक प्रथम-क्रम शुक्राणुकोशिका से 4 क्रोमैटिड प्राप्त होते हैं और 4 शुक्राणु बनते हैं। पहले क्रम के एक अंडाणु से, गुणसूत्रों के अगुणित सेट के साथ 2 नाभिक बनते हैं। उनमें से एक बड़ी मात्रा में साइटोप्लाज्म वाला है (चूंकि साइटोकाइनेसिस के दौरान विभाजन असमान होता है) और दूसरा एक कमी (निर्देशित) शरीर है। इसके बाद विभाजन से एक अंडा और एक मार्गदर्शक शरीर का निर्माण होता है। अंडजनन के दौरान, प्रत्येक अंडकोष से 1 अंडाणु और 3 मार्गदर्शक निकाय बनते हैं, जो पतित होते हैं और गायब हो जाते हैं। अंडे में पोषक तत्वों के सभी आवश्यक भंडार मौजूद होते हैं।
अर्धसूत्रीविभाजन- गुणसूत्रों और जीनों के वितरण की एक विधि, जो उनके स्वतंत्र और यादृच्छिक पुनर्संयोजन को सुनिश्चित करती है। अंडजनन के दौरान, यह कोशिकाओं के बीच साइटोप्लाज्म को पुनर्वितरित करने का कार्य करता है। क्रॉसिंग ओवर एक ऐसी विधि है जो व्यक्तिगत समजात गुणसूत्रों के जीन को एक साथ लाती है और पुनर्वितरित करती है।
अर्धसूत्रीविभाजन II के एनाफ़ेज़ के बारे में ऐलेना द्वारा पूछा गया हैरान करने वाला प्रश्न, इसका उत्तर देने का मेरा प्रयास, मेरी साइट के अन्य "व्यावहारिक" पाठकों के लिए उपयोगी हो सकता है। खासकर तैयारी कर रहे छात्रों के लिए एकीकृत राज्य परीक्षा उत्तीर्ण करनाजीवविज्ञान में. यह संवाद स्कूली जीव विज्ञान शिक्षकों के लिए भी उपयोगी हो सकता है। : अचानक उनकी कक्षा में ऐलेना जैसे व्यावहारिक छात्र होंगे।
लेख इसी बिंदु से संबंधित है : अर्धसूत्रीविभाजन II के एनाफ़ेज़ में एक कोशिका में गुणसूत्रों का सेट, जिसे 2n2c के रूप में नामित किया गया है, को द्विगुणित नहीं माना जा सकता है।
इस लेख को तैयार करते समय, मैंने अर्धसूत्रीविभाजन पर सबसे सफल चित्र चुनने के लिए इंटरनेट पर देखा। यह पता चला कि स्कूल के शिक्षकों द्वारा संकलित सभी प्रकार की प्रस्तुतियों में से आधे से अधिक में अर्धसूत्रीविभाजन के सार की पूरी तरह से गलत व्याख्या है। इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि छात्रों के पास इस मुद्दे के संबंध में पूरी तरह से अप्रत्याशित प्रश्न हो सकते हैं।
ऐलेना:बोरिस फागिमोविच, नमस्ते! मेरे लिए यह पहेली है कि यह हर जगह लिखा है कि पहले अर्धसूत्रीविभाजन के बाद कोशिकाएं पहले से ही अगुणित होती हैं। और ये सच है, क्योंकि. गुणसूत्रों का कोई समजात नहीं होता। और दूसरे विभाजन के दौरान, एनाफ़ेज़ II में, "क्रोमैटिड ध्रुवों की ओर विचरण करते हैं, जो स्वतंत्र गुणसूत्र बन जाते हैं।"
और इसलिए, वोइला!, एक अगुणित कोशिका से, कोशिका फिर से द्विगुणित (2n2c) बन गई, क्योंकि ये समान भिन्न क्रोमैटिड समजात होंगे... लेकिन एक भी पाठ्यपुस्तक ऐसा नहीं कहती है। इसके अलावा अलग-अलग जानकारियां मिलती हैं. वही कोलेनिकोव एस.आई. संदर्भ पुस्तक में लिखा है कि एनाफ़ेज़ II में 1n1c का एक सेट है??? यह पूरी तरह से अस्पष्ट क्यों है... क्या मैं कुछ गलत समझ रहा हूँ? कृपया स्पष्ट करें!
बी.एफ.:नमस्ते ऐलेना! आप लिखते हैं: "और वोइला!, एक अगुणित कोशिका से फिर से डिप्लोइड (2n2c) बन गया, क्योंकि ये समान भिन्न क्रोमैटिड समजात होंगे...'' लेकिन, ऐलेना, क्षमा करें, मुझे बिल्कुल भी पता नहीं है कि आपकी यह गलतफहमी कहां से आई?
जैसा कि आप लिखते हैं, अचानक "अपसारी क्रोमैटिड्स" होमोलॉग क्यों प्राप्त कर लेते हैं? अर्धसूत्रीविभाजन I के बाद कोई समरूपता नहीं होती है और अगुणित कोशिकाएं दोबारा द्विगुणित नहीं हो सकती हैं (1n शुक्राणु के साथ 1n अंडे के निषेचन के बाद कोशिकाएं द्विगुणित - युग्मनज बन जाएंगी)। आपके पास अचानक फिर से 2n2c क्यों आ गया? स्वयं लिखें कि यह किसी पाठ्यपुस्तक में नहीं है। हाँ, नहीं और यह नहीं हो सकता!!! और यह केवल आपके पास है, आपके पाठ में। न केवल कोलेनिकोव की संदर्भ पुस्तक में, बल्कि पाठ में माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन की सबसे सरल योजनाएँ दी गई हैं। अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप 1n1c कोशिकाओं का निर्माण होता है।
ऐलेना:बोरिस फागिमोविच, विशेष रूप से एनाफ़ेज़ (माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन दोनों में) के बारे में प्रश्न इस तथ्य से उत्पन्न हुआ कि गुणसूत्रों का सेट अलग-अलग स्रोतों में अलग-अलग दिया गया है। आप यहाँ हैं, पश्चावस्था में पिंजरे का बँटवारा 4n4c लिखा है. मेटाफ़ेज़ में 2n4c थे, और एनाफ़ेज़ में यह 4n हो गए। इसके बारे में मेरी समझ यह है कि अपसारी क्रोमैटिड अब स्वतंत्र गुणसूत्र बन गए हैं। और, चूंकि नाभिक अभी तक नहीं बना है, ये सभी क्रोमैटिड गुणसूत्र एक कोशिका में स्थित हैं।
