في بعض الأحيان تقوم بعض الشفة أو تجرح جلد ركبتك عن طريق الخطأ ، ولكن في غضون أيام يشفى الجرح. فكيف يحدث ذلك؟
كل يوم ، كل ساعة ، كل ثانية واحدة من أهم الأحداث التي تحدث في جسدك - الانقسام الخلوي.
عندما تنقسم الخلايا ، فإنها تصنع خلايا بنات جديدة. تنقسم كل خلية واحدة لخليتين ، ثم تنقسم هاتان الخليتان إلى أربع خلايا ، وهكذا. ونسمي هذه العملية "انقسام الخلية" أو "التكاثر الخلوي" ، لأن الخلايا الجديدة تتشكل عندما تنقسم الخلايا القديمة.
لماذا تنقسم الخلايا؟
الانقسام الخلوي يحدث لعدة أسباب. مثلا، عندما تقوم بتقشير ركبتك ، تنقسم الخلايا لتحل محل الخلايا القديمة أو الميتة أو التالفة. تنقسم الخلايا أيضًا حتى تنمو الكائنات الحية. فعندما تنمو الكائنات ، فليس ذلك بسبب زيادة حجم الخلايا.
تنمو الكائنات الحية لأن الخلايا تنقسم لإنتاج المزيد والمزيد من الخلايا. في الأجسام البشرية ، تنقسم زهاء تريليون من الخلايا كل يوم.
| شاهد الفيديو الذي يوضح انقسام خلية حيوان (بالأعلى) وخلية بكتيريا E. coli (بالأسفل). الفيديو يختزل 30 ساعة من عملية انقسام الخلايا في بضع ثوان. (Video by the National Institute of Genetics) |
وظيفة الانقسام الخلوي
- نمو الكائن الحي (عديد الخلايا)
- تعويض الخلايا التالفة
- تكوين الأمشاج التكاثر وزيادة الأعداد ( في الكائنات وحيدة الخلية )
كيف تعرف الخلايا متى تنقسم؟
خلال الانقسام الخلوي، تسمى الخلية التي تنقسّم بالخلية "الأصل". تنقسم الخلية الأصل إلى خليتين "بنتين". ثم تتكرر العملية في ما يسمى دورة الخلية cell cycle
بعض الخلايا ، مثل خلايا الجلد ، تنقسم باستمرار. نحن بحاجة إلى صنع خلايا جلدية جديدة باستمرار لتحل محل خلايا الجلد التي نخسرها. هل تعلم أننا نفقد ما بين 30،000 و 40،000 من خلايا الجلد الميتة كل دقيقة؟ هذا يعني أننا نفقد حوالي 50 مليون خلية كل يوم. مما يجعل الانقسام الخلوي في خلايا الجلد مهم جدا. خلايا أخرى ، مثل الخلايا العصبية والخلايا الدماغية ، تنقسم بشكل أقل.
اقرأ أيضا: بحث علمي متكامل حول الخلية - علوم الخلية - مجلة العلوم و التقنية
كيف تنقسم الخلايا؟
تبعا لنوع الخلية ، هناك طريقتان لانقسام الخلايا : الانقسام الخلوي غير المباشر والانقسام الاختزالي.
- الانقسام الخلوي غير المباشر : Mitose
هذا النوع من الانقسامات يحافظ على الصيغة الصبغية "2n" بمعنى أن الخلية تنقسم إلى خليتين متماثلتين مع بعضهما ولديهما نفس عدد الكروموسومات. هذا النوع من الانقسام الخلوي مفيد للنمو الأساسي والإصلاح والصيانة.
الانقسام الخلوي غير المباشر عند الخلايا النباتية والخلايا الحيوانية
بالطبع فإن الانقسام الخلوي غير المباشر يختلف في الخلية النباتية عنه في الخلية الحيوانية، فالخلية النباتية لا تحتوي على جسم مركزي centromère (حيث يلعب الجسم المركزي دوراً في انقسام الخلية الحيوانية، حيث ينقسم إلى قسمين، ويهاجر كل قسم إلى أحد قطبي الخلية. ويبدأ في هذا الدور تكثف خيوط سيتوبلازمية بين الجسمين المركزين وتبدو هذه الخيوط كالمغزل).
