چرخه یاخته‌ای در پروکاریوتها

[پیمان هادی فرکوش]

چرخه زندگی یاخته‌ها در دو مرحله متوالی به صورت یک چرخه ، به نام چرخه یاخته‌ای تکرار می‌شود. تقسیم یا تولید مثل یاخته یکی از این مراحل است. مساله مهم در تقسیم یاخته ، تقسیم ماده ژنتیکی بین دو یاخته دختر است.باکتریها این مساله را با همانندسازی DNA منفرد و تقسیم دوتایی یاخته حل کرده‌اند. یوکاریوتها ، از لحاظ ساختار ژنوم پیچیده‌ترند و تقسیم یاخته‌ای پیچیده‌تری به نام میتوز دارند.

در میتوز ، ریزلوله‌ها به هر کروموزوم همانندسازی شده متصل می‌شوند و کروموزومهای خواهر را به قطبهای مخالف یاخته می‌کشاند. هنگامی که توزیع مجدد مواد کروموزومی کامل شد، یاخته تقسیم می‌گردد. در یوکاریوتها ، علاوه بر تقسیم میتوز ، تقسیم دیگری به نام میوز وجود دارد که به تشکیل گامتهای جنسی با کروموزومهای هاپلوئید می‌انجامد.
چرخه یاخته‌ای در پروکاریوتها

روند زندگی یاخته در پروکاریوتها می‌تواند به عنوان چرخه‌ای ساده مطرح شود. یکی از بهترین نمونه‌های پروکاریوتها باکتریها هستند. در باکتریها اطلاعات ژنتیکی یا ژنوم به صورت DNA حلقوی دو رشته‌ای است که به نقطه‌ای در سطح درونی غشای یاخته چسبیده است. در ابتدای زندگی یاخته ، دومین نسخه از DNA ساخته می‌شود. هنگامی که رشد باکتری به اندازه مناسبی رسید، یاخته تقسیم می‌شود و دو یاخته مساوی یا تقریبا مساوی بوجود می‌آیند. ابتدا غشای جدید پلاسمایی و مواد دیواره یاخته در محل تماس بین ژنوم دختر بوجود می‌آید.

به تدریج که ماده جدید به محل تماس اضافه می‌شود، غشای پلاسمایی در حال رشد به سمت درونی فشار می‌آورد و یاخته به شدت فشرده شده و به دو بخش تقسیم می‌گردد. شروع فشردگی در محل تماس غشایی دو ژنوم دختر این اطمینان را می‌دهد که هر یاخته جدید محتوی یکی از ژنومهای معین خواهد بود. سرانجام فرورفتگی غشا به مرکز یاخته می‌رسد و یاخته را به دو بخش تقسیم می‌کند. دیواره جدید یاخته‌ای در پیرامون غشای جدید بوجود می‌آید و یا یاخته ، به دو یاخته تقسیم می‌شود.

چرخه یاخته‌ای در یوکاریوتها

چرخه یاخته‌ای یک یاخته یوکاریوت شامل دو مرحله انترفاز و تقسیم است. در بیشتر یاخته های یوکاریوت ، روند حقیقی تقسیم یاخته کمتر از یک ساعت طول می‌کشد، اما مرحله انترفاز به زمان طولانی‌تری نیاز دارد. رویدادهای کلی چرخه یاخته‌ای تحت کنترل فرآورده‌های چند ژنی است که هماهنگی و رویدادهای مختلف را تنظیم می‌کنند.
اینترفاز

مرحله‌ای از روند تقسیم را که در آن یاخته تقسیم نمی‌شود اینترفاز نامیده‌اند و در این مرحله یاخته خود را برای ورود به مرحله دیگر تقسیم آماده می‌کند. مرحله اینترفاز شامل سه مرحله است.
مرحله G1

مرحله رشد یاخته است که طی آن سنتز RNA و پروتئین فعالانه انجام می‌گیرد و یاخته خود را برای آغاز سنتز DNA آماده می‌کند. این مرحله 30 تا 50 درصد از کل چرخه یاخته‌ای را دربرمی‌گیرد. در یاخته‌های پستانداران این زمان از 4 تا 9 ساعت متغیر است.
مرحله سنتز

زمان سنتز DNA است و 30 تا 40 درصد از کل چرخه یاخته‌ای را شامل می‌شود. این مرحله در یاخته‌های پستانداران 5 تا 7 ساعت طول می‌کشد.

مرحله G2

زمان بعد از سنتز DNA است. در این مرحله یاخته تدارکات لازم را جهت تفکیک اطلاعات ژنتیکی همانندسازی میتوکندریها و اندامکهای دیگر ، متراکم شدن کروموزومها و سنتز و تجدید حیات ریزلوله‌ها صورت می‌دهد. این مرحله به انرژی فراوانی نیاز دارد احتمالا این نیاز به خاطر آغاز میتوز است. این مرحله 10 تا 20 درصد زمان چرخه یاخته‌ای را تشکیل می‌دهد.
مرحله میتوز

در این مرحله ، دستگاه ریزلوله‌ای (دوک تقسیم) تشکیل می‌شود که به کروموزومها متصل می‌گردند و کروموزومهای خواهری از هم جدا می‌شوند. این مرحله که میتوز نامیده می‌شود مرحله اساسی در جدا شدن دو ژنوم دختر است. مرحله میتوزی یا M کوتاه‌ترین مرحله است که کمتر از یک ساعت طول می‌کشد. وارد شدن یاخته از مرحله انترفاز به میتوز مستلزم هماهنگی کامل بین رویدادهایی هست که در سیتوپلاسم و هسته رخ می‌دهند.
مرحله سیتوکینز

در این مرحله ، یاخته به دو یاخته دختر تقسیم می‌شود. هر یاخته دختر تقریبا نیمی از محتویات سیتوپلاسمی ، از جمله یکی از دو هسته همانندسازی شده را به عنوان میراث دریافت می‌کند. با پایان این مرحله یک چرخه کامل می‌شود.

میوز

نوعی تقسیم سلولی که طی آن هر سلول فقط نصف تعداد کروموزومهای سلول والد خود را دریافت می‌کند. در جانوران این تقسیم در هنگام تولید گامتها صورت می‌گیرد. میوز شامل دو مرحله است. در مرحله اول میوز ، در اینترفاز ماده وراثتی به شکلکروماتین است که قبل از تقسیم DNA آن همانندسازی می‌کند و دو برابر می‌شود. در مرحله دوم میوز ، مضاعف شدن DNA صورت نمی‌گیرد. بعد از پایان میوز از هر سلول والد 4 سلول حاصل می‌شود که هر کدام دارای نصف کروموزوم والدی هستند.