ما هو المقصود بالانقسام؟
الانقسام الخيطي هو خطوة في دورة الخلية التي يتم فيها فصل الحمض النووي المتماثل حديثًا.
وتشكيل خليتين جديدتين ، هذه العملية مهمة في حقيقيات النوى أحادية الخلية ، لأنها عملية التكاثر اللاجنسي.
بالنسبة لحقيقيات النوى متعددة الخلايا ، فإن الانقسام هو كيف يمكن أن تتطور الزيجوت الفردي إلى كائن حي كامل.
يحتوي الانقسام المتساوي على عدة مراحل أو مراحل متميزة ، والتي سيتم مناقشتها أدناه.
تشمل المراحل الأخرى في دورة الخلية النمو وتكرار الحمض النووي ، وكلاهما ضروري لحدوث الانقسام.
يوجد أدناه أيضًا صورة للموقع ، وهو مناسب للانقسام في دورة الخلية.
اكتشاف الانقسام
تم عمل أوصاف مختلفة لانقسام الخلايا خلال القرنين الثامن عشر والتاسع عشر بدرجات متفاوتة من الدقة.
في عام 1835 م ، وصف عالم النبات الألماني هوغو فون موهل انقسام الخلايا في الطحالب الخضراء Cladophora glomerata ، مشيرًا إلى أن تكاثر الخلايا يحدث من خلال انقسام الخلية.
في عام 1838 بعد الميلاد ، أكد ماتياس جاكوب شلايدن أن تكوين خلايا جديدة داخلها كان قانونًا عامًا لتكاثر الخلايا في النباتات.
رأي تم رفضه لاحقًا لصالح نموذج Muhl ، بسبب مساهمات روبرت ريماك وآخرين.
في الخلايا الحيوانية ، تم اكتشاف انقسام الخلايا مع الانقسام الفتيلي في خلايا القرنية للضفادع والأرانب والقطط في عام 1873 م.
تم وصفه لأول مرة من قبل عالم الأنسجة البولندي Wajlow Maisel في عام 1875.
وظائف الانقسام
هناك ثلاث وظائف للانقسام ، وهي:
تطوير
في الكائنات متعددة الخلايا ، تبدأ الحياة دائمًا كخلية واحدة ، تتكون من أمشجين ، وتحمل هذه الزيجوت كل الحمض النووي الضروري.
هذا هو إنشاء كائن حي يعمل بكامل طاقته ، ولكن ليس خلايا كافية تقريبًا ، والغرض منها هو إنتاج المزيد من الخلايا.
بعد الجولة الأولى من الانقسام ، توجد خليتان فقط ، وتنقسم كل واحدة من هذه الخلايا ، وهناك 4 خلايا تشكل كرة صغيرة مجوفة من الخلايا ، تسمى الأريمة.
تنثني هذه الكرة على نفسها حيث يتم تكوين المزيد والمزيد من الخلايا ، وتبدأ الخلايا في التمايز ، مما يسمح لها بإكمال مهام خاصة في الجسم.
في النهاية ، يتم تطوير كائن حي يعمل بكامل طاقته ويمكن أن يولد أو يفقس في العالم.
في الكائنات أحادية الخلية ، يكون فعل الانقسام هو التكاثر اللاجنسي. تستخدم الكائنات وحيدة الخلية الانقسام لتكاثر وتوزيع حمضها النووي. تتكاثر بعض الكائنات وحيدة الخلية أيضًا عن طريق الاتصال الجنسي.
بالنسبة للتكاثر الجنسي ، تخضع معظم الكائنات الحية لعملية أخرى ، هي الانقسام الاختزالي ، لتقصير الحمض النووي بشكل صحيح ووضع الحمض النووي في الخلايا الفردية.
يمكن بعد ذلك أن تلتقي هذه الأمشاج ويتم تخصيب أحدها ، وتحتوي هذه الأمشاج المخصبة على مجموعتين من الجينومات ، وهو أمر ضروري في معظم الكائنات الحية للتطور السليم.
تحتوي بعض الكائنات الحية على نسخة واحدة فقط من الحمض النووي ، وتعرف هذه باسم ثنائي الصبغية وحيدة الصيغة الصبغية ، على التوالي.
