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कोशिकाएं कहां से आती हैं?
सेल डिवीजन (टीलोफेस) के अंतिम चरण में माउस सेल की 3 डी छवि। (लोथर शेरमेलेह द्वारा छवि)
कभी-कभी आप गलती से अपने होंठ या त्वचा को अपने घुटने काटते हैं, लेकिन दिनों के मामले में घाव ठीक हो जाता है। क्या यह जादू है? या, क्या कोई और स्पष्टीकरण है?
हर दिन, हर घंटे, हर सेकेंड, आपके शरीर में जीवन में सबसे महत्वपूर्ण घटनाओं में से एक चल रहा है-कोशिकाएं विभाजित हो रही हैं। जब कोशिकाएं विभाजित होती हैं, तो वे नई कोशिकाएं बनाते हैं। एक कोशिका दो कोशिकाओं को बनाने के लिए विभाजित होती है और ये दो कोशिकाएं चार कोशिकाओं को बनाने के लिए विभाजित होती हैं, और इसी तरह। हम इस प्रक्रिया को "सेल विभाजन" और "सेल प्रजनन" कहते हैं, क्योंकि पुराने कोशिकाएं विभाजित होने पर नई कोशिकाएं बनती हैं। कोशिकाओं को विभाजित करने की क्षमता जीवित जीवों के लिए अद्वितीय है।
कोशिकाएं क्यों विभाजित होती हैं?
कोशिकाएं कई कारणों से विभाजित होती हैं। उदाहरण के लिए, जब आप अपने घुटने को त्वचा करते हैं, तो कोशिकाएं पुराने, मृत, या क्षतिग्रस्त कोशिकाओं को बदलने के लिए विभाजित होती हैं। इतने जीवित चीजों को विभाजित करने वाले कोशिकाएं बढ़ सकती हैं। जब जीव बढ़ते हैं, ऐसा इसलिए नहीं होता क्योंकि कोशिकाएं बड़ी हो रही हैं। जीव बढ़ते हैं क्योंकि कोशिकाएं अधिक से अधिक कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए विभाजित होती हैं। मानव शरीर में, कोशिकाएं हर दिन लगभग दो ट्रिलियन बार विभाजित करती हैं।
इस वीडियो में देखें कि जानवरों की कोशिकाएं कैसे विभाजित होती हैं (शीर्ष) और एक ई कोलाई बैक्टीरिया सेल (नीचे)। वीडियो कुछ सेकंड में 30 घंटे के माइटोटिक सेल डिवीजन को संपीड़ित करता है। (जेनेटिक्स के राष्ट्रीय संस्थान द्वारा वीडियो) |
आपके शरीर में कितनी कोशिकाएं हैं?
आप और मैंने एक सेल के रूप में शुरू किया, या आप अंडे कहेंगे। जब तक आप वयस्क होते हैं, तब तक आपके पास कोशिकाएं होती हैं। वह संख्या व्यक्ति के आकार पर निर्भर करती है, लेकिन जीवविज्ञानी ने उस संख्या को लगभग 37 ट्रिलियन कोशिकाओं को रखा है।
विभाजित करने के लिए कोशिकाओं को कैसे पता चलेगा?
