أهمية عملية الانقسام الخلوي بطريقة غير مباشرة

الانقسام غير المباشر

يُعرف الانقسام غير المباشر، أو ما يُسمى بالانقسام المتساوي (بالإنجليزية: Mitosis)، بأنه أحد المراحل الحيوية في دورة حياة الخلية. يمكن أن يحدث هذا النوع من الانقسام في كل من الخلايا بدائية النواة والخلايا حقيقية النواة. تحتوي الكائنات متعددة الخلايا على نوعين من الخلايا: خلايا جسدية وخلايا جنسية. في إطار الانقسام غير المباشر، تنقسم الخلايا الجسدية لتكوين خليتين متشابهتين جينياً مع الخلية الأم. على سبيل المثال، يحتاج جسم الإنسان إلى تصنيع حوالي ثلاثمئة مليون خلية جسدية جديدة كل دقيقة، وهذه الخلايا تُنتج فقط من خلال الانقسام غير المباشر. أما بالنسبة للخلايا الجنسية، فإنها تخضع لعملية انقسام منزلي (بالإنجليزية: Meiosis) لإنتاج الجاميتات، كالحيوانات المنوية والبيويضات.

أهمية الانقسام غير المباشر

تتجلى أهمية الانقسام غير المباشر فيما يلي:

• التكاثر: تقوم الكائنات الوحيدة الخلية، مثل البكتيريا، بالتكاثر عبر الانقسام غير المباشر الذي يعرف بالانشطار الثنائي. تلجأ الكائنات التي لا تستطيع التكاثر جنسيًا إلى هذا النوع من الانقسام لعدة أسباب، منها عدم قدرتها على البحث عن شريك أو عدم امتلاك الطاقة اللازمة لإنتاج خلايا جنسية، مما يؤدي إلى إنتاج مستعمرات بكتيرية متشابهة وراثياً.
• النمو: تنمو الكائنات الحية متعددة الخلايا في مراحل نموها المبكرة عن طريق الانقسام غير المباشر، مما يزيد من عدد الخلايا وبذلك يزداد حجم الكائن الحي.
• التئام الجروح وتعويض التلف: حين تتعرض أنسجة الكائنات الحية متعددة الخلايا لجروح بسيطة، تتم عملية الانقسام غير المباشر لتعويض الخلايا المتضررة وتجديد الأنسجة.

ما قبل الانقسام غير المباشر

تمهيدًا للانقسام غير المباشر، تدخل الخلايا الجسدية في المرحلة البينية (بالإنجليزية: Interphase) التي تمثل 90-95% من دورة حياة الخلية. تتكون هذه المرحلة من ثلاث خطوات رئيسية:

• مرحلة النمو الأولى (بالإنجليزية: First gap phase): تُعتبر المرحلة التي يزداد فيها حجم الخلية، وعدد العضيات، حيث تصبح الخلية في هذه المرحلة ثنائية المجموعة الكروموسومية (بالإنجليزية: Diploid)، أي تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات.
• مرحلة تصنيع الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (بالإنجليزية: Synthesis phase): يتم فيها مضاعفة الحمض النووي (DNA)، حيث يقوم كل كروموسوم ببناء نسخة مشابهة له.
• مرحلة النمو الثانية (بالإنجليزية: Second gap phase): تستمر الخلية في زيادة حجمها وإنتاج المزيد من البروتينات اللازمة لعملية النمو.

مراحل الانقسام غير المباشر

تمر الخلية بمراحل متعددة أثناء الانقسام غير المباشر، وهي كالتالي:

• الطور التمهيدي (بالإنجليزية: Prophase): يتضمن التغيرات التالية:
  • تكثف المادة الوراثية في شكل شبكة كروماتينية، مكونة الكروموسومات التي تتكون كل كروموسوم فيها من كروماتيدين شقيقين متصلين في منطقة السنتروير بواسطة بروتين خاص يعرف بالبروتين اللاصق (بالإنجليزية: Cohesin Protein).
  • يبدأ كل من الأجسام المركزية (بالإنجليزية: Centrosomes) في التباعد والتوجه نحو قطبي الخلية، حيث تلعب دورًا في تكوين الأنيبيبات الدقيقة.
• الطور ما قبل الاستوائي (بالإنجليزية: Prometaphase): يُعتبر هذا الطور جزءًا من الطور التمهيدي، ويشمل التغيرات التالية:
  • يتلاشى الغلاف النووي للخلية.
  • كل كروموسوم يُكوّن ما يعرف بـ الحَيِّزَ الحَرَكِيّ (بالإنجليزية: kinetochore) في منطقة السنتروير، وهو بروتين ترتبط به الأنيبيبات الدقيقة لفصل الكروماتيدات الشقيقة.
  • تتصل الأنيبيبات الدقيقة غير المرتبطة بالكروموسومات لتكوين الخيوط المغزلية.
• الطور الاستوائي (بالإنجليزية: Metaphase): حيث تصطف الكروموسومات في مركز الخلية بسبب القوى الناتجة عن حركة الأنيبيبات الدقيقة المرتبطة بالبروتين الحركي.
• الطور الانفصالي (بالإنجليزية: Anaphase): يشمل التغيرات التالية:
  • يبدأ البروتين اللاصق بالتشقق، مما يتيح فصل الكروماتيدين.
  • تقصُر الأنيبيبات الدقيقة وتقوم بشد الكروماتيدات بعيدًا عن بعضها، حيث يُنظر لكل كروماتيد كأنه كروموسوم كامل.
  • تتجمع مجموعات الكروموسومات عند قطب واحد من الخلية.
• الطور النهائي (بالإنجليزية: Telophase): تتضمن التغيرات التالية:
  • تستمر الأنيبيبات الدقيقة في الاستطالة.
  • تُستخدم بقايا الغلاف النووي القديم لتكوين غلاف نووي جديد حول كل مجموعة منفصلة من الكروموسومات.
  • تتشكل الأنوية من جديد.
  • تظهر الكروموسومات مرة أخرى كشبكة من الكروماتين.
• انقسام السيتوبلازم (بالإنجليزية: Cytokinesis): تبدأ الخلية في انقسامها عند المنطقة الاستوائية، مما يؤدي إلى تشكيل أخدود انقسام يقسم الخلية إلى خليتين ابنتين. بينما في الخلايا النباتية، تتكون صفيحة خلوية في مركز الخلية، والتي تتطور لاحقًا لتصبح جدارًا خلوياً.

الانشطار الثنائي

تتكون الخلية البكتيرية من سيتوبلازم محاط بغشاء بلازمي وجدار خلوى. يحتوي السيتوبلازم على رايبوسومات وجزيء DNA دائري الشكل، وتتكاثر معظم أنواع البكتيريا عبر الانشطار الثنائي (بالإنجليزية: Binary Fission)، وهو عملية أقل تعقيدًا من الانقسام غير المباشر الذي يحدث لدى الكائنات متعددة الخلايا. فيما يلي خطوات الانشطار الثنائي:

• تتضاعف جزيئات الـ (DNA) وهي ترتبط بالغشاء البلازمي.
• تبدأ الخلية في النمو ليزداد حجمها، وتزداد المسافة بين جزيئي الـ (DNA).
• ينمو الغشاء البلازمي للخليّة للداخل عند المركز.
• ينمو الجدار الخلوي في مركز الخلية، مما يؤدي إلى فصل جزيئي الـ (DNA) وقسم الخلية إلى خليتين متطابقتين.

أخطاء الانقسام غير المباشر

يمكن أن تحدث أخطاء أثناء الانقسام غير المباشر، وغالبًا ما تحدث هذه الأخطاء خلال المرحلة الحرجة التي تلي تكوين الزيجوت، الناتج عن اندماج الحيوان المنوي مع البويضة. تؤدي هذه الأخطاء إلى طفرات (بالإنجليزية: Mutation)، وهي تغييرات في التركيب الوراثي أو الكروموسومات. تكمن خطورة هذه الطفرات في إمكانية انتقالها إلى الأجيال المقبلة، حيث يمكن أن تكون لها تأثيرات متنوعة؛ فبعضها قد يكون عديم التأثير، بينما يمكن أن تسبب طفرات أخرى تشوهات جنينية، وفي حالات قد تؤدي إلى الوفاة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تحدث أخطاء أثناء الانقسام تتمثل في عدم قدرة الكروموسومات على الانفصال في الطور الانفصالي، أو انقسام الخلايا بشكل غير مسيطر عليه، مما قد يسبب مرض السرطان.