कोशिका विभाजन [Cell Division] – क्या, कब व कैसे? [Facts]

इस लेख में हम कोशिका विभाजन (cell division) पर सरल एवं सहज चर्चा करेंगे एवं इससे संबंधित दिलचस्प तथ्यों पर भी गौर करेंगे, तो इस लेख के अंत तक जरूर बने रहें।

कोशिका विभाजन समझने के लिए जरूरी है कि आपको कोशिका की अच्छी समझ हो, कोशिका की अच्छी समझ के लिए आप दिए गए लेख को पढ़ सकते हैं।

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कोशिका (Cell) क्या है ?

कोशिका (Cell), सभी जीवित चीजों के बुनियादी निर्माण घटक हैं। मानव शरीर कई खरब कोशिकाओं से बना है। कोशिका, शरीर को एक संरचना प्रदान करते हैं। कोशिकाओं में ही शरीर की वंशानुगत जानकारी भी होती है (जिसे कि हम DNA कहते हैं) और वे स्वयं की प्रतियां (Copies) भी बना सकती हैं।

कई ऐसे जीव होते हैं, जो सिर्फ एक कोशिका (Single Cell) से बना होता है, उसे एककोशिकीय जीव कहा जाता है जैसे कि बैक्टीरिया। और ऐसे जीव जो कई या कई हजारों, लाखों, करोड़ों या अरबों कोशिकाओं से मिलकर बना होता है उसे बहुकोशिकीय जीव कहा जाता है, जैसे कि पौधे एवं जीव-जन्तु।

अधिकांश पौधे और पशु कोशिकाएं केवल एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी (Microscope) के नीचे दिखाई देती हैं, जिसका साइज़ 1 से 100 माइक्रोमीटर के बीच होता है। (1 माइक्रोमीटर यानी कि 1 मीटर का 10 लाखवां भाग)।

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कोशिका विभाजन किसे कहते हैं?

त्वचा (skin) कट या छिल जाने पर हम देखते हैं कि वो कुछ ही दिन में फिर से भर जाता है और पहले की ही तरह हो जाता है। कहने का अर्थ ये है कि हमारे-आपके शरीर में हर दिन, हर घंटे, जीवन की कुछ सबसे महत्वपूर्ण घटनाओं में से एक घट रही होती है यानी कि हमारी कोशिकाएँ विभाजित हो रही है।

जब कोशिकाएँ विभाजित होती हैं, तो वे नई कोशिकाएँ बनाती हैं। एक एकल कोशिका विभाजित होकर दो कोशिकाएँ बनाती है और ये दो कोशिकाएँ विभाजित होकर चार कोशिकाएँ बनाती हैं, इत्यादि। इसी प्रक्रिया को “कोशिका विभाजन (Cell Division)” या फिर “कोशिका प्रजनन (Cell Reproduction)” कहते हैं।

कुल मिलाकर पुरानी कोशिकाओं के विभाजित होने पर नई कोशिकाओं का निर्माण होता है। जीवित जीवों के लिए कोशिकाओं की विभाजित करने की यह क्षमता अद्वितीय है।

क्योंकि अगर ऐसा नहीं होता तो ज़िंदगी उस तरह से मुमकिन नहीं हो पाती जिस तरह से अभी है। पर सवाल ये आता है कि आखिर कोशिका विभाजित होता ही क्यों है?

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कोशिका विभाजित क्यों होती है?

कोशिकाएं विभाजित होती हैं, ताकि जीवित चीजें विकसित हो सकें। ये उन बुनियादी चीजों में से एक है जो जीवित जीवों को डिफ़ाल्ट रूप से प्रकृति द्वारा मिला है।

जब जीव बढ़ते हैं, तो इसका ये मतलब नहीं है कि कोशिकाएं बड़ी हो रही हैं। बल्कि जीव बढ़ते हैं, क्योंकि कोशिकाएं अधिक से अधिक कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए विभाजित हो रही हैं।

कोशिका विभाजन का स्केल क्या है इसका अंदाजा आप इस बात से लगा सकते हैं कि मानव शरीर में प्रतिदिन लगभग दो ट्रिलियन (दो खरब) कोशिकाएं विभाजित होती हैं। जब इतनी विभाजित हो जाती है तो सवाल ये है कि फिर हमारे शरीर में कोशिकाओं की संख्या है कितनी?

हम सब एक एकल कोशिका के रूप में शुरुआत करते हैं, (जिसे हम अंडा (egg) कहते हैं) और जब तक हम वयस्क होते हैं, तब तक हमारे शरीर के पास खरबों कोशिकाएँ होती है।

हालांकि यह संख्या व्यक्ति के आकार पर निर्भर करती है, लेकिन फिर भी जीवविज्ञानी मानते हैं कि यह संख्या लगभग 37 से 40 ट्रिलियन तक होती है।

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कोशिकाओं को पता कैसे चलता है कि उसे कब विभाजित होना है?

