تكاثر الخلايا ما هو و ما أنواعه و أهميته ؟

تُعرف مرحلة دورة الخلية التي تنقسم فيها كل خلية لتشكل خليتين مختلفتين باسم تكاثر الخلايا  أو انقسام الخلية . إنها عملية تحدث في جميع أشكال الحياة وتضمن استمرار وجودها ، وكذلك النمو وتجديد الأنسجة والتكاثر في الكائنات متعددة الخلايا .

الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة . كل خلية ، مثل الكائنات الحية ، لها فترة حياة تنمو خلالها وتنضج وتتكاثر وتموت.

هناك آليات بيولوجية مختلفة لتكاثر الخلايا ، أي أنها تسمح بتكوين خلايا جديدة ، وتكرار معلوماتها الجينية وتسمح للدورة بالبدء من جديد.

في مرحلة معينة من حياة الكائنات الحية ، تتوقف خلاياها عن التكاثر (أو تبدأ في القيام بذلك بشكل أقل كفاءة) وتبدأ في التقدم في السن. حتى يحدث ذلك ، فإن الغرض من تكاثر الخلايا هو الحفاظ على أو زيادة عدد الخلايا الموجودة في الكائن الحي.

في الكائنات أحادية الخلية ، ينتج عن تكاثر الخلايا كائنًا جديدًا تمامًا . يحدث هذا بشكل عام عندما تصل الخلية إلى حجم وحجم معينين ، مما يقلل عادةً من فعالية عمليات نقل المغذيات ، وبالتالي يكون تقسيم الفرد أكثر فعالية.

أنواع تكاثر الخلايا

من حيث المبدأ ، هناك ثلاثة أنواع رئيسية من تكاثر الخلايا . الأول والأبسط هو الانشطار الثنائي ، حيث يتم نسخ المادة الوراثية الخلوية وتبدأ الخلية في الانقسام إلى شخصين متطابقين ، تمامًا كما تفعل البكتيريا ، مزودة بصبغي واحد وبعمليات التكاثر اللاجنسي .

ومع ذلك ، فإن الكائنات الأكثر تعقيدًا ، مثل حقيقيات النوى ، تتمتع بأكثر من كروموسوم واحد (مثل البشر ، على سبيل المثال ، الذين لديهم زوج من الكروموسومات من الأب وواحد من الأم).

في الكائنات حقيقية النواة ، يتم تطبيق عمليات أكثر تعقيدًا لتكاثر الخلايا:

• الانقسام . إنه الشكل الأكثر شيوعًا لانقسام الخلايا للخلايا حقيقية النواة. في هذه العملية ، تقوم الخلية بتكرار مادتها الجينية تمامًا. للقيام بذلك ، تستخدم طريقة لترتيب الكروموسومات في المنطقة الاستوائية لنواة الخلية ، والتي تشرع بعد ذلك في الانقسام إلى مجموعتين ، مما ينتج مجموعتين متطابقتين من الكروموسومات. ثم تشرع بقية الخلية في تكرار السيتوبلازم وتقسيمه ببطء، حتى ينتهي غشاء البلازما بتقسيم خليتين جديدتين إلى قسمين. ستكون الخلايا الناتجة متطابقة وراثيا مع والدها.
• الانقسام الاختزالي . إنها عملية أكثر تعقيدًا ، حيث تنتج خلايا أحادية الصيغة الصبغية (بنصف الحمل الجيني) ، مثل الخلايا الجنسية أو الأمشاج ، التي تتمتع بالتنوع الجيني. يحدث هذا من أجل توفير نصف الحمل الجيني أثناء الإخصاب ، وبالتالي الحصول على ذرية فريدة وراثيًا ، وتجنب التكاثر النسيلي (اللاجنسي). من خلال الانقسام الاختزالي ، تخضع الخلية ثنائية الصبغة (2 ن) إلى قسمين متتاليين ، وبالتالي تحصل على أربع خلايا ابنة أحادية العدد (ن).

أهمية تكاثر الخلايا

يخلق الانقسام الخلوي مستعمرات من الكائنات وحيدة الخلية ، ولكنه قبل كل شيء يسمح بوجود كائنات متعددة الخلايا ، تتكون من أنسجة متمايزة. يتلف كل نسيج ، ويتقدم في العمر ، وينمو في النهاية ، مما يتطلب خلايا بديلة للخلايا القديمة أو التالفة ، أو خلايا جديدة لإضافتها إلى الأنسجة النامية.

يتيح الانقسام الخلوي نمو الكائنات الحية وإصلاح الأنسجة التالفة.

من ناحية أخرى ، يمكن أن يؤدي الانقسام الخلوي المضطرب إلى أمراض تحدث فيها هذه العملية بشكل لا يمكن السيطرة عليه ، مما يهدد حياة الفرد (كما يحدث في الأشخاص المصابين بالسرطان). هذا هو السبب في أن دراسة انقسام الخلايا في الطب الحديث هي واحدة من المجالات الرئيسية ذات الاهتمام العلمي.

