انقسام الخلية

انقسام الخلية

دورة حياة الخلية

دورة الخلية هي الفترة ما بين دورتي انقسام غير مباشر متتاليتين. أي أنها الفترة مابين جيل خلية والجيل الذي يليه. عندما تصل الخلية إلى حجم معين فإما أن يقف نموها أو تنقسم. بعض الخلايا مثل الخلايا العصبية،خلايا العضلات الهيكلية وكريات الدم الحمراء لا تنقسم بعد وصولها إلى الطور الكامل. وتمر الخلية في دورة حياتها بمرحلتين هما: الطور البيني (Interphase) وانقسامالخلية (Cell division).

أ - الطورالبيني (Interphase)

يعتبر الطور البيني الفترة الطويلة في دورة حياةالخلية. وتنقسم هذه الفترة إلى ثلاث فترات هي:

الفترة الفاصلة الأولى

وهي فترة نمو الخلية (Cell growth) حيث تزاول فيها الخلية نشاطها في مجال تخصصها، كتكوين العضيات، وبناء أو تكسير الجزيئات الكبيرة، إصلاح الأنسجة التالفة نتيجة الجروح، وتوزيع البروتينات. وتطول أو تقصر هذه الفترة بحسب ظروف الخلية، ولا يظهر في هذه الفترة بناء للحامض النووي (DNA). إلا أنه يزداد في نهايتها نشاط الإنزيمات التي يتطلبها بناء الحامض النووي (DNA). وهذه الإنزيمات مع عوامل أخرى تعمل على تهيئة الخلية للدخول في فترة البناء.

فترة البناء :

ويتم فيها مضاعفة حامض الديوكسي رايبوز النووي (DNA)، حيث يتم عمل نسخة من كل كروموزوم. كما يتم في هذه الفترة تكوين البروتينات الداخلة في تكوين الكروموزومات في الخلايا حقيقية النواة. وعملية مضاعفة الكروموزومات هي عملية معقدة تتم بتوجيه من الحامض النووي (DNA) الموجود في الخلية قبل المضاعفة.


الفترة الفاصلة الثانية

بعد اكتمال فترة البناء تدخل الخلية في الفترة الفاصلة الثانية، ويزداد في هذه الفترة بناء جميع البروتينات وأنواع الحامض النووي الرايبوزي (RNA) وذلك كتمهيد لعملية انقسام الخلية. ويطلق على هذه الفترة فترة تهيئة الخلية (Cell preparation phase) للانقسام غير المباشر.







ب – انقسام الخلية (Cell division)

تمر الخلية أثناء انقسامه عمليتين متتاليتين هما: انقسام نواة الخلية والانقسام السيتوبلازمي (Cytokinesis)


ويتضمن انقسام نواة الخلية نوعين من الانقسامات هما:

الانقسام غيرالمباشر (Mitosis).
الانقسام المباشر أو الاختزالي (Meiosis).

أولا: الانقسام غير المباشر ( Mitosis) :

هي العملية التي يتم بها انقسام الخلية إلى خليتينشبيهتين بالخلية الأم.

تتميز هذه العملية بعدة أطوار هي:

* الطور البيني ( Interphase) .
* الطور التمهيدي (Prophase).
* الطور الاستوائي (Metaphase) .
* الطور الانفصالي (Anaphase) .
* الطور النهائي (Telophase).


أ- النبات:

* الطور البيني (Interphase):

• لنواة محاطة بالغشاء النووي.
• بها نوية أو أكثر.
• تملأالنواة مادة الكروماتين ( Chromatin ).
• عبارة عن خيوط رفيعة جدا ويعرف كل خيطبالكرومونيما.
• يأخذ الطور البيني وقتا أطول بكثير من بقية الأطوار. لانالخلية تمر بنشاط بيوكيميائى ملحوظ.

* الطورالتمهيدي (Prophase):

• تظهر الكروموزومات تدريجيا إلى أن تأخذشكلها النهائي. انظر الشكل
• يظهر كل كروموزوم منشقا إلى كروماتيدتين (Two chromatids) يتصلان بالسنترومير Centromere في منطقة معينة.
• تأخذالكروموزومات في القصر وتزداد سمكا.
• تتلاشى النوية كما يتلاشى الغشاء النووي.
• يتم تكوين المغزل.


* الطور الاستوائي (Metaphase):

تصطف سنتروميرات الكروموزومات في المستوى الاستوائي للخلية.
• تظهر خيوط المغزل Spindle fibers) متصلة بالكروموزومات عند منطقة السنتروميرات.
• تمتد هذه الخيوط بين قطبي الخلية (Cell poles) .


* الطور الانفصالي (Anaphase):

• ينقسم كل سنترومير إلى قسمين.
• تتحرك كروماتيدا كل كروموزوم في اتجاهين متعاكسين نحو القطب المقابل لكل منهما.
• تستمر حركة الكروماتيدات حتى تصل إلى قطبي الخلية.
• تعتبر كل كروماتيدة الآن كروموزوما قائما بذاته.
• يصبح عدد الكروموزومات عند كل قطب مساو لعدد الكروموزومات الأصلي.


* الطور النهائي (Telophas):

• تأخذ الكروموزومات في الاختفاء لتتحول إلى كروماتين.
• يأخذ الغشاء النووي في الظهور، وتظهر النوية.
• ينقسم السيتوبلازم وذلك بتكوين الصفيحة الخلوية (Cell plat) فى مركز المستوى الاستوائيللخلية.

