కణచక్రం

 ఒక వరుస క్రమంలో జరిగే ప్రక్రియల ద్వారా జన్యుపదార్థాలు రెండుగా ఏర్పడతాయి. కణంలో ఉన్న వివిధ అనుఘటకాల సంశ్లేషణ, చివరగా ఒక మాతృకణం రెండు పిల్ల కణాలుగా విభజన చెందే ప్రక్రియను ‘కణచక్రం’ అంటారు. ఈ చర్యలన్నీ జన్యునియంత్రణ ద్వారా జరుగుతాయి.

విభజన

కణచక్రాన్ని రెండు ప్రధాన దశలుగా విభజించారు. అవి:

1. అంతర్దశ 

2. సమవిభజన దశ (M దశ)

 M దశను దృశ్యమాన కణ విభజన భేదం లేదా సమవిభజన దశగా పేర్కొంటారు. ప్రతి రెండు  దశలకు మధ్య ఉండే దశే అంతర్దశ. 

 మానవ కణచక్రం 24 గంటల వ్యవధిలో జరుగుతుంది. అందులో అసలైన విభజన కేవలం గంటసేపు మాత్రమే ఉంటుంది. కణచక్రంలో అంతర్దశ వ్యవధి 95% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. 

M దశ కేంద్రక విభజనతో ప్రారంభమై, పిల్ల క్రోమోజోమ్‌లుగా విడిపోతుంది. దీంతో కణద్రవ్య విభజన లేదా సైటోకైనెసిస్‌ పూర్తవుతుంది. ఇందులో అంతర్దశ కనిపించదు. దీన్ని విరామ దశగా పరిగణిస్తారు. అయినప్పటికీ ఈ దశలో కణం పెరుగుదల, డీఎన్‌ఏ ప్రతికృతి క్రమపద్ధతిలో జరిగి, కణ విభజనకు కణం తయారవుతుంది.

 అంతర్దశను మూడు ఉపదశలుగా వర్గీకరించారు. అవి:

1. G1 దశ (గాప్‌ 1 దశ) 

2.  S  దశ (సంశ్లేషణ దశ)

3.G2 దశ (గాప్‌ 2 దశ)

గాప్‌ 1 దశ: సమవిభజనకు, డీఎన్‌ఏ ప్రతికృతి ఆరంభానికి మధ్య ఉన్న దశను G1 దశ అంటారు. ఈ దశలో కణం నిరంతరం పెరుగుతూ, జీవ క్రియాపరంగా అధిక క్రియాశీలతను కలిగి ఉంటుంది. కానీ డీఎన్‌ఏ ప్రతికృతి జరగదు.

సంశ్లేషణ దశ: ఈ దశలో డీఎన్‌ఏ సంశ్లేషణ లేదా ప్రతికృతి జరుగుతుంది. ఈ సమయంలో కణంలోని డీఎన్‌ఏ పరిమాణం రెట్టింపు అవుతుంది. క్రోమోజోమ్‌ల సంఖ్య పెరగదు. కణ చక్రంలోని G1 దశలో ద్వయస్థితిక క్రోమోజోమ్‌లు ఉంటే, S - దశ తర్వాత కూడా అదే ద్వయస్థితిక (2) క్రోమోజోమ్‌ల సంఖ్య ఉంటుంది. జంతు కణాల్లో ‘S’ దశలో డీఎన్‌ఏ ప్రతికృతి కేంద్రకంలో మొదలవుతుంది. సెంట్రియోల్‌ కణద్రవ్యంలో ద్విగుణీకృతం అవుతుంది.

గాప్‌ 2 దశ: G2 దశలో సమవిభజన కోసం ప్రోటీన్లు సంశ్లేషణ చెందుతూ ఉంటాయి. దీంతో కణం పెరుగుదల సాధ్యమవుతుంది.

* జంతువుల్లో సమవిభజన ద్వయస్థితిక శారీరక కణాల్లో మాత్రమే జరుగుతుంది. మొక్కల్లో సమవిభజన ఏక స్థితిక, ద్వయ స్థితిక కణాల్లో జరుగుతుంది.

కణ విభజన - రకాలు

కణ విభజన మొక్కల్లో లేదా జంతువుల్లో రెండు విధాలుగా జగుతుంది. అవి: 

1. సమవిభజన   2. క్షయకరణ విభజన

క్షయకరణ విభజన

దీన్నే మియాసిస్‌ అంటారు. ఇది లైంగిక కణాలు అంటే, సంయోగ బీజ మాతృ కణాల్లో జరుగుతుంది. సాధారణంగా ద్వయస్థితికంగా ఉండే కణాలు జన్యుపరంగా ఏకస్థితికంగా మారతాయి.

లైంగికోత్పత్తిలో రెండు ఏకస్థితిక సంయోగబీజాల కలయికతో సంతానోత్పత్తి జరుగుతుంది. ఈ సంయోగ బీజాలు ప్రత్యేక ద్వయస్థితిక కణాల నుంచి ఏర్పడతాయి. వీటి విభజన ద్వారా క్రోమోజోమ్‌ల సంఖ్య సగం అయ్యి, ఏకస్థితిక పిల్ల కణాలు ఏర్పడతాయి. ఈ విభజనను క్షయకరణ విభజన అంటారు.

