Science chapter 2: Growth and Heredity of Organisms

এক নজরে

পৃথিবীর প্রতিটি জীবকোষের জীবন এক বিস্ময়কর নিয়মে আবর্তিত হয়। অতি আণুবীক্ষণিক এককোষী অ্যামিবা বা ব্যাকটেরিয়া থেকে শুরু করে কোটি কোটি কোষের সমন্বয়ে গঠিত বিশাল বটগাছ কিংবা তিমি মাছ — সব জীবের মূল ভিত্তিই হলো কোষ (Cell)। বহুকোষী জীবের জীবনপ্রবাহ শুরু হয় পিতা ও মাতার জননকোষের মিলনে সৃষ্ট একটিমাত্র কোষ অর্থাৎ নিষিক্ত ডিম্বাণু বা জাইগোট (Zygote) থেকে। এই একটিমাত্র কোষ ক্রমাগত বিভাজিত হয়ে লক্ষ-কোটি কোষে রূপান্তরিত হয় এবং অঙ্গ-প্রত্যঙ্গ সৃষ্টির মাধ্যমে পূর্ণাঙ্গ জীবে পরিণত হয়। আবার এককোষী জীবগুলো কোষ বিভাজনের মাধ্যমেই তাদের সংখ্যা বৃদ্ধি বা বংশরক্ষা করে। অন্যদিকে, পিতামাতার গায়ের রং, চুলের প্রকৃতি, চোখের মণি কিংবা রক্তের গ্রুপের মতো বৈশিষ্ট্যগুলো হুবহু বা পরিবর্তিত রূপে পরবর্তী প্রজন্মে সঞ্চারিত হয় — যা বংশগতির অবিচ্ছেদ্য নিয়ম। কোষ বিভাজন এবং ক্রোমোজোম-জিন-ডিএনএ-র কার্যকর ভূমিকাই জীবের বৃদ্ধি ও বংশগতির ধারাকে অক্ষুণ্ন রাখে।

এই অধ্যায়ে ধারাবাহিকভাবে ও বিস্তারিতভাবে আলোচনা করা হয়েছে —

1. কোষ বিভাজনের প্রকারভেদ ও তাদের তাৎপর্য:
   • অ্যামাইটোসিস (Amitosis): আদিকোষী ও সরল এককোষী জীবের প্রত্যক্ষ কোষ বিভাজন।
   • মাইটোসিস (Mitosis): উন্নত জীবের দেহকোষের সমীকরণিক বিভাজন (Equational division) যা জীবদেহের দৈহিক বৃদ্ধি ঘটায়।
   • মিয়োসিস (Meiosis): জনন মাতৃকোষের হ্রাসমূলক বিভাজন (Reductional division) যা প্রজাতির ক্রোমোজোম সংখ্যার ধ্রুবতা নিশ্চিত করে।
2. মাইটোসিসের বিশদ পর্যায়ক্রম:
   • প্রস্তুতিমূলক পর্যায় ইন্টারফেজ (Interphase)।
   • নিউক্লিয়াসের বিভাজন ক্যারিওকাইনেসিস (Karyokinesis) — প্রোফেজ, প্রো-মেটাফেজ, মেটাফেজ, অ্যানাফেজ এবং টেলোফেজ।
   • সাইটোপ্লাজমের বিভাজন সাইটোকাইনেসিস (Cytokinesis) — উদ্ভিদকোষে কোষপ্লেট গঠন বনাম প্রাণিকোষে খাঁজ সৃষ্টি (Cleavage/Furrowing)।
   • মাইটোসিস কোথায় ঘটে এবং মানবদেহের যেসব বিশেষ কোষে মাইটোসিস হয় না।
3. মিয়োসিস কোষ বিভাজন ও ক্রোমোজোম সংখ্যার ধ্রুবতা:
   • মিয়োসিস কেন হয় এবং এর অনন্য বৈশিষ্ট্যসমূহ।
   • হ্যাপ্লয়েড ($n$) ও ডিপ্লয়েড ($2n$) অবস্থার ধারণা।
   • মিয়োসিস-১ (হ্রাস বিভাজন) ও মিয়োসিস-২ (সমবিভাজন) এর পর্যায়ক্রম।
4. বংশগতি ও বংশগতির ধারক-বাহক:
   • বংশগতি (Heredity) ও বংশগতির জনক গ্রেগর জোহান মেন্ডেল-এর অবদান।
   • ক্রোমোজোম (Chromosome): বংশগতির ভৌতভিত্তি, ক্রোমাটিড ও সেন্ট্রোমিয়ার।
   • নিউক্লিক এসিড (DNA ও RNA): রাসায়নিক গঠন ও কাজের প্রকৃতি।
   • জিন (Gene): বৈশিষ্ট্যের ধারক ও DNA-র কার্যকরী রূপ।

