ما هي مراحل الانقسام الفتيلي في خلية حيوانية، ما هو القاسم المشترك بين أمعائك والخميرة في عجينة الخبز والضفدع النامي؟ لديهم جميعًا، من بين أشياء أخرى، خلايا تقوم بالتخفيف.
تنقسم لإنتاج المزيد من الخلايا المتطابقة وراثيًا، ولكن لماذا يجب أن تنقسم هذه الكائنات الحية والأنسجة المختلفة جدًا؟
ما هو الانقسام؟
الانقسام الخيطي هو الخطوة في دورة الخلية حيث يتم 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 الطريقة التي يمكن أن تنمو بها الزيجوت الفردي إلى كائن حي كامل.
يحتوي الانقسام المتساوي على عدة مراحل أو مراحل متميزة تمت مناقشتها أدناه.
تشمل المراحل الأخرى في دورة الخلية النمو وتكرار الحمض النووي، وكلاهما ضروري لحدوث الانقسام.
يوجد أدناه أيضًا صورة للموقع الذي يتوافق مع الانقسام في دورة الخلية.
انظر أيضًا: العلاقات بين الكائنات الحية في النظام البيئي
اكتشاف الانقسام
تم تطوير أوصاف مختلفة لانقسام الخلايا، بدرجات متفاوتة من الدقة، في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر.
في عام 1835، وصف عالم النبات الألماني هوغو فون مول انقسام الخلايا في الطحالب الخضراء Cladophora glomerata ووجد أن تكاثر الخلايا يحدث من خلال انقسام الخلايا.
في عام 1838 ادعى ماتياس جاكوب شلايدن أن تكوين خلايا جديدة فيها كان قانونًا عامًا لتكاثر الخلايا في النباتات.
وجهة نظر تم تجاهلها لاحقًا لصالح نموذج Muhl بسبب مساهمات روبرت ريماك وآخرين.
في الخلايا الحيوانية، تم اكتشاف انقسام الخلايا مع الانقسام الفتيلي في عام 1873 م في خلايا القرنية للضفادع والأرانب والقطط.
تم وصفه لأول مرة في عام 1875 من قبل عالم الأنسجة البولندي، Waklow Maisel.
وظائف الانقسامية
هناك ثلاث وظائف للانقسام، وهي:
تطوير
في الكائنات متعددة الخلايا، تبدأ الحياة دائمًا كخلية واحدة تتكون من أمشجين، وتحمل هذه البيضة الملقحة كل الحمض النووي الضروري.
هذا هو تكوين كائن حي يعمل بكامل طاقته، ولكن ليس خلايا كافية تقريبًا، والغرض من الانقسام هو إنتاج المزيد من الخلايا.
بعد الجولة الأولى من الانقسام، هناك خليتان فقط وكل واحدة من هذه الخلايا تخضع للانقسام وهناك 4 خلايا تشكل كرة صغيرة مجوفة من الخلايا تسمى الأريمة.
تنحني هذه الكرة من تلقاء نفسها مع تكوين المزيد والمزيد من الخلايا، وتبدأ الخلايا في التمايز، مما يسمح لها بأداء مهام محددة 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، والكائنات أحادية الخلية تستخدم الانقسام لتكاثر وتوزيع الحمض النووي الخاص بها، كما تتكاثر بعض الكائنات أحادية الخلية عن طريق الاتصال الجنسي.
بالنسبة للتكاثر الجنسي، تمر معظم الكائنات الحية بعملية مختلفة تسمى الانقسام الاختزالي لتقليل الحمض النووي بشكل صحيح ووضع الحمض النووي في خلايا فردية.
يمكن بعد ذلك أن تلتقي هذه الأمشاج وسيتم تخصيب أحدها، وتحتوي هذه الأمشاج المخصبة على مجموعتين من الجينومات الضرورية للتطور السليم في معظم الكائنات الحية.
تحتوي بعض الكائنات الحية على نسخة واحدة فقط من الحمض النووي الخاص بها، وتسمى هذه الأنواع ثنائية الصبغيات وأحادية الصبغيات على التوالي.
