چرخه سلولی و مراحل آن‌ها

زیست فناوری

نوشته شده توسط:

آیا تاکنون تماشا کرده اید که چگونه یک کرم ابریشم تبدیل به پروانه ای می شود؟ اگر چنین است ، شما احتمالاً با چرخه سلولی آشنا هستید. پروانه ها بعد از پشت سر گذاشتن برخی از چرخه های زندگی  به طرز شگفت انگیزی از یک کرم کوچک به پروانه ای بسیار زیبا تبدیل می شوند. موجودات دیگر، از انسان گرفته تا گیاهان و باکتری‌ها ، دارای چرخه زندگی هستند: چرخه زندگی در واقع یک سری مراحل رشد است که موجود زنده از زمان تولد تا زمان تولید مثل از آن عبور می کند.

چرخه سلولی چیست؟

چرخه زندگی را می توان برای یک سلول، چرخه سلولی دانست. به عبارت دیگر ، چرخه سلولی شامل مراحل رشد و نمو یک سلول است که از “تولد” آن ، یعنی تقسیم یک سلول مادر آغاز می شود  و با تقسیم سلولی آن یعنی تولید دو سلول دختری خاتمه می یابد.

 

مراحل چرخه سلولی

برای شروع تقسیم سلولی، یک سلول باید چندین کار مهم را انجام دهد: ابتدا باید رشد کند، سپس DNA خود را همانندسازی و کپی کرده و به دو سلول دختر تقسیم شود. سلول‌ها این وظایف را در یک سری مراحل سازمان یافته و قابل پیش بینی انجام می‌دهند که چرخه سلولی را تشکیل می دهد. چرخه سلولی یک چرخه است ، نه یک مسیر خطی ، زیرا در پایان هر مرحله رفت و برگشت ، دو سلول دختر می توانند از همان ابتدا روند مشابه را دوباره شروع کنند.

در سلولهای یوکاریوتی یا سلولهای دارای هسته ، مراحل چرخه سلولی به دو مرحله اصلی تقسیم می شوند: مرحله اینترفاز(I) و میتوز (M).

  • در طی فاصله مرحله اینترفاز، سلول رشد می کند و یک نسخه از DNA خود را همانندسازی می کند.
  • در طی مرحله میتوتیک  یا میتوز، سلول DNA خود را به دو مجموعه تقسیم کرده و سیتوپلاسم آن هم تقسیم می‌شود و دو سلول جدید را ایجاد می‌شود.

 

اینترفاز

چرخه سلولی با رشد و تقسیم یه سلول مادر شروع می شود. آماده سازی برای تقسیم در سه مرحله اتفاق می افتد:

  • G1مرحله اول رشد، که همچنین به عنوان اولین مرحله شکاف (gap) نامیده می‌شود‌، اندازه سلول رشد می‌کند‌، اندامک ها تقسیم می‌شوند و ساختارهای مولکولی مورد نیاز خود را برای مراحل بعدی رشد ایجاد می کند.

 

  • Sمرحله سنتز، سلول یک کپی کامل از DNAرا در هسته خود سنتز می کند. همچنین یک ساختار سازماندهی میکروتوبول به نام سانتروزوم را تکثیر می کند. سانتروزوم ها در جدا شدن DNAدر مرحله Mکمک می کنند.

 

  • G2 مرحله دوم رشد، سلول بیشتر رشد می کند ، پروتئین ها و اندامک ها را می سازد ، و شروع به سازماندهی مجدد محتویات خود برای آماده سازی میتوز می کند.این مرحله زمانی به پایان می رسد که میتوز شروع شود.

مراحل G1، S  و G2 با هم به عنوان اینترفاز شناخته می شود. پیشوند اینتر این معنی است مرحله اینترفاز بین دو فاز میتوز سلولی قرار می‌گیرد.

 

فاز  میتوز M

در طی مرحله میتوتیک DNA سلول کپی شده و سلول سیتوپلاسم خود را برای ساخت دو سلول جدید تقسیم می کند. فاز M شامل دو فرآیند تقسیم متمایز است: میتوز و سیتوکینز(cytokinesis).