استبدال الأنسجة التالفة
الوظيفة الثانية المهمة للانقسام هي الإصلاح ، فعند إصابة الكائن الحي ، تتلف خلاياه.
يمكن أن تكون هذه إصابة جسدية ، مثل الجرح ، أو الضرر من مصادر بيئية ، مثل الشمس.
في كلتا الحالتين ، يجب استبدال الخلايا التالفة ، حتى تعمل الخلايا المجاورة ، التي لا تستشعر الخلايا المجاورة لها.
مسارات الجري التي تبدأ العملية الانقسامية ، وفي النهاية تلتحق الخلايا المتكاثرة حديثًا ببعضها البعض.
المنطقة المتضررة مغطاة بخلايا جديدة ، وتجدر الإشارة إلى أن بعض الكائنات الحية قادرة على تجديد أطراف كاملة بهذه الطريقة.
يمكن أن تفقد السحالي وسرطان البحر والعديد من الحيوانات الأخرى ذيلًا أو مخلبًا دون خوف ، حيث يمكن أن ينمو الطرف مرة أخرى من خلال الانقسام الفتيلي.
مراحل الانقسام
على الرغم من أنه ليس من الناحية الفنية جزءًا من الانقسام الفتيلي ، إلا أن الطور البيني يبدأ وينتهي الانقسام.
الطور البيني هو أيضًا جزء من دورة الخلية ، حيث تنمو الخلية وتكرر الحمض النووي الخاص بها.
بعد تكوين مجموعة متطابقة من الحمض النووي ، تدخل الخلية في الانقسام.
الطور – الطور
Prophase هي المرحلة الأولى من الانقسام ، وخلال هذه المرحلة ، يتكثف الحمض النووي وأثناء الطور البيني.
عندما يتم نسخ الحمض النووي ، فإنه يكون في شكل فضفاض ومفتوح للسماح للإنزيمات بالقيام بعملها على الحمض النووي وإنشاء خيط جديد.
لكن هذا الكروماتين ، كما يطلق عليه ، سيتشابك وينكسر إذا حاولت الخلية تحريكه دون تكثيفه.
خلال الطور الأولي ، تقوم الآلية الخلوية بتعبئة الحمض النووي حول بروتينات خاصة تسمى الهستونات.
من خلال السماح لهم بالتكثيف في عبوات محكمة للغاية ، يمكن الآن نقل هذه الحزم الضيقة من الحمض النووي بسهولة.
أثناء الطور ، تظهر المريكزات ، وتتركز على كل جانب من جوانب الخلية التي تنظم الأنابيب الدقيقة.
ستصل الأنابيب الدقيقة في النهاية إلى كروموسومات الحمض النووي وتلتقطها.
تحدث هذه المرحلة في النباتات بخطوة تعيد ترتيب الخلية لتضع النواة في المنتصف ، ولكن في معظم الخلايا الحيوانية.
تتواجد النواة أيضًا في مركز الخلية معظم الوقت ؛ في النباتات ، غالبًا ما يتم دفعه جانبًا.
يتم ذلك عن طريق فجوات كبيرة تحتوي على الماء ، وهذه المرحلة الأولية تسمح للنباتات بتنظيم كائناتها الحية للتقسيم.
نختار لك:
بروميثافيز – بروميثافيز
من أجل انقسام الكروموسومات المضاعفة ، يجب أن تصل الأنابيب الدقيقة إليهم وفي مرحلة ما قبل الطور.
حيث ينهار الغلاف النووي المحيط بالخلايا ، ويفصل هذا الغشاء الحمض النووي عن العصارة الخلوية في الخلية.
عندما يذوب الغلاف النووي ، يمكن أن تمتد الأنابيب الدقيقة من السنتروميرات إلى الكروموسومات.
يحتوي كل كروموسوم على منطقة خاصة تُعرف باسم centromere ، ولكل سنترومير kinetochore ، ويمكن للأنابيب الدقيقة أن تلتصق بهذا kinetochore.
يسمح هذا للخلية بتحريك الكروموسومات حولها ، وسوف تلتصق الأنابيب الدقيقة من كل جانب من جوانب الخلية بكل كروموسوم أثناء الطور الأولي.
