مراحل دورة الخلية

دورة الخلية هي المراحل التي تمر بها الخلايا من خلال السماح لهم بالانقسام وإنتاج خلايا جديدة ، يشار إليها أحيانًا باسم دورة انقسام الخلية لهذا السبب ، تولد الخلايا الجديدة من خلال انقسام خليتها الأم ، مما ينتج خليتين من خلية واحدة رئيسية واحدة.

وتبدأ خلايا الابنة حياة صغيرة ، وتحتوي فقط على نصف سيتوبلازم الخلية الأم ونسخة واحدة فقط من الحمض النووي وهي مخطط الخلية أو شفرة المصدر للبقاء ، من أجل الانقسام وإنتاج الخلايا الوليدة الخاصة بها ، يجب أن تنمو الخلايا الوليدة وتنتج المزيد من النسخ من الآلات الخلوية الحيوية بما في ذلك الحمض النووي الخاص بها.

وظيفة دورة الخلية

نظرًا لأن الخلايا تتكاثر عن طريق الانقسام ، فإن الخلايا الوليدة الجديدة تكون أصغر من الخلايا الأم ، وقد ترث الحد الأدنى من الآلات الخلوية التي تحتاجها للبقاء على قيد الحياة.

قبل أن تنقسم هذه الخلايا الوليدة لإنتاج المزيد من الخلايا ، فإنها تحتاج إلى النمو وإعادة إنتاج أجهزتها الخلوية ، يمكن فهم أهمية دورة الخلية عن طريق إجراء رياضيات بسيطة حول انقسام الخلية ، إذا لم تنمو الخلايا بين الانقسامات ، فإن كل جيل من الخلايا الوليدة سيكون نصف حجم الجيل الأب. هذا سيصبح غير مستدام بسرعة كبيرة.

من أجل تحقيق هذا النمو والاستعداد لانقسام الخلايا ، تقسم الخلايا أنشطتها الأيضية إلى مراحل متميزة من الفجوة 1 والتركيب والفجوة 2 بين انقسامات الخلية.

مراحل دورة الخلية

الانقسام المتساوي

أثناء الانقسام ، تمر الخلية الأم بسلسلة معقدة من الخطوات لضمان حصول كل خلية ابنة على المواد التي تحتاجها للبقاء على قيد الحياة ، بما في ذلك نسخة من كل كروموسوم  ، بمجرد فرز المواد بشكل صحيح ، تنقسم الخلية الأم آلى أسفل الوسط ، وتضغط على غشاءها إلى قسمين.

كل من الخلية الابنة الجديد أصبحت الآن خلايا حية بشكل مستقل لكنها صغيرة ، ولديها نسخة واحدة فقط من مادتها الجينية.

وهذا يعني أنهم لا يستطيعون الانقسام لينجبوا الخلايا الجديدة على الفور أولاً يجب أن تمر عبر


النمو الخلوي


أو الطور البيني بين الأقسام ، والتي تتكون من ثلاث مراحل متميزة وهي:

المرحلة G 1

في المرحلة G 1 ، تنمو الخلية الوليدة المشكلة حديثًا ، غالبًا ما يقال أن الحرف G يرمز إلى الفجوة ، نظرًا لأن هذه المراحل تظهر للمراقب الخارجي باستخدام مجهر ضوئي فجوات غير نشطة نسبيًا في نشاط الخلية.

ومع ذلك ، بالنظر إلى ما نعرفه اليوم ، قد يكون من الأكثر دقة أن نقول إن الحرف G يرمز إلى النمو لأن المراحل “G” هي عبارة عن موجات من إنتاج البروتين والعضيات بالإضافة إلى الزيادة الحرفية في حجم الخلية.

خلال مرحلة G1، تنتج الخلية العديد من المواد الأساسية مثل البروتينات والريبوزومات ، الخلايا التي تعتمد على عضيات متخصصة مثل البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا تصنع الكثير من تلك العضيات خلال G 1 أيضًا ، قد يزداد حجم الخلية لأنها تستوعب المزيد من المواد من بيئتها في آليتها مدى الحياة لذلك تعد من أهم

مراحل تطور الخليه

.

المرحلة S

خلال المرحلة S ، تقوم الخلية بتكرار الحمض النووي الخاص بها يرمز الحرف S إلى التخليق في إشارة إلى تخليق الكروموسومات الجديدة من المواد الخام.

هذه عملية كثيفة الاستهلاك للطاقة ، حيث يحتاج العديد من النيوكليوتيدات إلى توليفها ، تحتوي العديد من الخلايا حقيقية النواة على عشرات الكروموسومات كتل ضخمة من الحمض النووي يجب نسخها.

