اخترزیست: تکیه‌گاه، تراکم سلول و فاکتورهای شیمیایی رشد، بر تقسیم سلول اثر می‌گذارند!!
برای رشد و نمو طبیعی گیاه، جانور و برای حفظ و نگهداری بافت‌های کاملا رشد یافته، کنترل تقسیم سلولی در بخش‌های مختلف پیکره‌ی جاندار لازم و ضروری می‌باشد. مثلا در انسان بالغ، سلول‌های پوست و سلول‌های پوشاننده لوله گوارش در سرتاسر زندگی فرد به مقدار زیاد تقسیم می‌شوند و جایگزین سلول‌هایی می‌گردند که به طور دائمی در اثر خراشیدگی و پوسته پوسته شدن از بدن جدا می‌شوند و برعکس، سلول‌های کبد معمولا تقسیم نمی‌شوند؛ مگر اینکه کبد آسیب ببیند. تقسیم سلول در این حالت سبب ترمیم زخم‌ها می‌شود. زیست‌شناسان با مطالعه‌ی سلول‌های کشت شده در آزمایشگاه، اطلاعات زیادی در این مورد به دست آورده‌اند. دانشمندان دریافته‌اند که سلول‌های جانوری که بر سطح ظروف آزمایشگاهی رشد می‌کنند تا هنگامی به تقسیم خود ادامه می‌دهند که فقط یک لایه سلولی را ایجاد کنند و معمولا به محض تماس با سلول‌های دیگر تقسیم خود را متوقف می‌کنند؛ این پدیده ممانعت وابسته به تراکم نامیده می‌شود و نشان می‌دهد که سرعت تقسیم سلولی به محض زیاد شدن جمعیت سلول‌ها کاهش می‌یابد. اما وقتی که تعدادی از سلول‌ها از سطح پوشیده شده سلولی، جدا می‌شوند؛ سلول‌های موجود در حاشیه‌‌ی فضای باز دوباره شروع به تقسیم می‌کنند. این سلول‌ها به رشد و تقسیم خود ادامه می‌دهند، تا اینکه فضای ایجاد شده دوباره پر شود.
مطالعه بر روی سلول‌های کشت شده نشان داد که اساسا کمبود پروتئین‌های ویژه‌ای به نام فاکتورهای رشد، بیش از تماس فیزیکی با سلول‌های دیگر مانع تقسیم سلولی می‌شود. فاکتورهای رشد، پروتئین‌های ویژه‌ای هستند که توسط سلول‌های خاصی از بدن ترشح می‌شوند و باعث تحریک تقسیم سلول‌های مجاور می‌گردند.
بیشتر سلول‌ها برای شروع تقسیم به فاکتورهای رشد نیازمندند. وقتی که این مواد به آنها نرسد، تقسیم آنها متوقف می‌شود. فاکتورهای رشد، برای سلول‌های کشت شده در محیط غذایی آنها وجود دارد. ممانعت وابسته به تراکم که از طریق میزان دسترسی به فاکتورهای رشد ایجاد می‌شود، مکانیسم تنظیمی مهمی در بافت‌های بدن و همچنین کشت سلول است. این مکانیسم به ثابت نگه داشتن جمعیت سلول‌های بافت‌های مختلف بدن در حد مورد نیاز کمک می‌کند.
فاکتورهای رشد، به سیستم کنترل‌کننده‌ی چرخه‌ی سلولی پیام می‌فرستند. بیشتر سلول‌ها در یک جانور زنده در موقعیت ثابتی قرار دارند و با محیطی غذایی که توسط خون تامین می‌گردد، احاطه می‌شوند. در این موقعیت معمولا تقسیم نمی‌شوند مگر اینکه پیامی را از سلول‌های دیگر برای این کار دریافت کنند. فاکتورهای رشد جز پیامهای اصلی هستند و نقش آنها در تحریک تقسیم سلولی، ما را به بحث اولیه در مورد چرخه‌ی سلولی برمی‌گرداند.
