इंटरफेज़ के 3 चरण

वैज्ञानिकों ने पहली बार 1800 के दशक के अंत में कोशिका विभाजन की प्रक्रिया का अवलोकन किया। कोशिकाओं की प्रतिलिपि बनाने और विभाजित करने के लिए ऊर्जा और सामग्री खर्च करने के लगातार सूक्ष्म साक्ष्य ने व्यापक सिद्धांत को खारिज कर दिया कि नई कोशिकाएं सहज पीढ़ी से उत्पन्न हुईं। वैज्ञानिक कोशिका चक्र की परिघटना को समझने लगे थे; यह वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोशिका विभाजन के माध्यम से कोशिकाओं का "जन्म" होता है, और फिर अपना जीवन जीते हैं, अपनी दैनिक कोशिका गतिविधियों के बारे में बताते हुए, जब तक कि यह स्वयं कोशिका विभाजन से गुजरने का समय न हो।

एक कोशिका के विभाजन से नहीं गुजरने के बहुत से कारण मौजूद हैं। मानव शरीर में कुछ कोशिकाएं बस नहीं करती हैं; उदाहरण के लिए, अधिकांश तंत्रिका कोशिकाएं अंततः कोशिका विभाजन से गुजरना बंद कर देती हैं, यही वजह है कि जो व्यक्ति तंत्रिका क्षति को सहन करता है, उसे स्थायी मोटर या संवेदी कमी का सामना करना पड़ सकता है।

आमतौर पर, हालांकि, कोशिका चक्र एक प्रक्रिया है जिसमें दो चरण होते हैं: अंतरावस्था तथा पिंजरे का बँटवारा. मिटोसिस कोशिका चक्र का वह हिस्सा है जिसमें कोशिका विभाजन शामिल होता है, लेकिन औसत कोशिका अपने जीवन का 90 प्रतिशत इंटरफेज़ में बिताती है, जिसका सीधा सा मतलब है कि कोशिका जीवित है और बढ़ रही है और विभाजित नहीं हो रही है। इंटरफेज़ के भीतर तीन उप-चरण होते हैं। ये

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

इंटरफेज़ के तीन चरण G. हैं₁, जो गैप चरण 1 के लिए खड़ा है; एस चरण, जो संश्लेषण चरण के लिए खड़ा है; और जी₂, जो गैप फेज 2 के लिए है। इंटरफेज़ यूकेरियोटिक कोशिका चक्र के दो चरणों में से पहला है। दूसरा चरण माइटोसिस या एम चरण है, जो तब होता है जब कोशिका विभाजन होता है। कभी-कभी कोशिकाएं G. नहीं छोड़ती हैं₁ क्योंकि वे उस प्रकार की कोशिकाएं नहीं हैं जो विभाजित हो रही हैं, या क्योंकि वे मर रही हैं। इन मामलों में, वे G. नामक अवस्था में होते हैं₀, जिसे कोशिका चक्र का हिस्सा नहीं माना जाता है।

बैक्टीरिया जैसे एकल-कोशिका वाले जीवों को कहा जाता है प्रोकैर्योसाइटों, और जब वे कोशिका विभाजन में संलग्न होते हैं, तो उनका उद्देश्य अलैंगिक रूप से प्रजनन करना होता है; वे संतान पैदा कर रहे हैं। प्रोकैरियोटिक कोशिका विभाजन कहलाता है बाइनरी विखंडन माइटोसिस के बजाय। प्रोकैरियोट्स में आमतौर पर केवल एक गुणसूत्र होता है जो एक परमाणु झिल्ली द्वारा समाहित नहीं होता है, और उनके पास अन्य प्रकार की कोशिकाओं के जीवों की कमी होती है। बाइनरी विखंडन के दौरान, एक प्रोकैरियोटिक कोशिका अपने गुणसूत्र की एक प्रति बनाती है, और फिर गुणसूत्र की प्रत्येक बहन की प्रतिलिपि को अपनी कोशिका झिल्ली के एक विरोधी पक्ष से जोड़ देती है। इसके बाद यह अपनी झिल्ली में एक फांक बनाना शुरू कर देता है जो इनवेजिनेशन नामक एक प्रक्रिया में अंदर की ओर पिंच करता है, जब तक कि यह दो समान, अलग कोशिकाओं में अलग नहीं हो जाता। कोशिकाएं जो माइटोटिक कोशिका चक्र का हिस्सा हैं, यूकेरियोटिक कोशिकाएं हैं। वे व्यक्तिगत जीवित जीव नहीं हैं, बल्कि कोशिकाएं हैं जो बड़े जीवों की सहयोगी इकाइयों के रूप में मौजूद हैं। आपकी आंखों या आपकी हड्डियों में कोशिकाएं, या आपकी बिल्ली की जीभ में या आपके सामने के लॉन पर घास के ब्लेड में कोशिकाएं सभी हैं यूकेरियोटिक कोशिकाएं. उनमें प्रोकैरियोट की तुलना में बहुत अधिक आनुवंशिक सामग्री होती है, इसलिए कोशिका विभाजन की प्रक्रिया भी बहुत अधिक जटिल होती है।

