مراحل انقسام الخلية

بواسطةفوري


دورة الخلية عبارة عن سلسلة مرتبة من الأحداث التي تنطوي على نمو الخلايا وانقسام الخلايا التي تنتج خليتين جديدتين.

تنتقل الخلايا الموجودة على مسار الانقسام الخلوي عبر سلسلة من مراحل النمو المحددة التوقيت بدقة والمنظمة بعناية ، وتكرار الحمض النووي ، والانقسام الذي ينتج خليتين متطابقتين (مستنسختين)؛ تحتوي

مراحل دورة الخلية

على مرحلتين رئيسيتين: الطور البيني والمرحلة الانقسامية.[1]

اطوار انقسام الخلية

عند الحديث عن

مراحل تطور الخلية

فهناك الطور البيني حيث تنمو الخلية ويتم تكرار الحمض النووي؛ وهناك المرحلة الانقسامية ، حيث يتم فصل محتويات الحمض النووي المكرر والسيتوبلازم ، وتنقسم الخلية.

الطور البيني

خلال الطور البيني في

النمو الخلوي

، تخضع الخلية لعمليات نمو طبيعية بينما تستعد أيضًا لانقسام الخلية؛ لكي تنتقل الخلية من الطور البيني إلى الطور الانقسامي ، يجب استيفاء العديد من الشروط الداخلية والخارجية.

تسمى المراحل الثلاث من الطور البيني G

1

و S و G

2

.


المرحلة G

1

(الفجوة الأولى)

  • تسمى المرحلة الأولى من الطور البيني المرحلة G

    1

    (الفجوة الأولى) لأنه ، من الناحية المجهريّة ، يظهر القليل من التغيير، ومع ذلك ، خلال المرحلة G

    1

    ، تكون الخلية نشطة للغاية على المستوى البيوكيميائي.
  • تقوم الخلية بتجميع اللبنات الأساسية للحمض النووي للكروموسومات والبروتينات المرتبطة بها بالإضافة إلى تجميع احتياطيات طاقة كافية لإكمال مهمة تكرار كل كروموسوم في النواة.


المرحلة S (تخليق الحمض النووي)

  • طوال الطور البيني ، يظل الحمض النووي في تكوين كروماتين شبه مكثف؛ في المرحلة S ، يمكن أن يستمر تكرار الحمض النووي من خلال الآليات التي تؤدي إلى تكوين أزواج متطابقة من جزيئات الحمض النووي – الكروماتيدات الشقيقة – والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمنطقة المركزية.
  • يتم تكرار الجسيم المركزي خلال المرحلة S؛ سوف ينتج عن الجسيمين المركزيين المغزل الانقسامي ، وهو الجهاز الذي ينظم حركة الكروموسومات أثناء الانقسام.
  • في مركز كل خلية حيوانية ، ترتبط الجسيمات المركزية للخلايا الحيوانية بزوج من الأجسام الشبيهة بالقضيب ، المريكزات ، التي تكون في زوايا قائمة مع بعضها البعض.
  • تساعد المريكزات في تنظيم انقسام الخلايا؛ لا توجد المريكزات في الجسيمات المركزية للأنواع الأخرى حقيقية النواة ، مثل النباتات ومعظم الفطريات.[2]


المرحلةG

2

(الفجوة الثانية)

  • في المرحلة G

    2

    ، تقوم الخلية بتجديد مخزون طاقتها وتوليف البروتينات اللازمة للتلاعب بالكروموسوم.
  • يتم تكرار بعض عضيات الخلية ، ويتم تفكيك الهيكل الخلوي لتوفير الموارد لمرحلة الانقسام الفتيلي.
  • قد يكون هناك نمو إضافي للخلايا خلال G

    2

    ؛ يجب إكمال الاستعدادات النهائية للمرحلة الانقسامية قبل أن تتمكن الخلية من دخول المرحلة الأولى من الانقسام الفتيلي.


المرحلة الانقسامية

  • المرحلة الانقسامية هي عملية متعددة الخطوات يتم خلالها محاذاة الكروموسومات المضاعفة وفصلها والانتقال إلى خليتين جديدتين متطابقتين.
  • يُطلق على الجزء الأول من المرحلة الانقسامية اسم karyokinesis أو الانقسام النووي.
  • الجزء الثاني من المرحلة الانقسامية ، يسمى الانقسام الخلوي ، هو الفصل المادي للمكونات السيتوبلازمية في خليتين ابنتيتين.


الحركية (الانقسام)

ينقسم التحريك الحركي ، المعروف أيضًا باسم الانقسام الفتيلي ، إلى سلسلة من المراحل – الطور الأولي ، الطور الأول ، الطور الطوري ، الطور البعيدة – التي تؤدي إلى انقسام نواة الخلية. يسمى Karyokinesis أيضًا الانقسام.