सेल विभाजन में, विभाजित सेल को "पैरेंट" सेल कहा जाता है। मूल कोशिका दो "बेटी" कोशिकाओं में विभाजित होती है। प्रक्रिया तब सेल चक्र कहा जाता है में दोहराता है।
कैंसर फेफड़ों के सेल का सेल विभाजन (NIH से छवि)
कोशिकाएं सैक्लिन (cyclin) नामक विशेष प्रोटीन से रासायनिक संकेतों का उपयोग करके एक दूसरे के साथ संवाद करके अपने विभाजन को नियंत्रित करती हैं। ये सिग्नल विभाजित करना शुरू करते हैं और बाद में विभाजित करना बंद करते समय कोशिकाओं को बताने के लिए स्विच की तरह कार्य करते हैं। कोशिकाओं को विभाजित करना महत्वपूर्ण है ताकि आप बढ़ सकें और इसलिए आपके कटौती ठीक हो जाएं। कोशिकाओं के लिए सही समय पर विभाजित करना भी महत्वपूर्ण है। यदि कोई कोशिका बंद होने पर विभाजित नहीं हो सकती है, तो इससे कैंसर नामक बीमारी हो सकती है।
त्वचा कोशिकाओं की तरह कुछ कोशिकाएं लगातार विभाजित होती जा रही हैं। हमें खोने वाली त्वचा कोशिकाओं को प्रतिस्थापित करने के लिए लगातार नई त्वचा कोशिकाओं को बनाने की आवश्यकता है। क्या आप जानते थे कि हम हर मिनट 30,000 से 40,000 मृत त्वचा कोशिकाओं को खो देते हैं? इसका मतलब है कि हम हर दिन करीब 50 मिलियन कोशिकाएं खो देते हैं। यह त्वचा की कोशिकाओं में कोशिका विभाजन को इतना महत्वपूर्ण बनाने के लिए प्रतिस्थापित करने के लिए बहुत से त्वचा कोशिकाओं है। तंत्रिका और मस्तिष्क कोशिकाओं की तरह अन्य कोशिकाएं, बहुत कम विभाजित होती हैं।
कोशिकाएं कैसे विभाजित होती हैं
सेल के प्रकार के आधार पर, कोशिकाओं को विभाजित करने के दो तरीके होते हैं-मिटोसिस और मीओसिस । सेल विभाजन के इन तरीकों में से प्रत्येक में विशेष विशेषताएं हैं। मिटोसिस में मुख्य अंतर यह है कि एक कोशिका दो कोशिकाओं में विभाजित होती है जो एक-दूसरे के समान होती हैं और क्रोमोसोम की समान संख्या होती है। इस प्रकार का सेल डिवीजन बुनियादी विकास, मरम्मत और रखरखाव के लिए अच्छा है। मीओसिस में एक कोशिका चार कोशिकाओं में विभाजित होती है जिनमें क्रोमोसोम की आधा संख्या होती है। यौन प्रजनन के लिए क्रोमोसोम की संख्या को कम करना महत्वपूर्ण है और आनुवंशिक विविधता प्रदान करता है।
मिटोसिस सेल डिवीजन
मिटोसिस से सोमैटिक - या गैर प्रजनन कोशिकाओं - विभाजित है। त्वचा, मांसपेशियों, फेफड़ों, आंत, और बाल कोशिकाओं सहित, सोमैटिक कोशिकाएं आपके शरीर के ऊतकों और अंगों में से अधिकांश बनाती हैं। प्रजनन कोशिकाएं (अंडे की तरह) सोमैटिक कोशिकाएं नहीं होती हैं।
मिटोसिस में, याद रखने की महत्वपूर्ण बात यह है कि बेटी कोशिकाओं में प्रत्येक के समान गुणसूत्र और डीएनए माता-पिता के रूप में होते हैं। मिटोसिस से बेटी कोशिकाओं को डिप्लोइड कोशिका कहा जाता है। डिप्लोइड कोशिकाओं में क्रोमोसोम के दो पूर्ण सेट होते हैं। चूंकि बेटी कोशिकाओं में उनके मूल कोशिका के डीएनए की सटीक प्रतियां होती हैं, इसलिए सामान्य स्वस्थ कोशिकाओं में मिटोसिस के माध्यम से कोई अनुवांशिक विविधता नहीं बनाई जाती है।
