تعريف الانقسام الخلوي:
الانقسام الخلوي هو العملية التي تنشطر من خلالها الخلايا ، وهناك عدة أنواع للانقسام يتوقف كل منها على نوع الكائن الذي ينقسم. تطورت الكائنات الحية مع مرور الوقت وطورت أنواعًا مختلفة وأكثر تعقيدًا من الانقسام الخلوي. تنقسم معظم بدائيات النوى و البكتيريا من خلال الانشطار الثنائي بينما تنقسم حقيقيات النوى بجميع أحجامها من خلال الانقسام الفتيلي.
تلجأ الكائنات حقيقية النوى التي تتكاثر جنسيًا إلى شكل خاص من الانقسام يسمى الانقسام المنصف وذلك لاختزال حجم المادة الوراثية في الخلية، هذا الانقسام ضروري في التكاثر الجنسي وذلك لأنه ينبغي على كل والد أن يساهم بنصف حجم المادة الوراثية الناتجة وإلا ستكون هناك زيادة بالحمض النووي في النسل ما قد يسبب مشاكل. سنناقش هذه الأنواع المختلفة للانقسام أدناه.
أنماط الانقسام الخلوي:
انقسام الخلايا بدائية النوى
تتكاثر بدائيات النوى من خلال الانشطار الثنائي وهي كائنات حية بسيطة بغشاء خلوي واحد ودون تقسيم داخلي، وعندما ينقسم الكائن بدائي النواة فإنه يقوم ببساطة بمضاعفة الحمض النووي ومن ثم شطره إلى نصفين، العملية أعقد من هذا بقليل إذ يجب أن يُفكك الحمض النووي بواسطة بروتينات خاصة قبل مضاعفته.
بالرغم من أن الحمض النووي يتواجد في بدائيات النوى على شكل حلقة؛ إلا أنه يمكن أن يتشابك عند استخدامه من قبل الخلية. ينبغي تمطيط الحمض النووي وذلك ليُنسخ بشكل فعال، يتيح هذا التمطيط المجال لانفصال الحلقتين الجديدتين اللتين أُنشئتا. تنفصل جديلتا الحمض النووي عن بعضهما لتتوضع كل جديلة في جهة من الكائن بدائي النواة، تتطاول الخلية بعد ذلك ومن ثم تنقسم من منتصفها.
انقسام الخلايا حقيقية النوى:
الانقسام الفتيلي:
تحتوي الكائنات الحية حقيقية النوى على غشاء يحيط بعضياتها وبالحمض النووي المتوضع على الصبغيات ما يجعل الانقسام الخلوي أكثر صعوبة. يجب على حقيقيات النوى أن تضاعف حمضها النووي وعضياتها وجميع آلياتها الخلوية قبل الانقسام. تنقسم العديد من العضيات بالاعتماد على عملية الانشطار الثنائي في الأساس ما قاد العلماء إلى الاعتقاد بأن حقيقيات النوى هي في الأساس بدائيات نوى تعيش داخل بدائيات نوى أخرى.
يمكن لحقيقيات النوى أن تبدأ الانقسام الفتيلي وذلك بعد أن تقوم باستنساخ الحمض النووي والعضيات خلال الطور البيني للدورة الخلوية. تبدأ العملية في الطور الأول وذلك عندما تتكثف الصبغيات، إذا استمرت العملية دون أن تتكثف الصبغيات فإن الحمض النووي سيتشابك ويتحطم. يرتبط الحمض النووي لحقيقيات النوى بالعديد من البروتينات المسؤولة عن طيّه وتحويله إلى بنى معقدة.
تصطف الصبغيات في منتصف الخلية وذلك عندما يصل الانقسام الفتيلي إلى مرحلة الطور البيني، ويذهب كل نصف صبغي -والذي يُسمى صبيغي شقيق لأنه عبارة عن نُسخ من بعضه- إلى نصف الخلية المتشكل باستمرار الانقسام الفتيلي. تبدأ الحرائك الخلوية في نهاية الانقسام الفتيلي، وهي العملية التي تقسم الخلية إلى خليتين جديدتين.
تنقسم جميع الخلايا حقيقية النوى من خلال الانقسام الفتيلي ومع ذلك فإنه وسيلة الكائنات الحية أحادية الخلية فقط للتكاثر. تتكاثر معظم الكائنات عديدة الخلايا جنسيًا وتجمع حمضها النووي مع الحمض النووي لكائن آخر ليحدث التكاثر وتحتاج الكائنات الحية في هذه الحالة إلى نوع آخر للانقسام.
ينتج عن الانقسام الفتيلي خلايا متطابقة بينما ينتج عن الانقسام المنصف خلايا تحتوي نصف المادة الوراثية للخلية الأم مما يسمح لخليتين من كائنين مختلفين ولكن من النوع نفسه أن تتحدا.