পাঠবিন্যাস তালিকা

• পাঠ ১: কোষ বিভাজনের প্রকারভেদ, মাইটোসিসের বৈশিষ্ট্য ও সংঘটনস্থল (পৃষ্ঠা ১৩–১৫)
• পাঠ ২: মাইটোসিস কোষ বিভাজন পদ্ধতি — ইন্টারফেজ ও ক্যারিওকাইনেসিস (প্রোফেজ) (পৃষ্ঠা ১৫–১৬)
• পাঠ ৩: ক্যারিওকাইনেসিসের পরবর্তী ধাপসমূহ — প্রো-মেটাফেজ, মেটাফেজ ও অ্যানাফেজ (পৃষ্ঠা ১৬–১৭)
• পাঠ ৪: টেলোফেজ ও সাইটোকাইনেসিস (পৃষ্ঠা ১৭–১৮)
• পাঠ ৫ ও ৬: মিয়োসিস কোষ বিভাজন — প্রয়োজনীয়তা, বৈশিষ্ট্য, সংঘটনস্থল ও প্রক্রিয়া (পৃষ্ঠা ১৮–২০)
• পাঠ ৭–৯: বংশগতি নির্ধারণে ক্রোমোজোম, DNA এবং RNA এর ভূমিকা (পৃষ্ঠা ২০–২১)

শিখনফল

(পৃষ্ঠা ১৩ — "এ অধ্যায় শেষে আমরা–")

• কোষ বিভাজনের প্রকারভেদ ব্যাখ্যা করতে পারব;
• কোষ বিভাজনের মাধ্যমে জীবদেহের বৃদ্ধি ব্যাখ্যা করতে পারব;
• জীবের বংশগতির ধারা রক্ষায় কোষ বিভাজনের ভূমিকা ব্যাখ্যা করতে পারব।

মূল আলোচনা

পাঠ ১: কোষ বিভাজনের প্রকারভেদ (পৃষ্ঠা ১৩–১৫)

প্রতিটি জীবদেহের গঠন ও কাজের একক হলো কোষ। এককোষী জীবগুলো কোষ বিভাজনের দ্বারা একটি থেকে দুটি, দুটি থেকে চারটি কোষে বিভক্ত হয় এবং এভাবে তাদের বংশবৃদ্ধি সম্পন্ন করে। বহুকোষী জীবের ক্ষেত্রে লক্ষ-কোটি কোষের সুষম বিভাজনের মাধ্যমে জীবদেহের সামগ্রিক বৃদ্ধি ঘটে। বহুকোষী জীবের জীবনযাত্রা শুরু হয় এককোষী নিষিক্ত ডিম্বাণু অর্থাৎ জাইগোট থেকে। জাইগোটে ক্রমাগত কোষ বিভাজন ঘটে বলেই বিশালাকার বৃক্ষ বা উন্নত প্রাণিদেহের বিকাশ ঘটে।

জীবদেহে সংঘটিত কোষ বিভাজনকে প্রধানত তিন ভাগে ভাগ করা যায়: ১. অ্যামাইটোসিস (Amitosis) ২. মাইটোসিস (Mitosis) ৩. মিয়োসিস (Meiosis)

                       ┌─────────────────────────────────┐                       │     কোষ বিভাজন (Cell Division)    │                       └────────────────┬────────────────┘                                        │        ┌───────────────────────────────┼───────────────────────────────┐        ▼                               ▼                               ▼┌───────────────┐               ┌───────────────┐               ┌───────────────┐│  অ্যামাইটোসিস  │               │   মাইটোসিস    │               │    মিয়োসিস    ││(प्रत्यক্ষ বিভাজন)│               │ (সমীকরণিক বিভাজন)│               │(হ্রাসমূলক বিভাজন)│└───────┬───────┘               └───────┬───────┘               └───────┬───────┘        │                               │                               │        ▼                               ▼                               ▼আদিকোষী জীবে বংশবৃদ্ধি           দেহকোষে সংঘটিত;             জনন মাতৃকোষে সংঘটিত;(ব্যাকটেরিয়া, ইস্ট, ইত্যাদি)        দৈহিক বৃদ্ধি ও ক্ষতপূরণ        গ্যামেট সৃষ্টি ও ক্রোমোজোম রক্ষা