कोशिका विभाजन में, विभाजित होने वाली कोशिका को जनक कोशिका (parent cell) कहा जाता है। यही मूल कोशिका दो बेटी कोशिकाओं (daughter cells) में विभाजित होती है। फिर यह प्रक्रिया दोहराती है, जिसे कोशिका चक्र (cell cycle) कहा जाता है।

कोशिकाएँ, साइक्लिन (cyclin) नामक विशेष प्रोटीन से रासायनिक संकेतों का उपयोग करके एक दूसरे के साथ संचार करके अपने विभाजन को नियंत्रित करती हैं।

ये सिग्नल कोशिकाओं को यह बताने के लिए स्विच की तरह काम करते हैं कि कब विभाजित होना शुरू करना है और बाद में कब विभाजित करना बंद करना है।

कोशिकाओं का विभाजित होना जितना महत्वपूर्ण है, कोशिकाओं के लिए सही समय पर विभाजित होना बंद करना भी उतना ही महत्वपूर्ण है। यदि कोई कोशिका विभाजित होना बंद नहीं कर सकती है, तो इससे कैंसर नामक बीमारी हो सकती है।

कुछ कोशिकाएं, जैसे त्वचा कोशिकाएं, लगातार विभाजित हो रही हैं। हमारे द्वारा खोई गई त्वचा कोशिकाओं को बदलने के लिए हमें लगातार नई त्वचा कोशिकाओं को बनाने की आवश्यकता होती है।

क्या आप जानते हैं कि हम हर मिनट 30,000 से 40,000 मृत त्वचा कोशिकाओं (dead skin cells) को खो देते हैं?

इसका मतलब है कि हम हर दिन लगभग 50 मिलियन कोशिकाएँ खो देते हैं। यहाँ यह भी याद रखने वाली बात है कि तंत्रिका (nerve) और मस्तिष्क कोशिकाएं (brain cells), बहुत कम बार विभाजित होती हैं।

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कोशिकाएँ विभाजित कैसे होती है?

कोशिका के प्रकार के आधार पर, कोशिकाएँ दो तरह से विभाजित होती हैं – समसूत्री विभाजन (mitosis) और अर्धसूत्रीविभाजन (meiosis)। कोशिका विभाजन के इन तरीकों में से प्रत्येक में विशेष विशेषताएं हैं।

समसूत्रण (mitosis), में एक एकल कोशिका दो कोशिकाओं में विभाजित होती है, जो एक दूसरे की प्रतिकृतियां (replicas) होती हैं, और उनमें गुणसूत्रों की संख्या समान होती है। इस प्रकार का कोशिका विभाजन बुनियादी विकास, मरम्मत और रखरखाव के लिए अच्छा है।

अर्धसूत्रीविभाजन (meiosis) में एक कोशिका चार कोशिकाओं में विभाजित होती है, जिनमें गुणसूत्रों की संख्या आधी होती है। यौन प्रजनन के लिए गुणसूत्रों की संख्या को आधा करना महत्वपूर्ण है, और आनुवंशिक विविधता प्रदान करता है।

आइये दोनों तरह के कोशिका विभाजन [समसूत्री विभाजन (mitosis) और अर्धसूत्रीविभाजन (meiosis)] को विस्तार से समझते हैं;

समसूत्री कोशिका विभाजन [Mitosis Cell Division]

पहले हमें ये समझना होगा कि दैहिक कोशिकाएँ (somatic cells) और प्रजनन कोशिकाएँ (reproductive cells) अलग-अलग होती है।

दैहिक कोशिकाएं हमारे शरीर के अधिकांश ऊतकों और अंगों को बनाती हैं, जिनमें त्वचा, मांसपेशियां, फेफड़े, आंत और बालों की कोशिकाएं शामिल हैं। वहीं प्रजनन कोशिकाएं अंडे (eggs) बनाती है।

यहाँ पर कहने का अर्थ ये है कि समसूत्री कोशिका विभाजन दैहिक कोशिकाएं-विभाजित करता है, न कि प्रजनन कोशिकाएँ।

समसूत्री कोशिका विभाजन में, बेटी कोशिकाओं में से प्रत्येक में समान गुणसूत्र (chromosomes) और डीएनए मूल कोशिका के समान होते हैं। समसूत्री विभाजन से उत्पन्न संतति कोशिकाओं को द्विगुणित कोशिकाएँ (diploid cells) कहते हैं।

