أهمية عملية الانقسام غير المباشر في الخلايا

الانقسام غير المباشر

الانقسام غير المباشر، المعروف أيضًا باسم الانقسام المتساوي (بالإنجليزية: Mitosis)، يعتبر مرحلة أساسية من مراحل دورة الخلية، ويحدث في كل من الخلايا بدائية النواة والخلايا حقيقية النواة. تحتوي الكائنات الحية متعددة الخلايا على نوعين من الخلايا: خلايا جسدية وخلايا جنسية. خلال عملية الانقسام غير المباشر، تنقسم الخلايا الجسدية لتنتج خليتين متشابهتين، حيث تكون كل منهما متطابقة جينياً مع الخلية الأم. على سبيل المثال، يحتاج جسم الإنسان إلى إنتاج حوالي ثلاثمئة مليون خلية جسدية جديدة كل دقيقة، وهذا يتطلب حدوث الانقسام غير المباشر. أما بالنسبة للخلايا الجنسية، فتتطلب عملية انقسام تُعرف بالانقسام المنصف (بالإنجليزية: Meiosis) لتوليد الجاميتات، وهي الحيوانات المنوية والبيض.

أهمية الانقسام غير المباشر

تتجلى أهمية الانقسام غير المباشر في كونه وسيلة لتحقيق العديد من الأمور، منها:

• التكاثر: تقوم الكائنات وحيدة الخلية، مثل البكتيريا، بالتكاثر بواسطة الانقسام غير المباشر المعروف بالانشطار الثنائي. تلجأ الكائنات التي لا تتكاثر جنسياً لأسباب متعددة، مثل عدم امتلاك الطاقة للبحث عن شريك أو إنتاج خلايا جنسية، إلى الانقسامات المتكررة لإنتاج مستعمرات بكتيرية متشابهة وراثياً.
• النمو: تنمو الكائنات الحية متعددة الخلايا في مراحل نموها الأولى بفضل الانقسام غير المباشر، مما يزيد من عدد خلاياها وبالتالي يزيد من حجم الكائن الحي.
• شفاء الجروح: عندما تتعرض أنسجة الكائنات الحية للإصابات، يتم الانقسام غير المباشر لتعويض الأنسجة التالفة وتجديدها.

ما قبل الانقسام غير المباشر

قبل الشروع في الانقسام غير المباشر، تدخل الخلايا الجسدية في مرحلة الطور البيني (بالإنجليزية: Interphase)، التي تمثل تقريبًا 90-95% من دورة الخلية. يتكون الطور البيني من ثلاث مراحل:

• مرحلة النمو الأولى (بالإنجليزية: First gap phase): تتميز بزيادة حجم الخلية وعدد العضيات، بحيث تصبح الخلية في هذه المرحلة ثنائية المجموعة الكروموسومية (بالإنجليزية: Diploid) أي تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات المتشابهة.
• مرحلة تصنيع الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (بالإنجليزية: Synthesis phase): يتضاعف في هذه المرحلة الحمض النووي (DNA)، حيث يقوم كل كروموسوم بإنشاء نسخة طبق الأصل.
• مرحلة النمو الثانية (بالإنجليزية: Second gap phase): تستمر الخلية في هذه المرحلة بزيادة حجمها وإنتاج المزيد من البروتينات اللازمة لها.

مراحل الانقسام غير المباشر

تمر الخلية أثناء الانقسام غير المباشر بالخطوات التالية:

• الطور التمهيدي (بالإنجليزية: Prophase): تشمل التغيرات التالية:
  • تتكثف المادة الوراثية في شكل شبكة كروماتينية لتكوين الكروموسومات. ويتكون كل كروموسوم من كروماتيدين شقيقين مرتبطين في منطقة السنتروزوم بواسطة بروتين خاص يُعرف بالبروتين اللاصق (بالإنجليزية: Cohesin Protein).
  • يبدأ زوج الأجسام المركزية (بالإنجليزية: Centrosomes) بالتباعد والتوجه نحو قطبي الخلية. الأجسام المركزية هي تركيب في الخلية يلعب دورًا في تشكيل الأنيبيبات الدقيقة، ويتضاعف قبل بدء عملية الانقسام.
• الطور ما قبل الاستوائي (بالإنجليزية: Prometaphase): يُعتبر جزءًا من الطور التمهيدي، حيث تشمل التغيرات:
  • تلاشي الغلاف النووي للخلية.
  • تكوين بروتين يُعرف بالحَيِّز الحَرَكِيّ (بالإنجليزية: kinetochore) في منطقة السنتروزوم، هذا البروتين يرتبط به الأنيبيبات الدقيقة التي تنتجها الأجسام المركزية وتبدأ بفصل الكروماتيدات الشقيقة.
  • تتصل الأنيبيبات الدقيقة غير المرتبطة بالكروموسومات لتشكل الخيوط المغزلية.
• الطور الاستوائي (بالإنجليزية: Metaphase): تتمركز الكروموسومات في منطقة الصفيحة الاستوائية أو مركز الخلية، بفعل قوى السحب بسبب حركة الأنيبيبات الدقيقة المرتبطة بالبروتين الحركي.
• الطور الانفصالي (بالإنجليزية: Anaphase): يحدث فيه ما يلي:
  • يبدأ البروتين اللاصق الذي يربط الكروماتيدين الشقيقين بالتفكك، مما يسمح لهما بالانفصال.
  • تقصُر الأنيبيبات الدقيقة وتبدأ بجر الكروماتيدات الشقيقة بعيدًا عن بعضها، وفي هذا الطور، يُعتبر كل كروماتيد كروموسومًا كاملًا.
  • تتجمع كل مجموعة من الكروموسومات عند أحد قطبي الخلية.
• الطور النهائي (بالإنجليزية: Telophase): تشمل التغيرات التالية:
  • تستمر الأنيبيبات الدقيقة في الاستطالة.
  • تستعمل بقايا الغلاف النووي القديم لتكوين غلاف نووي جديد حول كل مجموعة من الكروموسومات المنفصلة.
  • تتكون الأنوية مجددًا.
  • تظهر الكرومosomes في شكل شبكة من الكروماتين ثانيةً.
• انقسام السيتوبلازم (بالإنجليزية: Cytokinesis): تبدأ الخلية بالتخصر في منطقة الصفيحة الاستوائية، مما يؤدي إلى ظهور أخدود الانقسام ويقسم الخلية إلى خليتين ابنتين. أما في الخلايا النباتية، تُشكل صفيحة خلوية في مركز الخلية، والتي تتطور لتصبح جدارًا خلويًا يفصل الخلية إلى قسمين.

الانشطار الثنائي

تتكون الخلية البكتيرية من سيتوبلازم محاط بغشاء بلازمي وجدار خلوي. يحتوي السيتوبلازم على رايبوسومات وجزيء DNA حلقي. تتكاثر معظم أنواع البكتيريا من خلال نوع من الانقسام غير المباشر يُعرف بالانشطار الثنائي (بالإنجليزية: Binary Fission)، وهو أقل تعقيدًا مقارنةً بالانقسام غير المباشر في الكائنات متعددة الخلايا. فيما يلي خطوات الانشطار الثنائي:

• يتضاعف جزيء الـ (DNA) ويرتبط كلا الجزيئين الناتجين بالغشاء البلازمي.
• تبدأ الخلية بالنمو ويتضاعف حجمها وتزداد المسافة بين جزيئي الـ (DNA).
• يبدأ الغشاء البلازمي في النمو داخل مركز الخلية.
• ينمو الجدار الخلوي في منطقة مركز الخلية، مما يؤدي إلى الفصل بين جزيئي الـ (DNA) وتتقسم الخلية إلى خليتين متطابقتين.

أخطاء الانقسام غير المباشر

قد تحدث أحيانًا بعض الأخطاء أثناء عملية الانقسام غير المباشر، وخاصة في المرحلة الحرجة التي تلي تكوّن الزيجوت، وهي الخلية الناتجة عن اندماج الحيوان المنوي والبويضة. هذه الأخطاء قد تؤدي إلى طفرات (بالإنجليزية: Mutation) والتي تعني تغييرات في تركيب المادة الوراثية أو الكروموسومات. تُعتبر الطفرات خطيرة لأنها قد تنتقل إلى الأبناء مستقبلاً. بعض هذه الطفرات قد لا تؤثر على حياة الجنين، بينما يمكن أن تسبب أخرى تشوهات جنينية أو حتى تؤدي إلى الوفاة. من الأخطاء الأخرى التي قد تحدث أثناء الانقسام هي عدم قدرة الكروموسومات على الانفصال في الطور الانفصالي، كما يمكن أن يحدث انقسام غير مسيطر عليه للخلايا، مما يؤدي إلى الإصابة بمرض السرطان.