رسم تخطيطي يوضح مراحل الانقسام الخيطي المتساوي عند النبات

مفهوم الانقسام الخيطي

الانقسام الخيطي هو نوع من الانقسام الخلوي الذي تنقسم فيه خلية واحدة (الأم) لإنتاج خليتين جديدتين (الابنتين) متطابقتين وراثيا مع نفسها، و من هنا تاتي أهمية الانقسام المتساوي ، و في سياق دورة الخلية ، يعتبر الانقسام الخيطي جزء من عملية الانقسام التي ينقسم فيها الحمض النووي في نواة الخلية إلى مجموعتين متساويتين من الكروموسومات، اذ ان الغالبية العظمى من انقسامات الخلايا التي تحدث في جسمك تنطوي على الانقسام/ أثناء النمو و التكاثر ، يملأ الانقسام جسم الكائن الحي بالخلايا ، و طوال حياة الكائن الحي ، يستبدل الخلايا القديمة البالية بخلايا جديدة، بالنسبة لحقيقيات النوى أحادية الخلية مثل الخميرة ، فإن الانقسامات الانقسامية هي في الواقع شكل من أشكال التكاثر ، و إضافة أفراد جدد إلى السكان.

في كل هذه الحالات ، فإن الهدف من الانقسام هو التأكد من أن كل خلية ابنة تتلقى مجموعة كاملة و تامة من الكروموسومات، حيث لا تعمل الخلايا التي تحتوي على عدد قليل جدا من الكروموسومات أو بها عدا كبير جدا من الكروموسومات بشكل عام ، فقد لا تنجو أو قد تسبب السرطان، لذلك عندما تخضع الخلايا للانقسام الفتيلي ، فإنها لا تقوم فقط بتقسيم حمضها النووي بشكل عشوائي و إلقاءه في أكوام من الخلايا الوليدة، بدلاً من ذلك ، قاموا بتقسيم الكروموسومات المضاعفة في سلسلة من الخطوات المنظمة بعناية.[1]

 مراحل الانقسام الخيطي المتساوي عند النبات

يتكون الانقسام الخيطي من أربع مراحل أساسية:

• الطور الأولي
• الطور الاستباقي
• الطور الصاعد
• الطور النهائي

بعض الكتب المدرسية تسرد خمس مراحل الانقسام الخيطي المتساوي، تقسم المرحلة الابتدائية إلى مرحلة مبكرة (تسمى مرحلة مبكرة) و مرحلة متأخرة (تسمى المرحلة المضادة)، اذ تحدث هذه المراحل بترتيب تسلسلي صارم ، و تبدأ الحركة الخلوية ، عملية تقسيم محتويات الخلية لتشكيل خليتين جديدتين ، في الطور النهائي أو الطور الصاعد.

الطور الاولي

في وقت مبكر من الطور الاولي ، تبدأ الخلايا في تحطيم بعض الهياكل و بناء أخرى ، مما يمهد الطريق لفصل الكروموسومات، فتبدأ الكروموسومات في التكاثر مما يسهل تفككها لاحقا و يبدأ المغزل الانقسامي (المغزل عبارة عن هيكل مصنوع من الأنابيب الدقيقة ، و هي ألياف قوية تشكل جزء من “الهيكل العظمي” للخلية) و تتمثل مهمتها في تنظيم و تحريك الكروموسومات أثناء الانقسام، حيث ينمو المغزل بين الجزيئات المركزية أثناء تحركه بعيدا و تختفي النواة ، و هي جزء من النواة حيث تتكون الريبوسومات، و هذه علامة على أن النواة تستعد للانهيار

• في المرحلة الأولية المتأخرة (تسمى أحيانًا الطور الأول) ، يبدأ المغزل الانقسامي في التقاط الكروموسومات و تنظيمها.
• تصبح الكروموسومات أكثر تكثفا ، لذا فهي مضغوطة جدا.
• ينهار الغلاف النووي و تتحرر الكروموسومات.
• ينمو المغزل الانقسامي أكثر ، و تبدأ بعض الأنابيب الدقيقة في التقاط الكروموسومات.
• يمكن أن تلتصق الأنابيب الدقيقة بالكروموسومات ، و هي عبارة عن رقعة من البروتين في مركز كل كروماتيد أخت (السنتروميرات هي مناطق الحمض النووي حيث ترتبط الكروماتيدات الشقيقة بإحكام).
• تسمى الأنابيب الدقيقة التي تربط الكروموسوم بالأنابيب الدقيقة الحركية
• يمكن للأنابيب الدقيقة غير المرتبطة بالحركية أن تلتقط الأنابيب الدقيقة من القطب المعاكس ، مما يؤدي إلى استقرار المغزل
• تمتد المزيد من الأنابيب الدقيقة من كل جسيم مركزي باتجاه حافة الخلية ، و تشكل بنية تسمى النجم

