يتكون جسم اغلب الكائنات من عدد كبير من الخلايا, وان كان ينشأ اصلا من خلية واحدة هي البويضة المخصبة او الزيجوت. وينقسم هذا الزيجوت عدة انقسامات متتالية ليكون فردا كاملا.
الانقسام الميتوزي ( غير المباشر)
MITOSIS
الانقسام الميتوزى هو النوع الشائع في كل الخلايا الجسمية, يجب ان ينظر الى عملية انقسام الخلية الميتوزى على انها عملية مستمرة متواصلة وليست سلسلة من الاحداث المنفصلة. وعندما تكون الخلية في غير حالة الانقسام يقال انها في المرحلة البينية وتتميز هذه الحالة بان النواة تكون محددة العوامل محاطة بغشاء واضح وبها نوية او نويتان بارزتان. وعلى العكس من ذلم فإن الكروموسومات لا تكون واضحة او متميزة خلال هذه المرحلة وذلك لأنها تكون على هيئة خطوط متداخلة بالغة الدقة لا يمكن التعرف عليها كوحدات محددة. وعلى ذلك فإنها تبدو بصورة عامة على هيئة جسيمات غير منتظمة الشكل من المواد الكروماتينية.
وبجانب ذلك تحتوي الخلية في هذه الحالة على عضى او عضيين دقيق الحجم بجوار النواة وهي الحبيبات المركزية .
تكاثر( تناسخ) المادة الوراثية في الكروموسومات:
Cell Cycle
G1).
خطوات الانقسام:
1- المرحلة التمهيدية: Prophase
تأتى المرحلة التمهيدية في بداية الانقسام, وفي هذه المرحلة تبدأ الكروموسومات غير المتميزة في التكدس على هيئه اجسام خيطية تأخذ في القصر والتغلظ تدريجيا وتزداد قابليتها للصباغه.
ويبدو ان تكدس الكروموسومات يحدث نتيجة لتقارب لفاتها بجوار بعضها.
وعند فحص احدى الكروموسومات في نهاية المرحلة التمهيدية بقوة ميكروسكوبية مكبرة يظهر على انه متكون من خيوط متصله هي الكروموتيدات Chromatids ترتبط ببعضها بواسطة ما يسمى القطعة المركزية او السنترومير Centro mere .
واثناء ذلك ينقسم الجسم او الحبيبة المركزية, اذ كانت في الاصل مفردة, الى حبيبتين تنفصلان عن بعضهما البعض, وتتحركان تجاه قطبين متقابلين من اقطاب الخلية.
وتتحور السيتوبلازمة المحيطة بكل حبيبة مركزية مكونة عددا من الخيوط الشعاعية القصيرة تسمى بالاشعة النجمية astral rays. كما تتحور السيتوبلازمة الموجودة بين الحبيبتين المركزيتين لتكون مجموعة من الخيوط او اللييفات تنتظم في شكل مغزلى ولذا تعرف بالالياف او الخيوط المغزلية spindle fibres. ويسمى التركيب بأكمله المغزل spindle .
2- المرحلة الاستوائية Metaphase
تتركب الكروموسومات وتنتظم اثنا هذه المرحلة في صف يمتد على الخط الاستوائي equatorial plane للخلية.
3- المرحلة الانفصالية Anaphase
يبدأ هذه المرحلة بإنقسام السنترومير الذي يربط بين كل كروماتيدين متماثلين, وبذلك ينفصلان تماما عن بعضهما البعض, ويصبح كل منهما كروموسوما مستقلا. ويتباعد الكروموسومان عن بعضهما او يتحركان في اتجاهين متعاكسين بحيث يتجه احدهما الى احد قطبي الخلية ويتجه نظيره الى القطب المقابل, ويعتقد ان هذه الحركة تحدث بتأثير قوتين, قوة تنافر بين كل كروموسومين متماثلين وقبل جذب من قبل الحبيبة المركزية المقابلة لكل كروموسوم.