द्विगुणित कोशिकाओं में गुणसूत्रों (chromosomes) के दो पूर्ण सेट होते हैं। चूंकि बेटी कोशिकाओं में उनके मूल कोशिका के डीएनए की सटीक प्रतियां होती हैं, इसीलिए सामान्य स्वस्थ कोशिकाओं में समसूत्रण के माध्यम से कोई आनुवंशिक विविधता नहीं बनाई जाती है।

समसूत्री कोशिका विभाजन चक्र [The Mitosis Cell Cycle]

एक कोशिका विभाजित होने से पहले, यह “इंटरफ़ेज़ (Interphase)” में होता है। हमारे शरीर में हर दिन 2 ट्रिलियन कोशिका विभाजन होते हैं, लेकिन प्रत्येक कोशिका वास्तव में अपना अधिकांश समय इंटरफेज़ में बिताती है।

दरअसल इंटरफेज़ वह अवधि है, जब एक कोशिका, विभाजित करने शुरू करने के लिए तैयार हो रही होती है। इस दौरान कोशिकाएं पोषक तत्व और ऊर्जा एकत्र कर रही होती है।

साथ ही मूल कोशिका अपनी डीएनए की एक प्रति बना रही होती है ताकि दो बेटी कोशिकाओं के बीच समान रूप से साझा किया जा सके।

समसूत्री विभाजन प्रक्रिया में कोशिका चक्र के कई चरण होते हैं- इंटरफेज़, प्रोफ़ेज़, प्रोमेटाफ़ेज़, मेटाफ़ेज़, एनाफ़ेज़, टेलोफ़ेज़ और साइटोकाइनेसिस। जैसे कि नीचे के तस्वीर में देख सकते हैं;

• प्रोफ़ेज़ (prophase), समसूत्री विभाजन का पहला आधिकारिक चरण है। याद रखें, पेरेंट कोशिका ने पहले ही इंटरफेज़ के दौरान अपने डीएनए की नकल कर ली होती है। प्रोफ़ेज़ के दौरान, कोशिकाओं में क्रोमैटिन (chromatin)* संघनित (condense) होता है या कोशिका विभाजन की तैयारी के लिए एक साथ इकट्ठा होता है। संघनन द्वारा, कोशिका विभाजन के दौरान होने वाली गलतियों को रोकने के लिए डीएनए और गुणसूत्रों (chromosomes) को अधिक आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है।
• प्रोमेटाफ़ेज़ (prometaphase) – जब गुणसूत्र संघनित होते हैं, परमाणु झिल्ली और न्यूक्लियोलस टूटने लगते हैं और गायब हो जाते हैं। इससे कोशिका के लिए अपने सभी घटकों को समान रूप से विभाजित करना आसान हो जाता है। उसी समय, सेंट्रीओल्स (centrioles)* कोशिका के विपरीत सिरों की ओर पलायन करना शुरू कर देते हैं और तंतुओं का विस्तार करते हैं।
• मेटाफ़ेज़ (metaphase) – जब कोशिकाएं मेटाफ़ेज़ तक पहुँचती हैं, तो सेंट्रीओल्स से स्पिंडल फ़ाइबर पूरी तरह से विस्तारित हो जाते हैं। धुरी के तंतु गुणसूत्रों को कोशिका के मध्य में एक रेखा में खींचते हैं। प्रत्येक क्रोमैटिड कोशिका विपरीत छोर पर स्पिंडल फाइबर से जुड़ा होता है। गुणसूत्रों (chromosomes) का यह क्रम यह सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण है कि बनने वाली प्रत्येक नई कोशिका में समान और समान मात्रा में गुणसूत्र होंगे।
• एनाफ़ेज़ (anaphase) – अब जब गुणसूत्र अच्छी तरह से पंक्तिबद्ध हो गए हैं, तो वे अलग होने के लिए तैयार हैं। इस चरण में क्रोमैटिड्स (आधे क्रोमोसोम जिनमें प्रत्येक में समान जानकारी होती है) विपरीत दिशाओं में यात्रा करना शुरू करते हैं और नई बेटी कोशिकाएं बन जाती हैं।
• टेलोफ़ेज़ (telophase) – इस चरण में, क्रोमैटिड (chromatids) अब एक दूसरे से बिल्कुल विपरीत छोर पर चले जाते हैं। सेंट्रीओल्स से तंतु पीछे हटने या टूटने लगते हैं और विभाजन शुरू होते ही गायब होने लग जाते हैं। इसके अलावा, गुणसूत्रों के प्रत्येक सेट के चारों ओर एक नया परमाणु लिफाफा बनता है।
• साइटोकाइनेसिस (cytokinesis) – साइटोकिनेसिस, समसूत्री कोशिका विभाजन का अंतिम चरण है और यह तब होता है, जब कोशिका के बीच में प्रोटीन, बड़ी कोशिका को दो अलग-अलग कोशिकाओं में पिंच करना शुरू कर देता है। नई कोशिकाओं में से प्रत्येक अब उसी की समान प्रतियां हैं जिनसे वे आए थे।