يتباطأ إنتاج المواد والعضيات الأخرى بشكل كبير خلال هذا الوقت حيث تركز الخلية على تكرار جينومها بالكامل ، عند اكتمال المرحلة S ، سيكون للخلية مجموعتين كاملتين من مادتها الجينية هذا أمر بالغ الأهمية لانقسام الخلايا ، لأنه يضمن أن كلتا الخلايا الوليدة يمكن أن تتلقى نسخة من المخطط الذي تحتاجه للبقاء والتكاثر ، ومع ذلك ، فإن تكرار الحمض النووي الخاص به يمكن أن يترك الخلية مستنفدة قليلاً.

المرحلة G2

تمامًا مثل مرحلة الفجوة الأولى من دورة الخلية ، تتميز مرحلة G 2 بالكثير من إنتاج البروتين ، خلال G 2 تتحقق العديد من الخلايا أيضًا للتأكد من أن كلتا نسختي الحمض النووي الخاصة بها صحيحة وسليمة ، إذا تبين أن الحمض النووي للخلية تالف ، فقد يفشل في نقطة تفتيش G 2 / M الخاصة بها سميت بهذا الاسم لأن نقطة التفتيش هذه تحدث في نهاية مرحلة G 2 ، مباشرة بين G 2 و M phase أو الانقسام المتساوي.

نقطة تفتيش G 2 / M هي مقياس أمان مهم للغاية للكائنات متعددة الخلايا مثل الحيوانات ، يمكن أن تحدث السرطانات ، التي يمكن أن تؤدي إلى موت الكائن الحي بأكمله ، عندما تتكاثر الخلايا ذات الحمض النووي التالف ، من خلال التحقق لمعرفة ما إذا كان الحمض النووي للخلايا قد تعرض للتلف مباشرة قبل التكاثر ، تقلل الحيوانات وبعض الكائنات الحية الأخرى من خطر الإصابة بالسرطان.

ومن المثير للاهتمام ، أن بعض الكائنات الحية يمكنها تخطي G 2 تمامًا والانتقال مباشرة إلى الانقسام الفتيلي بعد تصنيع الحمض النووي خلال المرحلة S ، ومع ذلك تجد معظم الكائنات الحية أنه من الأكثر أمانًا استخدام G 2 ونقطة التفتيش المرتبطة بها.

إذا تم تمرير نقطة تفتيش G 2 / M ، تبدأ دورة الخلية مرة أخرى ، تنقسم الخلية من خلال الانقسام الفتيلي ، وتبدأ الخلايا الوليدة الجديدة الدورة التي ستمر بها خلال مراحل G 1 و S و G 2 لإنتاج خلايا ابنة جديدة خاصة بها.

المسار البديل: G 0 Phase

بعد الولادة من خلال الانقسام الفتيلي ، لا ينتظر من بعض الخلايا أن بحدث بها انقسام لإنتاج خلايا وليدة.

على سبيل المثال


الخلايا العصبية الحيوانية لا تنقسم ، تكون الخلايا الأم هي خلايا جذعية ، وخلايا العصبونات الابنة مبرمجة على عدم المرور عبر دورة الخلية نفسها لأن نمو الخلايا العصبية غير المنضبط وانقسام الخلية يمكن أن يكونا خطرين جدًا على الكائن الحي.

لذا بدلاً من دخول المرحلة G 1 بعد الولادة ، تدخل الخلايا العصبية مرحلة يسميها العلماء  طور G 0 ، هذه حالة استقلابية تهدف فقط إلى الحفاظ على الخلية الوليدة ، وليس الاستعداد لانقسام الخلايا.

قد تقضي الخلايا العصبية وأنواع الخلايا الأخرى غير المنقسمة حياتها بأكملها في طور G 0 ، وتؤدي وظيفتها للكائن الحي ككل دون أن تنقسم أو تتكاثر أبدًا.

تنظيم دورة الخلية

من المهم للغاية أن يتم تنظيم دورة الخلية من أجل بقاء الخلايا والكائنات الحية ، ويجب أن تكون الكائنات الحية قادرة على إيقاف انقسام الخلايا عندما تتلف الخلية المعنية ، أو عندما لا يكون هناك ما يكفي من الغذاء لدعم نمو جديد ويجب أن يكونوا قادرين أيضًا على بدء انقسام الخلايا عند الحاجة إلى النمو أو التئام الجروح.

لتحقيق ذلك ، تستخدم الخلايا مجموعة متنوعة من شلالات الإشارات الكيميائية حيث تنشئ الروابط المتعددة في سلسلة تأثيرات معقدة بناءً على إشارات بسيطة.

في هذه التسلسلات التنظيمية ، قد يغير بروتين واحد وظيفة العديد من البروتينات الأخرى ، مما يؤدي إلى تغييرات واسعة النطاق في عمل الخلية أو حتى هيكلها.[1]