انقسام الخلية

تشير دورة الخلية إلى تسلسل الأحداث طوال حياة الخلية النموذجية - بما في ذلك النمو وتكرار الحمض النووي والتحضير لانقسام الخلية. بالنسبة للكائنات الحية التي تتكاثر جنسيا ، تبدأ الحياة كبيضة ملقحة ، وهي بويضة مخصبة. بمرور الوقت ، تنمو تلك الخلية المفردة الأصلية وتنقسم بطريقة خاضعة للرقابة لإنتاج فرد معقد متعدد الخلايا. تستمر الخلايا في هذه العملية ، خاصة للحفاظ على الأنسجة وإصلاحها أثناء الشيخوخة.

الآن دعونا نلقي نظرة فاحصة. في حقيقيات النوى ، يتم تنظيم الحمض النووي المزدوج الشريطة بشكل خاص داخل نواة مرتبطة بالغشاء لاستيعاب المساحة المحدودة للخلية. في المستوى الأول من الضغط ، يتم لف الحمض النووي بإحكام حول بروتينات معينة تسمى الهستونات. ثم يتم تكرار هذا المزيج من جزيئات بروتين الحمض النووي وتعبئته في مصفوفات تعرف باسم النيوكليوسومات ، والتي ، جنبا إلى جنب مع الحمض النووي الرابط ، تشكل ألياف كروماتين ملفوفة. أخيرا ، تقوم البروتينات الليفية الإضافية بضغط الكروماتين بشكل أكبر ، وتعبئة أطوال طويلة من الحمض النووي في وحدات مكثفة بإحكام. معترف بها ككروموسومات ، اعتمادا على مرحلة انقسام الخلية.

للتحضير للانقسام ، يجب أن تمر الخلايا بالمرحلة البينية ، والتي تنقسم إلى ثلاث مراحل. G1 و S و G2. في G1 ، مرحلة الفجوة الأولى ، تنمو الخلية الوليدة المتولدة حديثا في الحجم وتستعد لتكرار الحمض النووي في المرحلة التالية. الآن في S ، مرحلة التوليف ، تكرر الخلايا حمضها النووي ، والذي يظل معبأ على شكل كروماتين. تقوم الخلايا أيضا بتكرار الجسيمات المركزية ، وهي الهياكل المنظمة للأنابيب الدقيقة التي تشكل جهاز المغزل الانقسامي. أخيرا ، في G2 ، مرحلة الفجوة الثانية ، تستمر الخلايا في النمو ، وتتكاثر العضيات والبروتينات اللازمة للانقسام ، وتجدد مخازن الطاقة الخاصة بها. الخلية جاهزة الآن لدخول المرحلة الأولى من الانقسام.

يتكون الانقسام الفتيلي من خمس مراحل فريدة ، وهو شكل من أشكال الانقسام حيث يتم تقسيم المادة الوراثية للخلية بين خليتين ابنتيتين. أولا أثناء الطور الأولي في البشر ، يتكثف الكروماتين النووي في كروموسومات على شكل X ، تتكون من أزواج كروماتيدات شقيقة متصلة عند تقاطعات السنترومير. في نفس الوقت خارج النواة ، تهاجر الجسيمات المركزية إلى جوانب متقابلة من الخلية. أثناء قيامهم بذلك ، تبدأ قضبان الأنابيب الدقيقة في النمو من كل منها. إما باتجاه الخلية الداخلية أو الخارجية ، لتشكيل جهاز مغزل يشبه الويب. بعد ذلك ، يذوب الغلاف النووي أثناء الطور الأولي ، مما يعرض الكروموسومات لمحتويات الخلية الأخرى. تظهر هياكل البروتين أيضا على جانبي السنتروميرات ، واحدة لكل كروماتيد. بمجرد أن تتشكل هذه الحركية ، يتم ربط الأنابيب الدقيقة الداخلية بها ، مع ربط كل كروماتيد شقيق بقطب مختلف.

ثم يتطور الانقسام إلى الطور ، حيث يعيد جهاز المغزل ترتيب الكروموسومات بحيث يتم توجيهها بالمثل في صف ثابت على طول خط الاستواء للخلية. أثناء الطور ، تقصر الأنابيب الدقيقة الملصقة بالحركية. ويتم سحب الكروماتيدات الشقيقة ، التي يشار إليها الآن بشكل فردي باسم الكروموسومات ، عن بعضها. تعمل هذه الديناميكيات وغيرها من ديناميكيات الأنابيب الدقيقة أيضا على إطالة الخلية. أخيرا ، تهبط الكروموسومات على جوانب الخلية المتقابلة أثناء الطور النهائي. ويتفكك جهاز المغزل. تتحلل المادة الوراثية ، وينشأ مظروفان نوويان ، أحدهما حول كل مجموعة كروموسوم. أثناء الطور النهائي ، هناك عملية مميزة ، وليست من الناحية الفنية مرحلة من الانقسام ، تسمى الحركية الخلوية ، تقسم الخلية أيضا. وبالتالي ، فإن النتيجة النهائية للانقسام هي زوج خلايا مطابق وراثيا لسلائفها.

لسوء الحظ ، يمكن أن تتسبب الطفرات في تلف الجينات التي تتحكم في تنظيم دورة الخلية ، مما يؤدي إلى استمرار انقسام الخلايا دون رادع. في هذه الحالة ، ينتج كل انقسام خلوي متتالي خلايا وليدة مع المزيد من الضرر ... ويؤدي تنظيم النمو الخاطئ في النهاية إلى تكوين كتل خلوية تسمى الأورام.

في هذا المختبر ، سوف تفحص المراحل المختلفة للانقسام باستخدام خلايا طرف جذر البصل. ثم افحص ما يحدث عند فقد التحكم في دورة الخلية.