مراحل الانقسام الاختزالي

الانقسام الاختزالي

تتكاثر بعض الكائنات الحية تكاثراََ لاجنسياََ؛ إلّا أنّ معظم الحيوانات تتكاثر جنسيّاََ، ويحدث التّكاثر الجنسي باندماج خلية جنسيّة أنثويّة (جاميت أنثوي)، مع خلية جنسيّة ذكريّة (جاميت ذكري) لإنتاج الزّايجوت (البويضة المخصبة) الذي ينمو ويتطوّر لفرد جديد. تنتج الجاميتات الأنثويّة والذّكريّة عن انقسام الخلايا في الغدد التناسليّة انقساماََ اختزالياََ، أو انقساماََ مُنصّفاََ (بالإنجليزيّة: Meiosis)، ويُسمى بهذا الاسم لأنه يختزّل عدد الكروموسومات في الخليّة إلى النّصف، وهو بذلك يختلف عن الانقسام المتساوي (بالإنجليزيّة: Mitosis) الذي ينتج عنه خلايا تحتوي على كرموسومات مساوية لعدد الكروموسومات في الخليّة الأصليّة.^[١][٢]

تتكوّن أجسام الحيوانات من خلايا ثنائيّة المجموعة الكروموسوميّة (بالإنجليزيّة:Diploid)، وللمحافظة على عدد الكروموسومات ثابتاََ في أفراد النوع الواحد من الكائنات الحيّة، فلا بُدّ من حدوث الانقسام الاختزالي لإنتاج جاميتات أحاديّة المجموعة الكروموسوميّة (بالإنجليزيّة: Haploid). تحتوي خلايا جسم الإنسان على سبيل المثال على 46 كروموسوم، وعند حدوث الانقسام الاختزالي، تُنتِج الأنثى جاميتات تحتوي على 23 كروموسوم، وينتج الذكر جاميتات ذكريّة تحتوي على 23 كروموسوم، وعند اندماجهما بعد حدوث الإخصاب ينتج الزّيجوت الذي يحتوي من جديد على 23 زوج من الكرموسومات (46 كرموسوم) وهو العدد الأصلي لكروموسومات خلايا الإنسان.[١]

مراحل الانقسام الاختزالي

تمر الخليّة التي تنقسم انقساماً اختزالياََ بمرحلتين، وتتكوّن كل مرحلة من عدة أطوار تُنتِج في نهايتها أربع خلايا وليدة (أي الجاميتات). قبل أن تبدأ الخليّة بالانقسام تدخل في الطّور البيني (بالإنجليزيّة: Interphase)، وهو الطّور الذي تنمو فيه الخليّة، وتبني البروتينات، والحمض النّووي الرّايبوزي منقوص الأكسجين (DNA)، ويتضاعف فيه عدد الكروموسومات تمهيداََ للانقسام.^[٣]

المرحلة الأولى من الانقسام الاختزالي

تمرّ الخليّة في المرحلة الأولى من الانقسام الاختزالي بالأطوار الآتية:

• الطّور التّمهيدي الأول (بالإنجليزيّة: Prophase I)، وتحدث فيه التّغيرات الآتية:^[٣]
  • ترتبط الكروموسومات بالغلاف النّووي للخليّة.
  • تترتّب الكروموسومات المتماثلة على شكل أزواج وتقترب من بعضها البعض، وبما أنّ كل كروموسوم يتكوّن من كروماتيدَين شقيقيَن؛ لذلك يوصَف ترتيب الكروموسومات المتماثلة بأنّها على شكل رباعي؛ أي أنّها مُكونّة من أربعة كروماتيدات، ثم يتشابك كروماتيد من الكروموسوم الأول مع كروماتيد من الكروموسوم الثّاني للسماح بحدوث العبور (بالإنجليزيّة: Crossing over) أي تبادل المادة الوراثيّة بين الكروموسومات المتشابكة.
  • يزداد سمك الكروموسومات وتنفصل عن الغلاف النّووي للخلية.
  • يبدأ أحد المريكزان بالتّوجّه نحو أحد قطبي الخليّة، بينما يتوجّه المُريكز الآخر نحو القطب المقابل.
  • يتحلّل كل من النّويّة والغلاف النّووي.
  • تبدأ الكروموسومات بالتوجّه نحو مركز الخليّة (الصّفيحة الاستوائيّة).
• الطّور الاستوائي الأول (بالإنجليزيّة: Metaphase I): وفيه تصطف الرّباعيات في مركز الخليّة بحيث يواجه السّنترومير (القطعة المركزيّة التي تربط الكروماتيدَين ببعضهما) لأحد الكروموسومات أحد قطبي الخليّة، بينما يواجه سنترومير الكرموسوم المماثل القطب المعاكس.
• الطّور الانفصالي الأول (بالإنجليزيّة: Anaphase I): تنفصل الكروموسومات المتماثلة عن بعضها البعض، وتبدأ بالتوجّه نحو قطبي الخليّة، بينما تبقى الكرماتيدات الشّقيقة لكل كرموموسوم متصلة ببعضها.
• الطّور النّهائي الأول (بالإنجليزيّة: Telophase I)، وتحدث فيه التّغيرات الآتية:
  • تستمر الكروموسومات بالاتجاه نحو قطبيّ الخليّة حتى يجتمع في كل قطب نصف عدد الكرموسومات.
  • يبدأ انقسام السيتوبلازم (بالإنجليزيّة: cytokinesis).
  • ينتج عن انقسام السّيتوبلازم خليتان تحتوي كل منهما على نصف عدد الكرموسومات الأصلي، ويبدأ الاستعداد للمرحلة الثّانية من الانقسام الاختزالي دون حدوث تضاعف للمادة الوراثيّة (DNA).

