कोशिका विभाजन: समसूत्री और अर्धसूत्री विभाजन के नोट्स

आपके शरीर की प्रत्येक कोशिका किसी दूसरी कोशिका के विभाजन से बनी है। कोशिका विभाजन वह प्रक्रिया है जिसमें जनक कोशिका से संतति कोशिकाएँ बनती हैं, और इसी से जीव एक निषेचित अंड से बढ़ता है, घिसी हुई त्वचा तथा रुधिर कोशिकाओं की भरपाई करता है, घाव भरता है और अगली पीढ़ी के लिए युग्मक बनाता है। परीक्षा की दृष्टि से दो प्रकार महत्वपूर्ण हैं। समसूत्री विभाजन गुणसूत्र संख्या को अपरिवर्तित रखता है और वृद्धि तथा मरम्मत का सामान्य कार्य चलाता है। अर्धसूत्री विभाजन गुणसूत्र संख्या को आधा कर देता है और लिंग कोशिकाएँ बनाता है। इस अध्याय के प्रश्न लगभग सदैव अवस्थाओं के क्रम, प्रत्येक अवस्था की पहचान कराने वाली एक घटना और संख्याओं पर होते हैं, इसलिए दोनों को हर बार एक ही क्रम में याद कीजिए।

कोशिका चक्र

विभाजित होती कोशिका एक दोहराव वाले क्रम से गुजरती है जिसे कोशिका चक्र कहते हैं और जिसके दो बड़े भाग हैं। अंतरावस्था, जिसे भ्रामक रूप से विश्रामावस्था भी कहा जाता है, कुल समय के पंचानबे प्रतिशत से अधिक भाग में रहती है और इसी में कोशिका बढ़ती है तथा अपने डीएनए की प्रतिलिपि बनाती है। इसके तीन उपभाग हैं: जी1 प्रावस्था, जिसमें कोशिका बढ़ती है और प्रोटीन तथा आरएनए बनाती है पर डीएनए की प्रतिलिपि नहीं बनती; एस प्रावस्था या संश्लेषण प्रावस्था, जिसमें डीएनए का द्विगुणन होता है, अर्थात डीएनए की मात्रा दुगुनी हो जाती है जबकि गुणसूत्र संख्या वही रहती है; और जी2 प्रावस्था, जिसमें विभाजन के लिए आवश्यक प्रोटीन तथा कोशिकांग तैयार होते हैं। जो कोशिकाएँ विभाजित होना बंद कर देती हैं, जैसे परिपक्व तंत्रिका कोशिकाएँ, वे चक्र छोड़कर जी0 नामक निष्क्रिय अवस्था में चली जाती हैं। दूसरा भाग एम प्रावस्था अर्थात विभाजन स्वयं है, जिसमें पहले केंद्रक विभाजन (कैरियोकाइनेसिस) और फिर कोशिकाद्रव्य विभाजन (साइटोकाइनेसिस) होता है। संवर्धन में पल रही मानव कोशिका में पूरा चक्र लगभग चौबीस घंटे लेता है, जिसमें एम प्रावस्था केवल लगभग एक घंटे की होती है।

समसूत्री विभाजन, समकारी विभाजन

समसूत्री विभाजन कायिक अर्थात शरीर की कोशिकाओं में होता है। एक जनक कोशिका से दो संतति कोशिकाएँ बनती हैं और प्रत्येक में गुणसूत्रों की संख्या जनक के ठीक बराबर होती है, इसीलिए इसे समकारी विभाजन कहते हैं। यह शब्द वाल्थर फ्लेमिंग ने 1882 में दिया था। इसकी चार अवस्थाएँ हैं।

इसके बाद साइटोकाइनेसिस कोशिकाद्रव्य को बाँटता है। जंतु कोशिका में झिल्ली भीतर की ओर दबकर विदलन खाँच बनाती है; पादप कोशिका में, जिसकी दृढ़ भित्ति दबाई नहीं जा सकती, बीच में कोशिका पट्टिका बनती है जो बाहर की ओर बढ़कर पुरानी भित्ति से मिल जाती है। पादप कोशिकाओं में तारककाय भी नहीं होते, इसलिए उनके तर्कु को अतारकी कहा जाता है।

अर्धसूत्री विभाजन, न्यूनकारी विभाजन

अर्धसूत्री विभाजन केवल लैंगिक जनन करने वाले जीवों की जनन कोशिकाओं में होता है। यह नाम फार्मर और मूर ने 1905 में दिया। डीएनए के एक ही द्विगुणन के बाद दो क्रमिक विभाजन होते हैं, इसलिए एक द्विगुणित कोशिका से चार अगुणित कोशिकाएँ बनती हैं, जिनमें गुणसूत्र संख्या जनक की आधी होती है। मनुष्य में छियालीस गुणसूत्रों वाली कोशिका से तेईस गुणसूत्रों वाले युग्मक बनते हैं।

अर्धसूत्री विभाजन प्रथम न्यूनकारी विभाजन है और इसकी पूर्वावस्था पूरे कोशिका विज्ञान की सबसे लंबी तथा जटिल प्रावस्था है। इसकी पाँच उप-अवस्थाएँ क्रम से याद रखिए: तनुपट्ट, जिसमें गुणसूत्र पतले धागों के रूप में दिखने लगते हैं; युग्मपट्ट, जिसमें समजात गुणसूत्र अगल-बगल जोड़ा बनाते हैं, इसे सूत्रयुग्मन कहते हैं और इसे सिनेप्टोनीमल सम्मिश्र जोड़े रखता है; स्थूलपट्ट, जिसमें युग्मित गुणसूत्र, जिन्हें अब द्विसंयोजी या चतुष्क कहते हैं, खंडों का विनिमय करते हैं, यही जीन विनिमय है; द्विपट्ट, जिसमें समजात अलग होने लगते हैं और विनिमय के अंग्रेजी अक्षर X जैसे बिंदु, जिन्हें काइऐज्मेटा कहते हैं, दिखाई देते हैं; और पारगतिक्रम, जिसमें काइऐज्मेटा सिरों की ओर खिसकते हैं और केंद्रक कला टूट जाती है। मध्यावस्था प्रथम में द्विसंयोजी मध्यरेखा पर आते हैं; पश्चावस्था प्रथम में पूरे समजात गुणसूत्र विपरीत ध्रुवों पर जाते हैं और महत्वपूर्ण बात यह है कि सेंट्रोमियर विभाजित नहीं होते; फिर अंत्यावस्था प्रथम आती है।

अर्धसूत्री विभाजन द्वितीय समसूत्री विभाजन जैसा समकारी विभाजन है और इसमें डीएनए का और द्विगुणन नहीं होता। यहाँ सेंट्रोमियर विभाजित होते हैं और सहोदर क्रोमैटिड अलग होती हैं, जिससे पहले विभाजन में बनी दो कोशिकाएँ चार हो जाती हैं।

दोनों विभाजनों का महत्व

• समसूत्री विभाजन गुणसूत्र संख्या स्थिर रखता है, जिससे हर कायिक कोशिका में समान आनुवंशिक सूचना रहती है, और यह वृद्धि, ऊतकों की मरम्मत, मृत कोशिकाओं के प्रतिस्थापन तथा अलैंगिक जनन का आधार है।
• अर्धसूत्री विभाजन गुणसूत्र संख्या आधी करता है, जिससे निषेचन उसे दुगुना करने के बजाय पुनः स्थापित कर देता है।
• अर्धसूत्री विभाजन आनुवंशिक विविधता का मुख्य स्रोत है, स्थूलपट्ट में जीन विनिमय से और मध्यावस्था प्रथम में मातृ तथा पितृ गुणसूत्रों के स्वतंत्र अपव्यूहन से।
• इन प्रक्रियाओं की त्रुटियाँ महत्वपूर्ण हैं: अनियंत्रित समसूत्री विभाजन अर्बुद की वृद्धि का आधार है, और गुणसूत्रों के अलग न हो पाने, जिसे अनियोजन कहते हैं, से डाउन संलक्षण जैसी दशाएँ होती हैं।