انقسام الخلية

انقسام الخلية 

Cell Division

ANIMAL CELL خلية حيوانية 

PLANT CELLخلية نباتية

أكثر خلايا الجسم هي ثنائية مجموعة الكروموزومات   تنقسم بواسطة  الميتوزا

الخلايا التناسلية هي أحادية مجموعة الكروموزومات  تنقسم بواسطة  الميوزا

مراحل دورة حياة الخليّة

=نمو1) –Growth1(G1 مرحلة

هنا تبدأ حياة الخليّة التي نشأت للتو من عمليّة الإنقسام، حيث تكبر وتحدث فيها عمليات

آيضيّة نشطة، وتنتج فيها جزيئات كثيرة من الـ RNA، البروتينات والمكوّنات الأخرى للخليّة. 

مدّة هذه المرحلة: عدّة ساعات – عدّة أيّام.

بعض الخلايا موجودة في G1 بشكل مستمر وتسمى G0. (لا تحدث مضاعفة الـ DNA

ولا تنقسم) مثل العضلات والأعصاب وغالبيّة خلايا النبات.

مرحلة S (Synthesis=إنتاج)- 

تتضاعف الـ DNA في نواة الخليّة. في نهاية هذه المرحلة تكون في نواة الخليّة كميّة

مضاعفة من الـ DNA. 

تستمر هذه المرحلة عادة من 3 – 6 ساعات.

مرحلة G2 =Growth2) نمو2)-

هنا أيضاً تحدث عمليّات إنتاج وتركيب مواد مختلفة في الخليّة، مثل: الـ RNA والبروتينات.

طول هذه المرحلة عادة من 2-5 ساعات.

مرحلة  M(Mitosis =انقسام غير مباشر)-

مدّتها قصيرة. نواة الخليّة تنقسم بالضبط إلى قسمين (هذه هي عمليّة الإنقسام غير المباشر).

بعد ذلك ينقسم السيتوبلازم مع العضيّات التي فيه بين الخليّتين الناتجتين. كل واحدة من

الخليّتين الإبنتين تدخل الآن إلى مرحلة الـ G1 وتبدأ دورة جديدة.

مراحل الإنقسام الغير مباشر - الميتوزا 

تنقسم إلى 3 مراحل: G1، S، G2

الكروموزومات تكون على هيئة شبكة من الخيوط

الدقيقة غير الواضحة. النواة محاطة بغشاء والنويّة

موجودة داخل النواة.

prophase

يتجعّد كل كروموزوم ويضغط وينفصل عن باقي

الكروموزومات. يتحلّل غشاء النواة ليختفي

وكذلك النويّة. ينقسم الجسيم المركزي الى قسمين

ليبتعدان عن بعضهما باتجاهين متضادين، كل منهما

الى أحد قطبي الخلية. فيظهر بين القطبين جهاز خيطي، يسمى بالمغزل.

24 

metaphase

تتحرّك الكروموزومات على امتداد خيوط المغزل، حتى تصل

إلى وسط أو مركز المغزل. هذه الحركة ناتجة عن حركة

السنترومير على سطح المغزل.

هنا تكون الكروموزومات أكثر وضوحاً مما كانت عليه في

المرحلة السابقة، وتختفي النويّة وغشاء النواة تماماً. تكون

الكروموزومات منتظمة في وسط الخليّة (خط استواء الخليّة).

في نهاية هذه المرحلة ينقسم سنترومير كل كروموزوم إلى نصفين وبذلك يبدأ انفصال كل

كروموزوم إلى كروماتيدين.

25 

ينفصل كروماتيدا كل كروموزوم عن بعضهما نهائياً،

ويتجه كل منهما إلى أحد قطبي الخليّة.

هنا يكون كل منهما بمثابة كروموزوم مستقل، يشبه

في تركيبه تماماً الكروماتيد الآخر (النسخة الأخرى)

الذي انفصل عنه.

بذلك نحصل عند قطبي الخليّة، على مجموعتين متساويتين

في العدد (أي متساويتين في عدد الكروموزومات)،

ومتساويتين في عدد كروموزوماتها لعدد الكروموزومات الأصلي في الخليّة المنقسمة.

26 

تبدأ هذه المرحلة عند

وصول الكروموزومات

إلى قطبي الخليّة. تستطيل

الكروموزومات لتصبح

على شكل خيوط دقيقة

غير واضحة، وتبدأ

خيوط المغزل بالإختفاء

وتظهر النويّة وغشاء

النواة أيضاً، ويظهر اختناق أو تخصّر في وسط السيتوبلازم يزداد عمقاً إلى أن يقسّم الخليّة

الأم إلى خليّتين جديدتين. وقبل الإنقسام إلى خليّتين حيوانيّتين جديدتين، يتضاعف السنتريول،

فيصبح سنتروزوم.