दूसरे डिवीजन में अर्धसूत्रीविभाजन, मेटाफ़ेज़ II में, दो क्रोमैटिड्स के गुणसूत्र भूमध्य रेखा के साथ स्थित होते हैं और इन गुणसूत्रों में जोड़े नहीं होते हैं और इसलिए (1n2c)। लेकिन फिर क्रोमैटिड ध्रुवों की ओर विमुख हो जाते हैं और स्वतंत्र गुणसूत्र माने जाते हैं। और यह पता चला है कि मेटाफ़ेज़ की तुलना में दोगुने गुणसूत्र हैं, लेकिन उनमें एक क्रोमैटिड होता है। और वे 2n2c लिखते हैं।
बी.एफ.:ऐलेना! आपने हर चीज़ का सही वर्णन किया है, लेकिन पूरी तरह से नहीं! मेटाफ़ेज़ II के बाद, जब एनाफ़ेज़ II में बाइक्रोमैटिड गुणसूत्र अलग हो जाते हैं, तो वास्तव में दोगुने गुणसूत्र होंगे (लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि कोशिका में युग्मित, समजात गुणसूत्र प्रकट हो गए हैं - यह आपकी ग़लतफ़हमी है। अर्धसूत्रीविभाजन I के बाद कोई समरूपता नहीं है) मैं लिख रहा हूं "सबकुछ सही ढंग से वर्णित किया गया था, लेकिन पूरी तरह से नहीं," क्योंकि 2n2c अर्धसूत्रीविभाजन II का अंत नहीं है, बल्कि टेलोफ़ेज़ II के बाद, चार कोशिकाओं में से प्रत्येक में 1n1c होगा।
मुझे लगता है कि आपका भ्रम यह है: जब हम दैहिक द्विगुणित कोशिका के केंद्रक की सामग्री का वर्णन करने के लिए सूत्र 2n2c का उपयोग करते हैं, तो n से पहले के दो हमें बताते हैं कि गुणसूत्रों का सेट दोगुना है, अर्थात, प्रत्येक गुणसूत्र में एक युग्मित, समजात होता है एक (समरूप केवल एन्कोडेड विशेषताओं के सेट में समान होते हैं। यदि एक गुणसूत्र में 561 लक्षणों को कूटने वाले जीन होते हैं, तो उसके समजात में भी बिल्कुल समान 561 लक्षणों को कूटने वाले जीन होते हैं। लेकिन एक ही लक्षण के लिए जिम्मेदार जीन के एलील समान हो सकते हैं होमोलॉग्स (एए या एए) के बीच अलग-अलग एए हो सकते हैं लेकिन एनाफ़ेज़ II में बहन क्रोमैटिड से बनने वाले गुणसूत्रों में केवल समान एलील हो सकते हैं।
मैं एक उदाहरण के रूप में मानव जीनोम का उपयोग करके इसका वर्णन करता हूँ। हमारे पास n = 23 गुणसूत्र हैं : 2n = 46 टुकड़े (जिनमें से 23 माँ के हैं, 23 पिता के हैं, यानी प्रत्येक गुणसूत्र में एक जोड़ा या एक समजात होता है। हम 2n2c लिखते हैं, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक गुणसूत्र में एक जोड़ा होता है और गुणसूत्र सही होते हैं - एकल-क्रोमैटिड। (क्योंकि) यदि दोनों को कोष्ठक से हटा दिया जाए, तो प्रत्येक के नाभिक में अर्धसूत्रीविभाजन I के बाद nc होगा दोपरिणामी कोशिकाओं में 23 "गलत", बाइक्रोमैटिड गुणसूत्र होंगे। चूँकि उनकी संख्या दो गुना कम है, इसलिए हम 1n लिखते हैं, और चूँकि वे अभी भी बायोमैटिड हैं, इसलिए हम 1n2c लिखते हैं। अर्थात्, इस समय प्रत्येक गुणसूत्र में दो बहनें पूरी तरह से समान (और समरूप नहीं) क्रोमैटिड होती हैं। जैसा कि हमें समझना चाहिए, 23 गुणसूत्रों में से प्रत्येक में एक जोड़ा नहीं है, वे सभी हैं अलग.
अर्धसूत्रीविभाजन II में, "गलत" बाइक्रोमैटिड गुणसूत्र वाली दो कोशिकाओं में से प्रत्येक, जिनमें से 23 थे, फिर से विभाजित हो जाती हैं। एनाफ़ेज़ II में, जब गुणसूत्र एक क्रोमैटिड से मिलकर "सही" हो जाते हैं, तो कोशिका में उनकी संख्या 46 हो जाएगी (जब तक कि कोशिका दो कोशिकाओं में विभाजित न हो जाए) : कोशिका के एक ध्रुव पर 23 टुकड़े और दूसरे ध्रुव पर 23 टुकड़े (लेकिन ये किसी भी तरह से समजात गुणसूत्र नहीं हैं, बल्कि पूर्व बहन क्रोमैटिड हैं, यानी, वे बिल्कुल समान हैं, अगर सेट के संदर्भ में कोई क्रॉसिंग ओवर नहीं होता) गुणसूत्र के एलील जीन का.
टेलोफ़ेज़ II आ गया है, 46वीं गुणसूत्र कोशिका दो कोशिकाओं में विभाजित हो जाएगी जिनमें से प्रत्येक में 23 एकल क्रोमैटिड गुणसूत्र होंगे। अंतिम सूत्र 1n1c का रूप लेगा (और 2n2c का नहीं, जैसा कि आपने लिखा है)। ओह, शायद अब चीजें स्पष्ट हो गई हैं?
ऐलेना:बोरिस फागिमोविच, इसके लिए आपका बहुत-बहुत धन्यवाद विस्तृत विवरण! अब समझ में आया कि ऐसी समस्याओं के समाधान में क्या लिखना चाहिए! मुझे एहसास हुआ कि एनाफ़ेज़ में गुणसूत्रों की संख्या 2एन लिखने से मुझे गुमराह किया गया था, क्योंकि... इस पदनाम का अर्थ आमतौर पर डिप्लोइड सेट होता है। इसीलिए मैं स्तब्ध था, क्योंकि यह स्पष्ट है कि पहले विभाजन के बाद कोशिका पहले से ही अगुणित है।
क्या मेरे पास कोई विशिष्ट उदाहरण हो सकता है? यदि मैं गलत हूं तो मुझे सही करों। मनुष्य की दैहिक कोशिकाओं में 46 गुणसूत्रों (2n2c) का एक सेट होता है। अर्धसूत्रीविभाजन से पहले, डीएनए दोगुना हो जाता है (गुणसूत्रों की संख्या में वृद्धि किए बिना) और गुणसूत्र डाइक्रोमैटिड 2n4c बन जाते हैं। ये 46 गुणसूत्र और 92 डीएनए अणु हैं।
प्रोफ़ेज़ I, मेटाफ़ेज़ I और एनाफ़ेज़ I में समान - 46 गुणसूत्र और 92 डीएनए। टेलोफ़ेज़ I में, बेटी नाभिक में पहले से ही दो क्रोमैटिड्स से 23 गुणसूत्र होते हैं - 46 डीएनए (1n2c)। नाभिक अगुणित होते हैं। फिर साइटोकाइनेसिस.