 క్షయకరణ విభజనలో క్షయకరణ విభజన - I, క్షయకరణ విభజన - II ఒకదాని తర్వాత మరొకటి జరుగుతాయి. డీఎన్‌ఏ ప్రతికృతి ఒక్కసారే జరుగుతుంది.

S-దశలో జనక క్రోమోజోమ్‌లు ప్రతికృతి జరిపి రెండు సమాన క్రొమాటిడ్లుగా రూపొందుతాయి. దీంతో క్షయకరణ విభజన-I మొదలవుతుంది. క్షయకరణ విభజనలో సమజాతీయ క్రోమోజోమ్‌లు జంటగా ఏర్పడతాయి. వాటి మధ్య పునఃసంయోజనం జరుగుతుంది. క్షయకరణ విభజన II తరువాత నాలుగు ఏకస్థితిక పిల్ల కణాలు ఏర్పడతాయి.

 క్షయకరణ విభజన-లో ప్రథమదశ-I, మధ్యస్థదశ-I, చలనదశ-I, అంత్యదశ-I మొదలైనవి ఉంటాయి. ఇవే దశలు క్షయకరణ విభజన-II లో కూడా ఉంటాయి. క్షయకరణ విభజన-II సమవిభజనను పోలి ఉంటుంది.

 క్రోమోజోమ్‌ల ప్రవర్తన ఆధారంగా ప్రథమదశ I ని 5 ఉపదశలుగా విభజించారు. అవి లెప్టోటీన్, జైగోటీన్, పాకిటీన్, డిప్లోటీస్, డయాకైనెసిస్‌.

లెప్టోటీన్‌: క్రోమోజోమ్‌ల కుదింపు ప్రక్రియ లేదా కుచించుకుపోయి దగ్గరగా రావడం.

జైగోటీన్‌: క్రోమోజోమ్‌లు జతకూడటం జరుగుతుంది. దీన్నే సూత్రయుగ్మనం లేదా సినాప్సిస్‌ అంటారు.

పాకిటీన్‌: ఈ దశలో సోదరేతర క్రోమోజోమ్‌ల మధ్య వినిమయం జరుగుతుంది.

డిప్లోటీన్‌: ఈ దశ మొదట్లో సమజాతీయ క్రోమోజోమ్‌లు జన్యు మార్పిడి ప్రదేశం వద్ద మినహా, మిగిలిన భాగమంతా ఆకర్షణకులోనై విడిపోవడాన్ని గమనించవచ్చు. ఈ స్థితిలోనే X ఆకారపు కయాస్మాటాలు ఏర్పడతాయి. 

డయాకైనెసిస్‌: ఈ దశలో కయాస్మాలు అంతిమ స్థితికరణం చెందుతాయి. ఈ దశ చివర్లో కేంద్రకాంశం అంతర్ధానం అవుతుంది.

 మధ్యస్థ దశ-Iలో బైవలెంట్లు మధ్యస్థ ఫలకంలో అమరి ఉంటాయి. 

 దీని తర్వాత చలనదశ-I లో సమజాతీయ క్రోమోజోమ్‌లు క్రొమాటిడ్లతో ఎదురెదురు ధృవాలవైపు చలిస్తాయి. ఒక్కొక్క ధృవంవైపు జనక కణంలో సగం క్రోమోజోమ్‌లు చేరతాయి. 

 అంత్యదశ-I లో కేంద్రక త్వచం, కేంద్రకాంశం తిరిగి ఏర్పడతాయి. 

 క్షయకరణ విభజన-II చివరిభాగం అంత్యదశ-IIలో సోదర క్రొమాటిడ్లు విడిపోయి, నాలుగు పిల్ల కణాలను ఏర్పరుస్తాయి.

 లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి జరుపుకునే జీవుల్లో క్షయకరణ విభజన జాతి నిర్దిష్ట క్రోమోజోమ్‌ల సంఖ్య మారకుండా చేస్తుంది. జనాభాలో ఒకతరం నుంచి మరో తరానికి జన్యువైవిధ్యం ఏర్పడటానికి మియాసిస్‌ కారణం అవుతుంది.

సమవిభజన

 సమవిభజనను శాఖీయ కణాల్లో చూడొచ్చు. ఇది పెరుగుదల, అభివృద్ధిని ప్రోత్సహిస్తుంది.

 ఉల్లి (ఆలియం సీపా) మొక్క వేరు భాగంలో ఎసిటో కార్మైన్‌ అభిరంజనాన్ని ఉపయోగించి చేసే స్క్వాష్‌ ప్రయోగంలో సమవిభజన దశలను ప్రయోగాత్మకంగా గమనించచ్చు.

