ما هي نظرية تطور الخلية
تقوم نظرية تطور الخلية على فكرة أن جميع الكائنات الحية تتكون من وحدات تنظيمية متشابهة تعرف باسم الخلايا، وقد تم صياغة هذا المفهوم رسميا في عام 1839 من قبل شليدن وشوان. وتعتبر هذه النظرية أساسا لعلم الأحياء الحديث، وقد سبقتها نماذج ومراحل أخرى في تطور نظرية الخلية، مثل نظرية التطور لداروين في عام 1859 وقوانين مندل للوراثة في عام 1865، وتأسيس الكيمياء الحيوية المقارنة في عام 1940. وكان روبرت هوك أول من استخدم مفهوم الخلية
ما هي مراحل تطور الخلية
مشاهدة الخلايا الأولى
بينما جعل اختراع التلسكوب الكون مرئيا للمراقبة البشرية، فتح المجهر عوالم أصغر حجما، حيث يكشف عن تركيب الكائنات الحية ويساعد في اكتشاف الخلية. تم اكتشاف الخلية لأول مرة في عام 1665 من قبل روبرت هوك، الذي وصفها على أنها تشبه السيلولا أو الغرف الصغيرة بشكل متطابق. ومن هنا جاء تسمية الخلية، وأصبح هوك أول من استخدم مصطلح “الخلية”. ومع ذلك، اتضح أن ما رآه هوك كان فقط جدران الخلايا الميتة لنبات الفلين. في عام 1674، شاهد أنطون فان ليفينهوك أول خلية حية تحت المجهر، ووصف الطحالب سبيروجيرا. قد يكون فان ليفينهوك رأى أيضا البكتيريا
صياغة نظرية الخلية
في عام 1838 ، كان ثيودور شوان وماتياس شلايدن يستمتعان بقهوة بعد العشاء ويتحدثان عن دراستهما على الخلايا ، لقد قيل أنه عندما سمع شوان شلايدن يصف الخلايا النباتية ذات النوى ، فقد صُدم بتشابه هذه الخلايا النباتية مع الخلايا التي لاحظها في الأنسجة الحيوانية ، ذهب العالمان على الفور إلى مختبر شوان للنظر في شرائحه ، نشر شوان كتابه عن الخلايا الحيوانية والنباتية (شوان 1839) في العام التالي ، وهو أطروحة خالية من الإقرار بمساهمة أي شخص آخر ، بما في ذلك مساهمة شلايدن (1838) ، لخص ملاحظاته في ثلاث استنتاجات حول الخلايا هم:
- تعد الخلية وحدة التركيب والتنظيم والوظائف في الكائنات الحية.
- تحتفظ الخلية بوجود هيكل مزدوج ككيان مستقل وعنصر أساسي في بناء الكائنات الحية.
- تتشكل الخلايا عن طريق تكوين الخلايا الحرة، مثل تكوين البلورات (التوليد التلقائي).
ندرك اليوم أن المبدأين الأولين صحيحان، ولكن من الواضح أن المبدأ الثالث خاطئ، وأخيرًا قام آخرون بنشر التفسير الصحيح لتشكيل الخلية عن طريق الانقسام، وتم إعلانه رسميًا في القول المأثور الشهير لرودولف فيرشو “جميع الخلايا تنشأ فقط من خلايا موجودة سابقًا.
نظرية الخلية الحديثة
تنص هذه النظرية على عدة نقاط وهي:
- تتكون جميع الكائنات الحية المعروفة من خلايا، وتعد الخلية وحدة هيكلية ووظيفية أساسية لجميع الكائنات الحية.
- تنشأ جميع الخلايا من خلايا موجودة مسبقًا عن طريق الانقسام
- تحتوي الخلايا علىمعلومات وراثية تنتقل من خلية إلى أخرى أثناء عملية انقسام الخلية.
- جَمِيعُ الخلايا هِيَ نَفسَها في الأساسِ في التَّركيبِ الكيميائِيِّ.
- يحدث كل تدفق للطاقة (التمثيل الغذائي والكيمياء الحيوية) داخل الخلايا للحياة.
كما هو الحال مع النمو السريع للبيولوجيا الجزيئية في منتصف القرن العشرين ، انفجرت أبحاث بيولوجيا الخلية في الخمسينيات من القرن الماضي ، وأصبح من الممكن الحفاظ على الخلايا ونموها ومعالجتها خارج الكائنات الحية ، أول خط خلوي متصل تمت زراعته بهذه الطريقة كان في عام 1951 من قبل جورج أوتو جي وزملائه في العمل ، مشتق من خلايا سرطان عنق الرحم المأخوذة من هنريتا لاكس ، التي ماتت بسبب السرطان في عام 1951 ، خط الخلية ، والذي تمت الإشارة إليه في النهاية باسم خلايا هيلا ، لقد كانت نقطة تحول في دراسة بيولوجيا الخلية بالطريقة التي كانت فيها بنية الحمض النووي تمثل طفرة كبيرة في البيولوجيا الجزيئية.