27

28 

الإنقسام الغير مباشر في الخلايا النباتيّة 

هناك اختلافان رئيسان بين انقسام الخلايا النباتيّة والحيوانيّة:

    لا يوجد سنتروزوم في الخلايا النباتيّة، لذلك تتكوّن عند قطبي الخليّة النباتيّة المنقسمة

      صفيحتين بلازميتين تحلان محل السنتريولين في الخليّة الحيوانيّة، حيث تمتد خيوط

      المغزل في الخليّة النباتيّة المنقسمة بين الصفيحتين البلازميتين.

2. لا ينقسم سيتوبلازم الخليّة النباتيّة بظهور اختناق في وسطه بل يتم انقسامه بواسطة

    جدار خلوي يفصل بين الخليتين الجديدتين.

31

32 

هناك نوعين من الخلايا في الكائنات متعدّدة الخلايا والتي تتكاثر جنسياً:

    خلايا الجسم (الخلايا الجسميّة) أو الخلايا السوماتيّة

        Somatic Cells            

2.   الجاميطات أو الخلايا التناسليّة   גמטות  Gametes

هناك نوعين من الخلايا التناسليّة: 

א. بويضات : خلايا أنثويّة عند النبات والحيوان

ב. حيوانات منويّة عند الحيوانات وحبوب لقاح عند النبات : خلايا ذكريّة.

33 

عند الإخصاب يندمج الجاميطان الذكري والأنثوي لتنتج خليّة مخصبة: الزايجوت

זיגוט    Zygote

تحتوي الزايجوت على مجموعتين متماثلتين من الكروموزومات، مصدر إحداهما

البويضة (من الأم)، ومصدر المجموعة الثانية من الخلية الذكريّة (من الأب).

أي أن الخلية المخصبة تحتوي على نسختين من كل كروموزوم، مصدر الأول من

البويضة، ومصدر الثاني من الجاميط الذكري.

الكروموزومات المتشابهة تسمى بالزوج المتشابه (الزوج الهومولوجي)

Homologous Chromosomes

الخليّة المحتوية على مجموعتين متشابهتين من الكروموزومات، تسمى بخليّة

ثنائيّة المجموعة الكروموزوميّة (תא דיפלואידי      Diploid cell)

                        ويرمز لعدد الكروموزومات فيها    2n

34 

في خلايا جسم الإنسان  2n = 46 أي 23 زوجاً من الكروموزومات 

تحتوي خلايا جسم المرأة على 23 زوجاً من الكروموزومات المتماثلة ( الهومولوجيّة)

من بينهم زوج متماثل (هومولوجي) من الكروموزومات الجنسيّة (XX)

تحتوي خلايا جسم الرجل على 22 زوجاً من الكروموزومات المتماثلة بالإضافة إلى

زوج غير متماثل هو عبارة عن الكروموزومين الجنسيّين (XY)

تحتوي كل خليّة تناسليّة (أنثويّة أو ذكريّة) على 1n من الكروموزومات (أحاديّة

المجموعة) مما يسمح بالمحافظة على عدد ثابت من الكروموزومات عبر الأجيال.

انخفاض أو اختزال عدد الكروموزومات إلى النصف في الجاميطات، ناتج عن حدوث

عمليّة الإنقسام الإختزالي (Meiosis) في الخلايا المسؤولة عن انتاج الجاميطات.

35 

في الإنقسام الإختزالي تدخل فقط الخلايا مكوّنة الجاميطات

الإنقسام الإختزالي هو عبارة عن عمليتي انقسام متتاليتين :

    العمليّة الأولى تسمى الإنقسام الإختزالي الأول: ينفصل كروموزوما كل

      زوج متشابه (هومولوجي) عن بعضهما، وينتقل كل واحد منهما إلى

      إحدى الخليتين الناتجتين، وبذلك تحتوي كل من الخليتين الناتجتين على

      نصف عدد الكروموزومات الموجودة في الخليّة الأصليّة: 1n .

      سنترومير الكروموزوم لا ينقسم في نهاية الإنقسام الإختزالي الأول

      وكذلك لا ينفصل كروماتيدا الكروموزوم عن بعضهما، وبذلك يختلف هذا

      الإنقسام عن الإنقسام الغير مباشر.

2.  العمليّة الثانية تسمى الإنقسام الإختزالي الثاني: ينقسم سنترومير كل

     كروموزوم، وبذلك ينفصل كروماتيدا كل كروموزوم، وينتقل كل منهما

     إلى إحدى الخليّتين الجديدتين.