أطوار الانقسام الخلوي غير المباشر
المرحلة التمهيدية:
تتميز الكروموسومات وتتكاثف في هذا الدور، وتكون على شكل خيوط طويلة ورفيعة، ويظهر كل كروموسوم مكونا من جزءين، ويدعى كل جزء كروماتيداً، ويرتبط الكروماتيدان مع بعضهما في نقطة تسمى بالسنترومير(الجزء المركزي)، ويلتفان حول بعضهما البعض. وتتجمع في القطبين مشكلة "قطبي الخلية".المرحلة الاستوائية:
يكتمل في هذا الدور بتشكل ألياف المغزل اللالوني (جهاز الانقسام). وتتميز الكروموسومات في هذا الدور وتتفرد ويصبح من السهل عدها وتحديدها وتنظم على خط استواء الخلية مشكلة "الصفيحة الاستوائية".المرحلة الانفصالية:
ينفصل الجزيء المركزي في هذا الدور، ويبتعد الكروماتيدان في كل كروموسوم عن بعضهما، ويتجه كل كروماتيد نحو القطبين. وبذلك يصبح عند كل قطب من قطبي الخلية مجموعتان متشابهتان من الكروموتيدات، تقوم بنسخ نفسها من محتويات الخلية وتصبح بذلك كروموسومات.كاملة .المرحلة النهائية:
بعد اختفاء خيوط المغزل اللالوني ؛تظهر الصفيحة الخلوية مقسمة الخلية إلى نصفين في الخلية النباتية وتختنق في المنتصف بالنسبة للخلية الحيوانية ، تبدو مجموعة الكروموسومات في كل قطب طويلة ورفيعة، وتظهر النوية والغشاء النووي. وتتشكل خليتان بنتان احداهما تعيد الانقسام و الاخرى تتمايز اي تحصل على وظيفة.ملاحظة :
تقوم الخلية بالتوقف عن العمل او الاستراحة لمدة حوالي ثلاثة اشهر بعد المرحلة النهائية و ذلك لتكوين كروماتيد اخر مع الكروماتيد الموجود منذ المرحلة النهائية فيصبح في كل خلية أزواج من الكروماتيدات مرتبطة بواسطة الجزيء المركزي فتتشكل الكروموسومات .
و بالتالي تصبح الخلية البنت مطابقة تماما للخلية الام.
دورة الانقسام الخلوي غير المباشر
قبل أن تبدأ الخلية بالانقسام ، تكون في مرحلة "Interphase". لكن كل خلية تنفق معظم وقتها في المرحلة البينية.عندما تنقسم الخلية خلال الانقسام ، يتم تقسيم بعض العضيات بين الخليتين البنتين. على سبيل المثال ، يمكن للميتوكوندريا أن تنمو وتنقسم خلال المرحلة البينية ، بحيث تحتوي كل خلية من الخلايا البنتية على ما يكفي من الميتوكوندريا. ومع ذلك ، فإن جهاز جولجي ينهار قبل الانقسام الخلوي غير المباشر ويعيد تركيبه في كل خلية من الخلايا البنات الجديدة. ويجري حاليا البحث في العديد من التفاصيل حول ما يحدث للعضيات قبل وأثناء وبعد الانقسام الخلوي. (يمكنك قراءة المزيد عن أجزاء الخلية والعضيات بالضغط هنا .)
- الانقسام الاختزالي: Meiose
|
| تلخيص لعملية الانقسام الاختزالي: لاحظ أن الخلايا الناتجة لا تشبه أيٌ منها الأخر . |
يحدث عند الخلايا التناسلية والتي تسمى الأمشاج، ويختلف هذا النوع من الانقسام بأنه خلاله يختزل عدد الكرموسومات إلى النصف، بمعني انطلاقا من الخليو الأم ذات الصيغة الصبغية 2n الى أربع خلايا بنات أحادية الصيغة الصبغية n.
أهمية الانقسام الاختزالي
تكمن أهمية الإنقسام الاختزالي بأنه ضروري للحفاظ على الكائنات الحية التي تتكاثر جنسياً.فبالنسبة للحيوانات الذكور وبعض الحشرات، يحدث الانقسام الاختزالي على مستوى الأنابيب المنوية بالخصية للخلايا المنوية من الدرجة I خلال مرحلة النضج، حيث تخضع لانقسام أول منصف ينتج عنه خليتين أحاديتي الصيغة الصبغية، ثم تخضع هذه الأخيرة لانقسام ثاني تعادلي، الذي يعطي 4 خلايا صغيرة القد تدعي المنويات، تتطور لتصبح حيوانات منوية
بالنسبة للنباتات فالانقسام الاختزالي ضروري لانتاج حبوب اللقاح في الأجزاء الذكرية من الأزهار، حيث تسمى الأجزاء الذكرية بالأسدية، حيث تنقسم الخليّة الواحدة إلى اثنتان وهكذا هلم جرّاً إلى أن تستمر في نموّها، ثم يتم إحاطتها بجدار قوّي يساعدها أثناء رحلتها وانتقالها لتخصيب الأجزاء الأنثوية.
مراحل الانقسام الاختزالي
إنقسام مُنصّف Méiose Réductionnelle :
- A : الطور التمهيدي I : خلال هذا الطور يبدأ المغزل اللالوني في التشكل بعد إنقسام الجسيم المركزي إلى نجيمتين. يختفي الصبغين و تبدأ الصبغيات في البروز، مع تجمع الصبغيات المتماثلة على شكل رباعيات Tétrades.