الانقسام المنصف:
من الضروري اختزال المادة الوراثية في الكائنات التي تتكاثر جنسيًا وذلك قبل التخصيب. يمكن أن تحتوي بعض النباتات على الكثير من النسخ من الشيفرة الوراثية ولكنها ضارة جدًا في معظم العضويات. إن احتوى جسم الإنسان على صبغي إضافي واحد ينتج عن ذلك تشوهات عديدة ولمواجهة هذا الأمر تخضع الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا للانقسام المنصف على غرار الانقسام الفتيلي، إذ تنقسم العضيات والحمض النووي قبل الانشطار.
في الانقسام المنصف ينطوي الانقسام على انقسامين مختلفين يحدثان تباعًا. تنفصل الصبغيات المتماثلة في الانقسام المنصف الأول، يعبّر الصبغيان المتماثلان عن أليلي كل جين تحويه الخلية. تُجمع هذه الألائل ومن ثم تُفصل، وبالتالي تحتوي كل خلية بنت على أحد أليلي الجين ولا تحتوي على الصبغيات المتماثلة.
تُفصل نسختا الحمض النووي في الانقسام المنصف الثاني، وهو يشبه إلى حد كبير ما يحصل في الانقسام الفتيلي. النتيجة النهائية للانقسام المنصف لخلية هو أربع خلايا تحوي كل منها على نسخة واحدة من الجينوم وهو نصف العدد الطبيعي. تقوم الكائنات العضوية عادةً بدمج هذه الخلايا في الأمشاج التي يمكنها الانتقال في البيئة لإيجاد أمشاج أخرى.
عندما يلتقي اثنان من الأمشاج من النوع نفسه يحدث الإخصاب وتتشكل البيضة الملقحة، والبيضة الملقحة هي خلية واحدة تخضع للانقسام الفتيلي لتشكيل الملايين من الخلايا التي تشكل فيما بعد الكائن الحي الأكبر، وبالتالي فإن حقيقيات النوى تلجأ إلى كلا نوعي الانقسام الفتيلي والمنصف وذلك خلال مراحل مختلفة من دورة حياتها.
مراحل الانقسام الخلوي:
تختلف مراحل الانقسام الخلوي اعتمادًا على نوع الانقسام الذي يلجأ إليه الكائن الحي.
مراحل الانقسام الفتيلي:
يبدأ الانقسام الفتيلي بالطور الأول وهو الطور الذي تتكثف فيه الصبغيات ومن ثم تتابع الخلية إلى الطور البيني؛ وهو الطور الذي تصطف فيه الصبغيات على مغزل الانقسام. تنفصل بعد ذلك الصبغيات خلال طور الصعود ومن ثم تنشطر سيتوبلاسما الخلية في الطور النهائي. الحرائك الخلوية هي العملية النهائية التي يُحطم فيها الغشاء الخلوي وتُشطر الخلية إلى خليتين.
مراحل الانقسام المنصف:
تشبه مراحل الانقسام المنصف إلى حد ما مراحل الانقسام الفتيلي إلا أن الصبغيات تسلك سلوكًا مختلفًا هنا. يشتمل الانقسام المنصف على مرحلتين يحدث فيهما انقسامان دون أن يحصل تناسخ للحمض النووي بينهما. يشمل كلا الانقسامين نفس الأطوار الأربعة للانقسام الفتيلي:
- الطور الأول والطور البيني وطور الصعود والطور النهائي وينتهي كلا الانقسامين أيضًا بالحرائك الخلوية.
- تتكثف الصبغيات في الطور الأول للانقسام الأول وتصطف الصبغيات في الطور البيني في أزواج متماثلة وعندما تُفصل في طور الصعود والطور النهائي ينتهي الأمر بوجود شكل واحد لكل جين في كل خلية وهذا ما يُعرف باسم الانقسام الاختزالي.
- يحدث الانقسام المنصف الثاني بنفس آلية الانقسام الفتيلي فتنقسم الصبيغيات الشقيقة على مغزل الانقسام.
- ينتج في طور الصعود للانقسام المنصف الثاني أربع خلايا تحتوي كل واحدة منها على نصف عدد الألائل الموجودة في الخلية الأم وعلى نسخة واحدة من الجينوم.
- تصبح هذه الخلايا أمشاجًا وبإمكان كل مشيج أن يتحد مع مشيج آخر لتكوين كائنات حية جديدة.
اقرأ أيضًا:
الانقسام الخلوي : بحث مختصر في الشيخوخة و الخلود.
اكتشاف الطفرات الاولى في حياة الانسان، فما هي؟
دراسة مفاجئة تكشف أن أجسام الأشخاص الأصحاء مليئة ب الطفرات الجينية.
ما هو التخلق الجنيني Embryogenesis؟
الأديم الظاهر ectoderm كيف يتشكل وما هي وظيفته ؟
ترجمة: رغد القطلبي
تدقيق: ماجدة زيدان
