تنقسم الخلايا في الجسم باستمرار من خلال الانقسام الفتيلي، وهي عملية ضرورية لنمو الأنسجة وتجديدها. تسمح هذه الآلية للخلية الأم بالانقسام إلى خليتين ابنتين، متطابقتين وراثيًا مع بعضهما البعض وللخلية الأصلية. في هذا الانقسام، يتم توزيع الحمض النووي الموجود في نواة الخلية إلى مجموعتين متماثلتين من الكروموسومات.
سنشرح في هذه المقالة بالتفصيل كل ما تريد معرفته عن الانقسام الفتيلي ومراحله وأهميته في الكائنات متعددة الخلايا.
ما هو الانقسام
الانقسام هو نوع من انقسام الخلايا حيث تنقسم الخلية الأم لتكوين خليتين ابنتين متطابقتين وراثيا. خلال هذه العملية، يتم تنظيم المادة الوراثية للخلية الأصلية، والتي يتم نسخها، وتوزيعها على الكروموسومات، بحيث تتلقى كل خلية وليدة نسخة كاملة ودقيقة من المعلومات الوراثية.
في الكائنات متعددة الخلايا مثل البشر، لا يسمح الانقسام بالنمو فحسب، بل يعد أيضًا مفتاحًا لإصلاح الأنسجة التالفة. بالإضافة إلى ذلك، فهي العملية التي تتكاثر من خلالها الكائنات حقيقية النواة وحيدة الخلية (مثل الخميرة).
الهدف الرئيسي من الانقسام هو ضمان التوزيع الصحيح للحمض النوويلأن أي خطأ في هذه العملية يمكن أن يسبب تكوين خلايا بها تشوهات وراثية، مما قد يؤدي إلى أمراض مثل السرطان.
خلال الانقسامات الانقسامية، لا يتم توزيع الحمض النووي بشكل عشوائي. ويتم تنظيم ذلك وتوزيعه بين الكروموسومات المكررة في سلسلة من المراحل المحددة جيدًا.
مراحل دورة الخلية والانقسام الفتيلي
لفهم الانقسام الفتيلي، يجب علينا أولاً أن نفهم دورة الخلية، التي تتكون من مرحلتين رئيسيتين: الطور البيني والطور الانقسامي.
الواجهة
الطور البيني هو أطول طور في دورة الخلية ويتكون من عدة أطوار فرعية:
- المرحلة G1: تنمو الخلية وتقوم بوظائفها الطبيعية. إنها فترة من النشاط الأيضي المكثف ونمو الخلايا.
- المراحل: في هذه المرحلة، تقوم الخلية بتكرار الحمض النووي استعدادًا للانقسام.
- المرحلة G2: هي فترة النمو الثانية، والتي خلالها تستعد الخلية لبدء الانقسام الفتيلي.
المرحلة الانقسامية
تنقسم المرحلة الانقسامية، المعروفة أيضًا باسم الانقسام الفتيلي، إلى خمس مراحل رئيسيةوالتي تسمح بتكوين خليتين ابنتيتين متطابقتين:
1. الطور: خلال هذه المرحلة تتكثف الكروموسومات، أي تصبح مدمجة وتصبح مرئية تحت المجهر. يبدأ الغلاف النووي في الانهيار ويتشكل المغزل الانقسامي، وهو هيكل يتكون من الأنابيب الدقيقة، بين قطبي الخلية. سيكون هذا الهيكل ضروريًا لتحريك الكروموسومات خلال المراحل التالية من الانقسام.
2. الطور الأولي: في هذه المرحلة يتفكك الغلاف النووي تماماً ويبدأ المغزل الانقسامي بالتفاعل مع الكروموسومات. هذه الكروموسومات، الآن مكثفة بالكامل، ترتبط بالأنيبيبات الدقيقة من خلال هياكل خاصة تسمى الحركية.
3. الطورية: تصطف الكروموسومات في وسط الخلية لتشكل لوحة الطورية. تعد هذه المحاذاة أمرًا بالغ الأهمية، لأنها تضمن حصول كل خلية وليدة على نسخة طبق الأصل من المادة الوراثية.