- B : الطور الاستوائي I : خلال هذا الطور يكتمل تشكل المغزل اللالوني مع تموضع الرباعيات على مستوى وسط الخلية مشكلة صفيحة استوائية.
- C : الطور الانفصالي I : يتميز هذا الطور بانفصال الصبغيات المتماثلة المشكلة للرباعيات، حيث يُهاجر كل صبغي في إتجاه أحد قطبي الخلية، بفعل تقلص خيوط المغزل اللالوني. خلال هذا الطور لا يحدث انشطار الصبغيات مثل ما يحدث خلال الانقسام غير المباشر، لكن هناك فقط انفصال الصبغيات المتماثلة.
- D : الطور النهائي I : بعد هجرة الصبغيات في اتجاه قطبي الخلية، تنقسم هذه الأخيرة مُشكلة خليتين بنتين تحتوي كل منهما على نصف عدد صبغيات الخلية الأم، و هذا سبب تسمية هذا الإنقسام بالمنصف. إذن خلال هذا الانقسام، نحصل على خليتين أحاديتا الصيغة الصبغية.
إنقسام تعادلي Méiose Equationnelle :
- E : الطور التمهيدي II : يتميز هذا الطور ببداية تشكل المغزل اللالوني من جديد و ظهور الصبغيات.
- F : الطور الاستوائي II : بعد اكتمال تشكل المغزل اللالوني، تتموضع الصبغيات على مستوى وسط الخلية مشكلة صفيحة استوائية.
- G : الطور الانفصالي II : خلال هذا الطور، تنشطر الصبغيات بفعل تقلص خيوط المغزل اللالوني، فنحصل على صبغيات مُشكلة من صبيغي واحد، تهاجر في اتجاه قطبي الخلية.
- H : الطور النهائي II : بعد هجرة الصبغيات، تنقسم كل خلية، مُشكلة خليتين بنتين، أحاديتا الصيغة الصبغية (نظرا لانشطار الصبغيات). نحصل في النهاية علي أربعة خلايا : أمشاج، أحادية الصيغة الصبغية.
اكتشاف بارز في عملية انقسام الخلايا يمهد الطريق لعلاج السرطان
تمكنت مجموعة من باحثي جامعة "دندي" في أسكتلندا، من تحديد جزيء من شأنه أن يسلط الضوء على تطور السرطان، ويساعد بتطوير عقاقير جديدة لعلاج المرض.
ويتكون الإنسان من حوالي 37 تريليون خلية، تحتاج إلى أن تستبدل بنسخ طبق الأصل عندما تتقدم في السن أو تتلف، ويتم ذلك من خلال عملية منظمة تسمى الانقسام الخلوي، أو الانقسام الخيطي.
ويحدد محور انقسام الخلية الموضع الصحيح للخلايا الجديدة في الأنسجة، اعتمادًا على موقعها في الأنسجة والأعضاء، ولكن عندما يحدث خطأ في هذه العملية، يمكن في بعض الحالات أن تؤدي إلى تطور الأمراض مثل السرطان.
وبحسب موقع "فيزيك"، حدد الباحثون الآن عنصرًا جديدًا يساهم في آلية تقسيم الخلايا يسمى CK1α، وهو إنزيم يعمل على ضمان الانقسام السليم والدقيق للخلايا، إضافة إلى ذلك اكتشف العلماء جزيء يُعرف باسم FAM83D، وهو المسؤول عن تنسيق دور CK1α في انقسام الخلايا.
ووجد الباحثون أن مستويات FAM83D تكون مرتفعة في بعض أنواع السرطان، مما يشير إلى أن هذه الخلايا السرطانية قد تتأثر سلبًا إذا فقدته، ولذلك تهدف الأبحاث المستقبلية إلى دراسة ما إذا كان من الممكن تثبيط نشاط إنزيم CK1α الذي يعتمد على جزيء FAM83D لقتل الخلايا السرطانية ومنعها من الانقسام.
وتعد هذه خطوة مهمة نحو فهم العملية المعقدة التي تحدث أثناء انقسام خلايا أجسامنا بشكل صحيح، فمن خلال تحديد الجزيئات المسؤولة عن هذه العملية، يمكن للعلماء دراسة سلوكها في الخلية الصحية الطبيعية، والأهم من ذلك كيف يمكن أن يسهم اضطرابها في الأمراض المرتبطة بانقسام الخلايا.
وقال الدكتور"غوبال سابكوتا":"لا تزال الوظائف الحيوية البشرية بالغة التعقيد، ومليئة بالعديد من الأسئلة التي لم تتم الإجابة عنها بعد، وفي حين أننا نعرف المكونات الأساسية اللازمة لانقسام الخلايا السليمة، هناك العديد من جوانب هذه العملية الحيوية التي لا تزال مجهولة"