سیستم کنترل چرخه‌ی سلولی به صورت چرخه‌ای یک سری پروتئین در سلول را وادار به فعالیت می‌کند. این پروتئین‌ها نیز به نوبه‌ی خود، هم باعث شروع و هم باعث هماهنگ شدن وقایع اصلی چرخه‌ی سلولی می‌شوند. چرخه‌ی سلولی، شبیه افتادن یک سری دومینو نیست که هر واقعه سبب واقعه‌ی بعدی در امتداد هم شود. مثلا در فاز M متافاز به صورت خودکار منتهی به آنافاز و نیز فاز M قرار دارند. در این نقاط است که پیامهای توقف و حرکت، اثر خود را در چرخه‌ی سلولی اعمال می‌کنند. بیشتر سلول‌های جانوری توسط پیامهای توقف در نقاط وارسی چرخه‌ی سلولی متوقف شده‌اند؛ تا این که پیام حرکت به آنها برسد، در این صورت چرخه سلولی را ادامه می‌دهند. پیامهای درون‌سلولی که توسط کنترل تشخیص داده می‌شوند؛ تعیین می‌کند که آیا فرآیندهای کلیدی سلول در یک مرحله کامل شده است و اجازه دارد از آن نقطه عبور کنند یا نه؟! سیستم کنترلی، پیام‌هایی از خارج سلول نیز دریافت می‌کند و بدین ترتیب اثر شرایط محیطی و حضور پیامهای مولکولی ویژه از طرف سلول‌های دیگر اعمال می‌شود. چرخه‌ی سلولی در خارج از سلول و در یک دیاگرام جداگانه قرار داده شده است. پروتئین‌هایی که سیستم کنترل سلول را تشکیل می‌دهند، همه در یک مکان نیستند. تحقیق و مطالعه در مورد کنترل چرخه‌ی سلولی، یکی از داغ‌ترین مباحث زیست‌شناسی امروزی است.
رشد کنترل‌نشده‌ی سلول‌های سرطانی، منجر به تولید تومورهای بدخیم می‌شود. امروزه سرطان که در ایالات‌متحده و کشورهای پیشرفته، بلای جان ۲۰ درصد انسان‌ها شده است، یکی از بیماری‌های چرخه‌ی سلولی است. در سلول‌های سرطانی برخلاف سلول‌های طبیعی بدن، سیستم کنترل چرخه‌ی سلولی به درستی عمل نمی‌کند. سلول‌های سرطانی خیلی تند تقسیم می‌شوند و می‌توانند به بافت‌های دیگر بدن حمله کنند. این رشد اضافی باعث تولید توده سلولی غیرطبیعی به نام تومور می‌شود. ما باید بدانیم همه‌ی تومورها سرطانی نیستند. تومور خوش‌خیم تجمع غیرطبیعی سلول‌های ذاتا طبیعی است.
اگر تومورهای خوش‌خیم در اندام‌های خاص مثل مغز رشد کنند، باعث بروز مشکل می‌شوند. اما معمولا با عمل جراحی می‌توان آنها را به طور کامل خارج کرد. این تومورها همیشه در محل اصلی خود، در بدن باقی می‌مانند. برخلاف تومور خوش‌خیم، تومور بدخیم سرطان‌زا می‌باشد. تومور بدخیم تجمعی از سلول‌های سرطانی است که می‌تواند به بافت‌های مجاور و حتی قسمت‌های مختلف بدن گسترش یابد. یک سلول سرطانی رشد می‌کند و باعث تشکیل تومور بدخیم می‌شود که جایگزین بافت طبیعی می‌گردد. اگر این تومور از بین نرود و یا خارج نشود، بعضی از سلول‌های سرطانی به بافت‌های اطراف منتشر شده و باعث بزرگ شدن تومور می‌شود. سلول‌ها می‌توانند از تومور جدا شده و وارد سیستم گردش مواد شوند و به کمک آن به نقاط دیگر بدن منتقل گردند و در آن جا تومورهای جدیدی تولید کنند که این عمل را متاستاز گویند. سرطان‌ها براساس اندام یا بافتی که منشا تولید آن‌هاست، نامگذاری می‌شوند. سرطان‌ها را به چهار گروه تقسیم می‌کنند:
کارسینوما، سارکوما، لوسمی، لنفوما
کارسینوما، سرطان‌هایی هستند که از پوشش خارجی یا داخلی بدن نظیر پوست یا پوشش روده منشا می‌گیرند. سارکوما به سرطان‌هایی گفته می‌شود که از بافت‌های نگه دارنده مانند استخوان و ماهیچه منشا می‌گیرند.
سرطان‌هایی که از بافت‌های تولیدکننده‌ی خون نظیر مغز استخوان، طحال و گره‌های لنفی منشا می‌گیرند، لوسمی و لنفوما نامیده می‌شوند.