प्रोफ़ेज़ II, मेटाफ़ेज़ II के दूसरे विभाजन में, अभी भी वही 23 बाइक्रोमैटिड गुणसूत्र (46DNA) हैं। एनाफ़ेज़ में, क्रोमैटिड अलग हो जाते हैं और पहले से ही 46 एकल-क्रोमैटिड गुणसूत्र (46 डीएनए (2n2c) से) होते हैं, लेकिन वे सभी अभी भी एक कोशिका में होते हैं। टेलोफ़ेज़ II में, परमाणु झिल्ली का निर्माण होता है, और प्रत्येक नाभिक में 23 डीएनए के साथ 23 गुणसूत्र होंगे और गुणसूत्र सेट 1n1c लिखा जाएगा।
बी.एफ.:ऐलेना, मुझे बहुत ख़ुशी है कि आप इसे बहुत जल्दी समझने में सफल रहीं। हर चीज़ का विस्तार से वर्णन किया गया था; यह उन लोगों के लिए उपयोगी हो सकता है जिन्हें किसी बात पर संदेह था। यह अच्छा है कि हमने देखा कि अर्धसूत्रीविभाजन का केवल एनाफेज II गुणसूत्र 2 (एनसी) और 4 (एनसी) की मात्रा और गुणवत्ता के अनुपात के संदर्भ में माइटोसिस के एनाफेज के समान है, और एनाफेज I में एक विशेषता जुड़ी हुई है तथ्य यह है कि गुणसूत्र अभी भी बाइक्रोमैटिड 2(n2c) हैं।
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प्रोफ़ेज़ 2 (1n2c). संक्षेप में, प्रोफ़ेज़ 1, क्रोमैटिन संघनित होता है, कोई संयुग्मन और क्रॉसिंग नहीं होता है, प्रोफ़ेज़ के लिए सामान्य प्रक्रियाएँ होती हैं - परमाणु झिल्लियों का टुकड़ों में टूटना, सेंट्रीओल्स का कोशिका के विभिन्न ध्रुवों में विचलन, धुरी तंतुओं का निर्माण।
मेटाफ़ेज़ 2 (1n2c). कोशिका के भूमध्यरेखीय तल में बाइक्रोमैटिड गुणसूत्र पंक्तिबद्ध होते हैं, और मेटाफ़ेज़ प्लेट का निर्माण होता है।
आनुवंशिक सामग्री के तीसरे पुनर्संयोजन के लिए पूर्वापेक्षाएँ बनाई जा रही हैं - कई क्रोमैटिड मोज़ेक हैं और भूमध्य रेखा पर उनका स्थान निर्धारित करता है कि वे भविष्य में किस ध्रुव पर जाएंगे। स्पिंडल फिलामेंट्स क्रोमैटिड्स के सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं।
एनाफ़ेज़ 2 (2n2с). दो-क्रोमैटिड गुणसूत्रों का क्रोमैटिड में विभाजन होता है और इन बहन क्रोमैटिड का कोशिका के विपरीत ध्रुवों में विचलन होता है (इस मामले में, क्रोमैटिड स्वतंत्र एकल-क्रोमैटिड गुणसूत्र बन जाते हैं), आनुवंशिक सामग्री का तीसरा पुनर्संयोजन होता है।
टेलोफ़ेज़ 2 (1एन1सीप्रत्येक कोशिका में)।क्रोमोसोम डिकॉन्डेंस हो जाते हैं, परमाणु झिल्लियाँ बन जाती हैं, स्पिंडल तंतु नष्ट हो जाते हैं, न्यूक्लियोली प्रकट हो जाते हैं, और साइटोप्लाज्म विभाजित हो जाता है (साइटोटॉमी) जिसके परिणामस्वरूप चार अगुणित कोशिकाओं का निर्माण हुआ।
5. अर्धसूत्रीविभाजन I और अर्धसूत्रीविभाजन II के बीच अंतर
1. पहला विभाजन क्रोमोम पुनर्विकास के साथ एक इंटरफ़ेज़ से पहले होता है; दूसरे विभाजन के दौरान आनुवंशिक सामग्री की कोई प्रतिकृति नहीं होती है, यानी कोई सिंथेटिक चरण नहीं होता है।
2. प्रथम खण्ड का प्रोफ़ेज़ लम्बा है।
3. प्रथम विभाजन में गुणसूत्रों का संयुग्मन होता है तथा
बदलते हुए।
4. पहले विभाजन में, समजात गुणसूत्र (क्रोमैटिड की एक जोड़ी से युक्त द्विसंयोजक) ध्रुवों की ओर विसरित हो जाते हैं, और दूसरे विभाजन में, क्रोमैटिड विसरित हो जाते हैं।
अर्धसूत्रीविभाजन: 1 - लेप्टोटीन; 2 - जाइगोटीन; 3 - पचीटीन; 4 - डिप्लोटिन; 5 - डायकाइनेसिस; 6 - मेटाफ़ेज़ 1; 7 - पश्च चरण 1; 8 - टेलोफ़ेज़ 1; 9 - प्रोफ़ेज़ 2; 10 - मेटाफ़ेज़ 2; 11 - पश्च चरण 2; 12 - टेलोफ़ेज़ 2.