الطور الأولي

  • “المرحلة الأولى” ، يبدأ الغلاف النووي بالانفصال إلى حويصلات صغيرة ، والعضيات الغشائية (مثل مجمع جولجي أو جهاز جولجي ، والشبكة الإندوبلازمية) ، تتفتت وتنتشر نحو محيط الخلية.
  • النواة تختفي (تشتت)؛ تبدأ الجسيمات المركزية في التحرك إلى أقطاب متقابلة للخلية؛ تمتد الأنابيب الدقيقة التي ستشكل المغزل الانقسامي بين الجسيمات المركزية ، مما يدفعها بعيدًا بعيدًا مع إطالة ألياف الأنابيب الدقيقة؛ تبدأ الكروماتيدات الشقيقة في الالتفاف بإحكام بمساعدة بروتينات التكثيف وتصبح مرئية تحت المجهر الضوئي.


مرحلة ما قبل الطور

  • “مرحلة التغيير الأولى” ، تستمر العديد من العمليات التي بدأت في الطور الأولي في التقدم؛ بقايا شظية الغلاف النووي؛ يستمر المغزل الانقسامي في التطور حيث يتجمع المزيد من الأنابيب الدقيقة وتمتد على طول المنطقة النووية السابقة.
  • تصبح الكروموسومات أكثر تكثفًا وانفصالًا؛ يطور كل كروماتيد أخت بنية بروتينية تسمى kinetochore في المنطقة المركزية؛ تجذب بروتينات kinetochore جزيئات المغزل الانقسامية وتربطها.[3]
  • في النهاية، سيتم ربط جميع الكروماتيدات الشقيقة عبر kinetochores الخاصة بهم إلى الأنابيب الدقيقة من الأقطاب المتقابلة؛ تسمى الأنابيب الدقيقة للمغزل التي لا تشرك الكروموسومات الأنابيب الدقيقة القطبية.
  • تتداخل هذه الأنابيب الدقيقة مع بعضها البعض في منتصف الطريق بين القطبين وتساهم في استطالة الخلية؛ توجد الأنابيب النجمية بالقرب من القطبين ، وتساعد في اتجاه المغزل ، وهي ضرورية لتنظيم الانقسام الفتيلي.


الطور الاستوائي

  • “طور التغيير” ، يتم محاذاة جميع الكروموسومات في مستوى يسمى لوحة الطور الفائق ، أو المستوى الاستوائي ، في منتصف الطريق بين قطبي الخلية؛ لا تزال الكروماتيدات الشقيقة مرتبطة بإحكام ببعضها البعض بواسطة بروتينات cohesin، في هذا الوقت ، يتم تكثيف الكروموسومات إلى أقصى حد.


الطور الصاعد

  • وتسمي “المرحلة الصاعدة” ، تتحلل بروتينات الكوهيسين ، وتنفصل الكروماتيدات الشقيقة عند السنترومير.
  • يتم سحب كل كروماتيد ، والذي يسمى الآن كروموسوم ، بسرعة نحو الجسيم المركزي الذي يتصل به الأنبوب الدقيق.
  • تصبح الخلية مستطيلة بشكل واضح (على شكل بيضاوي) حيث تنزلق الأنابيب الدقيقة القطبية ضد بعضها البعض في لوحة الطور حيث تتداخل.


الطور النهائي

  • “مرحلة المسافة” ، تصل الكروموسومات إلى القطبين المعاكسين وتبدأ في فك التكثيف (الانهيار) ، مسترخية في تكوين الكروماتين.
  • تتم إزالة بلمرة المغازل الانقسامية في مونومرات التوبولين التي سيتم استخدامها لتجميع مكونات الهيكل الخلوي لكل خلية ابنة، تتشكل المغلفات النووية حول الكروموسومات ، وتظهر النيوكليوزومات داخل المنطقة النووية.

المرحلة G

0

لا تلتزم جميع الخلايا بنمط دورة الخلية الكلاسيكي الذي تدخل فيه الخلية الوليدة المشكلة حديثًا على الفور المراحل التحضيرية للطور البيني ، تليها عن كثب المرحلة الانقسامية. الخلايا في مرحلة G

0

لا تستعد بشكل نشط للانقسام.

تكون الخلية في مرحلة هادئة (غير نشطة) تحدث عندما تخرج الخلايا من دورة الخلية؛ تدخل بعض الخلايا G

0

مؤقتًا حتى تؤدي إشارة خارجية إلى ظهور G

1

. الخلايا الأخرى التي لا تنقسم أبدًا أو نادرًا ، مثل عضلة القلب الناضجة والخلايا العصبية ، تبقى في G

0

بشكل دائم.

