უჯრედების განყოფილება: როგორ მუშაობს ეს?

ადამიანის სხეული შეიცავს თითქმის ორ ტრილიონ უჯრედს, რომლებიც ყოფენ თქვენი ცხოვრების ყოველ დღე. ისინი ყოფენ ან მეტ უჯრედებს ქმნიან მუდმივად ყველა ცოცხალ ორგანიზმში რამდენიმე სხვადასხვა პროცესის საშუალებით, როგორიცაა მეიოზი და მიტოზი. უჯრედები იყოფა, რომ უფრო მეტი უჯრედები შექმნან ბავშვის ზრდასთან ერთად, და ისინი ასევე იყოფა, რათა ორგანოებმა ან ქსოვილებმა სწორად გაჯანსაღდნენ.

უჯრედები იყოფა რამდენიმე მიზეზის გამო. როდესაც ბავშვი იზრდება, მას სჭირდება მეტი უჯრედები სათანადო ზრდისთვის და ეს ხდება უჯრედების გაყოფის გზით. ჩვილები იწყებენ როგორც ერთ უჯრედს ან კვერცხუჯრედს. უჯრედები არ იზრდება უფრო, როგორც ჩვილი იზრდება, მაგრამ ამის ნაცვლად მათ სხეულში უფრო მეტი უჯრედი აქვთ.

უჯრედები ასევე იყოფა, რომ გაჯანსაღდეთ. თუ თქვენ გაქვთ ტრავმა, მაგალითად, მუხლის მოცილება, თქვენი უჯრედები გაიყოფა, რომ მუხლზე დაკარგული, ძველი ან დაზიანებული უჯრედები ჩაანაცვლოს და დაზიანებული ადგილი ახალი უჯრედებით მოშუშდეს. ამ მიზეზით, კანის უჯრედები მუდმივად იყოფა, რადგან ყოველდღიურად იღუპება ის, ვინც იღუპება და მათი შეცვლისთვის საჭიროა ახალი ჯანსაღი კანის უჯრედები.

მიტოზი და მეიოზი უჯრედების დაყოფის ორი ძირითადი კატეგორიაა. მიტოზი არის ყველა სახის სომატური ან არაპროდუქციული უჯრედების დაყოფა თქვენს სხეულში. ამ ტიპის უჯრედები თქვენს თმებში, კანში, ორგანოებში, კუნთებსა და სხეულის ქსოვილებშია. მეიოზი არის რეპროდუქციული უჯრედების დაყოფა თქვენს სხეულში და მოიცავს ქალის კვერცხუჯრედებს ან მამაკაცის სპერმის უჯრედებს.

უჯრედის დაყოფისას, მშობელი უჯრედი ან ორიგინალური უჯრედი იყოფა ორ ერთნაირ ქალიშვილ უჯრედად. ეს პროცესი განმეორდება და კვლავ, რასაც უჯრედების ციკლი ეწოდება. უჯრედები რეალურად არეგულირებენ მათ დაყოფას ქიმიური სიგნალების გამოყენებით ერთმანეთთან კომუნიკაციისთვის. სიგნალებს ციკლინებს უწოდებენ და ისინი მოქმედებენ როგორც ჩართვის ჩამრთველი და ეუბნებიან უჯრედებს როდის იყოფა, შემდეგ კი მოქმედებენ როგორც გამორთული ჩამრთველი, რომ უჯრედებს ეუბნებიან გაყოფა. უჯრედებმა უნდა შეწყვიტონ გაყოფა სწორ დროს სწორი ზრდისა და ჯანმრთელობისთვის, თუმცა როდესაც უჯრედები განაწილდებიან, მათ შეჩერდა, ეს კიბოს უჯრედებს ქმნის.

ადამიანის სხეული დღეში დაახლოებით 50 მილიონ უჯრედს კარგავს მთელ სხეულში. კანის უჯრედები მუდმივად მრავლდებიან დღეში 30 000 – დან 40 000 უჯრედამდე, ისევე როგორც თმის უჯრედები ამ ტიპის უჯრედების ყოველდღიური დაკარგვის გამო. მხოლოდ თმის დაბანისა და დავარცხნის საშუალებით ხდება ძველი კანის უჯრედების მოცილება, რომ ადგილი გაათავისუფლოთ ახალი ჯანსაღი უჯრედები და ყოველდღე თმის ფუნჯს იკეთებს, რათა უფრო მეტი თმის უჯრედი შეიქმნას ფოლიკულები. თქვენს ორგანოებში, ნერვებსა და თავის ტვინში უჯრედების სხვა ტიპები გაცილებით იშვიათად იყოფა, რადგან ეს ტიპები არ იღუპებიან ასე სწრაფად.