الطور الاستباقي

• يلتقط المغزل جميع الكروموسومات في مراحل الانقسام المتساوي و يصطفها في منتصف الخلية ، لتكون جاهزة للانقسام
• تصطف جميع الكروموسومات في لوحة الطور الطوري (ليس هيكل فيزيائي ، مجرد مصطلح يشير إلى المستوى الذي تصطف فيه الكروموسومات).
• في هذه المرحلة ، يجب ربط حركتي الحركة لكل كروموسوم بالأنابيب الدقيقة من أقطاب المغزل المقابلة.
• قبل الانتقال إلى الطور الطوري ، ستتحقق الخلية للتأكد من أن جميع الكروموسومات موجودة في لوحة الطور مع المستقلبات الحركية المتصلة بشكل صحيح بالأنابيب الدقيقة.
• يسمى هذا بنقطة فحص المغزل و يساعد على ضمان تقسيم الكروماتيدات الشقيقة بالتساوي بين الخليتين الوليدين أثناء فصلهما في الخطوة التالية.
• إذا لم يتم محاذاة الكروموسوم أو ربطه بشكل صحيح ، فستتوقف الخلية عن الانقسام حتى يتم إصلاح المشكلة.

الطور الصاعد

• تنفصل الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها البعض في الطور الصاعد و يتم سحبها باتجاه الأطراف المقابلة للخلية.
• يتحلل بروتين “الصمغ” الذي يربط الكروماتيدات الشقيقة معا ، مما يسمح لها بالانفصال
•  كل واحد هو الآن الكروموسوم الخاص به.
• يتم سحب الكروموسومات لكل زوج نحو الأطراف المقابلة للخلية.
• الأنابيب الدقيقة غير المتصلة بالكروموسومات تستطيل و تتحلل ، و تفصل القطبين و تجعل الخلية أطول.
• كل هذه العمليات مدفوعة بالبروتينات الحركية ، و هي آلات جزيئية يمكنها السير على طول مسارات الأنابيب الدقيقة و تحمل الحمل.
• في حالة الانقسام الخيطي ، تحمل البروتينات الحركية الكروموسومات أو الأنابيب الدقيقة الأخرى أثناء المشي.

الطور النهائي

• تنتهي الخلية تقريبا من الانقسام في الطور النهائي
• و تبدأ في إعادة تكوين هياكلها الطبيعية عند حدوث انقسام الخلية (تقسيم محتويات الخلية).
• ينقسم المغزل الانقسامي إلى لبنات بنائه.
• نواتان جديدتان ، واحدة لكل مجموعة من الكروموسومات.
• تظهر الأغشية النووية و النواة.
• تبدأ الكروموسومات في التدهور والعودة إلى شكلها “الوتر”.
• يتداخل السيتوبلازم ، الذي يقسم السيتوبلازم إلى تشكيل لوحين خلويين جديدين ، مع المراحل النهائية للانقسام
• قد يبدأ في الطور الصاعد أو الطور النهائي ، اعتمادا على الخلية ، و ينتهي بعد الطور الأولي مباشرة.
• في الخلايا الحيوانية ، يكون الحراك الخلوي مقلصا ، يقرص الخلية إلى قسمين مثل محفظة نقود معدنية برباط( الرباط عبارة عن شريط من الخيوط يتكون من بروتين يسمى الأكتين ، و يعرف تجعد القرص باسم ثلم الانقسام)
• لا يمكن أن تنقسم الخلايا النباتية بهذه الطريقة لأنها تمتلك جدار خلوي و تكون شديدة الصلابة
• بدلا من ذلك ، تتشكل بنية تسمى لوحة الخلية أسفل منتصف الخلية ، و تقسمها إلى خليتين ابنتيتين يفصل بينهما جدار جديد.
• عندما ينتهي الحراك الخلوي ، ننتهي بخليتين جديدتين ، كل منهما تحتوي على مجموعة كاملة من الكروموسومات المتطابقة مع تلك الموجودة في الخلية الأم.
• يمكن الآن للخلايا الوليدة أن تبدأ حياتها الخلوية الخاصة بها ، و اعتمادا على ما تقرر أن تكونه عندما تكبر ، قد تخضع لنفس الانقسام ، و تكرار دورة الانقسام الخيطي.[2]

اهمية الانقسام للكائنات الحية

الانقسام الخيطي في الخلية مهم للكائنات متعددة الخلايا

• يوفر خلايا جديدة للنمو و استبدال الخلايا البالية ، مثل خلايا الجلد.
• تعتمد العديد من الكائنات أحادية الخلية على الانقسام الخيطي كطريقة أساسية للتكاثر اللاجنسي.
• مهم لنمو و تطور أجسامنا أيضا
• يلعب دور مهم في نمو الأجنة
• هو وسيلة لصنع المزيد من الخلايا التي هي نفسها وراثيا الخلية الأم.
• يساعد في تجديد الخلايا من خلال التكاثر اللاجنسي[3]