تويت
انقسام السيتوبلازما هو العملية الفيزيائية لانقسام الخلية، ينقسم فيها سيتوبلازم الخلية الأم إلى خليتين وليدتين. ويحدث في نوعي انقسام النواة: الانقسام الفتيلي والانقسام المنصف اللذان يحدثان في الخلايا الحيوانية. وينتج عن الانقسام الفتيلي وكل من الانقسامين المنصفين نواتان منفصلتان كل منهما في خلية.
كيف يحدث انقسام السيتوبلازما؟
يؤدي انقسام السيتوبلازما دورًا رئيسيًا في انقسام الخلية إلى خليتين، ويضمن وجود نواة واحدة في كل خلية وليدة. ويبدأ انقسام السيتوبلازما خلال طور الصعود من انقسام النواة ويستمر خلال الطور النهائي. وتتشكل حلقة من خيوط البروتين تسمى حلقة انقباضية حول الصفيحة الخلوية في منتصف الخلية أسفل غشاء البلازما. وتتقلص الحلقة عند منتصف الخلية، وتضغط غشاء البلازما للداخل، وتشكل ما يسمى بالانشقاق الثلم. وفي النهاية، تتقلص الحلقة الانقباضية إلى درجة تساعد على تشكل خليتين منفصلتين كل منهما تملك غشاءها البلازمي، ويحدث هذا في الخلايا الحيوانية. أما في الخلايا النباتية، فتُبنى صفيحة خلوية تقسم الخلية إلى نصفين.
دورة حياة الخلية لدى حقيقيات النوى هي سلسلة دورية من الأحداث البيولوجية التي تمر بها بعض الخلايا غير الجنسية. وتتكون دورة حياة الخلية من هذه الأطوار الأساسية التالية: أولًا طور الراحة (الفجوة 0)، ثانيًا الطور البيني (الفجوة 1، الطور s، الفجوة 2)، ثالثًا الانقسام الخلوي (أي طور الانقسام والحرائك الخلوية)، أي أن الخلية إما أن تكون في مرحلة سكون تسمى مرحلة الراحة أو تمر بمراحل دورة حياة الخلية. وإذا كانت الخلية ستخضع للانقسام الفتيلي، فستقوم بمضاعفة حمضها النووي في أثناء الطور البيني ثم ستبدأ بالانقسام.
متى يحدث انقسام السيتوبلازما؟ وهل هو جزء من الانقسام الفتيلي؟
يبدأ انقسام السيتوبلازما في طور الصعود من انقسام النواة وينتهي في الطور النهائي، إذ ينتهي مع بدء الطور البيني لانقسام الخلية التالي. وجميع هذه المراحل هي مراحل الانقسام الفتيلي لخلية حيوانية أو نباتية.
يوجد نوعان من انقسام الخلية: الانقسام الفتيلي والانقسام المنصف حيث يحدث انقسام السيتوبلازما فيهما. ويُعد ظهور الانشقاق الثلم المفاجئ على سطح الخلية أول تغيير ظاهر يحدث في أثناء انقسام السيتوبلازما في الخلايا الحيوانية.
تتطلب بعض الحالات عدم حدوث انقسام متماثل للخلايا؛ فمثلًا، تستهلك البويضة عمليًا كل السيتوبلازما والعضيات في أثناء تشكل البويضات لدى الثدييات. ويترك هذا القليل نسبيًا للأجسام القطبية اللاحقة التي تموت دون أن تصبح وظيفية في معظم أنواع الثدييات، ولكنها تؤدي أدوارًا معينة في أنواع أخرى. ويحدث نوع آخر من الانقسام الفتيلي في أعضاء مثل الكبد والعضلات الهيكلية، ولا يمر بانقسام السيتوبلازما، ويؤدي إلى إنتاج خلايا عديدة النوى.
ما الفرق بين انقسام السيتوبلازما لدى الحيوانات والنباتات؟
يختلف انقسام السيتوبلازما في الخلايا الحيوانية عنه في الخلايا النباتية، لأن انقسام السيتوبلازما لدى النبات يحدث عبر جدار الخلية الصلب. وتتشكل بنية تسمى صفيحة الخلية في السيتوبلازما، وتتوسع لتشكل جدارًا خلويًا مضاعفًا بين الخليتين الوليدتين بدلًا من وجود الانشقاق الثلم بينهما.
