مفهوم الانقسام الخيطي
الانقسام الخيطي هو نوع من الانقسام الخلوي الذي يتم فيه تقسيم خلية واحدة (الأم) لإنتاج خليتين جديدتين (الابنتين) متطابقتين وراثيا معها، وهنا تكمن أهمية الانقسام المتساوي. في سياق دورة الخلية، يعتبر الانقسام الخيطي جزءا من عملية الانقسام التي يتم فيها تقسيم الحمض النووي في نواة الخلية إلى مجموعتين متساويتين من الكروموسومات. فمعظم انقسامات الخلايا التي تحدث في جسمك تتضمن الانقسام أثناء النمو والتكاثر، حيث يتم ملء جسم الكائن الحي بالخلايا. وعلى مدار حياة الكائن الحي، تتم استبدال الخلايا القديمة بخلايا جديدة. بالنسبة للكائنات ذات النوى الأحادية الخلية مثل الخميرة، فإن الانقسامات الانقسامية في الواقع تعتبر شكلا من أشكال التكاثر وإضافة أفراد جدد إلى السكان.
في كل هذه الحالات ، فإن الهدف من الانقسام هو التأكد من أن كل خلية ابنة تتلقى مجموعة كاملة و تامة من الكروموسومات، حيث لا تعمل الخلايا التي تحتوي على عدد قليل جدا من الكروموسومات أو بها عدا كبير جدا من الكروموسومات بشكل عام ، فقد لا تنجو أو قد تسبب السرطان، لذلك عندما تخضع الخلايا للانقسام الفتيلي ، فإنها لا تقوم فقط بتقسيم حمضها النووي بشكل عشوائي و إلقاءه في أكوام من الخلايا الوليدة، بدلاً من ذلك ، قاموا بتقسيم الكروموسومات المضاعفة في سلسلة من الخطوات المنظمة بعناية.
مراحل الانقسام الخيطي المتساوي عند النبات
يتكون الانقسام الخيطي من أربع مراحل أساسية:
- الطور الأولي
- الطور الاستباقي
- الطور الصاعد
- الطور النهائي
تحتوي بعض الكتب المدرسية على خمس مراحل للانقسام الخلوي المتساوي، حيث تتمثل المرحلة الأولى في مرحلة مبكرة والمرحلة الثانية في المرحلة المتأخرة، ويحدث هذا التقسيم بترتيب تسلسلي صارم، حيث يبدأ الحركة الخلوية بتقسيم محتويات الخلية لتشكيل خليتين جديدتين في الطور النهائي أو الطور الصاعد.
الطور الاولي
في مرحلة مبكرة من الانقسام الخلوي، تبدأ الخلايا في تحطيم بعض الهياكل وبناء أخرى، مما يمهد الطريق لفصل الكروموسومات. وتبدأ الكروموسومات في الانقسام والتكاثر، مما يسهل تفككها لاحقا. يقوم المغزل الانقسامي (وهو هيكل مصنوع من أنابيب دقيقة تشكل جزءا من الهيكل العظمي للخلية) بتنظيم وتحريك الكروموسومات أثناء الانقسام. وينمو المغزل بين الجزيئات المركزية أثناء تحركه بعيدا، وتختفي النواة التي تحتوي على الريبوسومات، وتشير هذه الظاهرة إلى أن النواة تستعد للانتهاء
- في المرحلة الأولية المتأخرة (التي تسمى أحيانًا الطور الأول)، يبدأ المغزل الانقسامي في التقاط الكروموسومات وتنظيمها.
- تصبح الكروموسومات أكثر تكثفًا مما يجعلها مضغوطة جدًا.
- ينهار الغلاف النووي و تتحرر الكروموسومات.
- يزداد نمو المغزل الانقسامي، وتبدأ بعض الأنابيب الدقيقة في الالتقاط الكروموسومات.
- قد تلتصق الأنابيب الدقيقة بالكروموسومات، وهي عبارة عن رقعة من البروتين في مركز كل كروماتيد أخت، وتسمى السنتروميرات، وهي مناطق الحمض النووي التي يتم فيها ربط الكروماتيدات الشقيقة بإحكام.
- تسمى الأنابيب الدقيقة التي تربط الكروموسومات بالأنابيب الدقيقة الحركية
- قد تلتقط الأنابيب الدقيقة غير المرتبطة بالحركية أنابيب دقيقة من القطب المعاكس، مما يؤدي إلى استقرار المغزل
- تمتد المزيد من الأنابيب الدقيقة من كل جسيم مركزي باتجاه حافة الخلية، وتشكل بنية تسمى النجم
الطور الاستباقي
- يقوم المغزل بالتقاط جميع الكروموسومات خلال مراحل الانقسام المتساوي ويصطفها في وسط الخلية لتصبح جاهزة للانقسام
- تتصف جميع الكروموسومات في اللوحة الطورية بالترتيب في مستوى محدد (وهو ليس هيكلًا فيزيائيًا، بل مصطلح يشير إلى المستوى الذي تتصف فيه الكروموسومات بالترتيب).
