انقسام الخلية....السنة اولى علوم

السلام عليكم

انقســام الخايـة

انقسام الخلية

يتكون كل كائن حي من خلية واحدة أو أكثر، وكل خلية من هذه الخلايا نتجت عن خلية كانت موجودة في الأصل. وتتكون الخلايا الجديدة بالانقسام بحيث تتكون خليتان من الخلية الواحدة. أما الكائنات الحية الوحيدة الخلية فتبدأ حياتها وتكملها بخلية واحدة.

ويتشكل الإنسان، وغيره من الكائنات الحية العديدة الخلايا، من خلية واحدة. فبعد أن تنمو الخلية إلى حجم معين، تنقسم مكونة خليتين. وتبقى هاتان الخليتان ملتصقتين، كل منهما على الأخرى، وتنموان ثم تنقسمان مكونتين أربع خلايا، تنقسم بدورها مرات ومرات، وتبدأ في التخصص أثناء هذه العملية. وهكذا يتكون الإنسان والسمكة والقط وغيرها من الكائنات الحية العديدة الخلايا من خلية واحدة.

وينطوي انقسام الخلية على عمليتين. ففي العملية الأولى، التي تسمى الانقسام النووي، تنقسم النواة. وفي العملية الثانية المسماة الانقسام السيتوبلازمي، ينقسم السيتوبلازم، وتنشطر الخلية إلى نصفين. وهناك نوعان من الانقسام الخلوي (1) الانقسام الخيطي (2) الانقسام الاختزالي.

الانقسام الخيطي تتكاثر معظم الخلايا حقيقية النواة بالانقسام الخيطي. وفي هذا النوع تنقسم نواة الخلية لإنتاج نواتين متطابقتين مع النواة الأم. ويعقب الانقسام الخيطي الانقسام السيتوبلازمي.

1- تحتوي هذه الخلية الحيوانية على زوجين من الصبغيات. وقبل أن تبدأ الانقسام الخيطي تتضاعف الصبغيات والجسمان المركزيان.

2- يتحرك الجسمان المركزيان إلى الجانبين المتقابلين، ويتكون مغزل. ويذهب الكروماتيدان الأخوان (الصبغيان المتضاعفان) لمنتصف المغزل.

3- ينفصل الكروماتيدان الأخوان ويتحولان إلى صبغيين جديدين. ويتحرك الصبغيان المنفصلان إلى الجانبين المتقابلين من الخلية.

4- ينقسم السيتوبلازم، وتنشطر الخلية. وتتلقى كل خلية جديدة عددًا من الصبغيات يساوي ضعف عدد صبغيات الخلية الأم.
الانقسام الخيطي تنقسم نوى معظم الخلايا الحقيقية النواة بالانقسام الخيطي. وفي هذه العملية تنقسم النواة مكونة نواتين متطابقتين، ثم ينقسم السيتوبلازم بعد ذلك مباشرة في العادة، مما يؤدي إلى تكوُّن خليتين جديدتين متطابقتي النواة. وتتكاثر معظم الكائنات الحية وحيدة الخلية، ومعظم خلايا الكائنات الحية متعددة الخلايا، بالانقسام الخيطي.

وتحدث عملية الانقسام الخيطي على أربعة أطوار

1- الطور التمهيدي

2- الطور الاستوائي

3- الطور الانفصالي

4- الطور النهائي.

وتسمى الفترة بين انتهاء أحد الانقسامات النووية وبداية الانقسام النووي التالي الطور البيني. وفي أثناء الطور البيني تنمو الخلية وتؤدي نشاطاتها العادية، وتصعب رؤية الصبغيات في هذه المرحلة بالمجهر البصري. ويكوِّن كل صبغي وكل جسم مركزي نسخة من نفسه في وقت معين من الطور البيني. ويسمى الصبغي الأصلي ونسخته الكروماتيدان الأخوان، ويكونان مرتبطين بتركيب يسمى القسيم المركزي. وبعد تضاعف الجسمين المركزيين والصبغيات تكون الخلية مهيأة للانقسام الخيطي.

يسمى الطور الأول من الانقسام الخيطي الطور التمهيدي. وفي هذه المرحلة تبدأ الصبغيات بالالتفاف والتكثف إلى خيوط مرئية تصبح بالتدريج أقصر طولاً وأكبر سمكًا. وفي الوقت الذي تتكثف فيه الصبغيات، ينتظم جزء من الهيكل الخلوي في شبكة من الألياف تمتد عبر الخلية، وتسمى هذه الشبكة المغزل. ويتباعد الجسمان المركزيان على امتداد ألياف المغزل، ويستقران في الطرفين المتقابلين للخلية، مكونين بذلك قطبي المغزل. ومع انتهاء الطور التمهيدي يتفتت الغشاء النووي.