36 

الإنقسام الإختزالي الأول

الإنقسام الإختزالي الثاني

37 

الجاميطات

خليّة ثنائيّة المجموعة الكروموزوميّة

من جيل الآباء يظهر فيها زوج هومولوجي

مصدره البويضة

مصدره الخليّة الذكريّة

يتضاعف كل كروموزوم أي يصبح الكروموزوم محتوياً على كروماتيدين

الإنقسام

الإختزالي الأول

الإنقسام

الإختزالي الثاني

38 

مراحل الإنقسام الإختزالي 

مراحل الإنقسام الإختزالي الأول:

1.  المرحلة التمهيديّة الأولى

تحدث هنا عمليّتان:

א.  إزدواج الكروموزومات المتشابهة (الهومولوجيّة)

ב.  تبادل الأجزاء بين كل كروموزومين متشابهين

39 

א.  إزدواج الكروموزومات المتشابهة (الهومولوجيّة)

في نهاية المرحلة التمهيديّة الأولى تبدأ الكروموزومات المتشابهة بالإقتراب كل

باتجاه الآخر، إلى أن يرتبطا معًا ليكوّنا زوجًا من الكروموزومات، بحيث تكون

جميع كروموزومات الخليّة في هذه المرحلة على شكل أزواج، فيظهر كروموزوما

كل زوج وكأنهما كروموزومًا واحدًا.

تسمّى كروموزومات مزدوجة Bivalent Chromosomes

باستمرار المرحلة التمهيديّة الأولى، تنقبض وتقصر الكروموزومات، ويظهر في

الكروموزوم شق طولي يقسمه إلى كروماتيدين هومولوجيين أو متشابهين، وبذلك

تكون كل الكروموزومات على شكل رباعيّات Tetrads) لأن كل زوج

هومولوجي يحتوي على أربع كروماتيدات.

غشاء النواة

نوية

كروموزوم مزدوج

سنترومير

كروموزومان متشابهان

40 

א.  تبادل الأجزاء بين كل كروموزومين متشابهين

  عند ظهور شق طولي على امتداد الكروموزوم الهومولوجي، والذي يقسمه إلى

  كروماتيدين، تظهر في الكروموزوم كسور في أماكن معيّنة بحيث تكون هذه الكسور

  في كروماتيدات الكروموزومين الهومولوجيين المزدوجين وعلى نفس المستوى.

عندها يتم تبادل أجزاء بين كروماتيدين من الكروموزومين الهومولوجيين، وتسمى

هذه العمليّة بعمليّة العبور أو تبادل الأجزاء (שחלוף  Crossing-Over)

بعد تبادل الأجزاء ينفصل الكروموزومان الهومولوجيّان عن بعضهما ولكن بشكل

غير تام، حيث يبقيان متصلان معًا في أماكن معيّنة تسمى كيازمات (כיאזמות

Chiasmata)

ينقسم السنترومير إلى قسمين ليبتعدان عن بعضهما البعض ويتكوّن بينهما المغزل.

في نهاية المرحلة التمهيديّة الأولى يختفي غشاء النواة.

41 

تبادل الإجزاء يزيد من التراكيب الوراثية الجديدة

42 

2.  المرحلة الإستوائيّة الأولى Metaphase 1

تتضمّن انتظام الكروموزومات الثنائيّة في المستوى الذي ينصف المغزل

أي خط استواء الخليّة

43 

3.  المرحلة الإنفصاليّة الأولى Anaphase 1

ينفصل الكروموزومان الهومولوجيان عن بعضهما ويبدأ كل منهما بالإتجاه

نحو أحد قطبي الخليّة، ويكون كل كروموزوم في هذه المرحلة متكوّناً من

كروماتيدين، يربطهما سنترومير.

44 

4.  المرحلة النهائيّة الأولى Telophase 1

تبدأ بعد وصول الكروموزومات إلى قطبي الخليّة. يختفي هنا المغزل، ولكن

تبقى الكروموزومات منقبضة وواضحة. يتكوّن غشاء النواة حول كل مجموعة

من مجموعتي الكروموزومات في الخليّة، وبعدها ينقسم السيتوبلازم إلى قسمين

فتنتج خليتان جديدتان.

45

46 

مراحل الإنقسام الإختزالي الثاني:

يشبه الإنقسام الغير مباشر بصورة أساسيّة ويتم حسب المراحل التالية:

    المرحلة التمهيديّة الثانية:

      يتكوّن خلالها المغزل، ويختفي غشاء النواة في نهايتها.

2.   المرحلة الإستوائيّة الثانية:

      تنتظم الكروموزومات على خيوط المغزل في المستوى المنصف له، حيث تبدو

      الكروموزومات متعلّقة على خيوط المغزل.