მიტოზი არის სომატური უჯრედების გამრავლების პროცესი. სომატური უჯრედები არის ყველა უჯრედი, რომლებიც არ არიან რეპროდუქციული უჯრედები, როგორიცაა თმა, კანი და თქვენი სხეულის ყველა ქსოვილისა და ორგანოთა უჯრედები. მიტოზის შესახებ ყველაზე მნიშვნელოვანი უნდა გვახსოვდეს, რომ განყოფილებაში შექმნილ ორ ქალიშვილ უჯრედს ექნება ზუსტად იგივე დნმ და ქრომოსომები, როგორც მშობელი უჯრედი. შექმნილ ორ ქალიშვილ უჯრედს დიპლოიდურ უჯრედებს უწოდებენ, რადგან მათ აქვთ ორი სრული კომპლექტი ქრომოსომა. ეს ზუსტი დუბლირება არ ქმნის რაიმე გენეტიკურ მრავალფეროვნებას დაყოფილ უჯრედებში.

მიტოზის უჯრედების დაყოფა მოიცავს რამდენიმე სხვადასხვა ეტაპს დასრულებამდე. ეს პროცესი არის ეუკარიოტებისთვის, რომლებსაც აქვთ გარსით შეკრული ბირთვი ან ბირთვები ცოცხალ ორგანიზმებში, როგორიცაა ცხოველები, ადამიანები, მცენარეები და სოკოები. იგი იწყება ინტერფაზურ ეტაპზე, სადაც თითოეული უჯრედი თავის მეტ დროს ატარებს, რადგან ენერგია და საკვები ნივთიერებები აგროვებს დაყოფისთვის საჭირო.

ეს ეტაპი ასევე არის, როდესაც მშობელი უჯრედი აკეთებს თავის დნმ-ს ასლს, რომელიც თანაბრად გადანაწილდება ორ უჯრედს შორის, რომელსაც იგი გამოყოფს, რომელსაც ეწოდება ქალიშვილ უჯრედებს. დნმ-ის სინთეზამდე უჯრედი იზრდება ზომაში და მასაში. შემდეგ, უჯრედი სინთეზირებს დნმ-ს დროის მცირე მონაკვეთში. უჯრედი, რომელიც გაყოფს, ასინთეზებს ცილებს, რომ გაზიარდეს ქალიშვილ უჯრედებთან და ასევე აგრძელებს ზომების ზრდას. ინტერფაზური ეტაპის უკანასკნელ ნაწილში უჯრედს ჯერ კიდევ აქვს ბირთვი, რომელშიც ბირთვი გარშემორტყმულია კონვერტით, ხოლო ქრომოსომები დუბლირებულია ქრომატინის სახით.

შემდეგია პროფაზის ეტაპი, რომელშიც უჯრედის ქრომატინი იკუმშება ქრომოსომებად. Spindle ბოჭკოები წარმოიქმნება ცენტროსომებიდან. ბირთვის კონვერტი იწყებს დაშლას და ქრომოსომები უჯრედის მოპირდაპირე მხარეებში გადადიან. ქრომოტინის ბოჭკოები არის დნმ და ცილების მასა, რომლებიც იკუმშება და ქმნიან ქრომოსომებს თითოეულ ქრომოსომში, რომელიც შეიცავს ორ ქრომატიდს და უერთდება ცენტრომერთან ან ტერიტორიის ცენტრში.

პრომეთაფაზის ეტაპი ან გვიანი პროფაზის ეტაპი განისაზღვრება ქრომოსომებით, რომლებიც აგრძელებენ კონდენსირებას, ხოლო კინეტოქორები (სპეციალიზებული ბოჭკოები ქრომოსომების ცენტრომერებში) ჩნდება ცენტრომერებში და მიტოზური ღეროვანი ბოჭკოები ერთვის კინეტოქორები.

მეტაფაზის ეტაპზე ქრომოსომები განლაგებულია მეტაფაზის ფირფიტაზე უჯრედის ცენტრში, ხოლო თითოეული დის უჯრედის ქრომატიდი ერთვის spindle ბოჭკოს მოპირდაპირე ბოლოებში ან ბოძზე. ქრომოსომები ინახება პოლარული ბოჭკოების ძალებით, რომლებიც უბიძგებენ ქრომოსომების ცენტრომერებს. ამ მოქმედებით ორი ქალიშვილი უჯრედი დაშორებულია ერთმანეთისგან.