১. অ্যামাইটোসিস (প্রত্যক্ষ কোষ বিভাজন) (পৃষ্ঠা ১৩–১৪)

সংজ্ঞা — অ্যামাইটোসিস (Amitosis): যে কোষ বিভাজন প্রক্রিয়ায় কোনো জটিল মাধ্যমিক পর্যায় ছাড়াই মাতৃকোষের নিউক্লিয়াস ও সাইটোপ্লাজম সরাসরি মাঝ বরাবর সংকুচিত ও বিভক্ত হয়ে দুটি অপত্য কোষের সৃষ্টি করে, তাকে অ্যামাইটোসিস বা প্রত্যক্ষ কোষ বিভাজন বলে।

• সংঘটনস্থল: এটি প্রধানত আদিকোষী ও অনুন্নত এককোষী জীবে ঘটে। যেমন— ব্যাকটেরিয়া (Bacteria), ইস্ট (Yeast), এককোষী ছত্রাক ও অ্যামিবা (Amoeba)।
• প্রক্রিয়ার বিশদ বিবরণ: ১. বিভাজনের শুরুতে মাতৃকোষের নিউক্লিয়াসটি ধীরে ধীরে প্রসারিত হয়ে ডাম্বেলের আকার (Dumbbell shape) ধারণ করে। ২. নিউক্লিয়াসটির মাঝের অংশ ক্রমশ সরু ও সংকুচিত হতে থাকে এবং একপর্যায়ে সংকুচিত অংশ পরস্পর থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে দুটি অপত্য নিউক্লিয়াসে (Daughter nuclei) পরিণত হয়। ৩. নিউক্লিয়াসের বিভাজনের সাথে সাথেই সাইটোপ্লাজমও কোষের মাঝ বরাবর ভেতরের দিকে খাঁজ সৃষ্টি করে সংকুচিত হয়। ৪. সংকুচিত খাঁজটি গভীর হয়ে কেন্দ্রস্থলে মিলিত হয় এবং কোষটিকে আড়াআড়িভাবে বিভক্ত করে দুটি স্বতন্ত্র অপত্য কোষে (Daughter cells) রূপান্তরিত করে।
• কেন একে "প্রত্যক্ষ কোষ বিভাজন" বলা হয়: মাইটোসিস বা মিয়োসিসের মতো এতে কোনো স্পিন্ডল যন্ত্র সৃষ্টি হয় না, ক্রোমোজোমের জটিল রূপান্তর বা একাধিক দীর্ঘ ধাপের প্রয়োজন হয় না। মাতৃকোষটি সরাসরি মাঝ বরাবর ভাগ হয়ে অপত্য কোষে পরিণত হয় বলে একে প্রত্যক্ষ কোষ বিভাজন বলা হয়।

(চিত্র ২.১: অ্যামাইটোসিসের চারটি ধারাবাহিক পর্যায় — মাতৃকোষ $\rightarrow$ খাঁজ সৃষ্টি ও ডাম্বেল আকৃতির নিউক্লিয়াস $\rightarrow$ গভীর খাঁজ ও পৃথকীকরণ $\rightarrow$ দুটি অপত্য কোষ)

২. মাইটোসিস (সমীকরণিক কোষ বিভাজন) (পৃষ্ঠা ১৪–১৫)

সংজ্ঞা — মাইটোসিস (Mitosis): যে কোষ বিভাজন প্রক্রিয়ায় একটি প্রকৃত নিউক্লিয়াসযুক্ত মাতৃকোষের নিউক্লিয়াস ও ক্রোমোজোম উভয়ই মাত্র একবার বিভাজিত হয়ে মাতৃকোষের সমগুণ, সমআকৃতি এবং সমসংখ্যক ক্রোমোজোমবিশিষ্ট দুটি অপত্য কোষ সৃষ্টি করে, তাকে মাইটোসিস কোষ বিভাজন বলে।

