کروموزوم(chromosome)

در هنگامی که سلول در حال تقسیم نمی باشد ماده وراثتی درون هسته سلول از رشته های درهمی به نام کروماتین تشکیل شده است.کروماتین از پروتئین و رشته های DNA ساخته شده است.  اما قبل از تقسیم سلولی هر رشته  DNA  همانند سازی می کند و یک رشته شبیه خودش می سازد. در هنگام تقسیم سلولی (مرحله پروفاز) این کروماتین تغییر شکل می دهد و فشرده و متراکم  شده و شکل خاصی به خود می گیرد. در این حالت به آن کروموزوم می گویند. هر کروموزوم دارای دو بازو به نام کروماتید یا کروماتید خواهری است. که در محلی به نام سانترومر به هم متصل می شوند.

 

 

 این تصویر کروماتین داخل هسته در سمت چپ و در وسط اجزاء تشکیل دهنده شامل پروتئین و رشته های و در سمت راست همه ی کروموزوم مضاعف شده نشان داده شده است.

شکل یک کروموزوم مضاعف شده

 

شکل کروموزوم و اجزاء آن. در سمت چپ تصویری رسم شده از کروموزوم نشان داده شده است و در سمت راست یک عکس واقعی از کروموزوم آورده شده است

تعداد کروموزوم ها در جانداران مختلف متفاوت است. مثلا در انسان ۴۶ کروموزوم وجود دارد. در مگس سرکه ۸ کروموزوم وجود دارد.

سئوال: در یک سلول در حال تقسیم مگس سرکه در شروع تقسیم چند کروماتید و چند سانترومر دیده می شود؟

هر کروموزوم دارای یک سانترومر و دو کروماتید است. پس در یک سلول در حال تقسیم سلول مگس سرکه ۸ سانترومر و ۱۶ کروماتید وجود دارد.

معنای کلمه کروموزوم چیست؟کلمه کروموزوم(chromosome) از دو کلمه تشکیل شده است:chromo+some.  کلمه chromo از کلمه یونانی به معنای رنگ گرفته شده است و کلمه some کلمه ای به معنای جسم است. علت این نامگذاری این است که این ماده به سرعت با مواد رنگی خاص، رنگ می شود. به این توضیحات معنای اصطلاحی این کلمه را باید جسم رنگ پذیر در نظر گرفت.

اگر پس از رنگ آمیزی کروموزوم های یک سلول در حال تقسیم آن ها را بررسی کنیم می بینیم دوتا دوتا به هم شبیه هستند یعنی می شوند ۲۳ جفت اگر این ۲۳ جفت را از بزرگ به کوچک مرتب کنیم تصویری به دست می آید که به آن کاریوتیپ می گویند.

کاریوتیپ کروموزومی مرد

هر سلول انسان(به طور معمول) دارای ۴۶ کروموزوم است که دو تا دو تا از نظر شکل و اندازه و محل قرار گیری سانترومر شبیه هم  هستند که به هر دوتا کروموزوم شبیه کروموزوم های همتا یا هومولوگ می گویند.در انسان 23 جفت کروموزوم داریم.در جنس ماده هر 23 جفت کروموزوم همتا هستند اما در جنس نر 22 جفت همتا هستند و جفت 23 همتا نیستند.

 

 کاریوتیپ کروموزومی زن

همانطور که در کاریوتیپ های بالایی می بینید جفت ۲۳ کروموزوم های مرد را  XY و جفت 23 کروموزوم های زن را  XX  می نامند.جفت 23 کروموزوم ها را کروموزوم های جنسی می نامند.علت این است که این جفت کروموزومی این است که ژن های اصلی تعیین کننده جنسیت بر روی این جفت کروموزومی قرار دارد. این در حالی است که 22 جفت دیگر که در تعیین جنسیت نقش مستقیم ندارند کروموزوم های غیر جنسی یا اتوزوم نامیده می شوند. کروموزوم های جنس ماده را به صورتXX44+XX44از جنس نر را به صورت X44  + XY  44  نشان می دهند.

 

 

تصویر کروموزوم های  XY در کنار یکدیگر

سئوال- در یک سلول مرغ که می خواهد تقسیم را شروع کند:

الف- چند کروموزوم یافت می شود؟ ۷۸ عدد(  76ZW+76ZW )
ب- چند جفت کروموزوم همتا وجود دارد؟ 38 جفت

ج- در این سلول چند رشته DNA دیده می شود؟هر کروموزوم مضاعف دو رشته  DNA دارد. چون 78 کروموزوم داریم 78X 2=156  داریم.