ანაფაზის ეტაპზე, ცენტრომერები ორად გაიყო და დის ქრომატიდები ახლა ქრომოსომად იქცევიან, რადგან ისინი გადიან ორ ცალკეულ პოლუსზე. Spindle ბოჭკოები იწვევს ორი ახალი უჯრედის გახანგრძლივებას. ამ ეტაპის ბოლოს თითოეულ პოლუსს აქვს ქრომოსომების სრული ნაკრები. ორიგინალური უჯრედის ციტოპლაზმის დაყოფა, რომელსაც ციტოკინეზი ეწოდება, იწყება და გრძელდება მთელი ამ ეტაპის განმავლობაში.

შემდეგია ტელოფაზის ეტაპი და არის ქრომოსომები უჯრედის საპირისპირო ბოლოში ჩასვლისას და დაშლის დაწყებისთანავე, რადგან ორივე დის უჯრედის გარშემო ახალი ბირთვული კონვერტი იქმნება. Spindle ბოჭკოები ყოველი ახალი უჯრედის გარშემო აშორებს მათ ერთმანეთს. ბირთვები ასევე კვლავ ჩნდება და ქრომოსომების ქრომატინის ბოჭკოები თითოეულ ქალიშვილ უჯრედში იხსნება. ამ ეტაპზე მშობელი უჯრედის გენეტიკური შინაარსი თანაბრად იყოფა ორ ახალ ქალიშვილ უჯრედად.

ციტოკინეზები დაყოფის ბოლო ეტაპია, როდესაც ცხოველური უჯრედები იწყებენ გამოყოფას ორ ქალიშვილ უჯრედს შორის. მცენარეულ უჯრედებში უჯრედის ფირფიტა ჰყოფს ქალიშვილ უჯრედებს და თითოეულზე უჯრედის კედელს ქმნის. ქალიშვილ უჯრედებს დიპლოიდურ უჯრედებს უწოდებენ, რაც ნიშნავს, რომ თითოეული შეიცავს ქრომოსომების სრულ და ზუსტად იგივე რაოდენობას, როგორც ერთმანეთი და როგორც მშობელი უჯრედი.

მეიოზის უჯრედების დაყოფის მხოლოდ ორი ეტაპია - მეიოზი I და მეიოზი II. თითოეული ახალი უჯრედი შეიცავს უნიკალურ დნმ-ს. ეს იძლევა მრავალფეროვნებას გენეტიკაში, რაც ჩანს, როდესაც ორი ბავშვი ერთი და იგივე ორი მშობლისგან ძალიან განსხვავდება ერთმანეთისგან. მეიოზი ხდება მაშინ, როდესაც უჯრედის თითოეული ქრომოსომის მცირე ნაწილი იშლება და სხვა ქრომოსომას ემატება. ამას გენეტიკური რეკომბინაცია ან გადაკვეთა ეწოდება.

მეიოზი I ქრომოსომებს შუაზე ყოფს გადასალახად. მეიოზი II ანაწილებს გენეტიკის რაოდენობას თითოეულ უჯრედში თითოეულ ქრომოსომაში ნახევარში. უჯრედის დაყოფის საბოლოო შედეგია ოთხი ქალიშვილი უჯრედი, მიტოზის გაყოფისას ორი. თითოეულ ამ ქალიშვილ უჯრედს აქვს მხოლოდ ქრომოსომათა რაოდენობის ნახევარი, როგორც თავდაპირველი მშობელი უჯრედი.

პროკარიოტული უჯრედები ერთუჯრედიანი ბაქტერიული ორგანიზმებია ბირთვის გარეშე. ისინი მიკროსკოპული ორგანიზმებია, რომლებსაც არსებობა სჭირდება. დაყოფის პროცესს ეწოდება ორობითი განხეთქილება, რომელშიც ერთი უჯრედი ხდება ორი. ორობითი განხეთქილების პირველი ეტაპი არის უჯრედში დნმ-ის კოპირება და დნმ-ის მცირე ნაჭრების პლაზმიდები დუბლირებულია და შემდეგ ორი ეგზემპლარი და ორიგინალი გადადიან საპირისპირო ბოლოებში საკანი უჯრედი იზრდება და გრძელდება, შემდეგ კი უჯრედის შუა ნაწილში იქმნება ძგიდის ბეჭედი, რომელიც ყოფს ორ უჯრედად.

გაყოფის ეს პროცესი არის იგივე იდეა, რომლითაც რბილი ყველი სტომატოლოგიური ძაფით შუაზე გაიჭრება. რბილი ყველი ძნელად იჭრება დანით სუფთა რბილი კონსისტენციის გამო. თუ რბილი ყველი თეფშზე დადგით, შეგიძლიათ შუაზე თანაბრად გაჭრათ სტომატოლოგიური ძაფით და შექმნათ ორი ცალი, რომლებიც იდენტურია და თანაბარი ზომის.