6. अर्धसूत्रीविभाजन और माइटोसिस के बीच अंतर
1. समसूत्रण में एक विभाजन होता है, और अर्धसूत्रीविभाजन में दो (इसके कारण 4 कोशिकाएँ प्राप्त होती हैं)।
2. अर्धसूत्रीविभाजन के पहले विभाजन के प्रोफ़ेज़ में, संयुग्मन (समजात गुणसूत्रों की निकटता) और क्रॉसिंग ओवर (समजात गुणसूत्रों के वर्गों का आदान-प्रदान) होता है, इससे वंशानुगत जानकारी का पुनर्संयोजन (पुनर्संयोजन) होता है।
3. अर्धसूत्रीविभाजन के पहले विभाजन के एनाफ़ेज़ में, समजात गुणसूत्रों का स्वतंत्र विचलन होता है (बाइक्रोमैटिड गुणसूत्र कोशिका के ध्रुवों की ओर विचलन करते हैं)। इससे पुनर्संयोजन और न्यूनीकरण होता है।
4. अर्धसूत्रीविभाजन के दो विभाजनों के बीच अंतरावस्था में, गुणसूत्र दोहरीकरण नहीं होता है, क्योंकि वे पहले से ही दोहरे होते हैं।
5. समसूत्रण के बाद दो कोशिकाएँ प्राप्त होती हैं तथा अर्धसूत्रीविभाजन के बाद चार कोशिकाएँ प्राप्त होती हैं।
6. माइटोसिस के बाद, दैहिक कोशिकाएं (शरीर कोशिकाएं) प्राप्त होती हैं, और अर्धसूत्रीविभाजन के बाद, रोगाणु कोशिकाएं प्राप्त होती हैं (युग्मक - शुक्राणु और अंडे; पौधों में, अर्धसूत्रीविभाजन के बाद, बीजाणु प्राप्त होते हैं)।
7. माइटोसिस के बाद, समान कोशिकाएं (प्रतियां) प्राप्त होती हैं, और अर्धसूत्रीविभाजन के बाद, विभिन्न कोशिकाएं प्राप्त होती हैं (वंशानुगत जानकारी का पुनर्संयोजन होता है)।
8. माइटोसिस के बाद, बेटी कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या वही रहती है जो माँ में थी, और अर्धसूत्रीविभाजन के बाद यह 2 गुना कम हो जाती है (गुणसूत्रों की संख्या कम हो जाती है; यदि यह नहीं होती, तो प्रत्येक निषेचन के बाद) गुणसूत्रों की संख्या दोगुनी हो जाएगी; प्रत्यावर्तन में कमी और निषेचन गुणसूत्रों की संख्या की स्थिरता सुनिश्चित करता है)।
7. अर्धसूत्रीविभाजन का जैविक महत्व
अर्धसूत्रीविभाजन जानवरों में युग्मकजनन और पौधों में बीजाणुजनन की केंद्रीय घटना है। इसकी सहायता से गुणसूत्र समुच्चय की स्थिरता बनी रहती है - युग्मकों के संलयन के बाद इसका दोहरीकरण नहीं होता है। अर्धसूत्रीविभाजन के लिए धन्यवाद, आनुवंशिक रूप से भिन्न कोशिकाएं बनती हैं, क्योंकि अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रिया के दौरान, आनुवंशिक सामग्री का पुनर्संयोजन तीन बार होता है: क्रॉसिंग ओवर (प्रोफ़ेज़ 1) के कारण, समजात गुणसूत्रों के यादृच्छिक, स्वतंत्र विचलन (एनाफ़ेज़ 1) के कारण और यादृच्छिक क्रोमैटिड विचलन (एनाफ़ेज़ 2) के कारण।
8. जीवों के प्रजनन के तरीके
9. लैंगिक और अलैंगिक प्रजनन के बीच अंतर
10. अलैंगिक प्रजनन के मुख्य रूप: दो भागों में विभाजन (माइटोसिस), एकाधिक विभाजन (स्किज़ोगोनी), नवोदित, विखंडन, स्पोरुलेशन, वानस्पतिक प्रजनन, बहुभ्रूणता)।
अलैंगिक प्रजनन एक या समूह से पुत्री व्यक्तियों के उद्भव की प्रक्रिया है शारीरिक कोशाणूमातृ शरीर. प्रजनन की यह विधि अधिक प्राचीन है। यह माइटोटिक कोशिका विभाजन पर आधारित है। अलैंगिक प्रजनन का महत्व व्यक्तियों की संख्या में तेजी से वृद्धि में निहित है, जो एक दूसरे से लगभग अप्रभेद्य हैं। अलैंगिक प्रजनन के निम्नलिखित रूप प्रतिष्ठित हैं:
1. दो भागों में विभाजन- एक मूल जीव से दो पुत्री जीवों के उद्भव की ओर ले जाता है। यह प्रोकैरियोट्स और प्रोटोज़ोआ में विभाजन का प्रमुख रूप है। विभिन्न एककोशिकीय जंतु अलग-अलग तरीकों से विभाजित होते हैं। इस प्रकार, फ्लैगेलेट्स को अनुदैर्ध्य रूप से विभाजित किया जाता है, और सिलिअट्स को अनुप्रस्थ रूप से विभाजित किया जाता है। यह विभाजन बहुकोशिकीय जंतुओं - कोइलेंटरेट्स (जेलीफ़िश में अनुदैर्ध्य विभाजन) और कृमियों (एनेलिड्स में अनुप्रस्थ विभाजन) में भी पाया जाता है।
3. नवोदित होना- मां के शरीर पर कोशिकाओं का एक समूह दिखाई देता है, जो बढ़ता है और धीरे-धीरे मां के शरीर जैसा दिखने लगता है। फिर बेटी अलग हो जाती है और स्वतंत्र अस्तित्व जीना शुरू कर देती है। इस तरह का प्रजनन निचले बहुकोशिकीय जीवों (स्पंज, कोइलेंटरेट्स, ब्रायोज़ोअन, कुछ कीड़े और ट्यूनिकेट्स) में आम है। कभी-कभी बेटियां माता-पिता से पूरी तरह से अलग नहीं होती हैं, जिससे कालोनियों का निर्माण होता है।
4.विखंडन- एक बहुकोशिकीय जीव का शरीर भागों में विघटित हो जाता है, जो बाद में स्वतंत्र व्यक्तियों (फ्लैटवर्म, इचिनोडर्म) में बदल जाता है।
5. विवाद- पुत्री जीव एक विशेष बीजाणु कोशिका से विकसित होता है।
अलैंगिक पादप प्रजनन के दो मुख्य रूप हैं: वानस्पतिक प्रसार और स्पोरुलेशन।एककोशिकीय पौधों का वानस्पतिक प्रसार केवल एक कोशिका को दो में विभाजित करके किया जाता है। मशरूम में, इसके रूप अधिक विविध होते हैं - स्पोरुलेशन (फफूंद, कैप कवक) और नवोदित (खमीर)। यू आवृतबीजीवानस्पतिक प्रजनन वानस्पतिक (गैर-यौन) अंगों - जड़ों, तने, पत्तियों के कारण होता है।
कुछ पशु प्रजातियों में है बहुभ्रूणता- लैंगिक प्रजनन द्वारा निर्मित भ्रूण का अलैंगिक प्रजनन। उदाहरण के लिए, ब्लास्टुला चरण में आर्मडिलोस में, शुरू में एक भ्रूण की सेलुलर सामग्री को 4-8 भ्रूणों के बीच विभाजित किया जाता है, जिससे बाद में पूर्ण विकसित व्यक्ति विकसित होते हैं। बहुभ्रूणता के परिणामस्वरूप मनुष्यों में एक जैसे जुड़वाँ बच्चे पैदा होते हैं।