4- المرحلة الانتهائية Telophase
عندما تصل كل مجموعة كروموسومية الى قطب الخلية الخاص بها, تبدأ الكروموسومات في العودة الى شكلها الاصلي, فتتحول الى خيوط رفيعة تتداخل فيما بينها وتفقد قابليتها للصباغة بصورة تدريجية. ويتكون حول كل مجموعة كروموسومات عند كل قطب غشاء نووي, وبذلك تتكون نواتان في الخلية تسمى كل منهما النواة البنوية daughter nucleus , وتظهر في كل منها نوية او اكثر حسب نوع الخلية.
ويصاحب هذه العملية عملية انشطار السيتوبلازمة cytokinesis , فيظهر اختناق في وسط الخلية يزداد عمقا بالتدريج. حتى يتم انشطار الخلية الى خليتين تحتوي كل منهما على احدى النويتين البنويتين.
وجدير بالملاحظة هنا انه في الانقسام الميتوزى ينشق كل كروموسوم الى كروموسومين متساويين متماثلين تماما. ولما كان كل كروموسوم يحمل عددا معينا من العوامل الوراثية او الجينات, فإن الكروموسومين الناتجين بمثابة نسختين مطابقتين تماما لبعضهما البعض وللكروموسوم الاصلى من حيث ما يحملانه من جنيات.
ويتوقف معدل حدوث الانقسام الميتوزي على حالة الخلايا, فيكثر بدرجة ملحوظة في الخلايا الجنينية وفي حالة تعويض الانسجة التالفة وفي الخلايا السرطانية….
والمدة التي يستغرقها الانقسام الميتوزي ثابتة تقريبا بالنسبة لكل نوع من الخلايا, فمثلا يستغرق هذا الانقسام 9 دقائق في خلايا ذبابة الفاكهة, بينما يستغرق 100-300 دقيقة في خلايا جنين الكتكوت.
وكذلك تختلف الخلايا الجسمية في الحيوانات البالغة فيما بينها بالنسبة لقابليتها للانقسام الميتوزى.
ويمكن تصنيف الخلايا بالنسبة لهذه القابلية في 3 انواع كما يلي:
أ- خلايا تنقسم بصورة مستمرة طوال حياة الكائن, مثل خلايا طبقة ملبيجى في بشرة الجلد.
ب- خلايا تتوقف عن الانقسام عندما يبلغ الكائن مرحلة البلوغ, مثل الخلايا الكبدية, ولكنها قد تستعيد قدرتها على الانقسام تحت ظروف معينة, كما في حالة استئصال قطعة من الكبد.
ج- خلايا فقدت قدرتها على النقسام بصورة كاملة ولا يمكن لها استعادتها تحت اي ظرف من الظروف, كالخلايا العصبية.
الانقسام الميوزي ( الاختزالي)
هذا الانقسام شبيه الى حد كبير بالانقسام الميتوزي ولكن المرحلة التمهيدية فيه اكثر تعقيدا.
الانقسام الميوزي الاول
First Meiotic Division
هذا الانقسام شبيه الى حد كبير بالانقسام الميتوزي ولكن المرحلة التمهيدية في اكثر تعقيدا.
وتتضمن الاطوار الاتية:
أ- الطور القلادى Leptotene stage, تبدأ الكروموسومات في الظهور على هيئة خيوط طويلة محببة تشبه حبات السبحة.
ب- الطور الازدواجي Zygotene stage, يقترب فيه كل كروموسومين متماثلين من بعضهما البعض ويتشابكان في عملية تعرف بالتشابك او الارتفاقsynapsis. وتبدأ هذه العملية عند منطقة السنترومير ثم تمتد بطول الكروموسومين, وهكذا تتكون ازواج من الكروموسومات المتماثلة.
