العلوم الحياتية فصل أول

الانقسام الخلوي وأهميته
 C e l l  D i v i s i o n  a n d  i t s  I m p o r t a n c e

الانقسام المتساوي Mitosis

 يحدث انقسام متساوٍ في خلية ما لإنتاج خليتين مُطابِقتين جينيًّا للخلية المُنقسِمة، وتحوي كلٌّ منهما نفس عدد كروموسومات هذه الخلية حيث  تمرُّ الخلية في أثناء الانقسام المتساوي بأربعة أطوار رئيسة مُتتابِعة، هي: الطور التمهيدي، والطور الاستوائي، والطور الانفصالي، والطور النهائي.

أطوار الانقسام المتساوي Phases of Mitosis

- الطور التمهيدي Prophase

 تظهر الكروموسومات قصيرة وسميكة، ويتكوَّن كلٌّ منها من كروماتيدين شقيقين يرتبطان معًا عن طريق قطعة مركزية (سنترومير) في نهاية هذا الطور يتفكَّك الغلاف النووي، وتختفي النُوَيَّة، ويتحرَّك الجسمان المركزيان نحو قطبي الخلية المُتقابِلين، وتبدأ الخيوط المغزلية بالامتداد من المُريكِزات إلى القطع المركزية في الكروموسومات.

- الطور الاستوائي Metaphase

 يمتاز هذا الطور بارتباط الخيوط المغزلية بالقطع المركزية، وترتُّب الكروموسومات في وسط الخلية.

- الطور الانفصالي Anaphase

 تنكمش الخيوط المغزلية في هذا الطور ؛ ما يؤدّي إلى سحب الكروماتيدات الشقيقة، وانفصال كل كروماتيدين شقيقين أحدهما عن الآخر، وتحرُّك كلٍّ منهما نحو أحد قطبي الخلية، فيصبح عند كل قطب مجموعة كاملة من الكروموسومات الابنة.

-الطور النهائي Telophase

 تتشكَّل في هذا الطور نواتان ونُوَيَّتان، ويبدأ الغلاف النووي بالظهور، وتصبح الكروموسومات أرفع وأطول تمهيدًا لعودتها على شكل شبكة كروماتينية،  وفي نهاية الطور يبدأ انقسام السيتوبلازم بعد وقت قصير من انقسام النواة.

انقسام السيتوبلازم Cytokinesis

 يختلف انقسام السيتوبلازم في الخلايا الحيوانية عنه في الخلايا النباتية؛

انقسام السيتوبلازم في الخلايا الحيوانية:

 يوجد في الجانب السيتوبلازمي للأُخدود حلقة مُنقبِضة من ألياف بروتين الأكتين الدقيقة وجزيئات بروتين الميوسين التي تعمل معًا على انقباض الحلقة، فيزداد التخصُّر  إلى أنْ ينتج من ذلك خليتان مُنفصِلتان.

انقسام السيتوبلازم في الخلايا النباتية.

 أمّا عملية انقسام السيتوبلازم في الخلايا النباتية فتختلف بسبب وجود الجُدُر الخلوية، حيث إذ تصطفُّ وسط الخلية حويصلاتٌ من أجسام غولجي، ثم تندمج الحويصلات مُشكِّلةً صفيحة خلوية، بعد ذلك يندمج الغشاء المحيط بالصفيحة الخلوية بالغشاء البلازمي للخلية، ثم ينشأ الجدار الخلوي من مُكوِّنات في الصفيحة الخلوية.

أهمية الانقسام المتساوي The Importance of Mitosis

استبدال الخلايا التالفة، وتعويض الأنسجة التي تعرَّضت لجرح، أو حرق، أو كشط، مثل: الجلد، والأنسجة المُبطّنة للأمعاء. وتجدد بعض أجزاء الحيوانات كذيل السحلية. ويُعَدُّ الانقسام المتساوي أساسًا للتكاثر اللاجنسي في الكائنات الحيَّة حقيقية النوى؛ سواء أكانت وحيدة الخلية مثل الخميرة، أم عديدة الخلايا مثل الهيدرا والنباتات.

الانقسام المُنصِّف Meiosis

أحد أنواع الانقسام الخلوي الذي يؤدّي إلى إنتاج الجاميتات؛ وهي خلايا أُحادية المجموعة الكروموسومية. حيث يمرُّ الانقسام المُنصِّف بمرحلتين أساسيتين، تسبق أُولاهما مرحلة بينية مُشابِهة لتلك التي تسبق الانقسام المتساوي.