يستمر تكوينها في جميع الاتجاهات نحو سطح الخلية حتى تصل الصفيحة إلى جدار الخلية.

• تنقسم الخلية إلى خليتين متساويتين.
• تسمى هذه العملية بالانقسام السيتوبلازمى ( Cytokinesis) .



ب- الانقسام غير المباشر في الحيوان:

يشبه تماما الانقسام غير المباشر في النبات إلا أنه يختلففي:
* طريقة تكوين المغزل.
* وعملية الانقسامالسيتوبلازمي.


*- الطور البيني (Interphase) :

• توجد النواة بنفس الصورة التي توجد عليها في النبات.
• يوجودالجسم المركزي ( Centrosome ) خارج النواة.
• يحيط الغشاء الخلوي بالسيتوبلازمولا يوجد بالطبع الجدار الخلوي.



*- الطور التمهيدي (Prophase) :

• الجسم المركزي ينقسمإلى قسمين.
• يتحرك كل نصف في اتجاهين متضادين ليصلا إلى قطبي الخليةالمتقابلة.
• تكوين المغزل بين قطبي الخلية.

تشبه الأطوار التالية مثيلاتها في النبات إلا انه في حالة الطورالنهائي:

تتم عملية الانقسام السيتوبلازمي بطريقة تسمى التخصر (Cleavage) .
ينقبض الغشاء الخلوي عند نقطتين متقابلتين.
تستمر هذه العمليةإلى أن يتم انقسام الخلية إلى خليتين متشابهتين يشبه كلا منهما الخليةالأم.


ثانيا: الانقسام الاختزالي ( Meiosis) :

عملية تقوم بها خلايا الأعضاء التناسلية مختزلة بها عدد الكروموزومات الثنائي (Diploid number) إلى النصف وهو العدد الأحادي (Haploid number)

. عملية لتكوين الأمشاج (الخلايا التناسلية) في جميعالمخلوقات التي تتكاثر جنسيا.

عند الإخصاب ( Fertilization ) يصبح عدد الكروموزومات ضعف العدد الكروموزومي.

تتكون عملية الانقسام الاختزالي من انقسامين متتالين كما في الملخص التالي:

الانقسام الاختزالي الأول:

1- الطور التمهيدي الأول (Prophase I) :

• يأخذ وقتا أطول من مثيله في الانقسام غير المباشر.
• يتم اختزال عدد الكروموزومات في عدة مراحل إلى النصف.

يتميز هذا الطور بالمراحل التالية:

• الكروموزومات رفيعة جدا ومن المتعذر رويتها.
• تظهر محببة والحبيبات قابلة للصبغة ومنتشرة فيجميع أنحاء النواة.
• كل زوج من الكروموزومات تأخذ في الاقتراب من بعضهما حتى يصلا جنبا إلى جنب.
• تعرف هذه الظاهرة بالاقتران (Synapsis) .
• تأخذ الكروموزومات في السمك والقصر تدريجيا.
• يظهر كل كروموزوم منشطرا إلى كروماتيدين.
• يسمى كل زوج وحدة ثنائية الكروموزوم ( Bivalent).
• تتم عملية العبور الوراثي (Crossing over) خلال هذا الطور.
• تظهر نقط التقاطع (Chiasma) عبر الكروموزومات. وهي عبارة عن نقط تتشابك فيها كروماتيدتين لزوج كروموزومات متماثل إحداها تابعة لأحد الكروموزومين و الأخرى للآخر.
• تعتبر نقط التقاطع المواضع التي تمت عندها عملية العبور الوراثي.
• تنقص عدد نقط التقاطع لكل زوج كروموزومي.
• تأخذ هذه النقط في الانتقال نحو نهاية الكروموزومات ولاتصبح معبرة عن مواضع العبور الوراثي.
• تبلغ الكروموزومات حدا أقصى من القصر والسمك.

2- الطور الاستوائي الأول (Metaphase I) :

• تصطف الأزواج الكروموزومية عبر المستوى الاستوائي للخلية.
• لا يحدث انشطار للسنتروميرات.
• تتصل خيوط المغزل بسنتروميرات الكروموزومات.

3- الطور الانفصالي الأول (Anaphase I)

:ينفصل كروموزومي كل زوج من بعضها البعض ويتحرك كل منهما في اتجاه معاكس لزميله متجها نحو قطب الخلية المقابله.

4- الطور النهائي الأول (Telophase I) :


• تأخذ الكروموزومات تدريجيا فى التحول إلى خيوط كروماتينية.
• كما يأخذ الغشاء النووي و النواة في الظهور.
• تتم عملية انقسام السيتوبلازم بنفس الطرق السابق ذكرها.
• النتيجة للانقسام الاختزالي الأول خليتين بكل منهما نصف عدد الكروموزومات الأصليوكليهما غير متشابهتين وراثيا نتيجة لعملية العبور الوراثي.


الانقسام الاختزالي الثاني

تتم بطريقة مشابهة تماما للانقسام غير المباشر.
• كل من الخليتين يؤدى إلى إنتاج خليتين مشابهتين لها.
• النتيجة النهائية للانقسام الاختزالي أربع خلايا غير متشابهة وراثيا.
• بكل منها نصف عدد الكروموزومات الأصلي في الخلية الأم.