د- چند رشته پلی نوکلئوتیدی در این سلول دیده می شود؟ هر DNA دارای دو رشته پلی نوکلئوتیدی دارد پس 156X 2=312

سانتریول(centrioles)

از کلمه لاتینی به معنای مرکز گرفته شده است.در هر سلول جانوری دو سانتریول وجود دارد که به صورت Tشکل قرار گرفته اند.هر سانتریول به شکل یک استوانه است. این دو قسمت استوانه مانند با زاویه 90 درجه نسبت به هم قرار گرفته اند. هر استوانه از 9 دسته  سه تایی از میکروتوبول ها یا ریزلوله ها ساخته شده است( هر سانتریول از 27 عدد و برای جفت T شکل از 54 عدد میکروتوبول ساخته شده اند).سانتریول در سلول های جانوری وجود دارد. در بین گیاهان فقط خزه ها و سرخس ها سانتریول دارند و بقیه گیاهان سانتریول ندارند.بیشتر قارچ ها هم سانتریول ندارند. سانتریول در هنگام تقسیم سلولی دو برابر شده و در تشکیل دوک تقسیم نقش دارد.

 

 9 دسته 3تایی میکروتوبول ها در برش عرضی سانتریول دیده می شود.

 

 


دو سانتریول در کنار هم یکی از عرض و دیگری از طول دیده می شوند.





تصویر ترسیم شده از یک جفت سانتریول





تصویر سانتریول در دو سر دوک تقسیم

 

کروماتید های خواهری و غیر خواهری

ماده وراثتی یا کروماتین در هنگام تقسیم سلولی مضاعف شده و به شکل خاصی در می آید که به آن کروموزوم می گویند. هر کروموزوم از دو بازوی کاملا شبیه به نام کروماتید های خواهری و محل اتصال آن ها به نام سانترومر تشکیل شده است.

در مجموعه کروموزومی یک جاندار، کروموزوم ها دو تا با هم از نظر شکل و اندازه و محل قرار گیری سانترومر شبیه اند که به آن ها کروموزوم های همتا می گویند. کروماتید های دو کروموزوم همتا نسبت به هم کروماتید های غیر خواهری می گویند.

 

کاریوتیپ یا تصویر کروموزوم های یک سلول انسان نر با 22 جفت کروموزوم همتا

 

نکته اینجاست که در کروماتیدهای غیر خواهری(بر خلاف خواهری) ژن ها شبیه هم هستند اما الزاما یکسان نیستند. برای مثال در یک محل روی کروماتید های غیر خواهری ژن مربوط به ساخت هموگلوبین وجود دارد اما ممکن است، شکل های ژن (الل ) هموگلوبین بر روی  این جایگاه ها متفاوت باشند مثلا ژن هموگلوبین سالم (الل سالم)روی یک کروماتید غیرخواهری و شکل ناقص همان ژن( الل ناقص)روی کروماتید دیگر باشد. در صورتی که در روی کروماتید های خواهری هر دو شکل ژن (الل ها) دقیقا مثل هم هستند.

سانتریول(centrioles)

از کلمه لاتینی به معنای مرکز گرفته شده است.در هر سلول جانوری دو سانتریول وجود دارد که به صورت Tشکل قرار گرفته اند.هر سانتریول به شکل یک استوانه است. این دو قسمت استوانه مانند با زاویه 90 درجه نسبت به هم قرار گرفته اند. هر استوانه از 9 دسته  سه تایی از میکروتوبول ها یا ریزلوله ها ساخته شده است( هر سانتریول از 27 عدد و برای جفت T شکل از 54 عدد میکروتوبول ساخته شده اند).سانتریول در سلول های جانوری وجود دارد. در بین گیاهان فقط خزه ها و سرخس ها سانتریول دارند و بقیه گیاهان سانتریول ندارند.بیشتر قارچ ها هم سانتریول ندارند. سانتریول در هنگام تقسیم سلولی دو برابر شده و در تشکیل دوک تقسیم نقش دارد.

 

 9 دسته 3تایی میکروتوبول ها در برش عرضی سانتریول دیده می شود.

 

 


دو سانتریول در کنار هم یکی از عرض و دیگری از طول دیده می شوند.





تصویر ترسیم شده از یک جفت سانتریول





تصویر سانتریول در دو سر دوک تقسیم

 

سئوالات تقسیم میتوز و میوز

 

 

تقسیم میتوز را تعریف کنید.

نوعی تقسیم هسته که در آن تعداد کروموزوم ها ثابت می ماند. به سلولی که می خواهد تقسیم شود سلول مادری و به سلول های حاصل سلول های دختری می گویند.در تقسیم میتوز تعدا د کروموزوم های دو سلول  دختری حاصل از هر تقسیم با هم و با سلول مادری که از آن بوجود  آمده اند یکی است.

تقسیم میوز را تعریف کنید.