استبدال الأنسجة التالفة
الوظيفة الثانية المهمة للانقسام هي الإصلاح: عندما يصاب الكائن الحي، تتلف خلاياه
يمكن أن تكون هذه إصابة جسدية مثل الجرح أو الضرر الناجم عن عوامل بيئية مثل الشمس.
في كلتا الحالتين، يجب استبدال الخلايا التالفة، وهذه هي الطريقة التي تعمل بها الخلايا المجاورة، التي لا تعرف الخلايا المجاورة.
يقومون بتشغيل المسارات التي تبدأ عملية الانقسام، وفي النهاية تصل الخلايا الجديدة المتكاثرة إلى بعضها البعض.
منطقة التلف مغطاة بخلايا جديدة، وتجدر الإشارة إلى أن بعض الكائنات الحية يمكنها تجديد أطراف كاملة بهذه الطريقة.
يمكن أن تفقد السحالي وسرطان البحر والعديد من الحيوانات الأخرى ذيلًا أو مخلبًا بأمان لأن الأطراف يمكن أن تنمو مرة أخرى من خلال الانقسام.
مراحل الانقسام
على الرغم من أنه ليس جزءًا تقنيًا من الانقسام الفتيلي، إلا أن الطور البيني يبدأ وينتهي الانقسام.
الطور البيني هو جزء من دورة الخلية حيث تنمو الخلية وتكرر الحمض النووي.
بعد إنتاج مجموعة متطابقة من الحمض النووي، تدخل الخلية في الانقسام.
الطور الأول
التنقية هي المرحلة الأولى من الانقسام، خلال هذه المرحلة يتم تكثيف الحمض النووي وأثناء الطور البيني.
عندما يتم نسخ الحمض النووي، يكون في شكل فضفاض ومفتوح بحيث يمكن للإنزيمات القيام بعملها على الحمض النووي وإنشاء خيط جديد.
لكن هذا الكروماتين، كما يطلق عليه، سيصبح متشابكًا ومكسرًا بينما تحاول الخلية تحريكه دون تكثيفه.
خلال الطور الأولي، تقوم الآلية الخلوية بتعبئة الحمض النووي حول بروتينات خاصة تسمى الهستونات.
هذا يسمح لهم بالتكثيف في حزم ضيقة للغاية، ويمكن الآن نقل هذه الحزم الضيقة من الحمض النووي بسهولة.
أثناء الطور، تظهر المريكزات، وتتركز على جانبي الخلية التي تنظم الأنابيب الدقيقة.
تصل الأنابيب الدقيقة في النهاية إلى كروموسومات الحمض النووي وتلتقطها.
تحدث هذه المرحلة في النباتات من خلال خطوة تعيد ترتيب الخلية لوضع النواة في المركز، ولكن في معظم الخلايا الحيوانية.
تكون النواة في مركز الخلية معظم الوقت ؛ وغالبًا ما يتم دفعه جانبًا في النباتات.
يحدث هذا من خلال فجوات كبيرة تحتوي على الماء، وتسمح هذه المرحلة الأولية للنباتات بتنظيم عضياتها للتقسيم.
لقد اخترنا لك: هيكل الخلية البكتيرية بالتفصيل
بروميثافيز – بروميثافيز
لكي تنقسم الكروموسومات ثنائية الصبغيات، يجب أن تصل إليها الأنابيب الدقيقة، وهي تفعل ذلك في مرحلة الطور الأولي.
حيث ينهار الغلاف النووي الذي يحيط بالخلايا وهذا الغشاء يفصل الحمض النووي عن العصارة الخلوية في الخلية.
عندما ينهار الغلاف النووي، يمكن أن تنتشر الأنابيب الدقيقة من السنتروميرات إلى الكروموسومات.
يحتوي كل كروموسوم على منطقة خاصة تُعرف باسم centromere، وكل سنترومير، و kinetochore، و microtubule قادر على الارتباط بهذا kinetochore.
هذا يسمح للخلية بتحريك كروموسوماتها، والأنابيب الدقيقة على كلا الجانبين، من جانبي الخلية، تلتصق بكل كروموسوم أثناء الطور.
الطور الاستوائي – المرحلة الاستوائية
أثناء الطور النهائي، تبدأ الأنابيب الدقيقة في سحب الكروموسومات، ويتم سحب كل جانب بقوة متساوية، وينتهي المطاف بالكروموسومات في النهاية في مركز الخلية.
