انقسام الخلية: دورة الخلية

يحدث نمو الكائن الحي نتيجةً لزيادة عدد الخلايا من خلال الانقسام. والطريقتان الرئيسيتان لانقسام الخلايا في جسم الإنسان هما الانقسام المتساوي والانقسام المنصف. وتسير العمليات التي تحدث خلال هاتين الطريقتين من انقسام الخلايا بنفس الطريقة، ولكنها تؤدي إلى نتائج مختلفة.

يؤدي الانقسام الخلوي المتساوي (الانقسام المتساوي) إلى زيادة عدد الخلايا ونمو الكائن الحي. تضمن هذه الطريقة تجدد الخلايا عند تآكلها أو موتها. من المعروف حاليًا أن خلايا البشرة تعيش من 10 إلى 30 يومًا، بينما تعيش كريات الدم الحمراء من 4 إلى 5 أشهر. تعيش الخلايا العصبية والعضلية (الألياف) طوال حياة الإنسان.

تخضع جميع الخلايا لتغيرات أثناء التكاثر (الانقسام) تندرج ضمن إطار دورة الخلية. دورة الخلية هي الاسم الذي يُطلق على العمليات التي تحدث في الخلية من انقسام إلى انقسام، أو من انقسام إلى موت الخلية. تُميز دورة الخلية بين تحضير الخلية للانقسام (الطور البيني) والانقسام المتساوي (عملية انقسام الخلية).

في الطور البيني، الذي يستمر لمدة ٢٠-٣٠ ساعة تقريبًا، يزداد معدل عمليات التخليق الحيوي، ويزداد عدد العضيات. في هذه المرحلة، تتضاعف كتلة الخلية وجميع مكوناتها الهيكلية، بما في ذلك الجسيمات المركزية.

يحدث تضاعف (تكرار، مضاعفة) جزيئات الحمض النووي. وهي عملية نقل المعلومات الوراثية المخزنة في الحمض النووي الأصلي عن طريق إعادة إنتاجه بدقة في الخلايا الوليدة. تُشكل سلسلة الحمض النووي الأصلي قالبًا لتخليق الحمض النووي الجديد. ونتيجةً لهذا التضاعف، يتكون كل جزيء من جزيئَي الحمض النووي الجديد من سلسلة قديمة وأخرى جديدة. خلال فترة التحضير للانقسام المتساوي، تُصنع البروتينات اللازمة لانقسام الخلايا في الخلية. وبحلول نهاية الطور البيني، يتكثف الكروماتين في النواة.

الانقسام المتساوي (المشتق من الكلمة اليونانية mitos - خيط) هو الفترة التي تنقسم فيها الخلية الأم إلى خليتين ابنتين. يضمن الانقسام المتساوي توزيعًا متساويًا لهياكل الخلية، ومادتها النووية - الكروماتين - بين الخليتين الابنتين. تتراوح مدة الانقسام المتساوي بين 30 دقيقة و3 ساعات. ينقسم الانقسام المتساوي إلى الطور التمهيدي، والطور الاستوائي، والطور الانفصالي، والطور النهائي.

في الطور التمهيدي، تتفكك النوية تدريجيًا، وتتباعد الجسيمات المركزية نحو قطبي الخلية. تتجه الأنابيب الدقيقة للجسيمات المركزية نحو خط الاستواء، وتتداخل في المنطقة الاستوائية.

في الطور الاستوائي، يُدمر الغشاء النووي، وتتجه خيوط الكروموسومات نحو القطبين، محافظةً على اتصالها بالمنطقة الاستوائية للخلية. تتفكك هياكل الشبكة الإندوبلازمية ومركب جولجي إلى فقاعات صغيرة (حويصلات)، تتوزع مع الميتوكوندريا في نصفي الخلية المنقسمة. في نهاية الطور الاستوائي، يبدأ كل كروموسوم بالانقسام إلى كروموسومين ابنين جديدين بواسطة شق طولي.

في الطور الانفصالي، تنفصل الكروموسومات عن بعضها وتتحرك نحو قطبي الخلية بسرعة تصل إلى 0.5 ميكرومتر/دقيقة. في نهاية الطور الانفصالي، ينثني الغشاء البلازمي على طول خط استواء الخلية عموديًا على محورها الطولي، مشكلًا ثلم انقسام.

في الطور النهائي، تتكثف الكروموسومات التي تباعدت نحو أقطاب الخلية، وتتحول إلى كروماتين، ويبدأ نسخ (إنتاج) الحمض النووي الريبوزي (RNA). يتشكل الغشاء النووي والنوية، وسرعان ما تتشكل هياكل غشائية للخلايا الوليدة المستقبلية. على سطح الخلية، على طول خط استوائها، يزداد الانقباض، وتنقسم الخلية إلى خليتين ابنتين.

بفضل الانقسام المتساوي، تحصل الخلايا البنت على مجموعة من الكروموسومات مطابقة لتلك الموجودة في خلايا الأم. يضمن الانقسام المتساوي الاستقرار الجيني، وزيادة عدد الخلايا، وبالتالي نمو الكائن الحي، بالإضافة إلى عمليات التجدد.

يُلاحظ الانقسام المنصف (المشتق من الكلمة اليونانية meiosis والتي تعني الاختزال) في الخلايا الجنسية. نتيجةً لانقسام هذه الخلايا، تتكون خلايا جديدة بمجموعة كروموسومات أحادية الصيغة الصبغية، وهو أمرٌ مهمٌ لنقل المعلومات الوراثية. عند اندماج خلية جنسية مع خلية من الجنس الآخر (أثناء الإخصاب)، تتضاعف مجموعة الكروموسومات، وتصبح كاملةً ومزدوجةً (ثنائية الصيغة الصبغية). في الزيجوت ثنائي الصيغة الصبغية (ثنائي النواة) الذي يتشكل بعد اندماج الخلايا الجنسية، توجد مجموعتان من الكروموسومات المتطابقة (المتجانسة). ينشأ كل زوج من الكروموسومات المتجانسة في الكائن الحي ثنائي الصيغة الصبغية (الزيجوت) من نواة البويضة ونواة الحيوان المنوي.

نتيجةً لانقسام الخلايا الجنسية في الكائن الحي الناضج، تحتوي كل خلية ابنة على زوج واحد فقط من جميع الكروموسومات المتجانسة للخلايا الأصلية. يصبح هذا ممكنًا لأنه خلال الانقسام المنصف يحدث فقط تكرار الحمض النووي وانقسامان متتاليان للنواة. ونتيجةً لذلك، تتكون خليتان أحاديتان الصيغة الصبغية من خلية ثنائية الصيغة الصبغية واحدة. تحتوي كل خلية من هاتين الخليتين الابنتين على نصف عدد الكروموسومات (23) الموجودة في نواة الخلية الأم (46). ونتيجةً للانقسام المنصف، لا تحتوي الخلايا الجنسية أحادية الصيغة الصبغية على نصف عدد الكروموسومات فحسب، بل تحتوي أيضًا على ترتيب مختلف للجينات في الكروموسومات. وبالتالي، لا يحمل الكائن الحي الجديد مجموع خصائص والديه فحسب، بل يحمل أيضًا سماته (الفردية) الخاصة.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]