الطور – الطور
أثناء الطور الاستباقي ، تبدأ الأنابيب الدقيقة في سحب الكروموسومات ، وتسحب كل جانب بقوة متساوية ، وينتهي الأمر بالكروموسومات في منتصف الخلية.
تسمى هذه المنطقة بلوحة الطور الفوقي ، وتمثل الخلايا المبطنة للوحة الطورية نسختين كاملتين من الحمض النووي الخاص بك ، مع كل كروموسوم مصطف بجوار الكروماتيد الشقيق ، أو حبلا من الحمض النووي المنسوخ.
بهذه الطريقة ، عندما تفصل الأنابيب الدقيقة الكروموسومات ، تحصل كل خلية على جينوم وظيفي كامل. يوجد أدناه صورة لخلية في الطور الأولي.
الطور – مرحلة الانفصال
الكروماتيدات الشقيقة ، وهي نسخ متطابقة من نفس الجزء من الحمض النووي ، مرتبطة ببعضها البعض في الجسيمات المركزية الخاصة بهم.
أثناء مرحلة فصل الانقسام الفتيلي ، يتم تدمير البروتينات التي ترتبط بهذه الكروماتيدات ، ولكل منها الآن كروموسوم خاص بها ، ويمكن سحب النصفين المتطابقين إلى كل خلية.
في الصورة أعلاه ، هناك نوعان من الكروموسومات البيضاء واثنين من الكروموسومات الرمادية.أثناء الطور ، تذوب البروتينات بين الكروماتيدات الشقيقة لكل كروموسوم.
أيضًا في الخلية أعلاه ، سينتج عن ذلك إجمالي 8 كروموسومات ، بعد انفصال الكروماتيدات.
في المرحلة التالية ، سينفصلون لإنشاء 4 كروموسومات في كل خلية ، وهو الرقم الذي كانت للخلية قبل أن تضاعف الحمض النووي الخاص بها.
Telophase – الطور النهائي
المرحلة الأخيرة من الانقسام هي طور الطور الطرفي ، وتحدث عندما يتم سحب الكروموسومات نحو كل مركز.
يتم تشكيل ثلم الانقسام في الخلية ؛ سيكون للكروموسومات في النهاية غلاف نووي حولها ، وتصبح خلاياها الخاصة ، وتذوب المريكزات ، وتستأنف كل خلية وظيفتها الطبيعية.
ومع ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى خطوة حاسمة أخيرة ، وهي الحركة الخلوية ، قبل وظيفة الخلية.
هذه العملية الأخيرة ليست خطوة من الانقسام ، ولكنها بداية الطور البيني ؛ بمجرد الانقسام ، يمكن للخلايا استئناف النمو.
علامة تشخيص الانقسام
في علم التشريح المرضي ، يعد معدل الانقسام علامة مهمة في أنواع مختلفة من عينات الأنسجة للتشخيص.
بالإضافة إلى تحديد مدى عدوانية الأورام ، على سبيل المثال ، هناك بشكل روتيني تقدير كمي للعدد الانقسامي في تصنيف سرطان الثدي.
علاوة على ذلك ، يمكن استخدام الكشف عن الأشكال غير النمطية للانقسام الفتيلي كإشارة تشخيصية وتحذيرية.
تطور الانقسام
هناك متماثلات بدائية النواة لجميع الجزيئات الانقسامية الرئيسية حقيقية النواة (مثل الأكتينيدات والتوبولين).
كميزة عالمية حقيقية النواة ، ربما نشأ الانقسام الفتيلي عند قاعدة شجرة حقيقية النواة.
نظرًا لأن الانقسام الفتيلي أقل تعقيدًا من الانقسام الاختزالي ، فقد يكون الانقسام الاختزالي قد نشأ بعد الانقسام.
ومع ذلك ، فإن التكاثر الجنسي الذي ينطوي على الانقسام الاختزالي هو أيضًا سمة بدائية لحقيقيات النوى.
وبالتالي ، قد يكون كل من الانقسام الاختزالي والانقسام قد تطور بالتوازي من عمليات بدائية النواة.