الانقسام الاختزالي: المراحل والخصائص
الانقسام الاختزالي هو شكل متخصص من أشكال انقسام الخلايا التي تنتج خلايا إعادة repoducing مثل الحيوانات المنوية والبيض أو جراثيم النباتات والفطريات.
جميع الخلايا تنشأ من خلايا أخرى من آلية انقسام الخلايا. عادةً ما تتطلب هذه العملية تقسيم الخلايا الجذعية إلى "خلايا ابنة" أو أكثر. بهذه الطريقة ، تنقل الخلية الأم المعلومات الوراثية إلى الجيل التالي.
في المراحل التسع للانقسام الاختزالي ، تقسم الخلية الأم إلى خليتين ثم تنقسم مرة أخرى لتكوين ما مجموعه أربع خلايا تحتوي على نصف الكمية الأصلية من المادة الجينية.
في البشر ، هم الحيوانات المنوية لدى الرجال والبيض لدى النساء ، المعروف أيضا باسم الأمشاج أو الخلايا الإنجابية.
خلال هذه العملية ، يتم "خلط" الجينات ويظل عدد الصبغيات في الوسط ، مما ينتج عنه أربع خلايا فريدة أو وراثيًا ، مع نصف عدد الكروموسومات التي في الخلية الأم.
الانقسام الاختزالي يختلف عن الانقسام. في الانقسام ، تنقسم خلايا الكائن الحي لإنتاج خلايا متطابقة بهدف إصلاح أو استبدال الخلايا التالفة. على سبيل المثال ، يتم تقسيم خلايا الجلد إلى خلايا الجلد الأخرى.
ومع ذلك ، في الانقسام الاختزالي ، الهدف هو إنشاء خلايا جنسية أو مشاعر مختلفة ، لأنها تحتوي على مادة وراثية فريدة من نوعها.
تختلف الحيوانات المنوية والبيض عن أي خلية أخرى في الجسم ، حيث تحتوي على نصف الصبغيات أو المواد الجينية.
تحتوي الخلية الطبيعية للجسم البشري على 46 كروموسوم ، بينما تحتوي الأمشاج على 23 كروموسوم. عندما يتم ضم البويضة والحيوانات المنوية عن طريق التكاثر الجنسي ، يساهم كل مشبع في 23 كروموسوم ويتم الحصول على 46 ، مما يشكل المادة الوراثية الكاملة للجنين اللاحق.
مراحل / مراحل الانقسام الاختزالي
تتكون عملية الانقسام الاختزالي من قسمين من الخلايا ، أحدهما يتبعه الآخر. لذلك ، يقال أن هناك الانقسام الاختزالي الأول والانحناء الثاني. الانقسام الاختزالي الثاني يحدث فقط في الخلايا ثنائية النسق من أجل أن ينتج خلايا أحادية الصبغة فقط.
ومع ذلك ، فإن مراحل الانقسام الخلوي التي تحدث خلال كل من الانقسام الاختزالي الأول والثاني هي نفسها: الطور الطارئ ، الطورية الطورية ، الطور الطولي والتيلوبسي. ويرد وصف هذه المراحل أدناه (M ، 2015).
الانحناء الأول
المرحلة الأولى : خلال هذه المرحلة ، يمكن بسهولة رؤية المادة الوراثية في نواة الخلية ، متكاثفة وأخذ شكل كروموسوم ثنائي الصبغة. هنا ، تقوم الكروموسومات - المرتبطة ببعضها البعض - بإجراء إعادة التركيب الجيني.
أيضا ، يختفي غشاء الخلية. تظهر الأنابيب الدقيقة للبروتين وتتحرك إلى أعمدة أو نهايات الخلية ، مما يسمح بتبادل أجزاء من فروع الحمض النووي والمواد الوراثية الجديدة التي لم تكن موجودة من قبل.
تتيح عملية الجمع والتبادل بين أجزاء الحمض النووي داخل الخلية إعطاء توليفات وراثية جديدة ومختلفة ولكل خلية في نهاية عملية الانقسام الاختزالي تكوينًا فريدًا.
الطور الأول : يتم توجيه الصبغيات داخل الخلية نحو أقطاب الخلية بشكل متماثل. يظهر خط في المنطقة الاستوائية أو وسط الخلية. على هذا الخط ستتم عملية تقسيم الخلية.
