Fission (biology)
વિખંડન, જીવવિજ્ઞાનમાં, એક અસ્તિત્વનું બે અથવા વધુ ભાગોમાં વિભાજન છે અને તે ભાગોને મૂળ જેવા અસ્તિત્વને અલગ કરવા માટે પુનર્જીવિત કરે છે. વિખંડનનો અનુભવ કરતી વસ્તુ સામાન્ય રીતે એક કોષ હોય છે, પરંતુ આ શબ્દ એ પણ ઉલ્લેખ કરી શકે છે કે કેવી રીતે સજીવો, શરીર, વસ્તી અથવા પ્રજાતિઓ અલગ ભાગોમાં વિભાજિત થાય છે. વિખંડન દ્વિસંગી વિખંડન હોઈ શકે છે, જેમાં એક જ જીવતંત્ર બે ભાગો અથવા બહુવિધ વિખંડન ઉત્પન્ન કરે છે, જેમાં એક એકમ બહુવિધ ભાગો ઉત્પન્ન કરે છે. આર્કિયા અને બેક્ટેરિયાના ક્ષેત્રોમાં દ્વિસંગી વિખંડન સજીવો દ્વિસંગી વિખંડન સાથે પ્રજનન કરે છે. અલૈંગિક પ્રજનન અને કોષ વિભાજનના આ સ્વરૂપનો ઉપયોગ યુકેરીયોટિક સજીવો (દા. ત., મિટોકોન્ડ્રિયા) ના કેટલાક અંગો દ્વારા પણ થાય છે. દ્વિસંગી વિખંડનના પરિણામે કોષને બે ભાગોમાં વિભાજીત કરીને જીવંત પ્રોકેરીયોટિક કોષ (અથવા ઓર્ગેનેલ) નું પ્રજનન થાય છે, જેમાં દરેકમાં મૂળના કદ સુધી વધવાની ક્ષમતા હોય છે. પ્રોકેરીયોટ્સનું વિખંડન એકલ ડીએનએ પરમાણુ પહેલા પ્રતિકૃતિ બનાવે છે, પછી દરેક નકલને કોષ પટલના અલગ ભાગમાં જોડે છે. જ્યારે કોષ અલગ પડવાનું શરૂ કરે છે, ત્યારે પ્રતિકૃતિ અને મૂળ રંગસૂત્રો અલગ પડે છે. પ્રજનનની આ અલૈંગિક પદ્ધતિનું પરિણામ એ છે કે તમામ કોષો આનુવંશિક રીતે સમાન હોય છે, એટલે કે તેમની પાસે સમાન આનુવંશિક સામગ્રી હોય છે (અવ્યવસ્થિત પરિવર્તન સિવાય). યુકેરીયોટિક કોષો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી માઇટોસિસ અને અર્ધસૂત્રણની પ્રક્રિયાઓથી વિપરીત, દ્વિસંગી વિખંડન કોષ પર સ્પિન્ડલ ઉપકરણની રચના વિના થાય છે. જેમ કે માઇટોસિસમાં (અને અર્ધસૂત્રણથી વિપરીત), માતાપિતાની ઓળખ ખોવાઈ નથી. એફટીએસઝેડ-આધારિત વિખંડન એફટીએસઝેડની પ્રક્રિયા બીટા-ટ્યુબ્યુલિન માટે સમાનધર્મી છે, જે યુકેરીયોટ્સમાં માઇટોસિસ દરમિયાન ઉપયોગમાં લેવાતા માઇક્રોટ્યુબ્યુલ સાયટોસ્કેલેટનનો બિલ્ડિંગ બ્લોક છે. એફટીએસઝેડને બેક્ટેરિયામાં ભવિષ્યના વિભાજનના સ્થળે સ્થાનિકીકરણ કરનાર પ્રથમ પ્રોટીન માનવામાં આવે છે, અને તે એફટીએસઝેડ-બંધનકર્તા પ્રોટીન દ્વારા લંગર કરાયેલ ઝેડ રિંગમાં ભેગા થાય છે અને બે પુત્રી કોષો વચ્ચેના વિભાજન સ્તરને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. એમ. આઈ. એન. સી. અને એમ. આઈ. એન. ડી. વિભાજન અવરોધક તરીકે એકસાથે કાર્ય કરે છે, જે એફ. ટી. એસ. ઝેડ. રિંગની રચનાને અવરોધે છે. એમ. આઈ. એન. ઈ. એમ. આઈ. એન. સી. ડી. પ્રવૃત્તિના મધ્યકોષને અટકાવે છે, જેનાથી