أطوار المرحلة الأولى من الانقسام المنصف Phases of Meiosis I
 

الطور التمهيدي الأوَّل Prophase I	الطور الاستوائي الأوَّل Metaphase I	الطور الانفصالي الأوَّل Anaphase I	الطور النهائي الأوَّل Telophase I
تظهر الكروموسومات قصيرة وسميكة، ويتكوَّن كلٌّ منها من كروماتيدين شقيقين، في حين يتفكَّك الغلاف النووي. غالبا ما تحدث في هذا الطور عملية العبور Crossing Over. والتي ينتج عنها تراكيب جينية جديدة تؤدّي دورًا في التنوُّع الجيني.  يتحرَّك كل زوج من المُريكِزات نحو أحد قطبي الخلية المُتقابِلين، وتبدأ الخيوط المغزلية بالامتداد من المُريكِزات إلى القطع المركزية في الكروموسومات.	تصطفُّ أزواج الكروموسومات المُتماثِلة والمُرتبِطة بالخيوط المغزلية على جانبي خطِّ وسط الخلية.	تنفصل أزواج الكروموسومات المُتماثِلة نتيجة انكماش الخيوط المغزلية، ويتجه كل كروموسوم من هذه الأزواج إلى أحد قطبي الخلية، في حين تظلُّ الكروماتيدات الشقيقة مُرتبِطة ببعضها.	يبدأ الغلاف النووي بالظهور تزامنًا مع تفكُّك الخيوط المغزلية. ثم يحدث انقسام للسيتوبلازم، فتنتج خليتان تحوي كلٌّ منهما كروموسومات؛ بعضها من الأب، وبعضها الآخر من الأُمِّ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

أطوار المرحلة الثانية من الانقسام المنصف
Phases of Meiosis II

 

الطور التمهيدي الثاني Prophase II	الطور الاستوائي الثاني Metaphase II	الطور الانفصالي الثاني Anaphase II	الطور النهائي الثاني Telophase II
يتفكَّك الغلاف النووي  وتتجه المُريكِزات إلى أقطاب الخلية المُتقابِلة، وتبدأ الخيوط المغزلية بالظهور.	تترتَّب الكروموسومات (لا يزال كلٌّ منها يتكوَّن من كروماتيدين شقيقين) في منتصف الخلية.	ينفصل كل كروماتيدين شقيقين أحدهما عن الآخر، ثم يتحرَّك كلٌّ منهما نحو أحد قطبي الخلية.	يتشكَّل الغلاف النووي حول كل مجموعة كروموسومية. وتبدأ الخيوط المغزلية بالتفكُّك، ويحدث انقسام ثانٍ للسيتوبلازم، فتنتج أربع خلايا أُحادية المجموعة الكروموسومية (n1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

أهمية الانقسام المنصف
The Importance of Meiosis 

يؤدّي انقسام خلية ثنائية المجموعة الكروموسومية انقسامًا مُنصِّفًا إلى إنتاج أربع خلايا أُحادية المجموعة الكروموسومية،  وبعد حدوث انقسام مُنصِّف - بمرحلتيه- تنتج أربع خلايا أُحادية المجموعة الكروموسومية (n1)، وهي تُسمّى جاميتات ذكرية، ويحوي كلٌّ منها نصف العدد من الكروموسومات.  وأيضا تنتج جاميت أنثوي يحوي نصف العدد الأصلي(n1).

وعند حدوث عملية الإخصاب التي يندمج فيها الجاميت الذكري بالجاميت الأنثوي تتكوَّن خلية ثنائية المجموعة الكروموسومية (n2)، وبذلك يُمكِن المحافظة على ثبات عدد الكروموسومات في الكائن الحيِّ الطبيعي.

الانشطار الثنائي في الكائنات الحيَّة بدائية النوى
Binary Fission in Prokaryotes
يتشابه الانشطار الثنائي والانقسام المتساوي من حيث نواتج العمليتين؛ إذ ينتج من كلٍّ منهما خليتان مُطابِقتان للخلية الأُمِّ المُنقسِمة. ولكنَّ هاتين العمليتين تختلفان فعليًّا في ما بينهما.

آليَّة الانشطار الثنائي في البكتيريا.
1	2	3	4	5
تبدأ عملية الانشطار الثنائي بتضاعف كروموسوم البكتيريا، وهو كروموسوم حلقي.	يتحرَّك الكروموسومان الناتجان من التضاعف في اتجاهين مُتقابِلين، ضمن عملية يدخل فيها بروتين يُشبِه الأكتين Actin – like Protein.	يظهر كروموسوم واحد عند كل طرف من طرفي الخلية المُتقابِلين، ويحدث في أثناء هذه العملية نمو واستطالة للخلية	ينغمد الغشاء البلازمي نحو الداخل، بالتزامن مع تكوُّن الجدار الخلوي.	تنتج خليتان مُنفصِلتان ومُشابِهتان للخلية الأُمِّ.