وفي الطور الاستوائي، أي الطور الثاني من الانقسام الخيطي، يتحرك الكروماتيدان الأخوان نحو وسط المغزل، الذي يسمى خط الاستواء. ويكون الكروماتيدان الأخوان متصلين في هذه المرحلة، ولكنهما ينتظمان على امتداد خط الاستواء، بحيث يتصل كل كروماتيد عند جسمه المركزي بليف مغزلي واحد على الأقل. وفي الطور الثالث، الذي يسمى الطور الانفصالي ينقسم الجسمان المركزيان ويتحول كل كروماتيد إلى صبغي جديد، ثم ينفصل الصبغيان ويتجهان إلى الأقطاب المقابلة.

وفي الطور النهائي، أي المرحلة الأخيرة من الانقسام الفتيلي، يعود كل صبغي إلى وضعه قبل حالة الالتفاف، ويصبح بالتالي غير مرئي بالمجهر البصري، ويتكون غشاء نووي حول كل نواة وليدة. وفي هذا الطور يتكسر المغزل أيضًا، وتكوِّن بروتينات الألياف المغزلية جزءًا من شبكات الهيكل الخلوي في الخلايا الوليدة.

وعادة يبدأ انقسام السيتوبلازم أيضًا في الطور النهائي. وفي خلايا الحيوانات يحدث الانقسام السيتوبلازمي، عندما يضيق الغشاء الخلوي بين النواتين الوليدتين لتكوين خليتين وليدتين. وفي خلايا النباتات والخلايا الأخرى ذات الجدار الخلوي، ينمو جدار خلوي بين النواتين الوليدتين مكونًا خليتين. وفي كلا الحالين يكون عدد الصبغيات في كل خلية جديدة مساويًا لعدد الصبغيات في الخلية الأم، وتحتوي أيضًا على نفس المعلومات الوراثية. ولاينتج الانقسام السيتوبلازمي خليتين متطابقتين دائمًا. ففي بعض الأحيان، تتلقى إحدى الخليتين الجديدتين عددًا من عضيات معينة أكبر مما تتلقاه الخلية الأخرى. وقد يؤدي الانقسام السيتوبلازمي أيضًا إلى تكوُّن خليتين مختلفتي الحجم. وبالإضافة إلى ذلك قد تنتج الخلية الجديدة حاملة نواتين، وذلك عندما يتكرر الانقسام الخيطي أكثر من مرة في نفس الخلية، دون أن يكون مصحوبًا بالانقسام السيتوبلازمي.

ويختلف الانقسام الخيطي في الخلايا النباتية إلى حد ما عنه في الخلايا الحيوانية. فخلايا النباتات المتعددة الخلايا لاتحتوي على أجسام مركزية، ولكنها تكوِّن مغازل شبيهة بتلك التي تكونها الخلايا الحيوانية.

الانقسام الاختزالي يتطلب انقسامين نوويين لتقليل عدد صبغيات الخلايا الجنسية إلى نصف عدد صبغيات الخلايا الأخرى. وعندما تتحد خلية جنسية ذكرية بخلية جنسية أنثوية تستعيد الخلية العدد الكامل للصبغيات.

1- قبل أن تبدأ الخلية الانقسام الاختزالي تتضاعف صبغياتها وجسماها المركزيان. وتزدوج الصبغيات المتضاعفة المتشابهة، والتي يتكون كل منها من كروماتيدين أخوين.

2- يتحرك زوج الصبغي المتضاعف إلى وسط المغزل. ثم تنفصل الأزواج وتذهب الصبغيات إلى الجانبين المتقابلين.

3- بعد الانقسام الأول للانقسام الخيطي، تتلقى كل خلية جديدة صبغيًا متضاعفًا من كل زوج من الصبغيات الأصلية. 4- بعد الانقسام الثاني ينفصل الكروماتيدان الأخوان. وتصبح لكل خلية من الخلايا الأربعة صبغي واحد من كل زوج أصلي متضاعف.
الانقسام الاختزالي يتكاثر الإنسان، والعديد من الكائنات الحية الأخرى، جنسيًا. فالفرد الجديد يتكون فقط عندما تتحد خلية جنسية ذكرية تسمى النطفة، بخلية جنسية أنثوية تسمى البيضة. وتنتج الخلايا الجنسية، التي تسمى أيضًا الخلايا الجرثومية، في أنسجة أو أعضاء تكاثرية خاصة، حيث تتكون خلايا جنسية جديدة أولاً بالانقسام الخيطي، ثم تمر هذه الخلايا بنوع خاص من الانقسام الخلوي يسمى الانقسام الاختزالي. ولمعرفة السبب في حدوث هذا الأمر ينبغي أن نفهم شيئًا عن الوراثة.

فكل نوع من أنواع الكائنات الحية يحتوي على عدد معين من الصبغيات في خلاياه الجسدية. ففي الإنسان مثلاً 23 زوجًا من الصبغيات وفي الضفدعة 13 زوجًا، وفي نبات البازلاء 7 أزواج. ويتشابه صبغيًا كل زوج في الحجم والشكل والمحتوى الوراثي. فإذا افترضنا أن الخلية الجنسية المذكرة والخلية الجنسية المؤنثة يحتويان على نفس عدد الصبغيات الذي تحتويه كل الخلايا الأخرى في الكائن الحي، فإن اتحادهما سوف ينتج خلية جسدية جديدة تحتوي على ضعف عدد الصبغيات الذي ينبغي أن تحتويه.