जब एक कोशिका समसूत्रण के दौरान विभाजित होती है, तो कुछ अंग दो संतति कोशिकाओं के बीच विभाजित हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया इंटरफेज़ के दौरान बढ़ने और विभाजित करने में सक्षम हैं, इसलिए बेटी कोशिकाओं में प्रत्येक में पर्याप्त माइटोकॉन्ड्रिया होता है। हालाँकि, गोल्गी तंत्र समसूत्रण से पहले टूट जाता है और प्रत्येक नई बेटी कोशिकाओं में पुन: जुड़ जाता है।

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अर्धसूत्री कोशिका विभाजन [Meiosis Cell Division]

अर्धसूत्री विभाजन, कोशिकाओं को विभाजित करने का दूसरा मुख्य तरीका है। अर्धसूत्रीविभाजन कोशिका विभाजन, महिला अंडे की कोशिकाओं या पुरुष शुक्राणु कोशिकाओं की तरह सेक्स कोशिकाओं (sex cells) का निर्माण करता है।

अर्धसूत्रीविभाजन में, प्रत्येक नई कोशिका में आनुवंशिक जानकारी का एक अनूठा सेट होता है। अर्धसूत्रीविभाजन के बाद, शुक्राणु और अंडे की कोशिकाएं एक नया जीव बनाने के लिए जुड़ सकती हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन ही वह कारण है जिससे हमारे पास सभी यौन प्रजनन जीवों में आनुवंशिक विविधता है। अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान, प्रत्येक गुणसूत्र का एक छोटा हिस्सा टूट जाता है और दूसरे गुणसूत्र से जुड़ जाता है। इस प्रक्रिया को “क्रॉसिंग ओवर” या “आनुवंशिक पुनर्संयोजन (Genetic recombination)” कहा जाता है।

आनुवंशिक पुनर्संयोजन (Genetic recombination) ही वह कारण है, कि एक ही दो माता-पिता के अंडे और शुक्राणु कोशिकाओं से बने पूर्ण भाई बहन एक दूसरे से बहुत अलग दिख सकते हैं।

अर्धसूत्री कोशिका विभाजन चक्र [The Meiosis Cell Cycle]

अर्धसूत्रीविभाजन में कोशिका विभाजन के दो चक्र होते हैं, जिन्हें आसानी से अर्धसूत्रीविभाजन-1 और अर्धसूत्रीविभाजन-2 कहा जाता है।

अर्धसूत्रीविभाजन-1 गुणसूत्रों की संख्या को आधा कर देता है। अर्धसूत्रीविभाजन-2 प्रत्येक कोशिका के प्रत्येक गुणसूत्र में आनुवंशिक जानकारी की मात्रा को आधा कर देता है।

अंतिम परिणाम चार बेटी कोशिकाएं होती हैं, जिन्हें अगुणित कोशिकाएं (haploid cells) कहा जाता है। अगुणित कोशिकाओं में गुणसूत्रों का केवल एक सेट होता है यानी कि मूल कोशिका के रूप में गुणसूत्रों की संख्या का आधा।

अर्धसूत्रीविभाजन-1 शुरू होने से पहले, कोशिका इंटरफेज़ से गुजरती है। समसूत्री विभाजन की तरह, मूल कोशिका इस समय का उपयोग पोषक तत्वों और ऊर्जा को इकट्ठा करके और अपने डीएनए की एक प्रति बनाकर कोशिका विभाजन की तैयारी के लिए करती है।

अर्धसूत्रीविभाजन के अगले चरणों के दौरान, इस डीएनए, आनुवंशिक पुनर्संयोजन (Genetic recombination) के दौरान बदल जाता है और फिर चार अगुणित कोशिकाओं (haploid cells) के बीच विभाजित हो जाता है।

कुल मिलाकर यही था कोशिका विभाजन, उम्मीद है आपको समझ में आया होगा। कोशिका से संबन्धित अन्य महत्वपूर्ण लेख नीचे दी जा रही है उसे भी अवश्य पढ़ें। Share and Like Facebook Page

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यह भी पढ़ें – डीएनए सिक्वेन्सिंग क्या है?

प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक कोशिकाओं में अंतर [सचित्र]
ग्लाइकोलाइसिस (What is glycolysis)
लिपिड (Lipid) Explained in Hindi

References,
based on – askabiologist
https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/cell
How do cells divide? – Genetics – MedlinePlus