कोशिका चक्र को इसका नाम इसलिए पड़ा क्योंकि कोशिकाएं लगातार विभाजित हो रही हैं, जीवन की शुरुआत नए सिरे से कर रही हैं। एक बार जब एक कोशिका विभाजित हो जाती है, तो यह समसूत्री विभाजन चरण का अंत होता है, और यह तुरंत फिर से इंटरफेज़ शुरू कर देता है। बेशक, व्यवहार में, कोशिका चक्र तरल रूप से होता है, लेकिन वैज्ञानिकों ने जीवन के सूक्ष्म निर्माण खंडों को बेहतर ढंग से समझने के लिए प्रक्रिया के भीतर चरणों और उप चरणों का सीमांकन किया है। नई विभाजित कोशिका, जो अब दो कोशिकाओं में से एक है जो पहले एक एकल कोशिका थी, G. में है₁ इंटरफेज़ का उप-चरण। जी₁ "गैप" चरण के लिए एक संक्षिप्त नाम है; G. लेबल वाला एक और होगा₂. आप इन्हें G1 और G2 के रूप में लिखा हुआ भी देख सकते हैं। जब वैज्ञानिकों ने सूक्ष्मदर्शी के तहत समसूत्रण के व्यस्त, मौलिक सेलुलर कार्य की खोज की, तो उन्होंने सेल के बीच एक आराम, या ठहराव चरण होने के लिए अपेक्षाकृत कम नाटकीय इंटरफेज़ की व्याख्या की विभाजन

उन्होंने G. नाम दिया₁ इस व्याख्या का उपयोग करते हुए "अंतराल" शब्द के साथ मंच, लेकिन इस अर्थ में, यह एक मिथ्या नाम है। वास्तव में, जी₁ अधिक विकास का एक चरण है आराम के एक चरण की तुलना में। इस चरण के दौरान, कोशिका वह सब कुछ कर रही है जो उसके प्रकार की कोशिका के लिए सामान्य है। यदि यह एक श्वेत रक्त कोशिका है, तो यह प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए रक्षात्मक क्रियाएं कर रही होगी। यदि यह एक पौधे में एक पत्ती कोशिका है, तो यह प्रकाश संश्लेषण और गैस विनिमय कर रहा होगा। सेल बढ़ने की संभावना है। G. के दौरान कुछ कोशिकाएँ धीरे-धीरे बढ़ती हैं₁ जबकि अन्य बहुत तेजी से बढ़ते हैं। कोशिका अणुओं का संश्लेषण करती है, जैसे राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) और विभिन्न प्रोटीन। G. में एक निश्चित बिंदु पर देर से₁ चरण, सेल को "निर्णय" करना है कि इंटरफेज़ के अगले चरण में आगे बढ़ना है या नहीं।

साइक्लिन-आश्रित किनेज (सीडीके) नामक एक अणु कोशिका चक्र को नियंत्रित करता है। कोशिका वृद्धि के नियंत्रण के नुकसान को रोकने के लिए यह विनियमन आवश्यक है। जानवरों में अनियंत्रित कोशिका विभाजन एक घातक ट्यूमर, या कैंसर का वर्णन करने का एक और तरीका है। सीडीके सेल के आगे बढ़ने या रुकने के लिए सेल चक्र के विशिष्ट बिंदुओं के दौरान चौकियों पर सिग्नल प्रदान करता है। कुछ पर्यावरणीय कारक योगदान करते हैं कि क्या सीडीके इन संकेतों को प्रदान करता है। इनमें पोषक तत्वों की उपलब्धता और वृद्धि कारक, और आसपास के ऊतकों में कोशिका घनत्व शामिल हैं। कोशिका घनत्व स्वस्थ ऊतक विकास दर को बनाए रखने के लिए कोशिकाओं द्वारा उपयोग किए जाने वाले स्व-नियमन का एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण तरीका है। सीडीके इंटरफेज़ के तीन चरणों के साथ-साथ माइटोसिस (जिसे एम चरण भी कहा जाता है) के दौरान कोशिका चक्र को नियंत्रित करता है।