    المرحلة الإنفصاليّة الثانية:

      ينقسم كل سنترومير إلى قسمين، وبذلك ينفصل كروماتيدا كل كروموزوم

      عن بعضهما فيتجه كل منهما إلى أحد قطبي الخليّة.

    المرحلة النهائيّة الثانية:

      يصل إلى كل قطب من قطبي الخليّة كروماتيد واحد من كل كروماتيدين أخوين.

      تكون هذه الكروماتيدات من الآن فصاعدًا عبارة عن كروموزومات كاملة

      ومستقلّة. وهكذا نحصل على الجاميطات أي خلايا تناسليّة.

    

مقارنة بين الإنقسام الغير مباشر والإنقسام الإختزالي 

    تنقسم نواة الخليّة في الإنقسام الغير مباشر مرّة واحدة، أما في الإنقسام

      الإختزالي فتنقسم مرّتين.

2.   تتضاعف الكروموزومات قبل كل انقسام غير مباشر، بينما تتضاعف مرّة

      واحدة خلال الإنقسام الإختزالي بالرغم من انقسام الخليّة انقسامين متتالين.

    تزدوج الكروموزومات الهومولوجيّة خلال المرحلة التمهيديّة من الإنقسام

      الإختزالي الأول بينما لا يحدث ذلك في المرحلة التمهيديّة من الإنقسام الغير

      مباشر. 

أ.   الإختلافات في سير العمليّة:

51 

يتبع مقارنة بين الإنقسام الغير مباشر والإنقسام الإختزالي

    يحدث تبادل أجزاء بين الكروموزومات الهومولوجيّة خلال المرحلة التمهيديّة

      من الإنقسام الإختزالي الأول بينما لا يحدث ذلك في المرحلة التمهيديّة من

      الإنقسام الغير مباشر.

5.   تنقسم سنتروميرات الكروموزومات في نهاية المرحلة الإستوائيّة والمرحلة

      الإنفصاليّة من الإنقسام الغير مباشر بينما في الإنقسام الإختزالي نلاحظ

      انقسامين : في الإنقسام الأول لا تنقسم السنتروميرات أما في الإنقسام الثاني

      فينقسم  كل سنترومير إلى قسمين فينفصل كروماتيدا كل كروموزوم عن

      بعضهما فينتقل كل منهما إلى إحدى الخليتين الجديدتين كما هو الحال في

      الإنقسام الغير مباشر.

6.   الإنقسام الغير مباشر يحدث في الخلايا الجسميّة بينما يحدث الإنقسام

      الإختزالي عند تكوين الخلايا التناسليّة فقط.

52 

ب.  الفرق بين نتائج الإنقسام الغير مباشر والإختزالي:

    لا ينخفض عدد الكروموزومات في الخليّة بعد الإنقسام الغير مباشر

      بينما في الإنقسام الإختزالي فينخفض عدد الكروموزومات في الخلايا

      الناتجة إلى نصف عدد الكروموزومات في الخليّة الأم.

    في نهاية الإنقسام الغير مباشر تكون كروموزومات الخليّتين الجديدتين

      نسخة طبق الأصل عن كروموزومات الخليّة الأم. بينما في الإنقسام

     الإختزالي فتنتج خلايا مختلفة كمًا وكيفاً عن الخليّة الأم.

متوزا

ميوزا

عدد الكروموزومات في الخلية الأم

دبلوئيدي   (2n)

دبلوئيدي (2n)    

كمية الـ-DNA في خلية الأم قبل الإنقسام

4n

4n

عدد الإنقسامات

1

2

عدد خلايا الإبن في نهاية الإنقسام

2

4

تشابه بين التركيب الوراثي بين خلية الأم وخلايا الأبناء

يوجد

لا يوجد

عدد الكروموزومات بعد الميوزا  I

----

هبلوئيدي (n)

كمية الـ-DNA بعد الميوزا I

----

2n

عدد الكروموزومات في الخلايا الأبناء النهائية

دبلوئيدي (2n)

بعد الميوزا II:

هبلوئيدي (n)

كمية الـ-DNA في خلايا الأبناء النهائية

2n

بعد الميوزا II:

  n

تبادل جزيئات بين الكروموزومات

لا يوجد

يوجد

فصل بين كروموزومات متماثلة

لا يوجد

يوجد (في الإنقسام الأول)

فصل بين بين كروماتيدات

يوجد

يوجد (في الإنقسام الثاني)

نوع الخلايا الذي يدخل في كل انقسام

خلايا ثنائية وأحادية مجموعة الكروموزومات

ثنائية مجموعة الكروموزومات

مقارنة بين انقسام المتوزا والميوزا