11. एककोशिकीय जीवों में यौन प्रजनन के मुख्य रूप (संयुग्मन, मैथुन) और बहुकोशिकीय जीवों में (निषेचन के बिना (पार्थेनोजेनेसिस) और निषेचन के साथ)।
जीवों के सभी प्रमुख समूहों के जीवन चक्र में यौन प्रजनन देखा जाता है। यौन प्रजनन की व्यापकता को इस तथ्य से समझाया गया है कि यह महत्वपूर्ण आनुवंशिक विविधता प्रदान करता है और, परिणामस्वरूप, संतानों की फेनोटाइपिक परिवर्तनशीलता प्रदान करता है।
यौन प्रजनन का आधार यौन प्रक्रिया है, जिसका सार वंश के विकास के लिए वंशानुगत सामग्री में दो अलग-अलग स्रोतों - माता-पिता से आनुवंशिक जानकारी के संयोजन में आता है।
यौन प्रक्रिया का एक रूप है संयुग्मन. इस मामले में, दो व्यक्तियों का अस्थायी संबंध वंशानुगत सामग्री के आदान-प्रदान (पुनर्संयोजन) के उद्देश्य से होता है, उदाहरण के लिए, सिलिअट्स में। परिणामस्वरूप, व्यक्ति आनुवंशिक रूप से मूल जीवों से भिन्न दिखाई देते हैं, जो बाद में अलैंगिक प्रजनन करते हैं। संयुग्मन के बाद सिलियेट्स की संख्या नहीं बदलती है, इसलिए इस मामले में प्रजनन के बारे में शाब्दिक रूप से बात करना असंभव है।
प्रोटोजोआ में यौन प्रक्रिया भी रूप में हो सकती है संभोग – दो व्यक्तियों का एक में विलीन होना, वंशानुगत सामग्री का जुड़ाव और पुनर्संयोजन। यह व्यक्ति फिर विभाजन द्वारा प्रजनन करता है।
यौन प्रजनन में भाग लेने के लिए, युग्मक मूल जीवों में उत्पन्न होते हैं - जनन कार्य सुनिश्चित करने के लिए विशेषीकृत कोशिकाएँ। मातृ और पैतृक युग्मकों के संलयन से युग्मनज का उद्भव होता है - एक कोशिका जो व्यक्तिगत विकास के पहले, प्रारंभिक चरण में एक बेटी व्यक्ति होती है।
कुछ जीवों में, युग्मकों के मिलन के परिणामस्वरूप युग्मनज का निर्माण होता है जो संरचना में भिन्न नहीं होते हैं - एक घटना आइसोगैमी अधिकांश प्रजातियों में, प्रजनन कोशिकाओं को संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताओं के अनुसार मातृ (अंडे) और पैतृक (शुक्राणु) में विभाजित किया जाता है।
कभी-कभी पुत्री जीव का विकास अनिषेचित अंडे से होता है। इस घटना को वर्जिन डेवलपमेंट या कहा जाता है अनिषेकजनन इस मामले में, वंशज के विकास के लिए वंशानुगत सामग्री का स्रोत आमतौर पर अंडे का डीएनए होता है - एक घटना गाइनोजेनेसिसआमतौर पर कम देखा जाता है एंड्रोजेनेसिस- अंडाणु के साइटोप्लाज्म और शुक्राणु के केंद्रक के साथ एक कोशिका से वंशज का विकास। एंड्रोजेनेसिस के मामले में, मादा युग्मक का केंद्रक मर जाता है।
12. लैंगिक प्रजनन का जैविक महत्व
बहुकोशिकीय जीवों में विकास के एक निश्चित चरण में, यौन प्रक्रिया, एक प्रजाति के व्यक्तियों के बीच आनुवंशिक जानकारी के आदान-प्रदान के एक तरीके के रूप में, प्रजनन से जुड़ी हुई निकली। यौन प्रजनन के दौरान, परिणामी नए व्यक्ति आमतौर पर जीन एलील्स के संयोजन में अपने माता-पिता और एक दूसरे से भिन्न होते हैं। गुणों के एक नए संयोजन के साथ वंशजों में गुणसूत्रों और जीनों के नए संयोजन दिखाई देते हैं। इसका परिणाम एक ही प्रजाति के भीतर व्यक्तियों की एक विस्तृत विविधता है। इस प्रकार, यौन प्रजनन का जैविक महत्व न केवल स्व-प्रजनन में निहित है, बल्कि प्रजातियों के ऐतिहासिक विकास को सुनिश्चित करने में भी है, अर्थात जीवन। यह हमें लैंगिक प्रजनन को अलैंगिक प्रजनन की तुलना में जैविक रूप से अधिक प्रगतिशील मानने की अनुमति देता है।
13. शुक्राणुजनन
नर जनन कोशिकाओं के निर्माण की प्रक्रिया शुक्राणुजनन है। परिणामस्वरूप शुक्राणु का निर्माण होता है।
शुक्राणुजनन में 4 अवधियाँ होती हैं: प्रजनन, वृद्धि, परिपक्वता (अर्धसूत्रीविभाजन) और गठन (चित्र 3)।
प्रजनन काल के दौरान मूल अविभाजित रोगाणु कोशिकाएं शुक्राणुजन , या गोनिया सामान्य माइटोसिस द्वारा विभाजित होता है। ऐसे अनेक विभाग करके वे प्रवेश करते हैं विकास की अवधि के दौरान. इस स्तर पर उन्हें बुलाया जाता है प्रथम क्रम के शुक्राणुकोशिकाएँ (या प्रथम क्रम की कोशिकाएँ)।). वे गहनता से पोषक तत्वों को आत्मसात करते हैं, बड़े होते हैं, गहन भौतिक और रासायनिक पुनर्गठन से गुजरते हैं, जिसके परिणामस्वरूप वे तीसरे चरण की तैयारी करते हैं। अवधि - परिपक्वता, या अर्धसूत्रीविभाजन .
अर्धसूत्रीविभाजन में, शुक्राणुकोशिका I कोशिका विभाजन की दो प्रक्रियाओं से गुजरती है। प्रथम विभाजन (कमी) में गुणसूत्रों की संख्या घट जाती है (कमी)। परिणामस्वरूप, एक कोशिका I से समान आकार की दो कोशिकाएँ उत्पन्न होती हैं - दूसरे क्रम के शुक्राणुकोशिकाएँ, या कोशिकाएँ II। इसके बाद परिपक्वता का दूसरा विभाजन आता है। यह सामान्य दैहिक समसूत्री विभाजन की तरह आगे बढ़ता है, लेकिन गुणसूत्रों की अगुणित संख्या के साथ। इस तरह के विभाजन को समीकरण ("समीकरण" - समानता) कहा जाता है, क्योंकि दो समान विभाजन बनते हैं, यानी। पूर्णतः समतुल्य कोशिकाएँ, जिन्हें कहा जाता है शुक्राणुनाशक
चतुर्थ काल में - गठन - एक गोल शुक्राणु एक परिपक्व पुरुष प्रजनन कोशिका का रूप लेता है: एक फ्लैगेलम बढ़ता है, नाभिक सघन हो जाता है, और एक खोल बनता है। शुक्राणुजनन की पूरी प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, प्रत्येक प्रारंभिक अविभाज्य शुक्राणुजन से, 4 परिपक्व रोगाणु कोशिकाएं प्राप्त होती हैं, जिनमें से प्रत्येक में गुणसूत्रों का एक अगुणित सेट होता है।