يشبه انقسام السيتوبلازما عملية الانقسام الثنائي لدى خلايا بدائيات النوى، ولكن تختلف العملية بسبب الاختلافات بين أدوار خلايا حقيقيات النوى وأشكالها والخلايا البكتيرية. فمثلًا، تمتلك الخلايا البكتيرية صبغيًا حلقيًا واحدًا على شكل حلقة مغلقة بدلًا من عدة صبغيات خطية كتلك الموجودة في خلايا حقيقيات النوى.
نتيجةً لذلك، لا تشكل البكتيريا مغازل انقسامية في أثناء انقسام الخلية. إضافةً إلى ذلك، يحدث تضاعف الحمض النووي في الخلايا بدائية النواة قبل فصل الصبغيات؛ ففي الانقسام الفتيلي، يحدث التضاعف في أثناء الطور البيني قبل أن يبدأ الانقسام، ومع ذلك، لا تنقسم الكروماتيدات للخلية الوليدة بالكامل قبل طور الصعود.
تكوين الحيوانات المنوية هو عملية انقسام خلوي لدى الذكور، وتُعد مثالًا على عملية انقسام السيتوبلازما. وتكون فيها خلايا الحيوانات المنوية الناتجة متساوية في الحجم والمحتوى. أما تكوين البويضات لدى الإناث، فهو مثال على انقسام السيتوبلازما غير المتماثلة. ويسفر الانقسام عن تشكيل بويضة كبيرة وثلاثة أجسام قطبية.
الانقسام الفتيلي هو العملية التي تنقسم فيها الخلية الأم إلى خليتين وليدتين متطابقتين في الخلايا حقيقية النواة. يعني هذا فصل المادة الوراثية المتضاعفة مسبقًا الموجودة في النواة في أثناء انقسام الخلية. وتشمل أطوار الانقسام الفتيلي: الطور التمهيدي، وطليعة الطور التالي، والطور الاستوائي، وطور الصعود، والطور النهائي.
في الطور التمهيدي، تتكثف أزواج الصبغيات التي سبق وتضاعفت. وتُسمى أزواج الصبغيات المتضاعفة -التي تبقى متصلة في منطقة مركزية تُسمى القطعة المركزية- بالكروماتيدات الشقيقة. وتشكل البروتينات الطويلة التي تسمى الأنيبيبات الدقيقة بنية كبيرة تُسمى المغزل الانقسامي على كل من قطبي الخلية.
في الطور الاستوائي، يتفكك الغلاف النووي الذي يحيط بالنواة في طليعة الطور التالي، ولا تكون النواة معزولة عن السيتوبلازما. الحيز الحركي هو تركيبة بروتينية موجودة حول القطعة المركزية. ويبدأ تشكل المغزل الانقسامي من القطبين وارتباطه بالحيز الحركي. وفي الطور الاستوائي، تسحب الأنيبيبات الدقيقة الكروماتيدات الشقيقة إلى الأمام والخلف حتى تصطف في مستوى موجود في مركز الخلية يسمى المستوى الاستوائي.
في طور الصعود، تتباعد الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها عند المنطقة المركزية في وقت واحد. ومن ثم يسحب المغزل الصبغيات المتباعدة إلى قطب من قطبي الخلية. ويضمن طور الصعود احتواء كل خلية وليدة على المجموعة نفسها من الصبغيات.
أخيرًا، يتشكل غشاء نووي حول كل مجموعة من الصبغيات في الطور النهائي؛ ليعزل الحمض النووي عن السيتوبلازما. وتبدأ الصبغيات بتقليل تكثفها وتصبح أكثر ارتخاءً. ففي الطور النهائي، تمر الخلية بعملية انقسام السيتوبلازما التي تفصل سيتوبلازم الخلية الأم إلى الخليتين الوليدتين اللتين هما الناتج النهائي لانقسام النواة الفتيلي وانقسام السيتوبلازما.
الانقسام المنصف الذي يُعرف كذلك بالانقسام الاختزالي، هو انقسام الخلية الجنسية، ويشمل انقسامين نوويين وينتج عنه أربع خلايا جنسية، وتحتوي كل منها على نصف عدد الصبغيات الموجودة في الخلية الأم.