• মাইটোসিসের প্রধান বৈশিষ্ট্যসমূহ: ১. দেহকোষের বিভাজন: মাইটোসিস মূলত উন্নত শ্রেণির প্রাণী ও উদ্ভিদের দেহকোষে (Somatic cells) ঘটে। ২. একক বিভাজন: এ প্রক্রিয়ায় মাতৃকোষের নিউক্লিয়াসটি মাত্র একবার বিভাজিত হয়। ৩. সমগুণসম্পন্ন কোষ সৃষ্টি: উৎপন্ন দুটি অপত্য কোষ আকার, আয়তন ও গুণাগুণের দিক থেকে হুবহু মাতৃকোষের মতো হয়। ৪. ক্রোমোজোম সংখ্যার সমতা: অপত্য কোষে ক্রোমোজোম সংখ্যা মাতৃকোষের ক্রোমোজোম সংখ্যার সমান থাকে (যেমন: মাতৃকোষ $2n$ হলে অপত্য কোষও $2n$ হবে)। ৫. লম্বালম্বি বিভাজন: বিভাজনের সময় প্রতিটি ক্রোমোজোম সেন্ট্রোমিয়ার ব্যতীত লম্বালম্বিভাবে দুটি ক্রোমাটিডে বিভক্ত হয়, ফলে ক্রোমোজোমের গুণগত ও পরিমাণগত কোনো তারতম্য ঘটে না। ৬. সমীকরণিক বা ইকুয়েশনাল বিভাজন: মাতৃকোষ ও অপত্য কোষের ক্রোমোজোম সংখ্যা, আকার ও গুণাবলি হুবহু একই বা সমান থাকে বলেই একে সমীকরণিক বিভাজন (Equational division) বলা হয়।

• মাইটোসিস কোষ বিভাজন কোথায় ঘটে?

  • উদ্ভিদদেহে: উদ্ভিদের বর্ধনশীল অংশের ভাজক টিস্যুতে (Meristematic tissue) মাইটোসিস ঘটে। যথা— কাণ্ডের অগ্রভাগ, মূলের অগ্রভাগ, ভ্রূণমুকুল, ভ্রূণমূল, বর্ধনশীল পাতা এবং কাক্ষিক মুকুল।
  • প্রাণিদেহে: প্রাণীর সাধারণ দেহকোষে, মাতৃগর্ভে ভ্রূণের পরিবর্ধনের সময় এবং নিম্নশ্রেণির জীবদেহের অযৌন জননের সময় এ বিভাজন দেখা যায়।
  • ফলাফল: মাইটোসিসের মাধ্যমেই উদ্ভিদ ও প্রাণী দৈর্ঘ্যে, প্রস্থে ও স্থূলতায় বৃদ্ধি পায় এবং দেহের কোনো অংশ ক্ষতবিক্ষত হলে নতুন কোষ সৃষ্টির মাধ্যমে সেই ক্ষত পূরণ হয়।

Caution কোন কোন কোষে মাইটোসিস ঘটে না? (পৃষ্ঠা ১৫) — পরীক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ: ১. প্রাণীদের স্নায়ুটিস্যুর স্নায়ুকোষ বা নিউরনে (সক্রিয় সেন্ট্রোসোম না থাকায় নিউরন বিভাজিত হতে পারে না)। ২. স্তন্যপায়ী প্রাণীর পরিণত লোহিত রক্তকণিকা (Erythrocyte/RBC) ও অণুচক্রিকায় (Platelet) (এগুলোতে পরিণত অবস্থায় নিউক্লিয়াস থাকে না)। ৩. উদ্ভিদের স্থায়ী টিস্যুর কোষে (স্থায়ী টিস্যুর কোষগুলো বিভাজন ক্ষমতা হারিয়ে ফেলে)।

৩. মিয়োসিস (হ্রাসমূলক কোষ বিভাজন) (পৃষ্ঠা ১৪)

সংজ্ঞা — মিয়োসিস (Meiosis): যে কোষ বিভাজন প্রক্রিয়ায় মাতৃকোষের নিউক্লিয়াসটি পরপর দুবার কিন্তু ক্রোমোজোম মাত্র একবার বিভাজিত হয়ে মাতৃকোষের ক্রোমোজোম সংখ্যার অর্ধেক ক্রোমোজোমবিশিষ্ট চারটি অপত্য কোষ সৃষ্টি করে, তাকে মিয়োসিস বা হ্রাসমূলক বিভাজন বলে।

• সংঘটনস্থল: এটি প্রধানত ডিপ্লয়েড ($2n$) জীবের জনন মাতৃকোষে (Germ mother cell) পুং ও স্ত্রী গ্যামেট (শুক্রাণু ও ডিম্বাণু) সৃষ্টির সময় ঘটে।
• হ্রাসমূলক বিভাজন বলার কারণ: নিউক্লিয়াস দুইবার বিভাজিত হলেও ক্রোমোজোম বিভক্ত হয় মাত্র একবার। ফলে সৃষ্ট অপত্য কোষে ক্রোমোজোম সংখ্যা মাতৃকোষের ক্রোমোজোম সংখ্যার অর্ধেক ($n$) হয়ে যায়। ক্রোমোজোম সংখ্যার এই হ্রাসের কারণেই একে হ্রাসমূলক বিভাজন (Reductional division) বলা হয়।