در بیشتر سلول‌های سرطانی، سیستم‌های کنترل‌کننده‌ی چرخه‌ی سلولی وجود دارد که می‌توانند از نقاط وارسی، حتی در غیاب فاکتورهای رشد عبور کنند. سایر سلول‌های سرطانی، خودشان فاکتورهای رشد را می‌سازند که باعث تقسیم مداوم سلول‌ها می‌شوند و این سلول‌های در حال تقسیم به پیامهای مهاری پاسخ نمی‌دهند. سلول‌های سرطانی نیاز کمی به تکیه‌گاه دارند و اغلب بدون چسبیدن به سطح خاصی رشد می‌کنند. سلول‌های سرطانی، مادامی که مواد غذایی در اختیار داشته باشند، به تقسیم نامحدود خود ادامه می‌دهند. تقسیم سلول‌های سرطانی ممکن است متوقف شود، این توقف هم بیشتر در نقاط تصادفی از چرخه‌ی سلولی رخ می‌دهد و در نقاط وارسی طبیعی سلول توقف انجام نمی‌شود. در کل به این موضوع اشاره می‌کنیم که سرطان نتیجه‌ی تغییر در ژن‌هایی است که پروتئین های کنترل‌کننده‌ی تقسیم سلولی را کد می‌کنند.
کروموزوم‌ها به صورت جفت‌های هومولوگ جور شده‌اند.
سلول‌های تشکیل‌دهنده‌ی پیکر انسان را سلول‌های سوماتیک می‌گویند که ۴۶ کروموزوم دارند. ما از بررسی میکروسکوپی کروموزوم‌های انسانی، در مرحله‌ی متافاز میتوز به این نتیجه می‌رسیم که هر کروموزوم مضاعف شده همتایی دارد که از نظر طول و موقعیت سانترومر تقریبا همیشه مشابه هستند. بنابراین در هر سلول سوماتیک بدن انسان، روی هم رفته ۲۳ جفت کروموزوم مضاعف شده دیده می‌شود. در گونه‌های دیگر تعداد متفاوتی کروموزوم وجود دارد اما کروموزوم‌های آنها نیز معمولا به صورت جفت‌هایی جور شده‌اند. از این گذشته دو کروموزوم هر جفت الگوی رنگ‌پذیری مشابهی را با رنگ‌های خاص نشان می‌دهند. توجه داشته باشید که هر کروموزوم شامل دو کروماتید خواهری است که در محل سانترومر به هم متصل مانده‌اند. به این دو کروموزوم چنین جفت‌هایی، کروموزوم‌های هومولوگ می‌گویند. چون هر دو کروموزوم دارای ژن‌های کد کننده‌ی صفات وراثتی مشابهی هستند. به عنوان مثال اگر ژن تعیین کننده‌ی رنگ چشم در موقعیت خاص یا لوکوس مشخص بر روی یک کروموزوم باشد، کروموزوم دیگر این جفت هومولوگ نیز در همان لوکوس ژن تعیین رنگ چشم دارد. ۲۳ جفت کروموزوم همولوگ انسان به طور کلی به دو نوع تقسیم می‌شوند. ۲۲جفت آن را اتوزوم‌ها گویند که هم در مردان و هم در زنان وجود دارند. جفت کروموزوم دیگر کروموزوم‌های جنسی نام دارد که جنسیت فرد را مشخص می‌کنند. پستانداران ماده یک جفت کروموزوم x دارند. برعکس پستانداران نر یک کروموزوم x و یک کروموزوم y دارند. این دو کروموزوم از نظر شکل و اندازه متفاوتند. تنها بخش کوچکی از کروموزوم x,y هومولوگ هستند. بیشتر ژن‌هایی که بر روی کروموزوم x حمل می‌شوند، مشابهی بر روی کروموزوم y ندارند. با این وجود مناطق هومولوگ x,y آنقدر بزرگ است که بتوانند به عنوان جفت کروموزوم هومولوگ رفتار کنند. از اعضای هر جفت کروموزوم هومولوگ، یکی از طرف مادر و دیگری از طرف پدر، به فرزندان به ارث می‌رسند.
گردآورنده : نیلوفر ترکزاده
منابع
بیولوژی کمپبل جلد یک بازبینی نهایی از دکتر سامان حسینخانی و دکتر خسرو خواجه .
جزوه اخترزیست خانم دکتر شیرازی