الطور الأول : إنها المرحلة الثالثة التي تحدث أثناء عملية الانقسام الاختزالي. خلال هذه المرحلة ، توجد أزواج من الكروموسومات المتماثلة في أعمدة متقابلة من السيتوبلازم الخلوي. في هذه المرحلة ، يتم تقليل عدد الكروموسومات بمقدار النصف في كل خلية. من ناحية أخرى ، يصبح الخط الفاصل في وسط الخلية وسطًا واضحًا. هنا ، اكتمال عملية التقسيم.
Telophase I : هذه هي المرحلة الأخيرة التي تحدث أثناء عملية الانقسام الاختزالي I ، وهنا ، تنتهي الخلية الجذعية من التقسيم ، مما يؤدي إلى وجود خليتين ابنتيتين. يظهر غشاء الخلية في كل من الخلايا الناتجة.
خلال مرحلة التلفاز ، كل خلية من خلايا الابنة لديها المادة الوراثية اللازمة وفقط لتكون مستقلة. بنفس الطريقة ، بمجرد أن تصل عملية التقسيم الخلوي إلى هذه المرحلة ، يتم إعطاء حالة الوظيفة ، حيث تبدأ المرحلة الثانية من عملية الانقسام الاختزالي.
الانحناء الثاني
بمجرد انتهاء الانقسام الانقسامي الأول ، تحدث واجهة قصيرة مرة أخرى وتذهب الخلايا الناتجة إلى عملية جديدة تعرف باسم الانقسام الاختزالي II.
خلال هذه المرحلة الثانية من الانقسام الاختزالي ، لا تتم عملية تكرار المادة الوراثية أو الحمض النووي ، ولكن مراحل انقسام الخلايا هي نفسها.
البروباس الثاني : تتكثف المادة الوراثية أو الكروماتين مرة أخرى ، وتتخذ الصبغيات شكلاً مرئيًا مرة أخرى. يتكون كل كروموسوم من كروماتين مرتبطين معًا بوسطومير (نقطة اتصال بين الكروماتيدات). يظهر المغزل الانقسامي وخط الانقسام مرة أخرى ويختفي غشاء الخلية.
الطور الثاني : تتم محاذاة الصبغيات داخل الخلية في وسط الخلية ، وتقع على خطها الاستوائي. من هناك ، يتم سحبها بواسطة المغازل الانقسام أو الأنابيب الصغيرة إلى نهايات أو أعمدة الخلية.
الطور الثاني : يتم فصل كل كروماتيد عن السنترومير ونقله إلى أحد أعمدة الخلية. يجب أن يكون لكل قطب من الخلية نفس عدد الكروماتيدات.
Telophase II : خلال هذه المرحلة ، تنهي كل خلية ابنة عملية الانقسام ، تاركةً عددًا متساوًا من الكروماتيدات الفردية. هنا ، يعود غشاء الخلية إلى الشكل ويظهر الكروماتين مرة أخرى. يحدث انقسام السيتوبلازم في الخلية من خلال عملية خلوية جديدة ، على غرار تلك التي تحدث خلال المرحلة الأولى من الانقسام الانزلاقي.
في نهاية هذه العملية للانقسام الانفعالي ، يجب إنتاج أربع خلايا ابنة ، حيث تحتوي كل منها على نفس الكمية من المادة الوراثية ، وتتألف من نصف سلاسل DNA الموجودة في بداية عملية تقسيم الخلايا. (التعليمية ، 2016).
خصائص الانحناء
على عكس عملية الانقسام ، حيث تحتوي الخلايا البنتية على مجموعات ثنائية الصبغيات ، أثناء عملية الانقسام الاختزالي ، تحتوي كل خلية ناتجة في النهاية على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات الفردية ، وهي بسيطة.
وبهذه الطريقة ، خلال الانقسام الأول للخلية ، يكون للكروموسومات الموجودة في نواة الخلية كروماتيدان أو وحدات من الكروموسومات الكاملة ، والتي سوف تمر بالكامل (بدون انقسامات) وبكميات متساوية إلى الخلايا الابنتية.