దశలు

కణ విభజన ప్రగతిశీల పద్ధతిలో నిరంతరం కొనసాగుతూ ఉంటుంది. దీంతో ప్రతి దశకు కచ్చితమైన పరిధిని నిర్ణయించలేం. అవగాహనా సౌలభ్యం కోసం శాస్త్రవేత్తలు సమవిభజనను నాలుగు దశల్లో విభజించారు. అవి: 

1. ప్రథమదశ లేదా ప్రోఫేజ్‌ 

2. మధ్యస్థదశ లేదా మెటాఫేజ్‌ 

3. చలనదశ లేదా ఎనాఫేజ్‌ 

4. అంతిమదశ లేదా టెలోఫేజ్‌

ప్రథమదశ: సమ విభజనలో మొదటి దశను ప్రథమ దశ అంటారు. ఇందులో క్రోమోజోమ్‌ నిర్మాణం క్రమేపీ సంగ్రహణం చెంది, దళసరిగా మారుతుంది.  క్రోమోజోమ్‌లో రెండు క్రోమాటిడ్లు సెంట్రోమియర్‌ వద్ద ఒకదానికొకటి అతుక్కుని ఉంటాయి. 

 ఈ దశలోనే కణద్రవ్యంలో ఉన్న ప్రోటీన్‌ పదార్థం, సూక్ష్మనాళికలు కండె పరికరం ఏర్పడేందుకు సహాయపడతాయి.

 ప్రథమదశ చివర్లో సూక్ష్మదర్శినితో పరిశీలిస్తే, కణంలో గాల్జీసంక్లిష్టం, అంతర్జీవ ద్రవ్యజాలం, కేంద్రకాంశం, కేంద్రక త్వచం కనిపించవు.

మధ్యస్థదశ: ఈ దశలో క్రోమోజోమ్‌లో రెండు సోదర క్రొమాటిడ్లు సెంట్రోమియర్‌కు అతుక్కుని ఉంటాయి. సెంట్రోమియర్‌ ఉపరితల భాగంలో సూక్ష్మచక్రం లాంటి నిర్మాణాలు ఉంటాయి. వీటిని కైనిటోకోర్‌లు అంటారు. 

 కండెపోగులు కైనిటోకోర్‌లతో లగ్నీకృతం చెంది, క్రోమోజోమ్‌లను కణ మధ్య భాగానికి చేరుస్తాయి. మధ్యస్థదశలో క్రోమోజోమ్‌ల అమరిక తలాన్ని మధ్యస్థ ఫలకంగా పేర్కొంటారు.

చలనదశ: ఈ దశలో సెంట్రోమియర్లు చీలిపోయి, క్రొమాటిడ్లు విడిపోతాయి. క్రొమాటిడ్లు ఎదురెదురు ధృవాలవైపు చలనాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

అంతిమదశ: సమవిభజన అంతిమదశలో క్రోమోజోమ్‌ల సమూహం నిజ రూపాన్ని కోల్పోయి, ధృవాల వద్దకు చేరతాయి. ఇవి క్రొమాటిన్‌గా మారే క్రమంలో చుట్టూ కేంద్రకత్వచాన్ని పొందుతాయి. 

 కేంద్రకాంశం, గాల్జీసంక్లిష్టం, అంతర్జీవ ద్రవ్యజాలం పునర్మితమవుతాయి.

లక్షణాలు 

 సమవిభజనలో ద్విగుణీకృతమైన క్రోమోజోమ్‌లు పృథక్కరణ చెంది, రెండు పిల్ల కేంద్రకాలుగా ఏర్పడతాయి. తర్వాత కణద్రవ్య విభజన ద్వారా రెండు పిల్ల కణాలు ఏర్పడతాయి. దీంతో కణ విభజన ప్రక్రియ పూర్తవుతుంది.

 సమవిభజనలో జన్యుపరంగా తల్లి కణాన్ని పోలిన ద్వయ స్థితిక పిల్ల కణాలు ఏర్పడతాయి. వీటి జన్యురూపం ఒకదానికొకటి సమానంగా ఉంటుంది. 

 సమవిభజన ద్వారా బహుకణ జీవులు పెరుగుతాయి. కణం పెరుగుదల వల్ల కేంద్రక - కణ ద్రవ్య నిష్పత్తిని క్రమబద్ధం చేయడానికి సమవిభజన సహకరిస్తుంది. 

 చెడిపోయిన లేదా క్షీణించిన కణాల స్థానంలో కొత్త కణాలు ఏర్పడటానికి సమవిభజన ముఖ్యపాత్ర వహిస్తుంది. బాహ్యచర్మం పైపొర కణాలు, గొంతు పొరల్లోని పైపూత కణాలు, రక్తకణాలు ఎప్పటికప్పుడు పాత కణాలను కోల్పోయి కొత్త కణాలు ఏర్పడటానికి సమవిభజన ఉపయోగపడుతుంది. 

 విభాజ్య కణావళి కలిగిన కాండాగ్ర భాగం, పార్శ్వ విభాజ్యకణావళుల్లో జీవితాంతం జరిగే నిరంతర విభజనల ద్వారా మొక్కల్లో పెరుగుదల సంభవిస్తుంది.

రచయిత

కొర్లాం సాయివెంకటేష్, అసిస్టెంట్‌ ప్రొఫెసర్‌