الانقسام المنصف هو عملية تحدث في العضيات التي تتكاثر جنسيًا. ويملك هذا النوع من العضيات مجموعة مضاعفة من الصبغيات في نواة كل خلية. وتتكون كل مجموعة من الصبغيات من مجموعتين فرديتين من الصبغيات (تورث كل مجموعة من أحد الوالدين). وتكون هاتان المجموعتان صبغيات متماثلة لدى البشر (بما فيها الصبغيات الجنسية xx، ولكن يستثنى من ذلك صبغي xy).
يتضاعف كل صبغي في الخلية الجنسية ثنائية الصيغة الصبغية، ويتكون من زوج متصل من الكروماتيدات المتضاعفة قبل الانقسام المنصف. ويؤدي تكثف الصبغيات في نواة الخلية ثنائية الصيغة الصبغية إلى بدء الانقسام المنصف. وتتحد صبغيات الأب والأم على طول خط الوسط للخلية. ويتكون كل زوج صبغي من أربعة كروماتيدات، ويُعرف هذا باسم الرباعي أو ثنائي التكافؤ. وفي هذه المرحلة، تتبادل الصبغيات المتماثلة المادة الوراثية بالعبور.
تُسحب الأزواج المتماثلة لاحقًا إلى نهايات متقابلة للخلية التي تنضغط إلى النصف لتشكل خليتين وليدتين. وينتج هذا الانقسام الاختزالي الأول (الانقسام الخلوي 1) زوجًا فرديًا من الصبغيات في كل خلية وليدة. وفي هذه المرحلة، ما تزال الصبغيات تتكون من كروماتيدات مزدوجة. وهذه هي نهاية الطور النهائي 1. ويبقى الآن انقسام واحد يقود الخلية إلى نهاية عملية الانقسام الفتيلي.
تنقسم كل خلية وليدة أحادية الصيغة الصبغية في الانقسام الاختزالي الثاني المعروف أيضًا باسم انقسام السيتوبلازما 2. ولا ينتج عن هذا الانقسام أي خفض إضافي في عدد الصبغيات؛ لأنه يحدث بفصل كل زوج كروماتيد إلى اثنين من الصبغيات التي تسحب إلى النهايات المتقابلة للخلايا الوليدة.
تنقسم كل خلية وليدة إلى نصفين، ما ينتج أربعة خلايا جنسية أحادية الصيغة الصبغية. وعندما تندمج اثنتان من الخلايا الجنسية، تساهم كل منهما بمجموعتها من الصبغيات أحادية الصيغة الصبغية في تكوين إنسان جديد الذي ستكون خلاياه تحمل رقم ثنائي الصيغة الصبغية.
كيف يحدث انقسام السيتوبلازما؟
يؤدي انقسام السيتوبلازما دورًا رئيسيًا في انقسام الخلية إلى خليتين، ويضمن وجود نواة واحدة في كل خلية وليدة. ويبدأ انقسام السيتوبلازما خلال طور الصعود من انقسام النواة ويستمر خلال الطور النهائي. وتتشكل حلقة من خيوط البروتين تسمى حلقة انقباضية حول الصفيحة الخلوية في منتصف الخلية أسفل غشاء البلازما. وتتقلص الحلقة عند منتصف الخلية، وتضغط غشاء البلازما للداخل، وتشكل ما يسمى بالانشقاق الثلم. وفي النهاية، تتقلص الحلقة الانقباضية إلى درجة تساعد على تشكل خليتين منفصلتين كل منهما تملك غشاءها البلازمي، ويحدث هذا في الخلايا الحيوانية. أما في الخلايا النباتية، فتُبنى صفيحة خلوية تقسم الخلية إلى نصفين.
دورة حياة الخلية لدى حقيقيات النوى هي سلسلة دورية من الأحداث البيولوجية التي تمر بها بعض الخلايا غير الجنسية. وتتكون دورة حياة الخلية من هذه الأطوار الأساسية التالية: أولًا طور الراحة (الفجوة 0)، ثانيًا الطور البيني (الفجوة 1، الطور s، الفجوة 2)، ثالثًا الانقسام الخلوي (أي طور الانقسام والحرائك الخلوية)، أي أن الخلية إما أن تكون في مرحلة سكون تسمى مرحلة الراحة أو تمر بمراحل دورة حياة الخلية. وإذا كانت الخلية ستخضع للانقسام الفتيلي، فستقوم بمضاعفة حمضها النووي في أثناء الطور البيني ثم ستبدأ بالانقسام.