وهكذا ، خلال المرحلة الثانية من الانقسام الانقسامي ، سوف تنقسم الخلايا الناتجة مرة أخرى ، وتفصل أيضًا البنية الثنائية الصبغية عن الكروموسومات ، مما ينتج عنه إنتاج الخلايا الفردية.
تحدث هذه الظاهرة في الخلايا الجنسية أو الأمشاج ، حيث سيتم إقرانها أثناء عملية التكاثر التناسلي ، والتي خلالها تصبح الصبغيات ثنائية الصبغية بمجرد تجمع البويضة والحيوانات المنوية.
من الخصائص المهمة الأخرى للانقسام الاختزالي هو أنه يحدث فقط في الكائنات التي تحدث فيها عملية التكاثر الجنسي.
وبهذه الطريقة ، يُعرف الانقسام الاختزالي أيضًا باسم التولد المائل ، لأنه العملية التي يتم من خلالها إنتاج الأمشاج ، بحيث يمكنهم لاحقًا المشاركة في العملية التناسلية.
عملية تكوين الأمشاج
تكون عملية التولد المائي هي العملية التي تمر بها الخلايا ثنائية الصبغة (تلك الخلايا التي تقدم عددًا كاملاً من الكروموسومات وفقًا لخصائص الأنواع) ، من خلال عملية الانقسام الخلوي أو الانقسام الاختزالي بهدف إنتاج خلايا فردية لدينا نصف عدد الكروموسومات النموذجية للأنواع). تُعرف هذه الخلايا الفردية باسم الأمشاج.
يعد Gametes نوعًا فريدًا ومتخصصًا من الخلايا التي تلعب دورًا أساسيًا في العملية الإنجابية.
في حالة التكاثر التناسلي الذكري للذكور ، تُعرف عملية الانقسام الاختزالي باسم تكوين الحيوانات المنوية ، حيث يتم إنتاج الحيوانات المنوية خلال هذه العملية.
في حالة النساء ، تُعرف هذه العملية باسم تكوين البويضات حيث يتم إنتاج البويضات أثناءها (هاندل ، 1998).
أهمية الانقسام الاختزالي
بفضل الانقسام الاختزالي ، فإن إدامة الأنواع ممكنة. بفضل هذه العملية لتقسيم الخلايا ، يتم إنتاج الأمشاج (البويضات والحيوانات المنوية) اللازمة أثناء العملية الإنجابية.
من ناحية أخرى ، بفضل عملية إعادة التركيب الجيني التي تحدث أثناء الانقسام الاختزالي ، من الممكن أن يكون هناك تباين وراثي بين أعضاء من نفس النوع.
هذا التركيب الوراثي يجعل من الممكن التقليب لبعض الخصائص الموجودة في الحمض النووي للأفراد في شكل قطع صغيرة أو كروماتيد.
تتم عملية التقليب الجيني هذه بشكل عشوائي ويتم توزيع الخصائص الجينية بشكل عشوائي.
يتيح هذا تباينًا كبيرًا في الخصائص التي يمكن أن يرثها الأفراد من نفس النوع (بينافينتي وفولف ، 2009).
الانقسام الاختلافات والانقسام
على الرغم من أن كل من الانقسام الاختزالي والانقسام هما عمليتان لانقسام الخلايا التي تحدث في جميع الكائنات الحية متعددة الخلايا ، إلا أن لها بعض الخصائص المختلفة. بعض هذه الخصائص مذكورة أدناه:
- خلال الانقسام ، تنقسم الخلية الأم إلى خليتين ابنتيتين ، بينما تنقسم خلال الانقسام الاختزالي إلى أربعة.
- يحدث الانقسام الخيطي في الكائنات غير الجنسية ، من ناحية أخرى ، يحدث الانقسام الاختزالي فقط في الكائنات التي لديها تكاثر جنسي.
- خلال الانقسام الخيطي ، يكون للخلايا البنتية نفس عدد الصبغيات الموجودة في الخلية الأم ، على عكس الانقسام المنصف ، حيث تحتوي الخلايا البنتية فقط على نصف الصبغيات الموجودة في الخلية الأم.
- هدف الانقسام هو توليد خلايا في الكائنات متعددة الخلايا والمساهمة في تكاثر الكائنات أحادية الخلية. من جانبها ، فإن هدف الانقسام الاختزالي هو إنشاء مشاعر ضرورية للتكاثر الجنسي.