التقدم في دراسة الخلية
شهدت دراسة الخلايا تقدما كبيرا مؤخرا، حيث يتم الآن وضع حد أدنى لمتطلبات الوسائط اللازمة للخلايا، وتطوير تقنيات زراعة خلايا معقمة. ساعد في ذلك التقدم السابق في الفحص المجهري الإلكتروني، والتقدم المستمر في تطوير طرق التعداد واكتشاف البروتين الفلوري الأخضر في قنديل البحر، واكتشاف الحمض النووي الريبي المتداخل الصغير (سيرنا)، بالإضافة إلى العديد من المستجدات الأخرى.
تستمر دراسة بنية ووظيفة الخلايا اليوم في فرعٍ من فروع علم الأحياء يُعرف باسم علم الخلايا، وسمحت التطورات في المعدات، بما في ذلك المجاهر والكواشف الخاصة بعلم الخلايا، بتقدم هذا المجال، لا سيما في البيئة السريرية.
مراحل دورة الخلية
في كل الخلايا التي تحتوي على نواة، تتقسم مراحل انقسام الخلية إلى مرحلتين رئيسيتين وهما: المرحلة البينية والمرحلة الانقسامية (M)
الطور البيني
يعد الطور البيني هو أول مرحلة في دورة الخلية. تتشكل الخلية في هذه المرحلة عن طريق تقسيم الخلية الأم، ويتم التحضير للتقسيم في ثلاث خطوات
- المرحلة G1: يشير المصطلح G1، والمعروف أيضًا باسم المرحلة الأولى للفجوة، إلى المرحلة التي تتميز بنمو الخلية جسديًا بشكل كبير، ونسخ العضيات، وتصنيع الجزيئات البنائية التي ستحتاج إليها في الخطوات اللاحقة.
- المرحلة S: في مرحلة S، تقوم الخلية بصناعة نسخة كاملة من الحمض النووي في نواتها، كما تتكرر بنية تنظيم الأنابيب الدقيقة التي تسمى الجسيم المركزي، وتساعد الجسيمات المركزية على فصل الحمض النووي خلال المرحلة M.
- المرحلة G2: خلال المرحلة الثانية من الفجوة الخلوية، أو مرحلة G2، تتعزز نمو الخلية وتصنع البروتينات والعضيات، وتبدأ في إعادة تنظيم محتوياتها استعدادًا للانقسام، وينتهي هذا المرحلة عندما يبدأ الانقسام الخلوي.
المرحلة M أو مرحلة الانقسام
خلال المرحلة التقسيمية (M)، يتم تقسيم الحمض النووي والسيتوبلازما في الخلية المنسوخة لتشكيل خليتين جديدتين. تتضمن المرحلة M عمليتين متميزتين مرتبطتين بالتقسيم: التقسيم الفتيلي والحركة الخلوية. في التقسيم الفتيلي، يتكثف الحمض النووي في الخلية لتشكيل كروموسومات مرئية ويتم تفكيكها بواسطة المغزل الانقسامي، وهو هيكل مصنوع من أنابيب دقيقة. يحدث التقسيم الفتيلي في أربع مراحل. أما في السيتوبلازما، ينقسم سيتوبلازما الخلية لتشكيل خليتين جديدتين. يبدأ التحلل الخلوي عادة بعد انتهاء التقسيم مع وجود تداخل بسيط. الأهم من ذلك، يحدث التحلل الخلوي بطرق مختلفة في الخلايا الحيوانية والنباتية، وهناك اختلاف بينهما
- في الحيوانات ، يحدث الانقسام الخلوي عندما تتقلص مجموعة من ألياف الهيكل الخلوي تسمى الحلقة المقلصة إلى الداخل وتضغط على الخلية إلى قسمين ، وهي عملية تسمى الانقباض الخلوي الانقباضي ، يُطلق على المسافة البادئة الناتجة عندما تتقلص الحلقة إلى الداخل ، يمكن أن تنضغط الخلايا الحيوانية إلى قسمين لأنها لينة نسبيًا واسفنجية.
- بالمقابل، تتمتع الخلايا النباتية بمزيد من المتانة مقارنة بالخلايا الحيوانية، حيث تحتوي على جدار خلوي قوي وضغط داخلي مرتفع. وبسبب ذلك، تنقسم الخلايا النباتية إلى قسمين عن طريق بناء هيكل جديد في منتصف الخلية. يتكون هذا الهيكل، المعروف باسم جدار الخلية، من غشاء بلازما ومكونات الجدار الخلوي، وتتصل هذه المكونات ببعضها البعض عبر الحويصلات، وتنقسم الخلية بعدها إلى قسمين.