यदि कोई सेल नियामक चेकपॉइंट तक पहुंचता है और सेल चक्र के साथ आगे बढ़ने के लिए संकेत प्राप्त नहीं करता है (उदाहरण के लिए, यदि यह जी के अंत में है₁ इंटरफेज़ में और इंटरफेज़ में एस चरण में प्रवेश करने की प्रतीक्षा कर रहा है), दो संभावित चीजें हैं जो सेल कर सकता है। एक यह है कि समस्या हल होने पर यह रुक सकता है। यदि, उदाहरण के लिए, कुछ आवश्यक घटक क्षतिग्रस्त या गायब है, तो मरम्मत या पूरक किया जा सकता है, और फिर यह फिर से चौकी पर जा सकता है। सेल के लिए दूसरा विकल्प G. नामक एक अलग चरण में प्रवेश करना है₀, जो कोशिका चक्र के बाहर है। यह पदनाम उन कोशिकाओं के लिए है जो उस तरह से कार्य करना जारी रखेंगे जैसे उन्हें माना जाता है, लेकिन एस चरण या माइटोसिस पर आगे नहीं बढ़ेंगे, और इस तरह, कोशिका विभाजन में संलग्न नहीं होंगे। अधिकांश वयस्क मानव तंत्रिका कोशिकाओं को G. में माना जाता है₀ चरण, क्योंकि वे आम तौर पर एस चरण या समसूत्रण के लिए आगे नहीं बढ़ते हैं। G. में सेल₀ चरण को मौन माना जाता है, जिसका अर्थ है कि वे एक गैर-विभाजित अवस्था में हैं, या वृद्धावस्था में हैं, जिसका अर्थ है कि वे मर रहे हैं।

जी के दौरान₁ इंटरफेज़ के चरण में, दो नियामक चौकियाँ हैं जिन्हें आगे बढ़ने से पहले सेल को गुजरना होगा। एक यह आकलन करता है कि क्या कोशिका का डीएनए क्षतिग्रस्त है, और यदि ऐसा है, तो आगे बढ़ने से पहले डीएनए की मरम्मत की जानी चाहिए। यहां तक ​​​​कि जब सेल इंटरफेज़ के एस चरण में आगे बढ़ने के लिए तैयार है, तब भी बनाने के लिए एक और चेकपॉइंट है सुनिश्चित करें कि पर्यावरण की स्थिति - जिसका अर्थ है कि सेल के आसपास के वातावरण की स्थिति - हैं अनुकूल। इन स्थितियों में आसपास के ऊतक की कोशिका घनत्व शामिल है। जब सेल में G. से आगे बढ़ने के लिए आवश्यक शर्तें हों₁ एस चरण के लिए, एक साइक्लिन प्रोटीन सीडीके को बांधता है, अणु के सक्रिय भाग को उजागर करता है, जो कोशिका को संकेत देता है कि यह एस चरण शुरू करने का समय है। यदि सेल G. से जाने की शर्तों को पूरा नहीं करता है₁ एस चरण में, साइक्लिन सीडीके को सक्रिय नहीं करेगा, जो प्रगति को रोक देगा। कुछ मामलों में, जैसे क्षतिग्रस्त डीएनए, सीडीके-अवरोधक प्रोटीन समस्या का समाधान होने तक प्रगति को रोकने के लिए सीडीके-साइक्लिन अणुओं से बंधे रहेंगे।

एक बार सेल में प्रवेश करने के बाद एस चरण, इसे बिना पीछे मुड़े या G. को वापस लिए बिना सेल चक्र के अंत तक सभी तरह से जारी रहना चाहिए₀. हालांकि, प्रक्रिया के दौरान और अधिक चौकियां हैं, यह सुनिश्चित करने के लिए कि सेल चक्र के अगले चरण में सेल के आगे बढ़ने से पहले चरणों को ठीक से पूरा किया जा रहा है। एस चरण में "एस" संश्लेषण के लिए खड़ा है क्योंकि सेल अपने डीएनए की एक नई प्रतिलिपि को संश्लेषित या बनाता है। मानव कोशिकाओं में, इसका मतलब है कि कोशिका एस चरण के दौरान 46 गुणसूत्रों का एक नया सेट बनाती है। त्रुटियों को अगले चरण में जाने से रोकने के लिए इस चरण को सावधानीपूर्वक विनियमित किया जाता है; वे त्रुटियां उत्परिवर्तन हैं। उत्परिवर्तन अक्सर पर्याप्त होते हैं, लेकिन कोशिका चक्र नियम उनमें से कहीं अधिक होने से रोकते हैं। डीएनए प्रतिकृति के दौरान, प्रत्येक गुणसूत्र हिस्टोन नामक प्रोटीन के चारों ओर अत्यंत कुंडलित हो जाता है, जिससे उनकी लंबाई 2 नैनोमीटर से 5 माइक्रोन तक कम हो जाती है। दो नए डुप्लीकेट सिस्टर क्रोमोसोम कहलाते हैं क्रोमेटिडों. हिस्टोन दो मिलान करने वाले क्रोमैटिड को एक साथ कसकर उनकी लंबाई के नीचे बांधते हैं। जिस बिंदु पर वे जुड़ते हैं उसे सेंट्रोमियर कहा जाता है। (इसके दृश्य प्रतिनिधित्व के लिए संसाधन देखें।)