نوعی تقسیم هسته که در آن تعداد کروموزوم ها نصف می شود.حاصل هر تقسیم میوز چهار سلول دختری است که هر کدام نصف سلولی مادری کروموزوم دارند.

تفاوت های تقسیم میوز را با میتوز بنویسید.

۱- تعداد کروموزوم ها در میوز نصف می شود ولی در میتوز ثابت می ماند.

۲- میوز فقط در اندام های جنسی صورت می گیرد اما میتوز در همه اندام های در حال رشد صورت می گیرد.

۳- هر تقسیم میوز دو مرحله دارد اما میتوز  یک مرحله ای است.

۴- خاصل هر بار میتوز دو سلول دختری است اما حاصل هر بار میوز چهار سلول دختری است.

فایده میوز چیست؟

۱- باعث ثابت نگه داشتن تعداد کروموزوم ها در طی نسل ها می شود.

۲- ایجاد تنوع در جانداران می کند.

چگونه تقسیم میتوز تعداد کروموزوم ها را در طی نسل ها ثابت نگه می دارد؟

در نتیجه میوز سلول های جنسی نصف سلول های معمولی(سوماتیک) کروموزوم دارند وقتی سلول های جنسی نر ماده با هم ترکیب شوند سلول تخم حاصل به اندازه یک سلول معمولی کروموزوم خوامد داشت.مثلا  در انسان سلول جنسی نر یا اسپرم ۲۳ کروموزوم و تخمک یا سلول جنسی ماده هم ۲۳ کروموزوم خواهند داشت از ترکیب آن ها سلول تخمی تشکیل خواهد شد که ۴۶ کروموزوم دارد یعنی به اندازه یک سلول معمولی بدن  ما که ۴۶ کروموزومی است.

از سه بار تقسیم میتوز یک سلول ۲۰ کروموزومی چند سلول بوجود می آید؟ 

۸ سلول .در هر بار تقسیم میتوز تعداد سلول ها دو برابر خواهد شد. پس در تقسیم بار اول ۲سلول دختری در بار دوم ۴ و در مرتبه سوم ۸ سلول ایجاد خواهد شد. این محاسبه با فرمول ۲n  نیز قابل محاسبه است که در این فرمول n تعداد دفعات تقسیم است یعنی در این سئوال n=۳ است و ۸= ۲. برای جلوگیری از اشتباه توجه داشته باشید:

الف- تعدا د کروموزوم های سلول مادری ربطی به تعداد سلول های تولید شده نخواهد داشت.

ب- مطلب دیگر اینکه وقتی سلول مادری تقسیم می شود دیگر وجود ندارد و بین دو سلول دختری تقسیم شده است.پس آن را در شمارش سلول ها به حساب نمی آوریم.

 اگر یک سلول ۴۰ کروموزومی ۶۸۹ بار تقسیم میتوز انجام دهد سلول های نسل ۶۸۹ چند دکروموزومی خواهند بود ؟ چرا؟

همان ۴۰ کروموزوم چون تعداد کروموزوم ها در تقسیم میتوز ثابت می ماند.

 یک سلول ۵۰ کروموزومی می خواهد تقسیم شود در شروع تقسیم چند کروماتید و چند سانترومر در این سول دیده می شود؟

هر کروموزوم یک سانترومر و دو کروماتید دارد پس در این سلول ۵۰ سانترومر و ۱۰۰ کروماتید داریم.

 یک سلول ۶۰ کروموزومی تقسیم می شود:

الف- اگر تقسیم میتوز انجام دهد چند سلول دختری ایجاد می کند و هر کدام چند کروموزوم دارند؟

دو سلول و هر کدام ۶۰ کروموزوم

ب- اگر تقسیم میوز انجام دهد چند سلول دختری ایجاد می کند و هر کدام چند کروموزوم دارند؟

چهار سلول و هر سلول ۳۰کرومووم دارد.

یک سلول ۱۰۰کروموزومی تقسیم میوز انجام می دهد چند سلول دختری ایجاد می شود؟

چهار عدد .

توجه: تعداد  سلول های تولید شد ربطی به تعداد کروموزوم ها ندارد. همیشه در یک بار میتوز دو سلول و در یک بار میوز چهار سلول دختری ایجاد می شود.

حالا این دو سئوال را خودتان جواب دهید:
با توجه به شکل روبرو به سئوالات زیر پاسخ دهید:

الف-  دو دلیل بیاورید که این سلول در حال تقسیم است.

ب- چند سانترومر و چند کروماتید در این سلول دیده می شود؟

با توجه به شکل روبرو به سئوالات زیر پاسخ دهید:

الف- نام تقسیم چیست؟ برای جواب خود دو دلیل بیاورید.

ب- نام سلول جنسی چیست؟

ج- چرا سلول جنسی بزرگتر از بقیه سلول های دختری است؟

   انیمیشن میتوز