4. الطور: تنفصل الكروماتيدات الشقيقة (كل جزء من جزأين الكروموسوم المتضاعف) ويتم سحبها نحو قطبي الخلية بواسطة الأنابيب الدقيقة. في هذه المرحلة، يتم ضمان حصول كل خلية ابنة على مجموعة كاملة من الكروموسومات.
5. Telophase: في هذه المرحلة النهائية تصل الكروموسومات إلى قطبي الخلية ويتم إعادة تكوين الأغشية النووية حول كل مجموعة من الكروموسومات. تبدأ الكروموسومات في التكثيف وتختفي الأنابيب الدقيقة للمغزل الانقسامي.
التحريك الخلوي: التقسيم النهائي
بمجرد انتهاء الطور النهائي، يحدث التحريك الخلوي، والذي يتكون من انقسام السيتوبلازم في الخلية. في الخلايا الحيوانية، يتشكل أخدود يخنق الخلية الأم، ويفصلها إلى خليتين ابنتيتين. في الخلايا النباتية، يحدث التحريك الخلوي من خلال تكوين جدار خلية جديد بين الخليتين الابنتين.
أهمية الانقسام الفتيلي في الكائنات الحية
الانقسام ضروري لتطوير وصيانة الكائنات متعددة الخلايا. ومن أهم وظائفها ما يلي:
- إصلاح الأنسجة: في حالة الإصابات، يسمح الانقسام الفتيلي بتجديد الخلايا التالفة.
- نمو: وهي المسؤولة عن زيادة حجم الكائنات متعددة الخلايا، مثل الإنسان، من خلية أولية واحدة إلى تريليونات الخلايا.
- التكاثر في الكائنات وحيدة الخلية: في بعض الكائنات حقيقية النواة وحيدة الخلية، يكون الانقسام هو الآلية الرئيسية للتكاثر اللاجنسي.
ويرتبط الانقسام أيضًا ارتباطًا وثيقًا بالاستقرار الوراثي للكائنات الحية، لأنه يضمن حصول الخلايا الوليدة على نسخة دقيقة من المادة الوراثية للخلية الأم.
أخطاء في الانقسام: العواقب
عندما لا يتم تنفيذ الانقسام بشكل صحيح، يمكن أن تحدث أخطاء في توزيع الكروموسومات. هذه الأخطاء، والمعروفة باسم اختلال الصيغة الصبغيةيمكن أن يؤدي إلى ظهور خلايا تحتوي على عدد غير طبيعي من الكروموسومات.
يمكن أن يكون لاختلال الصيغة الصبغية عواقب وخيمة على صحة الكائن الحي. على سبيل المثال، عندما تحتوي الخلايا على عدد كبير جدًا أو قليل جدًا من الكروموسومات، يمكن أن تتطور الأمراض الوراثية أو السرطان. واحدة من أكثر اختلالات الصيغة الصبغية المعروفة لدى البشر هي متلازمة داون، والتي تحدث عندما يكون هناك نسخة إضافية من الكروموسوم 21.
بالإضافة إلى الأخطاء في عدد الكروموسومات، يمكن أن تحدث أخطاء أيضًا الطفرات أثناء تكرار الحمض النووي في المرحلة S من دورة الخلية. يمكن لهذه الطفرات أن تعطل الوظائف الطبيعية للجينات، مما قد يؤدي أيضًا إلى تطور الأمراض.
ولتقليل هذه المخاطر، تتمتع الخلايا بآليات تحكم وتصحيح الأخطاء التي يتم تنشيطها عندما تكتشف مشاكل أثناء الانقسام. ومع ذلك، فإن هذه الآليات ليست مضمونة، وفي بعض الحالات يمكن أن تمر الأخطاء دون أن يلاحظها أحد.
وبالتالي، فإن الانقسام الفتيلي، على الرغم من كونه عملية متوازنة بشكل دقيق، يمكن أن يؤدي إلى مشاكل خطيرة إذا لم يتم تنفيذها بشكل صحيح.
الانقسام هو عملية أساسية للحياة. وبفضله تنمو الكائنات الحية وتتجدد وتحافظ على الاستقرار الجيني. ومع ذلك، عندما يحدث فشل في هذه العملية، يمكن أن تكون العواقب خطيرة، ولهذا السبب من المهم للصحة الخلوية أن يعمل الانقسام بشكل صحيح.