در میتوز، DNA هسته ای سلول به صورت کروموزوم های متراکم قابل مشاهده می‌شوند و توسط دوک میتوزی(یک ساختار تخصصی ساخته شده از میکروتوبول ها) در ناحیه سانتروزم از هم جدا می‌شوند. میتوز در چهار مرحله انجام می شود:

پروفاز (گاهی اوقات به پروفاز اولیه و پرومتافاز تقسیم می شود) ، متافاز ، آنافاز و تلوفاز.

 

مراحل میتوز

 

در سیتوکینز ، سیتوپلاسم سلول به دو بخش تقسیم می‌شود و دو سلول جدید ایجاد می‌کند. سیتوکینز معمولاً همزمان با پایان یافتن میتوز با کمی همپوشانی شروع می شود. سیتوکینز در سلولهای حیوانی و گیاهی متفاوت اتفاق می افتد.

مرحله سیتوکینز

 

  • در حیوانات ، تقسیم سلولی زمانی اتفاق می افتد که باندی از فیبرهای اسکلتی سلولی به نام حلقه انقباضی به سمت داخل منقبض شده و سلول را به دو قسمت تقسیم می‌کند، به این فرایند سیتوکینز انقباضی می‌گویند.
  • سلول‌های گیاهی بسیار مستحکمتر از سلول‌های حیوانی هستند. آنها توسط یک دیواره سلولی سفت و محکم احاطه شده و فشار داخلی بالایی دارند. به همین دلیل در سلول‌های گیاهی، ساختاری جدید در وسط سلول آن‌‌ها را به دو دسته تقسیم می شوند. این ساختار که به عنوان صفحات سلولی شناخته می‌شود، از غشای پلاسمایی و اجزای دیواره سلولی تشکیل می‌شوند و درغالب وزیکول‌هایی ایجاد شده و سلول را به دو قسمت تقسیم می کند.

خروج  از چرخه سلولی و G0

برای دو سلول دختر تولید شده در یک دور از چرخه سلولی چه اتفاقی می افتد ؟ این بستگی به نوع سلول مادر آن‌ها دارد. برخی از انواع سلول‌ها به سرعت تقسیم می شوند و در این موارد سلولهای دختر ممکن است بلافاصله دور دیگری از تقسیم سلولی را پشت سر بگذارند. بسیاری از انواع سلول در جنین اولیه به سرعت وارد تقسیم بعدی می شوند مانند همان روندی که در سلول های توموری نیز اتفاق می‌افتند.

 

مرحله استراحت G0

برخی سلول‌های دیگر به آرامی تفسیم می شوند و برخی اصلا تقسیم نمی شوند. این سلولها ممکن است از مرحله G1 خارج شوند و وارد مرحله استراحت یا G0 می‌شوند. یک سلول در مرحله G0 برای تقسیم آماده نیست، فقط کار خود را انجام می‌دهد. به عنوان مثال ، سلول ممکن است سیگنالهایی را به عنوان یک نورون هدایت کند یا در غالب سلول‌های کبدی، کربوهیدرات ها را ذخیره کند. برای برخی از سلولها مرحله G0 حالت دائمی است، در حالی که برخی دیگر در صورت دریافت سیگنالهای مناسب ممکن است مجددا وارد چرخه سلولی می‌شوند و تقسیم را دوباره شروع می‌کنند.

 

چرخه سلولی چه مدت طول می کشد؟

سلول‌های مختلف برای تکمیل چرخه سلولی خود زمان‌های مختلفی را صرف می‌کنند. یک سلول معمولی انسانی ممکن است حدود ۲۴ ساعت طول بکشد تا تقسیم شود ، اما سلول‌های پستانداران با چرخه سلولی سریعتر، می‌توانند در طول ۹ تا ۱۰ ساعت یک چرخه را کامل کنند.

در مطالب بعدی در مورد جزئیات مراحل چرخه سلولی بحث می‌شود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *