تقسیم یاخته:

فام تن ازDNAو پروتئین تشکیل شده است . ویژگی های ماده وراثتی موجود در هسته در زمان های مختلف :

یاخته در حال تقسیم باشد ¬ به صورت فام تن فشرده شده

یاخته در حال تقسیم نباشد ¬ به صورت فامینه(کروماتین) . فشردگی کمتر است و به صورت توده های درهم می باشد

نکته : در بیشتر عمر یاخته ، فامینه قابل مشاهده بوده و فشردگی ماده وراثتی کم است (نه اینکه فشرده نباشد !(

هر رشته ی فامینه ، دارای واحد های تکرار شونده به نام هسته تَن (نوکلئوزوم) است. در هر هسته تن ، مولکول دنا حدود 2 دور در اطراف 8 مولکول پروتئینی به نام هیستون پیچیده است .

نکته : هم در فام تن فشرده شده و هم در فامینه ، هیستون ها وجود داشته و مولکول دنا به دور آن ها پیچیده است

نکته : در اثر افزایش فشردگی در فام تن ، هسته تن های متوالی به هم نزدیک شده و فاصله بین آن ها کم می شود

فام تن مضاعف شده ، یعنی فام تنی که در حداکثر فشردگی قرار داشته و دارای دو فامینک خواهری می باشد. فامینک های خواهری از نظر نوع ژن ها یکسان اند (اگر کراسینگ اور رخ دهد، این ژن ها می توانند با هم متفاوت باشند(

فامینک های خواهری در محلی به نام سانترومر به یکدیگر متصل اند دقت کنید که اگر فامینه ی فشرده شده فاقد فامینک های خواهری باشد (یعنی فقط یک فامینک داشته باشد) ، حتی در این صورت نیز دارای سانترومر است !

نکته : سانترومر در وسط فامینک ها قرار ندارد (یکی از بازو های هر فامینک ، بلند تر است(

هر گونه از جانداران ، تعداد معینی فام تن در یاخته های پیکری (غیر جنسی) خود دارند که به آن عدد فام تنی می گویند دقت کنید گلبول های قرمز بالغ ، فاقد هرگونه هسته و ماده ژنتیک هستن! طراح میتونه از این نکته دام های زیادی طرح کنه.

همیشه یادتون باشه هر وقت اسم ماده ژنتیک و هسته و ... اومد ، گلبول قرمز رو یه گوشهی ذهنتون نگه دارین

یکسان بودن عدد فام تنی دو جاندار ، دلیلی بر این نیست که آن دو جاندار هم گونه یا مشابه باشند! مثلا هم انسان و هم درخت زیتون ، در یاخته های پیکری خود 46 فام تن دارند . اما از نظر شباهت ، عین سیبی هستن که از وسط منفجر شده

تعداد فام تن های جانداران مختلف (به جز باکتری ها) از 2 تا بیش از 1000 عدد متغیر است

برای تعیین تعداد فام تن ها و تشخیص بعضی از ناهنجاری های فام تنی ، کاریوتیپ تهیه می شود. کاریوتیپ ، تصویری از فام تن ها با حداکثر فشردگی است که براساس اندازه ، شکل و محل قرارگیری سانترومرها ، مرتب و شماره گذاری شده اند

نکته : کاریوتیپ ، از یاخته ی در حال تقسیم و در مرحله متافاز گرفته می شود

نکته : به وسیله کاریوتیپ ، محتوای ژنتیکی فام تن ها قابل بررسی است

جاندارانی که یاخته های پیکری آن ها از هر فام تن دو نسخه داشته باشند ، دولاد می گویند.

فامینک خواهری و فام تن همتا:

توضیح کلی در مورد فامینک خواهری و فام تن همتا : ببینید بچه ها ، فام تن های همتا ، جایگاه های یکسانی برای ژن های مختلف دارن اما الزامی نیست که نوع ژن هاشون عین هم باشن . چرا ؟ چون هر کدوم از فام تن های همتا ، از یکی از والدین اومدن. اما فامینک های خواهری ، جایگاه های یکسانی برای ژن های مختلف دارن و دقیقا نوع ژن هم در اون ها یکسان هستش . چون حاصل همانندسازی همون فام تن بودن و از جای

دیگه ای نیومدن (البته بدون در نظر گرفتن جهش). یه مثال غیر علمی بزنم که براتون ملموس تر بشه این مثال علمی نیست و فقط برای درک بهتره :

مثلا فرض کنیم روی کروموزوم های شماره 15 ، ژن مربوط به رنگ پوست قرار داره .خب ما دو تا کروموزوم شماره 15 داریم که همتا هستن . هر کدوم از این کروموزوم ها هم دوتا فامینک خواهری دارن که دقیقا محتواشون یکسانه و فرقی با هم ندارن . ممکنه ژن موجود در کروموزومی که از پدر اومده ، رنگ سیاه رو ایجاد کنه و ژن مادر ، رنگ سفید . حالا اینجاست که رابطه های ژنتیک اثرشونو میذارن . اگه این صفت (رنگ پوست) بر اساس رابطه بارز و نهفته تعیین بشه ، اون رنگی که غالب باشه ظاهر میشه (مثلا فرد سیاه میشه) . اگه بر اساس بارزیت ناقص این صفت تعیین بشه ، صفت حد واسط (رنگ سبزه) ظاهر میشه و ... اما روی فامینک های خواهری هر کروموزوم ، ژن های یکسانی وجود داره ! مثلا روی هر دو فامینک کروموزومی که از پدر اومده ، ژن مربوط به رنگ سیاهه و لا غیر !

پس اگه بخوایم یه جمله ی کلی بگیم : کروموزوم های همتا ، موضوع ژن هاشون یکسانه اما محتوای ژن ها میتونه متفاوت باشه . ولی فامینک های خواهری ، هم موضوع ژن و هم محتوای اون ها یکسانه (در مثال مورد نظر ، موضوع ژن ، یعنی اینکه اون ژن در مورد رنگ پوست بود . و محتوای ژن ، یعنی اینکه اون ژن سبب ایجاد چه رنگی می شد(

هسته یاخته های پیکری زنان ، دو فام تن X و مردان ، یک فام تنY دارند (فام تن های جنسی در تعیین جنسیت نقش دارند(

نکته : به یاد داشته باشید که بعضی یاخته ها مثل یاخته های ماهیچه اسکلتی ، چند هسته ای هستند بنابراین بیش از دو فام تن جنسی دارند و برخی نیز همانند گلبول های قرمز بالغ ، فاقد هسته و فام تن جنسی هستند

یاخته های جنسی انسان ، تک لاد  (N=23) می باشند . در یک مجموعه فام تنی ، هیچ فام تنی با فام تن دیگر همتا نیست

چرخه یاخته ای:

مراحلی که یک یاخته از پایان یک تقسیم تا پایان تقسیم بعدی می گذراند را چرخه یاخته ای می گویند . این چرخه ، شامل مراحل اینترفاز و تقسیم است . در یاخته های مختلف ، مدت این مراحل متفاوت است

اینترفاز ¬ بیشتر عمر یاخته – رشد ، ساخت مواد مورد نیاز وانجام کار های معمول –شامل G1-S ,G2

مرحله G1¬ رشد یاخته ها – زمان زیادی طول می کشد –یاخته ای که قرار باشد موقتا یا دائمی تقسیم نشود ، در این مرحله متوقف شده و وارد مرحله GO  می شود مثل یاخته عصبی

مرحله S  ¬دو برابر شدن دنای هسته

مرحله G2 ¬ مرحله کوتاه – یاخته آماده تقسیم می شود – ساخت پروتئین ها و عوامل مورد نیاز برای تقسیم یاخته افزایش پیدا می کنند

مرحله تقسیم یاخته ¬ دو فرایند تقسیم هسته و تقسیم سیتوپلاسم انجام می شود (تقسیم هسته یا رشتمان است یا کاستمان(

نکته : رشد یاخته در مرحله اینترفاز انجام می شود اما هم مرحله اینترفاز و هم مرحله تقسیم ، هر دو می توانند به رشد بافت و اندام منجر شوند

نکته : در یاخته های مریستمی و مغز استخوان ، اینترفاز کوتاه است ! اما دقت کنید باز هم این یاخته ها مانند هر یاخته ی دیگری بیشتر عمر خود را در مرحله اینترفاز به سر می برند

در تقسیم رشتمان (میتوز) ، ماده ژنتیک که در مرحله S همانندسازی شده بود ، تقسیم شده و به مقدار مساوی به یاخته های جدید می رسد. رشتمان فرایندی پیوسته است .

دوک تقسیم ، مجموعه ای از ریزلوله های پروتئینی است که هنگام تقسیم، پدیدار و به سانترومر فام تن متصل می شود .با کوتاه شدن رشته های دوک متصل به سانترومر، فام تن ها از هم جدا می شوند و به قطبین می روند

در یاخته های جانوری، میانک ها (سانتریول ها) ساخته شدن رشته های دوک را سازمان می دهند .

میانک ها یک جفت استوانه ی عمود برهم اند که در اینترفاز ، برای تقسیم یاخته ، دو برابر می شوند. هر یک از این استوانه ها، از تعدادی لولۀ کوچک تر پروتئینی تشکیل شده است

میانک ها استوانه های توخالی هستند که از تجمع دسته هایی از لوله های کوچک پروتئینی ساخته می شوند ( ۹ دسته ی 3 تایی(

دقت کنید که هم خود میانک ، تو خالی هستش و هم لوله های تشکیل دهنده ی آن تو خالی هستن !

نکته : تجزیه پوشش هسته در پروفاز شروع و در پرومتافاز تکمیل می شود

نکته مهم : جدا شدن فامینک ها از هم در تلوفاز ، بر اثر تجزیه پروتئین اتصالی آن ها توسط نوعی آنزیم است . رشته های دوک ، در جدا شدن آن ها هیچ نقشی ندارند ! بلکه نقش این رشته ها که همان فاصله گرفتن فامینک هاست ، پس از جدا شدن فامینک ها انجام میشود

نکته : رشته های دوک در پروفاز شروع به تشکیل می کنند اما در پرومتافاز به سانترومر متصل می شوند .البته فقط برخی از رشته های دوک به سانترومر متصل می شوند نه همهی آنها ! (به هرسانترومر دو رشته دوک(

نکته : برخی رشته های دوک تا اواسط سلول امتداد می یابند

نکته : در مرحله آنافاز ، تعداد فام تن ها (نه مولکول های دنا !(اینترفاز ، تعداد S دو برابر می شود . همچنین در مرحله فام تن ها ثابت مانده و تعداد مولکول های دنا دو برابر می شود

نکته : در مرحله آنافاز ، یاخته کشیده می شود

دقت کنید در هیچ یک از مراحل رشتمان ، تعداد کروموزوم ها کاهش نمی یابد (برعکس کاستمان) اما می توان گفت که در مرحله تلوفاز ، تعداد کروموزوم ها نسبت به مرحله قبل کاهش میابد در مرحله قبلی ، 92 تا کروموزوم داخل یک سلول داشتیم ولی در تلوفاز ، داخل هر سلول جدید 46 تا داریم

پس از رشتمان ، اجزای یاخته بین دو سیتوپلاسم تقسیم می شوند . با تقسیم سیتوپلاسم ، دو یاخته جدید تشکیل می شود .

تقسیم سیتوپلاسم

تقسیم سیتوپلاسم در یاخته های جانوری :

تقسیم سیتوپلاسم با ایجاد فرورفتگی در وسط آن شروع می شود . این فرورفتگی حاصل انقباض حلقه ای از جنس اکتین و میوزین است که مانند کمربندی در سیتوپلاسم قرار می گیرد و به غشا متصل است . با تنگ شدن

این حلقه انقباضی ، در نهایت دو یاخته از هم جدا می شوند

نکته : گاهی اوقات ، تقسیم هایی مشاهده می شود که یاخته های حاصل ، هم اندازه نیستند . در این گونه تقسیم ها ، فرورفتگی در وسط غشا ایجاد نمی شود . بلکه فرورفتگی ، نزدیک به یاختهای خواهد بود که کوچک تر است .

تقسیم سیتوپلاسم در یاخته های گیاهی :

 در این یاخته ها حلقه انقباضی تشکیل نمی شود . ابتدا صفحه یاخته ای در محل تشکیل دیواره جدید ، ایجاد می شود . صفحه یاخته ای حاصل تجمع و به هم پیوستن ریزکیسه های دستگاه گلژی است . این ریزکیسه ها ، دارای پیش ساز های تیغه میانی و دیواره یاخته اند با اتصال این صفحه به دیواره یاخته مادری ، دو یاخته جدید از هم جدا می شوند .

ساختار هایی مانند لان و پلاسمودسم، در هنگام تشکیل دیواره جدید پایه گذاری می شوند

نکته : ریز کیسه ها به کمک رشته های دوک (بدون نیاز به میانک !!)به جایگاه میانه صفحه یاخته ای می رسند دقت کنید تیغه میانی اولین لایه ای است که بین دویاخته گیاهی تشکیل می شود و هر دو یاخته مجاور در تشکیل آن دخالت دارند . سپس لایه های دیواره های بعدی توسط دستگاه گلژی خاص همان سمت تشکیل می شود

برخی یاخته های بدن جانداران می توانند دائما تقسیم شوند مانند یاخته های بنیادی مغز استخوان و یاخته های مریستمی گیاهان . برخی یاخته ها نیز به ندرت تقسیم می شوند )مانند یاخته های عصبی(

یاخته ها در پاسخ به بعضی عوامل محیطی و مواد شیمیایی ، سرعت تقسیم خود را تنظیم می کنند . انواعی از پروتئین وجود دارند که باعث تقسیم یاخته می شوند . انواعی پروتئین نیز وجود دارند که مانع از تقسیم یاخته می شوند 

همه چیز راجب تومور:

در چرخه یاخته ای ، چند نقطه وارسی وجود دارد . نقاط وارسی مراحلی از چرخه ی یاخته اند که به آن اطمینان می دهند که مرحله قبل کامل شده است و عوامل لازم برای مرحله بعد آماده اند .

نکته : باکتری ها فاقد تقسیم های رشتمان و کاستمان هستند و همچنین نقاط وارسی و چرخه یاخته ای نیز ندارند

یاخته ها با تقسیم ، افزایش و با مرگ ، کاهش می یابند . اگر تعادل بین تقسیم یاخته و مرگ یاخته ها به هم بخورد ، نتیجه می تواند قطعی نیست ! ایجاد یک تومور باشد .

تومور، توده ای است که در اثر تقسیمات تنظیم نشده ایجاد می شود

تومور خوش خیم : رشد کمی دارد - یاخته های آن در جای خود می مانند - معمولا آنقدر بزرگ نمی شود که به بافت های مجاور خود آسیب بزند – لیپوما یک تومور خوش خیم است که در افراد بالغ متداول است در این تومور ، یاخته های چربی تکثیر شده و توده یاخته ایجاد می کنند

تومور بد خیم (سرطان) : به بافت های مجاور حمله می کند - توانایی دگرنشینی (متاستاز) دارد ؛ یعنی می تواند یاخته هایی از آن جدا شده و همراه با جریان خون ، یا به ویژه لنف به نواحی دیگر بدن بروند ، در آنجا مستقر شوند و رشد کنند .علت اصلی سرطان ، بعضی تغییرات در ماده ژنتیکی یاخته است که باعث می شود چرخه یاخته از کنترل خارج شود

ملانوما : نوعی تومور بد خیم یاخته های رنگدانه دار پوست

روش های متعددی برای تشخیص و درمان سرطان ها وجود دارد .در روش بافت برداری ، تمام یا بخشی از بافت سرطانی یا مشکوک به سرطان برداشته می شود . آزمایش خون به این شناسایی کمک می کند

روش های رایج درمان سرطان :

جراحی

شیمی درمانی : با استفاده از داروها باعث سرکوب تقسیم یاخته ها در همه ی بدن می شود .

پرتو درمانی : یاخته هایی که به سرعت تقسیم می شوند ، به طور مستقیم تحت تأثیر پرتوهای قوی قرار می گیرند

شیمی درمانی می تواند به یاخته های مغز استخوان ، پیاز مو و پوشش دستگاه گوارش نیز آسیب برساند . مرگ این یاخته ها از عوارض جانبی شیمی درمانی است که باعث ریزش مو ، تهوع و خستگی می شود گاهی حتی فرد مجبور به پیوند مغز استخوان می شود

وراثت و محیط ، هر دو در ایجاد سرطان نقش دارند

ژن های زیادی در بروز سرطان موثرند . علت شیوع بیشترِ بعضی سرطان ها اینجا رو کتاب یکم مبهم گفته . منظورش زیاد بودن شیوع بعضی سرطان هاست در بعضی جوامع ،همین مسئله است .

عوامل محیطی هم در بروز سرطان مؤثرند . پرتوهای فرابنفش ، بعضی آلاینده های محیطی و دود خودروها به ساختار دنا آسیب می زنند . سایر پرتوها و مواد شیمیایی سرطان زا ، موادغذایی دودی شده مثل گوشت و ماهی دودی ، بعضی ویروس ها ، قرص های ضد بارداری ، نوشیدنی های الکلی و دخانیات از عوامل مهم سرطان زایی اند

مرگ یاخته ها می تواند تصادفی باشد مثلا در بریدگی. به این حالت بافت مردگی)نکروز) می گویند .

برای وقوع مرگ برنامه ریزی شده ، در چند ثانیه پروتئین های تخریب کننده در یاخته شروع به تجزیه اجزای یاخته و مرگ آن می کنند . مثال های مرگ برنامه ریزی شده :

1-حذف یاخته های پیر یا آسیب دیده ، مانند آنچه در آفتاب سوختگی اتفاق می افتد

2-حذف یاخته های اضافی از بخش های عملکردی. مانند پرده های بین انگشتان پا در برخی پرندگان

تقسیم کاهشی(کاستمان)

در تولیدمثل جنسی ، دو یاخته جنسی (گامت) با هم ترکیب و هسته های آن ها با هم ادغام می شوند. یاخته های موثر در تولید مثل جنسی ، با نوعی تقسیم کاهشی به نام کاستمان ایجاد می شوند

کاستمان از دو مرحله کلی کاستمان 1 و 2 تشکیل شده است ؛ پس از تقسیم هسته نیز تقسیم سیتوپلاسم انجام می شود

معمولا در پایان کاستمان 1 ، تقسیم سیتوپلاسم انجام می شود . نتیجه ی کاستمان 1 ایجاد دو یاخته است

نکته : در آنافاز 1 ، عدد کروموزومی برخلاف آنافاز 2 و آنافاز رشتمان ، تغییری نمی کند !

نکته : در مراحل میوز 1 ، به هر سانترومر فقط یک دوک تقسیم متصل است

کاستمان 2 : در این مرحله یاخته های حاصل از کاستمان 1 ، مراحل پروفاز 2 ، متافاز 2 آنافاز 2 و تلوفاز 2 را می گذرانند .

وقایع کاستمان 2 بسیار شبیه رشتمان است و در پایان آن ، از هر یاخته دو یاخته شبیه هم ایجاد می شود که نصف فام تن های یاخته های مادر را دارند. این فام تن ها مضاعف نیستند .

در پایان کاستمان 2 ، تقسیم سیتوپلاسم انجام می شود. در مجموع و با پایان تقسیم کاستمان از یک یاخته 2n ، چهار یاخته n فام تنی حاصل می شود (انسان مد نظر است)

نکته : در تلوفاز 2 ، تعداد مولکول های دنا در هر هسته برابر با یاخته ی اولیه قبل از یعنی قبل ازمرحله s همانندسازی است اما عدد کروموزمی آن نصف یاخته ی اولیه است . مرحله

نکته : در مرحله متافاز 1 ، ترکیب گامت ها مشخص می شود

نکته مهم : در همه ی تلوفاز ها اعم از تلوفاز رشتمان و همچنین تلوفاز 1 و 2 کاستمان ، عدد فام تنی هر هسته نسبت به یاخته مرحله قبل آنافاز کاهش می یابد

نکته : تنها در تلوفاز 1 کاستمان ، عدد کروموزومی نسبت به یاخته ی اولیه کاهش می یابد نه سایر تلوفاز ها !

دقت کنید تقسیم رشتمان در ایجاد نسل بعد سلول دخالت داره کاستمان ، در ایجاد نسل بعد جاندار. همچنین در جاندارانی با تولید مثل غیرجنسی نیز یاخته های حاصل از تقسیم رشتمان میتونن در ایجاد نسل بعدی جاندار دخالت داشته باشن

گرچه تقسیم یاخته ای با دقت زیاد انجام می شود ، ولی به ندرت ممکن است اشتباهاتی در روند تقسیم رخ دهد اشتباه در تقسیم ، می تواند هم در رشتمان و هم در کاستمان رخ دهد. ولی این اشتباه ، در کاستمان با اهمیت تر است ؛ زیرا یاخته های حاصل از کاستمان ، مستقیما نسل بعدی جاندار را ایجاد می کنند .

چند لادی (پلی پلوئیدی) شدن :

اگر در مرحله آنافاز همه فام تن ها بدون اینکه از هم جدا شوند به یک یاخته بروند ، آن یاخته دو برابر فام تن خواهد داشت و یاخته دیگر فاقد فام تن خواهد بود. در آزمایشگاه می توان با تخریب رشته های دوک تقسیم ، این وضعیت را ایجاد کرد

به یاخته یا جانداری که یاخته های آن بیش از دو مجموعه فام تن داشته باشند ، چندلاد گفته می شود ؛ مثلاً گندم زراعی 6n  و موز 3n است .

نشانگان داون

با هم ماندن فام تن ها :

در این حالت ، یک یا چند فام تن در مرحله آنافاز (رشتمان و کاستمان) از هم جدا نمی شوند .بنابراین در یاخته های حاصل ، کاهش یا افزایش یک یا چند فام تن اما در چند لادی شدن ، همه ی فام تن ها مطرح بودند. نمونه این حالت ، نشانگان داون است . افراد مبتلا به داون ، در یاخته های پیکری خود 47 فام تن دارند .فام تن اضافی مربوط به شماره 21 است ؛ یعنی یاخته های پیکری این افراد 3 فام تن شماره 21 دارند. علت بروز این حالت آن است که یکی از یاخته های جنسیِ ایجادکنندهی فرد ، به جای یک فام تن شماره 21 ، دارای دو فام تن 21 بوده است .

بالابودن سنّ مادران در هنگام بارداری از عوامل مهم بروز این بیماری است؛ زیرا با افزایش سنّ مادر احتمال خطای کاستمانی در تشکیل یاخته های جنسی وی بیشتر می شود . عوامل محیطی نیز می توانند موجب اختلال در تقسیم کاستمان شوند . دخانیات ، الکل ،مجاورت با پرتوهای مضر و آلودگی ها نیز می توانند در روند جدا شدن فام تن ها در هر دو جنس ، اختلال ایجاد کنند .

نکته : در صورت خطا در کاستمان 1 ، هیچ کدام از گامت ها طبیعی نخواهند بود

نکته : در صورت خطا در کاستمان 2 ، دو گامت غیر طبیعی و دوگامت طبیعی حاصل می شود )البته در صورتی که در انتهای کاستمان جاندار ، 4 گامت حاصل شود(