डीएनए प्रतिकृति के दौरान होने वाली जटिल गतिविधियों को जोड़ने के लिए, कई यूकेरियोटिक कोशिकाएं द्विगुणित होती हैं, जिसका अर्थ है कि उनके गुणसूत्र सामान्य रूप से जोड़े में व्यवस्थित होते हैं। प्रजनन कोशिकाओं के अपवाद के साथ, अधिकांश मानव कोशिकाएं द्विगुणित होती हैं; इनमें oocytes (अंडे) और शुक्राणुनाशक (शुक्राणु) शामिल हैं, जो अगुणित होते हैं और इनमें 23 गुणसूत्र होते हैं। मानव दैहिक कोशिकाएं, जो शरीर की अन्य सभी कोशिकाएं हैं, में 46 गुणसूत्र होते हैं, जो 23 जोड़े में व्यवस्थित होते हैं। युग्मित गुणसूत्रों को समजात युग्म कहा जाता है। इंटरफेज़ के एस चरण के दौरान, जब एक मूल समरूप जोड़ी से प्रत्येक व्यक्तिगत गुणसूत्र को दोहराया जाता है, तो परिणामस्वरूप प्रत्येक मूल गुणसूत्र से दो बहन क्रोमैटिड जुड़ जाते हैं, जिससे एक आकृति बनती है जो दो एक्स के चिपके हुए दिखती है साथ में। माइटोसिस के दौरान, नाभिक दो नए नाभिकों में विभाजित हो जाएगा, प्रत्येक क्रोमैटिड में से प्रत्येक को अपनी बहन से दूर प्रत्येक समरूप जोड़ी से खींचेगा।

यदि सेल एस चरण चौकियों से गुजरता है, जो विशेष रूप से यह सुनिश्चित करने के लिए चिंतित हैं कि डीएनए क्षतिग्रस्त नहीं हुआ है, तो यह सही ढंग से दोहराया गया और यह केवल एक बार दोहराया गया, फिर नियामक कारक सेल को अगले चरण में आगे बढ़ने की अनुमति देते हैं इंटरफेज़। यह जी है₂, जो G. की तरह गैप चरण 2 के लिए है₁. यह एक मिथ्या नाम भी है, क्योंकि कोशिका प्रतीक्षा नहीं कर रही है, लेकिन इस चरण के दौरान बहुत व्यस्त है। कोशिका अपना सामान्य कार्य करती रहती है। G. से उन उदाहरणों को याद करें₁ प्रकाश संश्लेषण करने वाली एक पत्ती कोशिका या रोगजनकों के खिलाफ शरीर की रक्षा करने वाली एक सफेद रक्त कोशिका। यह इंटरफेज़ को छोड़ने और माइटोसिस (एम चरण) में प्रवेश करने की भी तैयारी करता है, जो कोशिका चक्र का दूसरा और अंतिम चरण है, इससे पहले कि यह विभाजित हो जाए और फिर से शुरू हो जाए।

G. के दौरान एक और चेकपॉइंट₂ यह सुनिश्चित करता है कि डीएनए को सही ढंग से दोहराया गया था, और सीडीके इसे तभी आगे बढ़ने देता है जब यह मस्टर पास करता है। G. के दौरान₂, कोशिका क्रोमैटिड्स को बांधने वाले सेंट्रोमियर की प्रतिकृति बनाती है, जिससे कुछ सूक्ष्मनलिकाएं बनती हैं। यह धुरी का हिस्सा बन जाएगा, जो तंतुओं का एक नेटवर्क है जो बहन क्रोमैटिड्स को एक दूसरे से दूर और नए विभाजित नाभिक में उनके उचित स्थानों पर मार्गदर्शन करेगा। इस चरण के दौरान, माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट भी विभाजित होते हैं, जब वे कोशिका में मौजूद होते हैं। जब कोशिका ने अपनी चौकियों को पार कर लिया है, तो यह समसूत्रण के लिए तैयार है और इंटरफेज़ के तीन चरणों को पूरा कर चुकी है। समसूत्रण के दौरान, नाभिक दो नाभिकों में विभाजित हो जाएगा, और लगभग एक ही समय में, एक प्रक्रिया जिसे कहा जाता है साइटोकाइनेसिस कोशिका द्रव्य को विभाजित करेगा, जिसका अर्थ है शेष कोशिका, दो कोशिकाओं में। इन प्रक्रियाओं के अंत तक, दो नई कोशिकाएँ होंगी, जो G. शुरू करने के लिए तैयार होंगी₁ इंटरफेज़ का चरण फिर से।