ج- الطور الانضمامي Pachytene stage , بعد ان تتم عملية الارتفاق تنكمش الكروموسومات طوليل فتظهر ازواج الكروموسومات على هيئة قضبان صغيرة غليظة, وحينئذ تبدو النواة وكأنها تحتوي على نصف العدد الاصلي للكروموسومات, لأن كل كروموسومين متماثلين يكونان قد اقتربا جدا من بعضهما حتى انهما يظهران ككروسوم واحد, وتسمى الكروموسومات في هذه المرحلة بالكروموسومات الثنائية bivalent chromosomes . ولما كان لمل كروموسوم اصلا سنترومير واحد, فإن كل كروموسوم ثنائى يكون له سنتروميرين قريبين جدا من بعضهما البعض. ويلتف فردا كل كروموسوم ثنائى حلزونيا حول بعضهما.
وقرب منتصف هذا الطور تقريبا, يبدو كل كروموسوم منشقا طوليا الى كروماتيدين يربطهما السنترومير, وعلى ذلك يبدو كل كروموسوم ثنائي مكونا من 4 كروماتيدت. وقرب نهاية هذا الطور تظهر كل الكروموسومات في النواة في صورة مجموعات رباعية tetrads . وقد تحدث بعض الكسور العرضية في الكروماتيدين الداخليين المتامثلين في اي مجموعة رباعية. وتحدث هذه الكسور عادة عند نفس المستوى وعلى نفس المسافة في الكروماتيديت المتماثلين, ويلي ذلك تبادل القطع المكسورة بين الكروماتيدين, وتغرف هذه الظاهرة بالعبور crossing over , وهي ذات اهمية بالغة في عملية تبادل العوامل الوراثية.
د- الطور الانفراجي Diplotene stage, بعد ان يتم تبادل القطع بين الكروماتيدات المتماثلة في كل المجموعات الرباعية يبدأ كل كروموسومين متماثلين في كل مجموعة في فك الالتفاف الحلزوني والابتعاد عن بعضهما البعض, الا ان هذا الانفصال لا يكون كاملا في البداية, ولذا يبقى فردا كل زوج على اتصال ببعضهما في مناطق تسمى التصالب chiasmata. وتأخذ نقاط التصالب في النقصان تدريجيا مع استمرار انفصال الكروموسومين المتماثلين عن بعضهما, وهي عملية تعرف بالانزلاق terminalization .
ه- الطور التشتيتى ( الابتعادي) Diakinesis, تستمر عملية الانزلاق حتى تختفي كل عملية التصالب وينفصل كل كروموسومين متماثلين عن بعضهما تماما. وعند هذا الحد يبدو كل كروموسوم مكونا من كروماتيدين احدهما نقى ( لم يحدث به تبادل كروموسومي) والاخر خليط ( حدث به تبادل كروموسومي) ويشاهد كل سنترومير وقد انشق الى اثنين, ويظهر المغزل كما يختفي الغشاء النووي وتتعلق الكروموسومات بألياف المغزل.
2- المرحلة الاستوائية الاولى Metaphase 1
تترتب مجموعات الكروموسومات الثنائية على خط استواء الخلية, بحيث يكون احد الكروموسومين في مستوى اعلى قليلا من خط الاستواء ومثيله اسفل قليلا عن هذا المستوى. ويلاحظ ان كل كروموسوم يتمكون من كروماتيدين يربطهما سنترومير واحد.
3- المرحلة الانفصالية الاولى Anaphase 1
يبتعد كل كروموسومين متماثلين عن بعضهما البعض, اذ يتحرك كل منهما في اتجاه قطب الخلية المقابل له.
4- المرحلة الانتهائية الاولى Telophase 1
بعد ان تصل كل مجموعة كروموسومية الى احد اقطاب الخلية يتكون حولها غشاء نووي, وبذلك تتكون نواتان بنويتان تحتوي كل منها على نصف العدد الاصلى للكروموسومات ( ن).