चित्र में. चित्र 4 मनुष्यों में शुक्राणुजनन और शुक्राणुजनन की प्रक्रियाओं का एक चित्र दिखाता है। शुक्राणुजनन वृषण के घुमावदार वीर्य नलिकाओं में होता है। शुक्राणु का विकास जन्मपूर्व विकास की अवधि के दौरान जनन ऊतकों के बिछाने के दौरान शुरू होता है, फिर यौवन की शुरुआत के दौरान फिर से शुरू होता है और बुढ़ापे तक जारी रहता है।
नर जनन कोशिकाएँ अकेले विकसित नहीं होती हैं; वे क्लोन में विकसित होती हैं और साइटोप्लाज्मिक पुलों द्वारा आपस में जुड़ी होती हैं। स्पर्मेटोगोनिया, स्पर्मेटोसाइट्स और स्पर्मेटिड्स के बीच साइटोप्लाज्मिक पुल मौजूद होते हैं। गठन चरण के अंत में, शुक्राणु साइटोप्लाज्मिक पुलों से मुक्त हो जाते हैं। मनुष्यों में, अधिकतम दैनिक शुक्राणु उत्पादकता 108 है, योनि में शुक्राणु के अस्तित्व की अवधि 2.5 घंटे तक है, और गर्भाशय ग्रीवा में 48 घंटे तक है।
14. अंडजनन। की अवधारणा मासिक धर्म
मादा जनन कोशिकाओं के विकास की प्रक्रिया को ओवोजेनेसिस (अंडजनन) कहा जाता है।
अंडजनन में 3 अवधियाँ होती हैं: प्रजनन, वृद्धि और परिपक्वता।
अविभेदित मादा जनन कोशिकाएँ - ओगोनिया - सामान्य माइटोसिस के माध्यम से स्पर्मेटोगोनिया की तरह ही पुनरुत्पादन करें।
विभाजन के बाद वे बन जाते हैं प्रथम क्रम oocytes और विकास की अवधि में प्रवेश करें। oocytes की वृद्धि बहुत लंबे समय तक चलती है - सप्ताह, महीने और यहां तक कि साल भी।
फिर पहले क्रम का अंडाणु परिपक्वता, या अर्धसूत्रीविभाजन की अवधि में प्रवेश करता है। यहां भी, कटौती और समीकरण विभाजन होते हैं। नाभिक में विभाजन प्रक्रियाएं उसी तरह आगे बढ़ती हैं जैसे शुक्राणु कोशिकाओं के अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान, लेकिन साइटोप्लाज्म का भाग्य पूरी तरह से अलग होता है। न्यूनीकरण विभाजन के दौरान, एक केन्द्रक अधिकांश कोशिकाद्रव्य को अपने साथ ले जाता है, और उसका एक छोटा सा हिस्सा ही दूसरे के हिस्से के लिए बचता है। इसलिए, केवल एक पूर्ण विकसित कोशिका बनती है - दूसरे क्रम का एक अंडाणु, और दूसरा छोटा - एक दिशात्मक, या कमी, शरीर, जिसे दो कमी निकायों में विभाजित किया जा सकता है।
दूसरे, समीकरणात्मक विभाजन के दौरान, साइटोप्लाज्म का असममित वितरण दोहराया जाता है और फिर से एक बड़ी कोशिका बनती है - ओवोटाइड और तीसरा ध्रुवीय शरीर। ओवोटाइड, अपनी परमाणु संरचना और कार्यक्षमता के संदर्भ में, एक पूरी तरह से परिपक्व रोगाणु कोशिका है।
शुक्राणुजनन के विपरीत, गठन की अवधि, अंडजनन में अनुपस्थित होती है।
इस प्रकार, अंडजनन में, एक अंडगोनिया से केवल एक परिपक्व अंडा उत्पन्न होता है। ध्रुवीय पिंड अविकसित रहते हैं और जल्द ही मर जाते हैं और अन्य कोशिकाओं द्वारा फैगोसाइटोज्ड हो जाते हैं। परिपक्व मादा युग्मकों को अंडाणु या अंडे कहा जाता है, और पानी में जमा होने वाले युग्मकों को कैवियार कहा जाता है।
मादा जनन कोशिकाओं का विकास अंडाशय में होता है। ओगोनिया में प्रजनन की अवधि भ्रूण में ही शुरू हो जाती है और लड़की के जन्म के समय तक रुक जाती है।
अंडजनन के दौरान वृद्धि की अवधि लंबी होती है, क्योंकि अर्धसूत्रीविभाजन की तैयारी के अलावा, पोषक तत्वों की आपूर्ति जमा हो जाती है, जो भविष्य में युग्मनज के पहले विभाजन के लिए आवश्यक होगी। छोटे विकास चरण में, गठन होता है बड़ी मात्रा अलग - अलग प्रकारआरएनए.
अत्यधिक वृद्धि की अवधि के दौरान, अंडाशय की कूपिक कोशिकाएं पहले क्रम के अंडाणु के चारों ओर कई परतें बनाती हैं,जो अन्यत्र संश्लेषित पोषक तत्वों को अंडाणु के साइटोप्लाज्म में स्थानांतरित करने को बढ़ावा देता है।
मनुष्यों में, oocytes की वृद्धि अवधि 12-50 वर्ष हो सकती है। विकास अवधि पूरी होने के बाद, प्रथम क्रम का अंडाणु परिपक्वता अवधि में प्रवेश करता है।
परिणामस्वरूप, अंडजनन के दौरान, 4 कोशिकाएँ प्राप्त होती हैं, जिनमें से केवल एक ही बाद में अंडा बन जाएगी, और शेष 3 (ध्रुवीय पिंड) कम हो जाते हैं। अंडजनन के इस चरण का जैविक महत्व निषेचित अंडे के सामान्य पोषण और विकास को सुनिश्चित करने के लिए एक अगुणित नाभिक के आसपास साइटोप्लाज्म के सभी संचित पदार्थों को संरक्षित करना है।
महिलाओं में अंडजनन के दौरान, दूसरे मेटाफ़ेज़ के चरण में, एक ब्लॉक बनता है, जिसे निषेचन के दौरान हटा दिया जाता है, और परिपक्वता चरण शुक्राणु के अंडे में प्रवेश करने के बाद ही समाप्त होता है।
महिलाओं में अंडजनन की प्रक्रिया एक चक्रीय प्रक्रिया है, जो लगभग हर 28 दिन में दोहराई जाती है (विकास काल से शुरू होकर निषेचन के बाद ही समाप्त)। इस चक्र को मासिक धर्म कहा जाता है।
विशिष्ट सुविधाएंमनुष्यों में शुक्राणुजनन और अंडजनन तालिका 3 में प्रस्तुत किए गए हैं।
तंत्र के अनुसार अर्धसूत्रीविभाजन का दूसरा विभाजन विशिष्ट माइटोसिस है। यह जल्दी होता है:
प्रोफ़ेज़ IIसभी जीवों में यह अल्प होता है।