- في هذه المرحلة، يجب ربط حركتي الحركة لكل كروموسوم بأنابيب دقيقة تربط بين أقطاب المغزل المقابلة.
- قبل الانتقال إلى المرحلة التالية، يتم التأكد في الخلية من وجود جميع الكروموسومات على اللوحة الطورية ومن اتصال المستقلبات الحركية بشكل صحيح بالأنابيب الدقيقة.
- يعرف هذا باسم نقطة فحص المغزل، ويساعد على ضمان تقسيم الكروماتيدات الشقيقة بالتساوي بين الخليتين الوليدين خلال الخطوة التالية.
- إذا لم يتم محاذاة الكروموسوم أو ربطه بشكل صحيح، فستتوقف الخلية عن الانقسام حتى يتم إصلاح المشكلة.
الطور الصاعد
- يحدث انفصال الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها في المرحلة الصاعدة ويتم سحبها نحو الأطراف المقابلة للخلية.
- يتحلل بروتين “الصمغ” الذي يربط الكروماتيدات الشقيقة معًا، مما يسمح لها بالانفصال
- كل شخص يحمل الآن كروموسوماته الخاصة.
- يتم سحب الكروموسومات في كل زوج نحو الأطراف المقابلة للخلية.
- تتطوّر الأنابيب الدقيقة غير المتصلة بالكروموسومات وتُطيل وتنقسم بين القطبين، مما يجعل الخلية أطول.
- جميع هذه العمليات تتم بواسطة البروتينات الحركية، وهي آلات جزيئية يمكنها السير على طول مسارات الأنابيب الدقيقة وحمل الأحمال.
- في حالة الانقسام الخلوي، تحمل البروتينات الحركية الكروموسومات أو الأنابيب الدقيقة الأخرى أثناء الحركة.
الطور النهائي
- تنتهي الخلية تقريبًا من الانقسام في المرحلة النهائية
- تبدأ الخلايافي إعادة بناء هياكلها الطبيعية بعد حدوث انقسام الخلية (تقسيم محتويات الخلية).
- ينقسم المغزل الانقسامي إلى لبنات بنائه.
- هناك نواتان جديدتان، واحدة لكل مجموعة كروموسومات.
- تظهر الأغشية النووية و النواة.
- تبدأ الكروموسومات في التدهور والعودة إلى شكلها الأصلي، الخيط.
- يتداخل السيتوبلازم، الذي يقسم الخلية إلى لوحين خلويين جديدين، مع المراحل النهائية للانقسام
- يمكن أن يبدأ التطور في المرحلة الصاعدة أو المرحلة النهائية، اعتمادًا على الخلية، وينتهي بعد المرحلة الأولية مباشرة.
- في الخلايا الحيوانية، يتم تقليص الحركة الخلوية ويتم سحب الخلية إلى قسمين مثل محفظة نقود بواسطة حبل رفيع (الحبل هو شريط من الخيوط يتكون من بروتين يسمى الأكتين، ويشار إلى تجعد القرص باسم ثني الانقسام)
- تمتلك الخلايا النباتية جدارًا خلويًا صلبًا للغاية، وبالتالي لا يمكن تقسيمها بهذه الطريقة
- بدلاً من ذلك، تتشكل بنية تسمى لوحة الخلية أسفل منتصف الخلية، وتنقسم إلى خليتين ابنتيتين يفصل بينهما جدار جديد.
- عندما ينتهي الحراك الخلوي، ننتهي بخليتين جديدتين، كل منهما تحتوي على مجموعة كاملةٍ من الكروموسوماتِ المتطابقةِ مع تلكَ الموجودةِ في الخليةِ الأمِ.
- تستطيع الخلايا الجديدالوليدة الآن أن تبدأ حياتها الخلوية الخاصة بها، وبناءً على القرار الذي تتخذه عندما تكبر، قد تخضع لنفس الانقسام وتكرار دورة الانقسام الخيطي.
اهمية الانقسام للكائنات الحية
يعد الانقسام الخلوي الخيطي أمرًا مهمًا للكائنات الحية متعددة الخلايا
- يساعد على توفير خلايا جديدة للنمو واستبدال الخلايا التالفة مثل خلايا الجلد.
- يعتمد العديد من الكائنات الحية أحادية الخلية على الانقسام الخيطي كطريقة أساسية للتكاثر اللاجنسي.
- مهم لنمو و تطور أجسامنا أيضا
- يلعب دور مهم في نمو الأجنة
- هي وسيلة لإنتاج المزيد من الخلايا الوراثية لنفس الخلية الأم.
- يساعد على تجديد الخلايا من خلال التكاثر غير الجنسي