انقسام الخلية النباتية والحيوانية

انقسام الخلية النباتية

  • الحركية الخلوية ، أو “حركة الخلية” ، هي المرحلة الرئيسية الثانية من المرحلة الانقسامية التي يتم خلالها اكتمال انقسام الخلية عن طريق الفصل المادي للمكونات السيتوبلازمية إلى خليتين ابنتيتين.
  • لا يكتمل الانقسام حتى يتم تقسيم مكونات الخلية وفصلها تمامًا إلى خليتين ابنتين؛ على الرغم من أن مراحل الانقسام الفتيلي متشابهة بالنسبة لمعظم حقيقيات النوى ، إلا أن عملية الحركية الخلوية تختلف تمامًا عن حقيقيات النوى التي لها جدران خلوية ، مثل الخلايا النباتية.
  • في الخلايا النباتية ، يجب أن يتشكل جدار خلوي جديد بين الخلايا الوليدة؛ أثناء الطور البيني ، يقوم جهاز جولجي بتجميع الإنزيمات والبروتينات الهيكلية وجزيئات الجلوكوز قبل تكسير الحويصلات والانتشار في جميع أنحاء الخلية المنقسمة.
  • أثناء الطور النهائي ، يتم نقل حويصلات جولجي على الأنابيب الدقيقة لتشكيل phragmoplast (هيكل حويصلي) في لوحة الطور؛ هناك ، تندمج الحويصلات وتلتحم من المركز باتجاه جدران الخلية ؛ هذا الهيكل يسمى لوحة الخلية.
  • مع اندماج المزيد من الحويصلات ، تتوسع صفيحة الخلية حتى تندمج مع جدران الخلية في محيط الخلية؛ تستخدم الإنزيمات الجلوكوز الذي تراكم بين طبقات الغشاء لبناء جدار خلوي جديد؛ تصبح أغشية جولجي أجزاءً من غشاء البلازما على جانبي جدار الخلية الجديد.

انقسام الخلية الحيوانية

  • في خلايا مثل الخلايا الحيوانية التي تفتقر إلى جدران الخلايا ، يتبع التحريك الخلوي بداية الطور؛ تتشكل حلقة مقلصة تتكون من خيوط أكتين داخل غشاء البلازما في لوحة الطور السابق.
  • تسحب خيوط الأكتين خط الاستواء للخلية إلى الداخل ، وتشكل شقًا؛ يسمى هذا الشق ، أو “الكراك”  ثلم الانقسام؛ يتعمق الأخدود مع تقلص حلقة الأكتين ، وفي النهاية ينقسم الغشاء إلى قسمين.

انقسام الخلية وتكاثرها

في الختام نري ان دورة الخلية عبارة عن تسلسل منظم للأحداث؛ تنتقل الخلايا الموجودة على مسار الانقسام الخلوي عبر سلسلة من المراحل المحددة التوقيت بدقة والمنظمة بعناية ، تتكون دورة الخلية من فترة تحضيرية طويلة تسمى الطور البيني.

يتم تقسيم الطور البيني إلى مراحل G

1

و S و G

2

؛ تبدأ المرحلة الانقسامية بالحركة الحركية (الانقسام الفتيلي) ، والتي تتكون من خمس مراحل: الطور الأولي ، الطور الأول ، الطور الطوري، الطور البعيدة.

المرحلة الأخيرة من المرحلة الانقسامية هي الحركية الخلوية ، والتي يتم خلالها فصل المكونات السيتوبلازمية للخلايا الوليدة إما عن طريق حلقة أكتين (خلايا حيوانية) أو عن طريق تكوين لوحة الخلية (الخلايا النباتية).

يحدث نمو الأنسجة التي لا تتجدد ذاتيًا عن طريق مزيج من الزيادة في العدد وزيادة حجم الخلايا المكونة.[4]

انقسام الخلايا في البداية وزيادة عدد الخلايا هو السائد ؛ في وقت لاحق ، يتباطأ معدل انقسام الخلية ويبدأ حجم الزيادة، عندما يتوقف الانقسام الخلوي ، تستمر الخلايا في النمو ، مما يؤدي إلى مزيد من تضخم الأنسجة حتى الوصول إلى مرحلة النضج .

عندما لا تحدث زيادة صافية أخرى في العدد أو الحجم؛ و

الانقسام الميتوزي

أو

الانقسام المتساوي

او الخيطي هو عملية تنقسم فيها خلية واحدة إلى خليتين ابنتين متطابقتين (انقسام الخلية).

اما

الانقسام الاختزالي

هو عملية تنقسم فيها خلية واحدة مرتين لإنتاج أربع خلايا تحتوي على نصف الكمية الأصلية من المعلومات الجينية؛ هذه الخلايا هي الخلايا الجنسية – الحيوانات المنوية في الذكور ، والبويضات في الإناث.