मिटोसिस सेल डिवीजन दो आनुवंशिक रूप से समान बेटी डिप्लोइड कोशिकाओं का निर्माण करता है। मिटोसिस के प्रमुख कदम यहां दिखाए जाते हैं। (Image by Mysid from Science Primer and National Center for Biotechnology Information)
मिटोसिस सेल चक्र
सेल शुरू होने से पहले, यह "इंटरफेस" में है। ऐसा लगता है कि कोशिकाओं को लगातार विभाजित होना चाहिए (याद रखें कि हर दिन आपके शरीर में 2 ट्रिलियन सेल डिवीजन होते हैं), लेकिन प्रत्येक कोशिका वास्तव में इंटरफेस में अपना अधिकांश समय बिताती है। इंटरफेस वह अवधि है जब एक सेल सेल चक्र को विभाजित करने और शुरू करने के लिए तैयार हो रहा है। इस समय के दौरान, कोशिकाएं पोषक तत्व और ऊर्जा एकत्र कर रही हैं। माता-पिता सेल दो बेटी कोशिकाओं के बीच समान रूप से साझा करने के लिए अपने डीएनए की प्रति बना रहा है।
मिटोसिस डिवीजन प्रक्रिया में कोशिका चक्र-इंटरफेस, प्रोफेस, प्रोमेटाफेस, मेटाफेस, एनाफ़ेस, टेलोफेज, और साइटोकिनेसिस के कई कदम या चरण हैं-सफलतापूर्वक नए डिप्लोइड कोशिकाओं को बनाने के लिए।
मिटोसिस सेल चक्र में कई चरण शामिल होते हैं जिसके परिणामस्वरूप दो नई डिप्लोइड बेटी कोशिकाएं होती हैं। प्रत्येक चरण को यहां पर प्रकाश डाला गया है और फ्लोरोसेंस के साथ प्रकाश माइक्रोस्कोपी द्वारा दिखाया गया है। प्रत्येक चरण के बारे में अधिक जानने के लिए छवि पर क्लिक करें। (मारियाना रुइज़ विलेरियल, रॉय वैन हेशेन और वेड्सवर्थ सेंटर द्वारा संशोधित काम के साथ ओपनस्टैक्स कॉलेज से छवि।)
मिटोसिस सेल चक्र में कई चरण शामिल होते हैं जिसके परिणामस्वरूप दो नई डिप्लोइड बेटी कोशिकाएं होती हैं। प्रत्येक चरण को यहां पर प्रकाश डाला गया है और फ्लोरोसेंस के साथ प्रकाश माइक्रोस्कोपी द्वारा दिखाया गया है। प्रत्येक चरण के बारे में अधिक जानने के लिए छवि पर क्लिक करें। (मारियाना रुइज़ विलेरियल, रॉय वैन हेशेन और वेड्सवर्थ सेंटर द्वारा संशोधित काम के साथ ओपनस्टैक्स कॉलेज से छवि।)
जब एक कोशिका मिटोसिस के दौरान विभाजित होती है, तो कुछ अंगों को दो बेटी कोशिकाओं के बीच विभाजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया इंटरफेस के दौरान बढ़ने और विभाजित करने में सक्षम हैं, इसलिए बेटी कोशिकाओं में प्रत्येक के पास पर्याप्त माइटोकॉन्ड्रिया होता है। हालांकि, गोल्गी तंत्र, मिटोसिस से पहले टूट जाता है और प्रत्येक नई बेटी कोशिकाओं में फिर से इकट्ठा होता है। सेल डिवीजन के पहले, उसके दौरान और बाद में ऑर्गेनियल्स के साथ क्या होता है, इसके बारे में विनिर्देशों में से कई वर्तमान में शोध किए जा रहे हैं। (आप यहां क्लिक करके सेल पार्ट्स और ओरगनेल के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं।
मीओसिस सेल डिवीजन