تسمى هذه المنطقة بلوحة الطور الطوري، وتمثل الخلايا المجاورة للوحة الطورية نسختين كاملتين من الحمض النووي، مع كل كروموسوم مصطف بجوار الكروماتيد الشقيق، أو حبلا من الحمض النووي المنسوخ.
بهذه الطريقة، عندما تقوم الأنابيب الدقيقة بفصل الكروموسومات عن بعضها، تحصل كل خلية على جينوم كامل الوظائف. يوجد أدناه صورة لخلية في الطور.
طور
الكروماتيدات الشقيقة، وهي نسخ متطابقة من نفس الجزء من الحمض النووي، يتم ربطها معًا عند مريكزاتها.
أثناء طور طور الانقسام الفتيلي، يتم تدمير البروتينات التي تربط هذه الكروماتيدات، كل منها لديه الآن كروموسوم خاص به، ويمكن سحب النصفين المتطابقين إلى أي خلية.
في الصورة أعلاه، هناك نوعان من الكروموسومات البيضاء واثنين من الكروموسومات الرمادية، وأثناء الطور، تتفكك البروتينات بين الكروماتيدات الشقيقة لكل كروموسوم.
أيضًا في الخلية أعلاه، بعد فصل الكروماتيدات، ينتج عن ذلك إجمالي 8 كروموسومات.
في المرحلة التالية، يتم فصلهم لإنشاء 4 كروموسومات في كل خلية، وهو الرقم الذي كانت للخلية قبل أن تكرر الحمض النووي الخاص بها.
Telophase – Telophase
المرحلة الأخيرة من الانقسام الفتيلي هي المرحلة النهائية وتحدث عندما يتم سحب الكروموسومات إلى كل مركز مركزي.
يتشكل ثلم الانقسامي في الخلية ؛ سيكون للكروموسومات في النهاية غلاف نووي حولها، وتصبح خلاياها الخاصة، وسوف تتفكك المريكزات، وستستأنف كل خلية وظيفتها الطبيعية.
ومع ذلك، قبل وظيفة الخلية، هناك حاجة إلى خطوة حاسمة أخيرة، وهي حركة الخلية.
هذه العملية الأخيرة ليست خطوة انشطار، ولكنها بداية الطور البيني ؛ بعد الانقسام، يمكن أن تنمو الخلايا مرة أخرى.
علامة تشخيصية للانقسام
في علم التشريح المرضي، يعد معدل الانقسام علامة مهمة في أنواع مختلفة من عينات الأنسجة للتشخيص.
من أجل تحديد مدى عدوانية الأورام، على سبيل المثال، يتم بشكل روتيني تحديد عدد الخلايا الانقسامية في تصنيف سرطان الثدي.
لذلك، يجب حساب الانقسامات في منطقة ذات نشاط انقسامي أعلى، ومن الصعب تحديد هذه المناطق بصريًا في الأورام ذات النشاط الانقسامي العالي جدًا.
يمكن أيضًا استخدام اكتشاف الأشكال غير النمطية الانقسامية كعلامة تشخيصية وإنذارية.
التطور الانقسامي
هناك متماثلات بدائية النواة لجميع الجزيئات الرئيسية المشاركة في الانقسام حقيقيات النوى (مثل الأكتينين والتوبيولين).
كونها سمة عالمية حقيقية النواة، فمن المحتمل أن يكون الانقسام قد نشأ في 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 يتضمن الانقسام الاختزالي، هو أيضًا سمة بدائية لحقيقيات النوى.
وبالتالي، قد يكون الانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي قد تطور بالتوازي من عمليات بدائية النواة.
اقرأ أيضًا: بحث عن مكونات الخلايا النباتية والحيوانية ووظائفها
أخيرًا، في نهاية ما هي مراحل الانقسام المتساوي للخلية الحيوانية، يحدث الانقسام الخيطي فقط في الخلايا حقيقية النواة، حيث تنقسم الخلايا بدائية النواة التي تفتقر إلى النواة من خلال عملية أخرى تسمى الانشطار الثنائي ويختلف الانقسام بين الكائنات الحية.