ასექსუალური უჯრედების დაყოფა გამოიყენება გამრავლებისთვის, როდესაც ახალი უჯრედები წარმოიქმნება მშობლური უჯრედის ორ დაქოვანებულ უჯრედად დაყოფით, ორობითი გახლეჩით. დაყოფილი ყველა უჯრედი იგივე გენეტიკური იდენტურობით გამოირჩევა, როგორც მშობელი უჯრედი. ეს საშუალებას აძლევს ორგანიზმებს ძალიან სწრაფად გამრავლდნენ, როგორც ბაქტერიებში, წყალმცენარეებში, საფუარებში, dandelions და flatworms. ახალ ინდივიდუალურ უჯრედებს კლონები ეწოდება, რადგან ისინი მშობელი უჯრედების ზუსტი დუბლიკატებია.

ბაქტერიები სქესობრივად მრავლდებიან და მათი რიცხვი ძალიან სწრაფად ორმაგდება დაახლოებით 20 წუთში. ამიტომ ბაქტერიების აფეთქებები შეიძლება ძალიან სერიოზული იყოს და ასე სწრაფად გაიზარდოს. ბაქტერიების უჯრედებს ასევე აქვთ მაღალი სიკვდილიანობა სწრაფი გამრავლების მეთოდის კომპენსაციისთვის.

საფუარის პროდუქტები სქესობრივად მრავლდება ბუტბუტის პროცესით, მაგრამ ასევე შეიძლება სქესობრივი გზით გამრავლებაც. ბუდობის პროცესი მოიცავს უჯრედის გარე კიდეზე წარმოქმნილ ბალანს და შემდეგ ხდება ბირთვული დაყოფა. ერთი ბირთვი გადადის კვირტში, შემდეგ კი ის წყვეტს მშობელ უჯრედს. გამრავლება, როგორც სქესობრივი გზით, ახდენს აგრეთვე იმას, თუ როგორ იშლება ბრტყელ ჭიები ორ ცალკეულ განყოფილებად და ხდება მათი რეგენერაცია, რათა მოხდეს ორი სრული ბრტყელი ჭია.

ზოგიერთ მწერს, როგორიცაა ჭიანჭველას, ვოსფსს და ფუტკარს, შეუძლია გამრავდეს სქესობრივი ან სქესობრივი გზით. როდესაც უჯრედები ამ მწერებში სქესობრივ დაყოფად იყოფა, ისინი იყენებენ პართენოგენეზის პროცესს, რომელშიც ხდება ახალი მწერების გამრავლება კვერცხუჯრედებიდან, რომლებიც არ არის განაყოფიერებული. ზოგიერთ სახეობაში, რომლებსაც შეუძლიათ სქესობრივი და სქესობრივი გზით გამრავლება, ნაყოფიერი კვერცხუჯრედები ქმნიან მამრობით მწერებს, განაყოფიერებული კვერცხუჯრედები კი - ქალის მწერებს.

როდესაც მცენარეები სქესობრივად მრავლდებიან, ამას ვეგეტატიური გამრავლება უწოდებენ და ამ მეთოდს ფერმერები ამჯობინებენ, რადგან იგი წარმოშობს მშობლიური მცენარის იდენტურ კულტურებს. ზოგჯერ ეს მეთოდი სასურველია, რადგან ზოგიერთი თესლის გაღივება რთულია.

მაგალითად, კარტოფილის თვალები ან დასაფესვიანებელი ადგილები დარგეს, რომ უფრო მეტი კარტოფილის მცენარეები წარმოიქმნას, რომლებიც თესლის კარტოფილის ან მშობლიური მცენარის იდენტურია. ბანანის მცენარეები მრავლდება ბავშვის ძუძუმწოვრების გამოყოფით, რომლებიც მშობლის მცენარის ფუძიდან იზრდება და თითოეული მათგანი მთლიანი ახალი მცენარისთვის დარგავს. ჟოლოს ბუჩქების გამრავლება შესაძლებელია ზოგიერთი ქვედა ფილიალის მიწისკენ გადახრით და ნიადაგით დაფარვით. ტოტებს მოაშენდებათ საკუთარი ფესვთა სისტემა და მრავლდება რამდენიმე ახალი მცენარე, რომელთა გამოყოფა და ცალკე დარგვა მოხდება ახალი მოსავლისთვის.