यदि टेलोफ़ेज़ I और इंटरफ़ेज़ II हुआ है, तो न्यूक्लियोली और परमाणु झिल्ली नष्ट हो जाते हैं, और क्रोमैटिड छोटे और मोटे हो जाते हैं। सेंट्रीओल्स, यदि मौजूद हैं, तो कोशिका के विपरीत ध्रुवों की ओर चले जाते हैं। सभी मामलों में, प्रोफ़ेज़ II के अंत तक, नए स्पिंडल फ़िलामेंट्स दिखाई देते हैं। वे अर्धसूत्री I धुरी के समकोण पर स्थित हैं।
मेटाफ़ेज़ II.माइटोसिस की तरह, गुणसूत्र धुरी के भूमध्य रेखा पर व्यक्तिगत रूप से पंक्तिबद्ध होते हैं।
एनाफ़ेज़ II. माइटोटिक के समान: सेंट्रोमियर विभाजित होते हैं (कोइसिन का विनाश) और स्पिंडल धागे क्रोमैटिड को विपरीत ध्रुवों तक खींचते हैं।
टेलोफ़ेज़ II.यह माइटोसिस के टेलोफ़ेज़ के समान ही होता है, केवल अंतर यह है कि चार अगुणित पुत्री कोशिकाएं बनती हैं। क्रोमोसोम खुल जाते हैं, लंबे हो जाते हैं और उनमें अंतर करना मुश्किल हो जाता है। धुरी के धागे गायब हो जाते हैं। प्रत्येक केंद्रक के चारों ओर फिर से एक परमाणु आवरण बनता है, लेकिन केंद्रक में अब मूल मूल कोशिका के गुणसूत्रों की आधी संख्या होती है। बाद के साइटोकाइनेसिस के दौरान, एक एकल मूल कोशिका चार बेटी कोशिकाओं का निर्माण करती है।
प्रारंभिक परिणाम:
अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान, डीएनए प्रतिकृति के एक चक्र के बाद दो क्रमिक कोशिका विभाजनों के परिणामस्वरूप, एक द्विगुणित कोशिका से चार अगुणित कोशिकाएँ बनती हैं।
अर्धसूत्रीविभाजन में प्रोफ़ेज़ I का बोलबाला है, जो कुल समय का 90% समय घेर सकता है। इस अवधि के दौरान, प्रत्येक गुणसूत्र में दो निकटवर्ती बहन क्रोमैटिड होते हैं।
गुणसूत्रों के बीच क्रॉसओवर (क्रॉसओवर) प्रोफ़ेज़ I में पचीटीन चरण में होता है, जिसमें समजात गुणसूत्रों की प्रत्येक जोड़ी का सघन संयुग्मन होता है, जिससे चियास्माटा का निर्माण होता है जो एनाफ़ेज़ I तक द्विसंयोजकों की एकता बनाए रखता है।
अर्धसूत्रीविभाजन के पहले विभाजन के परिणामस्वरूप, प्रत्येक बेटी कोशिका को होमोलॉग के प्रत्येक जोड़े से एक गुणसूत्र प्राप्त होता है, जिसमें इस समय जुड़े हुए बहन क्रोमैटिड होते हैं।
फिर, डीएनए प्रतिकृति के बिना, एक दूसरा विभाजन जल्दी से होता है, जिसमें प्रत्येक बहन क्रोमैटिड एक अलग अगुणित कोशिका में समाप्त हो जाती है।
माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन I की तुलना(अर्धसूत्रीविभाजन II लगभग माइटोसिस के समान है)
अवस्था | पिंजरे का बँटवारा | अर्धसूत्रीविभाजन I |
प्रोफेज़ | समजात गुणसूत्र अलग हो जाते हैं। चियास्माटा का निर्माण नहीं होता है। क्रॉसओवर नहीं होता | समजातीय गुणसूत्र संयुग्मित होते हैं। चियास्माटा का निर्माण होता है। पारगमन होता है |
मेटाफ़ेज़ | क्रोमोसोम, प्रत्येक दो क्रोमैटिड, धुरी के भूमध्य रेखा पर स्थित होते हैं | समजातीय गुणसूत्रों के जोड़े द्वारा निर्मित द्विसंयोजक धुरी के भूमध्य रेखा पर स्थित होते हैं |
एनाफ़ेज़ | सेंट्रोमियर विभाजित होते हैं। क्रोमैटिड अलग हो जाते हैं। अपसारी क्रोमैटिड समान होते हैं | सेंट्रोमियर विभाजित नहीं होते। संपूर्ण गुणसूत्र (प्रत्येक दो क्रोमैटिड में से) अलग हो जाते हैं और क्रॉसिंग ओवर के परिणामस्वरूप उनके क्रोमैटिड समान नहीं हो सकते हैं |
टीलोफ़ेज़ | संतति कोशिकाओं की प्लोइडी मूल कोशिकाओं की प्लोइडी के बराबर होती है। डिप्लोइड्स में, बेटी कोशिकाओं में दोनों समजात गुणसूत्र होते हैं | संतति कोशिकाओं की प्लोइडी मूल कोशिकाओं की प्लोइडी की आधी होती है। पुत्री कोशिकाओं में समजात गुणसूत्रों के प्रत्येक जोड़े में से केवल एक ही होता है |
यह कहां और कब होता है | अगुणित, द्विगुणित और बहुगुणित कोशिकाओं में दैहिक कोशिकाओं के निर्माण के दौरान, कुछ कवक और निचले पौधों में बीजाणुओं के निर्माण के दौरान। उच्च पौधों में युग्मकों के निर्माण के दौरान | केवल द्विगुणित और बहुगुणित कोशिकाओं में किसी स्तर पर जीवन चक्रयौन प्रजनन वाले जीव, उदाहरण के लिए, अधिकांश जानवरों में युग्मकजनन के दौरान और उच्च पौधों में स्पोरोजेनेसिस के दौरान। |
अर्धसूत्रीविभाजन का अर्थ:
1. लैंगिक प्रजनन.अर्धसूत्रीविभाजन उन सभी जीवों में होता है जो लैंगिक रूप से प्रजनन करते हैं। निषेचन के दौरान, दो युग्मकों के नाभिक संलयन करते हैं। प्रत्येक युग्मक में गुणसूत्रों का एक अगुणित (एन) सेट होता है। युग्मकों के संलयन के परिणामस्वरूप, एक युग्मनज बनता है जिसमें गुणसूत्रों का द्विगुणित (2n) सेट होता है। अर्धसूत्रीविभाजन की अनुपस्थिति में, युग्मक संलयन के परिणामस्वरूप यौन प्रजनन के परिणामस्वरूप प्रत्येक क्रमिक पीढ़ी में गुणसूत्रों की संख्या दोगुनी हो जाएगी। यौन प्रजनन वाले सभी जीवों में, एक विशेष कोशिका विभाजन के अस्तित्व के कारण ऐसा नहीं होता है, जिसमें गुणसूत्रों की द्विगुणित संख्या (2n) घटकर अगुणित संख्या (n) हो जाती है।
2. आनुवंशिक परिवर्तनशीलता.अर्धसूत्रीविभाजन युग्मकों में जीनों के नए संयोजन उत्पन्न होने का अवसर भी पैदा करता है, जिससे युग्मकों के संलयन के परिणामस्वरूप होने वाली संतानों में आनुवंशिक परिवर्तन होते हैं। अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रिया में, इसे दो तरीकों से हासिल किया जाता है, अर्थात्, पहले अर्धसूत्रीविभाजन और क्रॉसिंग ओवर के दौरान गुणसूत्रों का स्वतंत्र वितरण।
ए) गुणसूत्रों का स्वतंत्र वितरण।