એફ. ટી. એસ. ઝેડ. દ્વિસંગી વિખંડન માટે સત્તા સંભાળી શકે છે. વધુ સ્પષ્ટ રીતે, નીચેના પગલાંઓ થાય છેઃ દ્વિસંગી વિખંડન પહેલાનું બેક્ટેરિયમ ત્યારે હોય છે જ્યારે ડીએનએને ચુસ્ત રીતે વીંટાળવામાં આવે છે. બેક્ટેરિયાનું ડીએનએ અનકોઇલ્ડ અને ડુપ્લિકેટ થયું છે. ડીએનએને બેક્ટેરિયાના અલગ ધ્રુવો પર ખેંચવામાં આવે છે કારણ કે તે વિભાજનની તૈયારી માટે કદ વધારે છે. નવી કોષ દિવાલની વૃદ્ધિ બેક્ટેરિયમને અલગ કરવાનું શરૂ કરે છે (એફટીએસઝેડ પોલિમરાઇઝેશન અને "ઝેડ-રિંગ" રચના દ્વારા શરૂ થાય છે) નવી કોષ દિવાલ (સેપ્ટમ) સંપૂર્ણપણે વિકસિત થાય છે, પરિણામે બેક્ટેરિયમનું સંપૂર્ણ વિભાજન થાય છે. નવી પુત્રી કોશિકાઓ ડીએનએ સળિયા, રિબોસોમ્સ અને પ્લાઝમિડ્સને ચુસ્ત રીતે વીંટાળેલી હોય છે; આ હવે એકદમ નવા સજીવો છે. કોષની દિવાલ ન ઉત્પન્ન કરવા માટે બનાવવામાં આવેલા બેક્ટેરિયાના અભ્યાસો, જેને એલ-ફોર્મ બેક્ટેરિયા કહેવાય છે, તે દર્શાવે છે કે એફટીએસઝેડને કામ કરવા માટે કોષની દિવાલની જરૂર છે. કુદરતી રીતે કોષની દિવાલનું વિભાજન ન કરતા બેક્ટેરિયા કેવી રીતે વધે છે તે વિશે બહુ ઓછું જાણીતું છે, પરંતુ તે એલ-ફોર્મની ઉભરતા જેવી વિભાજન પ્રક્રિયા જેવી લાગે છે. એફટીએસઝેડ-આધારિત વિખંડન દ્વિસંગી વિખંડનની ઝડપ સામાન્ય રીતે ઝડપી હોય છે, જોકે તેની ઝડપ પ્રજાતિઓ વચ્ચે બદલાય છે. ઇ. કોલી માટે, કોષો સામાન્ય રીતે દર 20 મિનિટે 37 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર વિભાજિત થાય છે. કારણ કે નવા કોષો, બદલામાં, તેમના પોતાના પર દ્વિસંગી વિખંડનમાંથી પસાર થશે, દ્વિસંગી વિખંડન માટે જે સમયની જરૂર પડે છે તે સમય પણ બેક્ટેરિયલ સંવર્ધનને તેમાં રહેલા કોષોની સંખ્યામાં બમણો કરવાની જરૂર પડે છે. તેથી, આ સમયગાળાને બમણો સમય તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ઇ. કોલી સિવાયની કેટલીક પ્રજાતિઓમાં બમણો થવાનો સમય ઝડપી અથવા ધીમો હોઈ શકે છેઃ માયકોબેક્ટેરિયમ ટ્યુબરક્યુલોસિસના કેટલાક તાણમાં લગભગ 100 કલાકનો બમણો સમય હોઈ શકે છે. બેક્ટેરિયાની વૃદ્ધિ પોષક તત્ત્વોની ઉપલબ્ધતા અને ઉપલબ્ધ જગ્યા સહિતના પરિબળો દ્વારા મર્યાદિત હોય છે, તેથી એકવાર તેઓ વૃદ્ધિના સ્થિર તબક્કામાં પ્રવેશ કરે તે પછી બેક્ટેરિયલ સંવર્ધનમાં દ્વિસંગી વિખંડન ખૂબ નીચા દરે થાય છે. આર્કિયામાં થર્મોપ્રોટોટા (અગાઉ ક્રેનાર્કાયોટા) પાસે ન તો કોષ દિવાલ હોય છે અને ન તો એફટીએસઝેડ મિકેનિઝમ. તેઓ યુકેરીયોટિક ESCRT-III પ્રણાલી (જેને Cdv તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) ના