متى يحدث انقسام السيتوبلازما؟ وهل هو جزء من الانقسام الفتيلي؟
يبدأ انقسام السيتوبلازما في طور الصعود من انقسام النواة وينتهي في الطور النهائي، إذ ينتهي مع بدء الطور البيني لانقسام الخلية التالي. وجميع هذه المراحل هي مراحل الانقسام الفتيلي لخلية حيوانية أو نباتية.
يوجد نوعان من انقسام الخلية: الانقسام الفتيلي والانقسام المنصف حيث يحدث انقسام السيتوبلازما فيهما. ويُعد ظهور الانشقاق الثلم المفاجئ على سطح الخلية أول تغيير ظاهر يحدث في أثناء انقسام السيتوبلازما في الخلايا الحيوانية.
تتطلب بعض الحالات عدم حدوث انقسام متماثل للخلايا؛ فمثلًا، تستهلك البويضة عمليًا كل السيتوبلازما والعضيات في أثناء تشكل البويضات لدى الثدييات. ويترك هذا القليل نسبيًا للأجسام القطبية اللاحقة التي تموت دون أن تصبح وظيفية في معظم أنواع الثدييات، ولكنها تؤدي أدوارًا معينة في أنواع أخرى. ويحدث نوع آخر من الانقسام الفتيلي في أعضاء مثل الكبد والعضلات الهيكلية، ولا يمر بانقسام السيتوبلازما، ويؤدي إلى إنتاج خلايا عديدة النوى.
ما الفرق بين انقسام السيتوبلازما لدى الحيوانات والنباتات؟
يختلف انقسام السيتوبلازما في الخلايا الحيوانية عنه في الخلايا النباتية، لأن انقسام السيتوبلازما لدى النبات يحدث عبر جدار الخلية الصلب. وتتشكل بنية تسمى صفيحة الخلية في السيتوبلازما، وتتوسع لتشكل جدارًا خلويًا مضاعفًا بين الخليتين الوليدتين بدلًا من وجود الانشقاق الثلم بينهما.
يشبه انقسام السيتوبلازما عملية الانقسام الثنائي لدى خلايا بدائيات النوى، ولكن تختلف العملية بسبب الاختلافات بين أدوار خلايا حقيقيات النوى وأشكالها والخلايا البكتيرية. فمثلًا، تمتلك الخلايا البكتيرية صبغيًا حلقيًا واحدًا على شكل حلقة مغلقة بدلًا من عدة صبغيات خطية كتلك الموجودة في خلايا حقيقيات النوى.
نتيجةً لذلك، لا تشكل البكتيريا مغازل انقسامية في أثناء انقسام الخلية. إضافةً إلى ذلك، يحدث تضاعف الحمض النووي في الخلايا بدائية النواة قبل فصل الصبغيات؛ ففي الانقسام الفتيلي، يحدث التضاعف في أثناء الطور البيني قبل أن يبدأ الانقسام، ومع ذلك، لا تنقسم الكروماتيدات للخلية الوليدة بالكامل قبل طور الصعود.
تكوين الحيوانات المنوية هو عملية انقسام خلوي لدى الذكور، وتُعد مثالًا على عملية انقسام السيتوبلازما. وتكون فيها خلايا الحيوانات المنوية الناتجة متساوية في الحجم والمحتوى. أما تكوين البويضات لدى الإناث، فهو مثال على انقسام السيتوبلازما غير المتماثلة. ويسفر الانقسام عن تشكيل بويضة كبيرة وثلاثة أجسام قطبية.
الانقسام الفتيلي هو العملية التي تنقسم فيها الخلية الأم إلى خليتين وليدتين متطابقتين في الخلايا حقيقية النواة. يعني هذا فصل المادة الوراثية المتضاعفة مسبقًا الموجودة في النواة في أثناء انقسام الخلية. وتشمل أطوار الانقسام الفتيلي: الطور التمهيدي، وطليعة الطور التالي، والطور الاستوائي، وطور الصعود، والطور النهائي.
في الطور التمهيدي، تتكثف أزواج الصبغيات التي سبق وتضاعفت. وتُسمى أزواج الصبغيات المتضاعفة -التي تبقى متصلة في منطقة مركزية تُسمى القطعة المركزية- بالكروماتيدات الشقيقة. وتشكل البروتينات الطويلة التي تسمى الأنيبيبات الدقيقة بنية كبيرة تُسمى المغزل الانقسامي على كل من قطبي الخلية.