فالإنسان مثلاً، يحتوي على 46 صبغيًا في خلاياه الجسدية. وإذا كانت خلايا النطفة في الأب وخلايا البيضة في الأم محتوية على 46 صبغيًا، فإن الخلايا الجسدية للوليد سوف تحتوي على 92 صبغيًا، وسوف تحتوي الخلايا الجسدية للجيل الذي ينتج عن هذا الوليد 184 صبغيًا، وهكذا. ولمنع هذا التضاعف تحتوي الخلايا الجنسية على نصف عدد صبغيات الخلايا الجسدية. ويتم هذا بالانقسام الاختزالي.

يشتمل الانقسام الاختزالي على انقسامين نووين منفصلين لكل خلية جنسية. وقبل الانقسام الأول يتضاعف كل صبغي، ثم تصطف الصبغيات التي يحتوي كل منها الآن على كروماتيدين أخوين متصلين جنبًا إلى جنب، بحيث يقع كل صبغي بجوار نظيره المقابل في نفس الزوج. بعد ذلك تتحرك أزواج الصبغيات المتضاعفة نحو خط الاستواء، ثم تنفصل أزواج الصبغيات، ولكن أحد الصبغيات، الذي مايزال يحتفظ بكروماتيديه، يتحرك نحو أحد الأقطاب، بينما يتحرك الصبغي الآخر نحو القطب المقابل. ويلي ذلك الانقسام السيتوبلازمي، الذي يقسم السيتوبلازم إلى قسمين. وهكذا تتلقى كل خلية جديدة صبغيًا واحدًا مكونًا من كروماتيدين أخوين، من كل زوج أصلي. ثم تنقسم هاتان الخليتان الجديدتان، وفي هذا الانقسام الثاني، يذهب كل من الكروماتيدين المكونين لزوج الكروماتيدين الأخوين إلى كل خلية جديدة. وهكذا، ينتج عن انقسامي الانقسام الاختزالي أربع خلايا، يحتوي كل منها على نصف عدد الصبغيات الذي نجده في بقية خلايا الكائن الحي.

وتحتوي الخلية الجنسية في الإنسان، أي النطفة والبيضة على 23 صبغيًا. وعندما تتحد النطفة بالبيضة في عملية تسمى الإخصاب، تنتج عن الاتحاد خلية واحدة -البيضة المخصبة- محتوية على 46 صبغيًا، أو 23 زوجًا متشابهًا. ويتشكل الجنين من هذه البيضة. انظر: الوراثة (الخلايا الجنسية والتكاثر).

النمو والتخصص هما العمليتان اللتان تتشكل بهما خلية بيضية مخصبة واحدة إلى كائن حي معين. فالبيضة المخصبة التي تشكلت أنت منها احتوت على كل التعليمات التي أدت إلى الطريقة التي نموت بها، حيث انقسمت بالانقسام الخيطي والانقسام السيتوبلازمي، ثم توالت الانقسامات التي أدت إلى تكون كمية ضخمة من الخلايا. وعندئذ بدأت الخلايا في التمايز (التخصص)، الذي نتج عنه تكون الخلايا العضلية وخلايا الجلد والخلايا العصبية وغيرها. وتجمعت الخلايا لتكوِّن أنسجة، ثم كونت الأنسجة الأعضاء مثل قلبك ورئتيك.

وفهم التمايز من التحديات التي تواجه العلماء الآن. ففي كل مرة تنقسم فيها الخلية تنتقل إلى النسل نفس المادة الوراثية. ويعتقد العلماء أن التمايز يحدث عندما تصبح مجموعة معينة من المورثات (الجينات) نشطة في الخلية، حيث تنتج هذه المورثات بروتينات معينة - العديد منها إنزيمات - تسبب تمايز الخلية. وكل خلايا الكائن الحي بها نفس المورثات، ونفس د ن أ. إذن ما الذي ينشط المجموعة المعينة من المورثات في نوع معين من الخلايا؟

موت الخلية. مثل كل الكائنات الحية، تموت الخلايا. ففي كل دقيقة تموت نحو ثلاثة بلايين خلية في جسمك، وفي نفس الدقيقة تتولد نحو ثلاثة بلايين خلية جديدة بالانقسام الخلوي، عوضًا عن الخلايا الميتة. وخلايا الجلد الميتة تتقشر، بينما تمر الخلايا الميتة من خلايا الأعضاء الداخلية إلى خارج الجسم مع الفضلات. ويتفاوت المدى الزمني للخلايا. فخلايا الدم البيضاء مثلاً تعيش لمدة 13 يومًا، بينما تعيش خلايا الدم الحمراء لمدة 120 يومًا، وخلايا الكبد لحوالي 18 شهرًا. أما الخلايا العصبية فتعيش لحوالي 100 سنة.