मीओसिस कोशिकाओं को विभाजित करने का दूसरा मुख्य तरीका है। मीओसिस सेल विभाजन है जो सेक्स कोशिकाएं बनाता है, जैसे मादा अंडे की कोशिकाएं या पुरुष शुक्राणु कोशिकाएं। मीओसिसके बारे में याद रखना महत्वपूर्ण है? मीओसिस में, प्रत्येक नए सेल में अनुवांशिक जानकारी का एक अनूठा सेट होता है। मीओसिस के बाद, शुक्राणु और अंडा कोशिकाएं एक नया जीव बनाने के लिए शामिल हो सकती हैं।
मीओसिस यही कारण है कि हमारे सभी यौन पुनरुत्पादन जीवों में आनुवांशिक विविधता है। मीओसिसके दौरान, प्रत्येक गुणसूत्र का एक छोटा सा हिस्सा टूट जाता है और दूसरे क्रोमोसोम तक पहुंच जाता है। इस प्रक्रिया को "क्रॉसिंग ओवर" या "जेनेटिक रीकॉम्बिनेशन" कहा जाता है। जेनेटिक रीकॉम्बिनेशन कारण है कि अंडा और शुक्राणु कोशिकाओं से बने पूर्ण भाई बहन एक ही दूसरे से बहुत अलग दिख सकते हैं।
मीओसिस सेल चक्र में विभाजन के दो मुख्य चरण हैं - मीओसिस I और मीओसिस II। मीओसिस का अंतिम परिणाम चार हैप्लोइड बेटी कोशिकाएं हैं जिनमें प्रत्येक में एक दूसरे से और आनुवंशिक कोशिका से अलग आनुवांशिक जानकारी होती है। अधिक जानकारी के लिए क्लिक करें। (बायोटेक्नोलॉजी सूचना के लिए राष्ट्रीय केंद्र से विज्ञान प्राइमर से छवि।)
मीओसिस सेल चक्र
मीओसिसमें कोशिका विभाजन के दो चक्र होते हैं, जिन्हें आसानी से मीओसिसप्रथम और मीओसिस II कहा जाता है। मीओसिस मैं क्रोमोसोम की संख्या को कम करता है और जब भी पार हो जाता है तो भी होता है। मीओसिस II प्रत्येक सेल के प्रत्येक क्रोमोसोम में अनुवांशिक जानकारी की मात्रा को कम करता है। अंतिम परिणाम है चार बेटी कोशिकाएं हैप्लोइड कोशिकाएं कहलाती हैं। हैप्लोइड कोशिकाओं में केवल क्रोमोसोम का एक सेट होता है - क्रोमोसोम की आधा संख्या मूल कोशिका के रूप में होती है।
मीओसिस शुरू होने से पहले, सेल इंटरफेस के माध्यम से चला जाता है। मिटोसिस की तरह ही, मूल कोशिका पोषक तत्वों और ऊर्जा को इकट्ठा करके और इसके डीएनए की एक प्रति बनाकर सेल विभाजन के लिए तैयार करने के लिए इस समय उपयोग करती है। मीओसिसके अगले चरणों के दौरान, यह डीएनए आनुवंशिक पुनर्संरचना के दौरान चारों ओर स्विच किया जाएगा और फिर चार हैप्लोइड कोशिकाओं के बीच विभाजित किया जाएगा।
तो याद रखें, मिटोसिस हमें बढ़ने में मदद करता है और मीओसिस यही कारण है कि हम सभी अद्वितीय हैं!
संदर्भ:
Bianconi E, Piovesan A, Facchin F, Beraudi A, Casadei R, Frabetti F, Vitale L, Pelleri MC, Tassani S, Piva F, Perez-Amodio S, Strippoli P, Canaider S. Ann. An estimation of the number of cells in the human body. Retrieved March 14, 2014 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23829164(link is external).
Original animal cell and E. Coli cell video from National Institute of Genetics via Wikimedia. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Movie_4._Cell_division.ogv(link is external)
पर और अधिक पढ़ें: कोशिकाएं - जीवन के निर्माण खंड
उर्वरित मेंढक अंडे दो कोशिकाओं में विभाजित।
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