स्वतंत्र वितरण का मतलब है कि एनाफ़ेज़ I में किसी दिए गए द्विसंयोजक को बनाने वाले गुणसूत्र अन्य द्विसंयोजक के गुणसूत्रों से स्वतंत्र रूप से वितरित होते हैं। इस प्रक्रिया को दाईं ओर दिखाए गए चित्र द्वारा सबसे अच्छी तरह से समझाया गया है (काली और सफेद धारियां मातृ और पितृ गुणसूत्रों से मेल खाती हैं)।
मेटाफ़ेज़ I में, द्विसंयोजक स्पिंडल भूमध्य रेखा पर यादृच्छिक रूप से स्थित होते हैं। आरेख एक साधारण स्थिति दिखाता है जिसमें केवल दो द्विसंयोजक शामिल होते हैं, और इसलिए व्यवस्था केवल दो तरीकों से संभव है (उनमें से एक में, सफेद गुणसूत्र एक दिशा में उन्मुख होते हैं, और दूसरे में, अलग-अलग दिशाओं में)। द्विसंयोजकों की संख्या जितनी अधिक होगी, संभावित संयोजनों की संख्या उतनी ही अधिक होगी, और, परिणामस्वरूप, परिवर्तनशीलता भी उतनी ही अधिक होगी। परिणामी अगुणित कोशिकाओं के प्रकारों की संख्या 2 x है। स्वतंत्र वितरण शास्त्रीय आनुवंशिकी के नियमों में से एक का आधार है - मेंडल का दूसरा नियम।
बी) पार करना।
प्रोफ़ेज़ I में समरूप गुणसूत्रों के क्रोमैटिड्स के बीच चियास्माटा के गठन के परिणामस्वरूप, क्रॉसिंग ओवर होता है, जिससे युग्मक के गुणसूत्रों में जीन के नए संयोजन का निर्माण होता है।
इसे क्रॉसिंग ओवर आरेख में दिखाया गया है
तो, संक्षेप में मुख्य बात के बारे में:
पिंजरे का बँटवारा- यह कोशिका केन्द्रक का एक विभाजन है जिसमें दो संतति केन्द्रक बनते हैं जिनमें मूल कोशिका के समान गुणसूत्रों के सेट होते हैं। आमतौर पर, परमाणु विभाजन के तुरंत बाद, पूरी कोशिका दो संतति कोशिकाएँ बनाने के लिए विभाजित हो जाती है। कोशिका विभाजन के बाद माइटोसिस से कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि होती है, जिससे यूकेरियोट्स में वृद्धि, पुनर्जनन और कोशिका प्रतिस्थापन की प्रक्रिया सुनिश्चित होती है। एककोशिकीय यूकेरियोट्स में, माइटोसिस अलैंगिक प्रजनन के लिए एक तंत्र के रूप में कार्य करता है, जिससे जनसंख्या के आकार में वृद्धि होती है।
अर्धसूत्रीविभाजनयह कोशिका नाभिक के विभाजन की प्रक्रिया है जिससे पुत्री नाभिक बनता है, जिनमें से प्रत्येक में मूल नाभिक की तुलना में आधे गुणसूत्र होते हैं। अर्धसूत्रीविभाजन को न्यूनीकरण विभाजन भी कहा जाता है, क्योंकि इस स्थिति में कोशिका में गुणसूत्रों की संख्या द्विगुणित (2n) से घटकर अगुणित (n) हो जाती है। अर्धसूत्रीविभाजन का महत्व यह है कि यौन प्रजनन वाली प्रजातियों में यह कई पीढ़ियों तक गुणसूत्रों की निरंतर संख्या के संरक्षण को सुनिश्चित करता है। अर्धसूत्रीविभाजन जानवरों में युग्मकों और पौधों में बीजाणुओं के निर्माण के दौरान होता है। निषेचन के दौरान अगुणित युग्मकों के संलयन के परिणामस्वरूप, गुणसूत्रों की द्विगुणित संख्या बहाल हो जाती है।
कोशिका विभाजन के अन्य प्रकार.
प्रोकैरियोटिक कोशिका विभाजन.
कोशिका विभाजन के मुख्य तंत्र के रूप में माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन के तंत्र को ध्यान में रखते हुए, हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि वे केवल यूकेरियोटिक साम्राज्य के प्रतिनिधियों में ही संभव हैं, अन्यथा विशाल प्रोकैरियोटिक साम्राज्य हमारे ध्यान के दायरे से बाहर रहेगा।
गठित नाभिक और ट्यूबलर ऑर्गेनेल (और इसलिए एक स्पिंडल) की अनुपस्थिति यह स्पष्ट करती है कि प्रोकैरियोटिक विभाजन के तंत्र यूकेरियोटिक से मौलिक रूप से भिन्न होने चाहिए।
प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में, एक गोलाकार डीएनए अणु मेसोसोम (प्लाज्मा झिल्ली की परतों) में से एक के क्षेत्र में प्लाज़्मालेम्मा से जुड़ा होता है। यह उस क्षेत्र से जुड़ा होता है जहां द्विदिश प्रतिकृति शुरू होती है (कहा जाता है)। डीएनए प्रतिकृति की उत्पत्ति). प्रतिकृति की शुरुआत के तुरंत बाद, एक नए के सम्मिलन के साथ, प्लाज़्मालेम्मा की सक्रिय वृद्धि शुरू हो जाती है झिल्ली सामग्रीप्लाज्मा झिल्ली के सीमित स्थान में जाता है - दो आंशिक रूप से प्रतिकृति डीएनए अणुओं के लगाव के बिंदुओं के बीच।
जैसे-जैसे झिल्ली बढ़ती है, प्रतिकृति डीएनए अणु धीरे-धीरे एक दूसरे से दूर चले जाते हैं, मेसोसोम गहरा होता है, और, इसके विपरीत, एक और मेसोसोम बनता है। जब प्रतिकृति डीएनए अणु अंततः एक दूसरे से दूर चले जाते हैं, तो मेसोसोम जुड़ जाते हैं और मातृ कोशिका दो पुत्री कोशिकाओं में विभाजित हो जाती है।
प्रोकैरियोट्स में यौन प्रजनन नहीं होता है, इसलिए प्लोइडी में कमी के साथ विभाजन के कोई प्रकार नहीं होते हैं, और विभाजन के सभी प्रकार के तरीके साइटोकाइनेसिस की विशिष्टताओं के कारण आते हैं:
समान विभाजन के साथ, साइटोकाइनेसिस एक समान होता है, और परिणामी बेटी कोशिकाओं का आकार समान होता है; यह प्रोकैरियोट्स में साइटोकाइनेसिस का सबसे आम तरीका है;
नवोदित होने पर, कोशिकाओं में से एक को बी विरासत में मिलता है हे मातृ कोशिका का अधिकांश कोशिकाद्रव्य, और दूसरा एक बड़ी कोशिका की सतह पर एक छोटी कली जैसा दिखता है (जब तक कि वह अलग न हो जाए)। इस साइटोकाइनेसिस ने प्रोकैरियोट्स के पूरे परिवार को नाम दिया - नवोदित जीवाणु, हालाँकि वे अकेले नहीं हैं जो नवोदित होने में सक्षम हैं।
यूकेरियोटिक कोशिका विभाजन के विशेष प्रकार।