આદિમ સંસ્કરણનો ઉપયોગ પટલને અલગ કરવા માટે કરે છે, ખાસ કરીને ટૂંક સમયમાં બે પુત્રી કોશિકાઓની મધ્યમાં આવીને. "યુરીઆર્કાયોટા" બેક્ટેરિયાની જેમ FtsZ નો ઉપયોગ કરે છે. ઓર્ગેનેલ્સનું વિખંડન યુકેરીયોટિક કોષોમાં કેટલાક ઓર્ગેનેલ્સ દ્વિસંગી વિખંડનનો ઉપયોગ કરીને પ્રજનન કરે છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ વિખંડન કોષની અંદર વારંવાર થાય છે, ત્યારે પણ જ્યારે કોષ સક્રિય રીતે મિટોસિસમાંથી પસાર થતો નથી, અને કોષના ચયાપચયને નિયંત્રિત કરવા માટે જરૂરી છે. બધા ક્લોરોપ્લાસ્ટ અને કેટલાક મિટોકોન્ડ્રિયા (પ્રાણીઓમાં નહીં), બેક્ટેરિયાના એન્ડોસિમ્બાયોસિસમાંથી મેળવેલા બંને ઓર્ગેનેલ્સ પણ બેક્ટેરિયા જેવી ફેશનમાં FtsZ નો ઉપયોગ કરે છે. સજીવોમાં દ્વિસંગી દ્વિસંગી વિખંડનના પ્રકારો ચાર રીતે થઈ શકે છે, અનિયમિત, સમાંતર, ત્રાંસા, ત્રાંસા અને જમણા ત્રાંસા અનિયમિતઃ આ વિખંડનમાં, સાયટોકીનેસિસ કોઈપણ સમતલ સાથે થઈ શકે છે પરંતુ તે હંમેશા કાર્યોકિનેસિસ (પરમાણુ વિભાજન) ના સમતલને લંબરૂપ હોય છે. દા. ત. અમીબા લોન્ગીટ્યુડિનલઃ અહીં સાયટોકીનેસિસ લોન્ગીટ્યુડિનલ અક્ષ સાથે થાય છે. દા. ત. યુગ્લેના જેવા ફ્લેગલેટમાં. ત્રાંસા-અહીં સાયટોકીનેસિસ ત્રાંસા અક્ષ સાથે થાય છે. દા. ત. પેરામેશિયમ જેવા સિલિયેટ પ્રોટોજોઆન્સમાં. તિર્યકઃ આ પ્રકારના દ્વિસંગી વિખંડનમાં સાયટોકીનેસિસ ત્રાંસા રીતે થાય છે. ઉદાહરણ સેરેટિયમ દ્વિસંગી વિખંડનનો અર્થ થાય છે "બેમાં વિભાજન". તે અલૈંગિક પ્રજનનની સૌથી સરળ અને સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિ છે. બહુવિધ વિખંડન પ્રોટિસ્ટનું વિખંડન સેલ્યુલર સ્તરે બહુવિધ વિખંડન ઘણા પ્રોટિસ્ટિસ્ટ્સમાં થાય છે, દા. ત. સ્પોરોઝોઅન્સ અને શેવાળ. મૂળ કોષનું કેન્દ્રક એમિટોસિસ દ્વારા ઘણી વખત વિભાજિત થાય છે, જે ઘણા કેન્દ્રક ઉત્પન્ન કરે છે. કોષરસ પછી અલગ થાય છે, બહુવિધ પુત્રી કોશિકાઓ બનાવે છે. કેટલાક પરોપજીવી, એકકોશિક સજીવો એક જ પિતૃ કોષમાંથી અસંખ્ય પુત્રી કોષો ઉત્પન્ન કરવા માટે બહુવિધ વિખંડન જેવી પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. માનવ પરોપજીવી બ્લાસ્ટોસિસ્ટિસ હોમિનિસના આઇસોલેટ્સ 4 થી 6 દિવસની અંદર આવી પ્રક્રિયા શરૂ કરતા જોવા મળ્યા હતા. માછલીના પરોપજીવી ટ્રાઇપાનોસોમા બોરેલીના કોષો પણ દ્વિસંગી અને બહુવિધ વિખંડન બંનેમાં ભાગ લેતા જોવા મળ્યા છે. એપિકોંપ્લેક્સનનું વિખંડન એપિકોંપ્લેક્સનમાં, પરોપજીવી પ્રોટિસ્ટ્સ, બહુવિધ વિખંડન અથવા સ્કિઝોગોનીનો વંશ, મેરોગોની, સ્પોરોગોની અથવા