في الطور الاستوائي، يتفكك الغلاف النووي الذي يحيط بالنواة في طليعة الطور التالي، ولا تكون النواة معزولة عن السيتوبلازما. الحيز الحركي هو تركيبة بروتينية موجودة حول القطعة المركزية. ويبدأ تشكل المغزل الانقسامي من القطبين وارتباطه بالحيز الحركي. وفي الطور الاستوائي، تسحب الأنيبيبات الدقيقة الكروماتيدات الشقيقة إلى الأمام والخلف حتى تصطف في مستوى موجود في مركز الخلية يسمى المستوى الاستوائي.
في طور الصعود، تتباعد الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها عند المنطقة المركزية في وقت واحد. ومن ثم يسحب المغزل الصبغيات المتباعدة إلى قطب من قطبي الخلية. ويضمن طور الصعود احتواء كل خلية وليدة على المجموعة نفسها من الصبغيات.
أخيرًا، يتشكل غشاء نووي حول كل مجموعة من الصبغيات في الطور النهائي؛ ليعزل الحمض النووي عن السيتوبلازما. وتبدأ الصبغيات بتقليل تكثفها وتصبح أكثر ارتخاءً. ففي الطور النهائي، تمر الخلية بعملية انقسام السيتوبلازما التي تفصل سيتوبلازم الخلية الأم إلى الخليتين الوليدتين اللتين هما الناتج النهائي لانقسام النواة الفتيلي وانقسام السيتوبلازما.
الانقسام المنصف الذي يُعرف كذلك بالانقسام الاختزالي، هو انقسام الخلية الجنسية، ويشمل انقسامين نوويين وينتج عنه أربع خلايا جنسية، وتحتوي كل منها على نصف عدد الصبغيات الموجودة في الخلية الأم.
الانقسام المنصف هو عملية تحدث في العضيات التي تتكاثر جنسيًا. ويملك هذا النوع من العضيات مجموعة مضاعفة من الصبغيات في نواة كل خلية. وتتكون كل مجموعة من الصبغيات من مجموعتين فرديتين من الصبغيات (تورث كل مجموعة من أحد الوالدين). وتكون هاتان المجموعتان صبغيات متماثلة لدى البشر (بما فيها الصبغيات الجنسية xx، ولكن يستثنى من ذلك صبغي xy).
يتضاعف كل صبغي في الخلية الجنسية ثنائية الصيغة الصبغية، ويتكون من زوج متصل من الكروماتيدات المتضاعفة قبل الانقسام المنصف. ويؤدي تكثف الصبغيات في نواة الخلية ثنائية الصيغة الصبغية إلى بدء الانقسام المنصف. وتتحد صبغيات الأب والأم على طول خط الوسط للخلية. ويتكون كل زوج صبغي من أربعة كروماتيدات، ويُعرف هذا باسم الرباعي أو ثنائي التكافؤ. وفي هذه المرحلة، تتبادل الصبغيات المتماثلة المادة الوراثية بالعبور.
تُسحب الأزواج المتماثلة لاحقًا إلى نهايات متقابلة للخلية التي تنضغط إلى النصف لتشكل خليتين وليدتين. وينتج هذا الانقسام الاختزالي الأول (الانقسام الخلوي 1) زوجًا فرديًا من الصبغيات في كل خلية وليدة. وفي هذه المرحلة، ما تزال الصبغيات تتكون من كروماتيدات مزدوجة. وهذه هي نهاية الطور النهائي 1. ويبقى الآن انقسام واحد يقود الخلية إلى نهاية عملية الانقسام الفتيلي.
تنقسم كل خلية وليدة أحادية الصيغة الصبغية في الانقسام الاختزالي الثاني المعروف أيضًا باسم انقسام السيتوبلازما 2. ولا ينتج عن هذا الانقسام أي خفض إضافي في عدد الصبغيات؛ لأنه يحدث بفصل كل زوج كروماتيد إلى اثنين من الصبغيات التي تسحب إلى النهايات المتقابلة للخلايا الوليدة.
تنقسم كل خلية وليدة إلى نصفين، ما ينتج أربعة خلايا جنسية أحادية الصيغة الصبغية. وعندما تندمج اثنتان من الخلايا الجنسية، تساهم كل منهما بمجموعتها من الصبغيات أحادية الصيغة الصبغية في تكوين إنسان جديد الذي ستكون خلاياه تحمل رقم ثنائي الصيغة الصبغية.