المرحلة الثّانيّة من الانقسام الاختزالي

• الطّور التّمهيدي الثّاني (بالإنجليزيّة: Prophase II)، وتحدث فيه التّغيُّرات الآتية:^[٣]
  • يتفكّك الغلاف النّووي والنّويات وتظهر شبكة الخيوط المغزليّة .
  • تبدأ الكروموسومات بالتّوجّه نحو مركز الخليّة.
• الطّور الاستوائي الثّاني (بالإنجليزيّة: Metaphase II)، وتحدث فيه التّغيُّرات الآتيّة:
  • تصطفّ الكرموسومات في مركز الخليّة.
  • تُشير ألياف الحيّز الحركي (بالإنجليزيّة: kinetochore fibers) لكل من الكروماتيديَن الشقيقين باتجاهَين مُتعاكسَين؛ علماََ أنّ الحيّز الحركي هو جزء من السّنترومير الذي يربط الكرماتيدَين معاََ، وهو مكان ارتباط الخيوط المغزليّة التي ستعمل على فصل الكروماتيدات عن بعضها).
• الطّور الانفصالي الثّاني (بالإنجليزيّة: Anaphase II)، ويحدث فيه ما يلي:
  • تنفصل الكروماتيدات الشّقيقة عن بعضها وتبدأ بالتوجّه نحو قطبي الخليّة، ويمثّل كل كروماتيد منها كرموسوماََ كاملاََ، وتُسمّى في هذه المرحلة الكروموسومات الوليدة (بالإنجليزيّة: Daughter chromosomes).
  • تتمدّد الألياف المغزليّة غير المتصلة بالكروماتيدات؛ ممّا يؤدّي إلى استطالة الخليّة.
  • تبدأ أقطاب الخليّة بالتّباعد عن بعضها.
  • تتجمع الكروموسومات الوليدة عند قطبي الخليّة في نهاية الطّور الانفصالي الثّاني.
• الطّور النّهائي الثّاني (بالإنجليزيّة: Telophase II)، وتحدث فيه التّغيُّرات الآتية:
  • تظهر النّويّات من قُطبيّ الخليّة.
  • ينقسم السّيتوبلازم، وتنتج خليتان من كل خلية دخلت في المرحلة الثّانيّة من الانقسام الاختزالي، وبذلك يكون النّاتج النّهائي للانقسام الاختزالي أربع خلايا وليدة، وفي كل خلية نصف عدد كروموسومات الخليّة الأصليّة.

انقسام السّيتوبلازم في الخلايا النباتيّة والحيوانيّة

تختلف آليّة انقسام السّيتوبلازم أثناء الطّور النّهائي من الانقسام الاختزالي في كل من الخلايا النّباتيّة والحيوانيّة، يحدث انقسام السّيتوبلازم في الخلايا الحيوانيّة بمساعدة الألياف المغزليّة (بالإنجليزيّة: Spindle Apparatus) التي تُحدّد موقع الحلقة المُتقلّصّة (بالإنجليزيّة: Contractile Ring) في الخليّة. تتكوّن الحلقة المتقلصّة من خيوط الأكتين (نوع من الخيوط الدّقيقة التي توجد فقط في الخلايا الحيوانيّة)، وبروتين الميوسين، وعند انقسام السّّيتوبلازم يُسبّب بروتين الميوسين انقباض خيوط الأكتين؛ الأمر الذي يؤدي إلى تكوّن أخدود عميق في وسط الخليّة يُسمّى أخدود الانقسام (بالإنجليزيّة: Cleavage Furrow)، ومع استمرار انقباض خيوط الأكتين ينقسم السّيتوبلازم إلى خليتَين وليدتَين.^[٤]

يحدث انقسام السّيتوبلازم في الخلايا النّباتيّة بطريقة مختلفة، فلا يتكوّن أخدود الانقسام، في المقابل تتكوّن صفيحة خلويّة (بالإنجليزيّة: cell plate) في منتصف الخليّة النباتيّة، وتبدأ بالتّمدد أفقياََ حتى تلتحم بالجدار الخلوي وتُشكّل بذلك فاصلاََ بين الخليتيَن الوليدتَين، في ما بعد تتحوّل الصّفيحة الخلويّة إلى جدار خلوي، وهنا لا بُدّ من التّنويه إلى أنّ الصّفيحة الخلويّة تنشأ من حويصلات يُنتِجها جهاز جولجي (بالإنجليزيّة:
Golgi apparatus).[٤]

المراجع

1. ^ ^{أ ب} Regina Bailey (20-8-2017), "Sexual Reproduction Advantages and Disadvantages"، www.thoughtco.com, Retrieved 1-1-2018. Edited.
2. ↑ Regina Bailey (30-8-2017), "7 Differences Between Mitosis and Meiosis"، www.thoughtco.com, Retrieved 1-1-2018. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت} Regina Bailey (7-8-2017), "Learn About the Stages of Meiosis"، www.thoughtco.com, Retrieved 1-11-2018. Edited.
4. ^ ^{أ ب} Regina Bailey (8-3-2017), "Daughter Cells"، www.thoughtco.com, Retrieved 1-1-2018. Edited.