ગેમેટોગોની તરીકે પ્રગટ થાય છે. મેરોગોની મેરોઝોઇટ્સમાં પરિણમે છે, જે બહુવિધ પુત્રી કોષો છે જે એક જ કોષ પટલમાં ઉદ્દભવે છે; સ્પોરોગોની સ્પોરોઝોઇટ્સમાં પરિણમે છે, અને ગેમેટોગોની માઇક્રોગેમેટ્સમાં પરિણમે છે. લીલા શેવાળનું વિખંડન લીલા શેવાળ બેથી વધુ પુત્રી કોષોમાં વિભાજિત થઈ શકે છે. પુત્રી કોષોની ચોક્કસ સંખ્યા શેવાળની પ્રજાતિઓ પર આધાર રાખે છે અને તે તાપમાન અને પ્રકાશની અસર છે. બેક્ટેરિયાનું બહુવિધ વિભાજન બેક્ટેરિયાની મોટાભાગની પ્રજાતિઓ મુખ્યત્વે દ્વિસંગી પ્રજનનમાંથી પસાર થાય છે. કેટલીક પ્રજાતિઓ અને બેક્ટેરિયાના જૂથો બહુવિધ વિભાજનમાંથી પણ પસાર થઈ શકે છે, કેટલીકવાર બીજકણના ઉત્પાદન સાથે શરૂ થાય છે અથવા સમાપ્ત થાય છે. પ્રજાતિ મેટાબેક્ટેરિયમ પોલિસ્પોરા, ગિનિ પિગનું પ્રતીક છે, જે દરેક વિભાગમાં બહુવિધ એન્ડોસ્પોર્સ ઉત્પન્ન કરે છે. સાયનોબેક્ટેરિયાની કેટલીક પ્રજાતિઓ પણ બહુવિધ વિખંડન દ્વારા પ્રજનન કરતી જોવા મળી છે. પ્લાઝમોટોમી કેટલાક પ્રોટોઝોન પ્લાઝમોટોમી તરીકે ઓળખાતી વિખંડનની અન્ય પદ્ધતિ દ્વારા પ્રજનન કરે છે. આ પ્રકારના વિખંડનમાં, મલ્ટીન્યુક્લિએટ પુખ્ત પિતૃ બે મલ્ટીન્યુક્લિએટ (અથવા કોએનોસાઇટિક) પુત્રી કોષો બનાવવા માટે સાયટોકીનેસિસમાંથી પસાર થાય છે. આમ ઉત્પન્ન થતી પુત્રી કોશિકાઓ વધુ માઇટોસિસમાંથી પસાર થાય છે. ઓપેલિના અને પેલોમીક્સા આ રીતે પ્રજનન કરે છે. ક્લોનલ ફ્રેગમેન્ટેશન બહુકોશિક અથવા વસાહતી સજીવોમાં ફ્રેગમેન્ટેશન એ અલૈંગિક પ્રજનન અથવા ક્લોનિંગનું એક સ્વરૂપ છે, જ્યાં જીવતંત્ર ટુકડાઓમાં વહેંચાયેલું હોય છે. આ દરેક ટુકડાઓ પરિપક્વ, સંપૂર્ણ વિકસિત વ્યક્તિઓમાં વિકસે છે જે મૂળ જીવતંત્રના ક્લોન છે. ઇચિનોડર્મ્સમાં, પ્રજનનની આ પદ્ધતિને સામાન્ય રીતે ફિસિપેરિટી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. વસ્તીનું વિભાજન વ્યક્તિઓની એક વસ્તીનું અલગ ભાગોમાં વિભાજનને વિભાજન ગણી શકાય. સ્થળાંતર અથવા ભૌગોલિક અલગતા સહિત વિવિધ કારણોસર વસ્તી વિખંડન પ્રક્રિયામાંથી પસાર થઈ શકે છે. વિખંડન નવી અલગ, નાની વસ્તીમાં આનુવંશિક ભિન્નતા તરફ દોરી જાય છે, તેથી વસ્તી વિખંડન એ વિશિષ્ટતા માટેનું પુરોગામી છે. આ પણ જુઓ સાઇટોકિનેસિસ, યુકેરીયોટ્સ ડિવિસોમમાં કોષ વિભાજન, પ્રોટીન સંકુલ જે બેક્ટેરિયામાં કોષ વિભાજનની શરૂઆત કરે છે ફિશન-ફ્યુઝન સોસાયટી, એક પ્રકારની સામાજિક સંસ્થા જે વાંદરાઓમાં મિટોકોન્ડ્રીયલ ફ્યુઝનમાં નોંધપાત્ર છે, એક રિવર્સ ફિશન મિટોસિસ પેરાટોમી સ્પેસીએશન સાયટોસ્કેલેટન સંદર્ભો અલૈંગિક પ્રજનન કોષ ચક્ર