مراحل الانقسام

في تكاثر الخلايا من نوع الانقسام ، نجد المراحل التالية:

• واجهة . تستعد الخلية لعملية التكاثر ، وتنسخ الحمض النووي الخاص بها وتتخذ التدابير الداخلية والخارجية ذات الصلة لمواجهة العملية بنجاح.
• الطور . يبدأ الغلاف النووي في الانهيار (حتى يذوب تدريجياً). كل المواد الجينية (DNA) تتكثف وتشكل الكروموسومات. يتكاثر الجسيم المركزي ، وينتقل كل منهما إلى أحد طرفي الخلية ، حيث تتشكل الأنابيب الدقيقة.
• الطور . تصطف الكروموسومات عند خط استواء الخلية. تم بالفعل تكرار كل واحد منهم في الواجهة ، لذلك في هذه المرحلة يتم فصل النسختين.
• طور . تبتعد مجموعتا الكروموسومات (المتماثلتان مع بعضهما البعض) بفضل الأنابيب الدقيقة باتجاه القطبين المعاكسين للخلية
• Telophase . يتم تشكيل مغلفين نوويين جديدين. الأنابيب الدقيقة تختفي.
• الحركية الخلوية . يخنق غشاء البلازما الخلية ويقسمها إلى قسمين.

مراحل الانقسام الاختزالي

في التكاثر من نوع الانقسام الاختزالي ، يتم إجراء تقسيم جديد للخلايا الوليدة ، وبالتالي الحصول على أربع خلايا أحادية العدد.

يتضمن الانقسام الاختزالي مرحلتين متميزتين: الانقسام الاختزالي الأول والانقسام الاختزالي الثاني . يتكون كل منها من عدة مراحل: الطور الأولي ، الطور الطوري ، الطور الطوري ، الطور البعيدة. يتميز الانقسام الاختزالي الأول عن الانقسام الاختزالي الثاني (والانقسام الفتيلي) لأن طورته طويلة جدًا وخلال مساره ، فإن الكروموسومات المتجانسة (متطابقة لأن أحدهما يأتي من كل والد) ويعاد الاتحاد لتبادل المواد الجينية.

الانقسام الاختزالي I. تُعرف بالمرحلة الاختزالية ، وينتج عنها خليتان بنصف الحمل الجيني (ن).

• الطور الأول. وهي مكونة من عدة مراحل. في المرحلة الأولى يتكثف الحمض النووي في الكروموسومات. ثم تقترن الكروموسومات المتجانسة لتشكل بنية مميزة تسمى المركب المشبكي ، حيث يحدث التقاطع وإعادة التركيب الجيني. أخيرًا ، تنفصل الكروموسومات المتجانسة ويختفي الغلاف النووي .
• الطور الأول. يصطف كل كروموسوم ، يتكون من اثنين من الكروماتيدات ، على المستوى المتوسط ​​للخلية ويلتصق بالأنابيب الدقيقة للمغزل.
• طور أنا. تنفصل الكروموسومات المتجانسة المزدوجة وتتحرك إلى أقطاب متقابلة. يتلقى كل قطب توليفة عشوائية من كروموسومات الأم والأب ، ولكن يوجد عضو واحد فقط من كل زوج متماثل في كل قطب. تظل الكروماتيدات الشقيقة مرتبطة بسنتروميراتها.
• Telophase I. يوجد واحد من كل زوج من الكروموسومات المتجانسة في كل قطب. الغشاء النووي يعيد تشكيله. تحتوي كل نواة على عدد أحادي الصبغيات من الكروموسومات ، ولكن كل كروموسوم هو كروموسوم مكرر (يتكون من زوج واحد من الكروموسومات). يحدث التحلل الخلوي ، مما يؤدي إلى خليتين ابنتيتين أحاديتين العدد.

الانقسام الاختزالي الثاني . إنها المرحلة المزدوجة: أقسم الخلايا من الانقسام الاختزالي الأول ، مما يؤدي إلى ازدواج الحمض النووي.

• الطور الثاني . تتكثف الكروموسومات. المغلف الأساسي يختفي.
• الطور الثاني . تصطف الكروموسومات على المستويات المتوسطة لخلاياك.
• طور الثاني . تنفصل الكروماتيدات وتتحرك إلى أقطاب متقابلة.
• Telophase II . إن الكروماتيدات التي تصل إلى كل قطب من أقطاب الخلية هي الآن الكروموسومات. إصلاح المغلفات النووية ، تطول الكروموسومات تدريجياً لصنع ألياف الكروماتين ، ويحدث التحريك الخلوي. ينتج القسمان المتعاقبان من الانقسام الاختزالي أربع نوى أحادية العدد ، تحتوي كل منها على كروموسوم واحد من كل نوع. تحتوي كل خلية أحادية الصيغة الصبغية على مجموعة مختلفة من الجينات.