ما هو التحلل الخلوي وكيف يتم إنتاجه؟ - مادة الاحياء - 2025

و الانقسام السيتوبلازمي هو عملية تقسيم سيتوبلازم الخلية مما يؤدي في اثنين من الخلايا الوليدة أثناء انقسام الخلية. يحدث في كل من الانقسام والانقسام الاختزالي وهو شائع في الخلايا الحيوانية.

في حالة بعض النباتات والفطريات ، لا يحدث التحلل الخلوي ، لأن هذه الكائنات لا تقسم السيتوبلازم أبدًا. تتوج دورة تكاثر الخلايا بتقسيم السيتوبلازم من خلال عملية الحركية الخلوية.

في خلية حيوانية نموذجية ، يحدث الانقسام الخلوي أثناء عملية الانقسام ، ومع ذلك ، قد يكون هناك بعض أنواع الخلايا مثل ناقضات العظم التي يمكن أن تمر بعملية الانقسام دون حدوث الحركية الخلوية.

تبدأ عملية الحركية الخلوية أثناء الطور وتنتهي خلال الطور البعيد ، وتحدث تمامًا في اللحظة التي تبدأ فيها الواجهة التالية.

مرحلة الطور النهائي والتحرك الخلوي من الانقسام. المصدر: Kelvin Song CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) عبر ويكيميديا ​​كومنز ،

يصبح أول تغيير مرئي في الحركية الخلوية في الخلايا الحيوانية واضحًا عندما يظهر أخدود الانقسام على سطح الخلية. سرعان ما يصبح هذا الأخدود أكثر وضوحًا ويتوسع حول الخلية حتى يصبح جزءًا تمامًا في المنتصف.

في الخلايا الحيوانية والعديد من الخلايا حقيقية النواة ، تُعرف البنية التي ترافق عملية الحركية الخلوية باسم "الحلقة المقلصة" ، وهي مجموعة ديناميكية تتكون من خيوط الأكتين ، وخيوط الميوسين 2 ، والعديد من البروتينات الهيكلية والتنظيمية. يستقر أسفل الغشاء البلازمي للخلية ويتقلص ليقسمها إلى قسمين.

Ciliates تخضع للحركة الخلوية. المصدر: The Alpha Wolf CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) عبر ويكيميديا ​​كومنز

أكبر مشكلة تواجهها الخلية التي تخضع للتنقل الخلوي هي ضمان حدوث هذه العملية في الوقت والمكان المناسبين. منذ ذلك الحين ، يجب ألا يحدث الانقسام الخلوي مبكرًا خلال مرحلة الانقسام أو قد يقاطع التقسيم الصحيح للكروموسومات.

المغازل الانقسامية وانقسام الخلايا

مقارنة بين عملية التحلل الخلوي في الخلايا النباتية والحيوانية. المصدر: ماتيلدا برينتون CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) عبر ويكيميديا ​​كومنز ،

إن المغازل الانقسامية في خلايا الحيوانات ليست مسؤولة فقط عن فصل الكروموسومات الناتجة ، ولكنها تحدد أيضًا موقع الحلقة الانقباضية وبالتالي مستوى انقسام الخلية.

الحلقة المقلصة لها شكل ثابت في مستوى لوحة الطور. عندما تكون في الزاوية الصحيحة ، فإنها تعمل على طول محور المغزل الانقسامي ، مما يضمن حدوث الانقسام بين مجموعتين منفصلتين من الكروموسومات.

يمكن أن يختلف جزء المغزل الانقسامي الذي يحدد مستوى الانقسام حسب نوع الخلية. تمت دراسة العلاقة بين الأنابيب الدقيقة للمغزل وموقع الحلقة المقلصة على نطاق واسع من قبل العلماء.

لقد تلاعبوا بالبيض المخصب لحيوانات الفقاريات البحرية من أجل مراقبة السرعة التي تظهر بها الأخاديد في الخلايا دون مقاطعة عملية النمو.

عندما يكون السيتوبلازم واضحًا ، يمكن رؤية المغزل بسهولة أكبر ، بالإضافة إلى اللحظة في الوقت الفعلي التي يقع فيها في موضع جديد في حالة الطور المبكر.

تقسيم غير متماثل

في معظم الخلايا ، يحدث التحلل الخلوي بشكل متماثل. في معظم الحيوانات ، على سبيل المثال ، تتشكل الحلقة المقلصة حول خط الاستواء للخلية الجذعية ، بحيث يكون للخلايا الوليدة الناتجة نفس الحجم والخصائص المتشابهة.

هذا التناظر ممكن بفضل موقع المغزل الانقسامي ، والذي يميل إلى التركيز على السيتوبلازم بمساعدة الأنابيب الدقيقة النجمية والبروتينات التي تسحبها من جانب إلى آخر.

يوجد ضمن عملية التحريك الخلوي العديد من المتغيرات التي يجب أن تعمل بشكل متزامن حتى تنجح. ومع ذلك ، عندما يتغير أحد هذه المتغيرات ، يمكن أن تنقسم الخلايا بشكل غير متماثل ، مما ينتج خليتين ابنتيتين بأحجام مختلفة ومحتوى سيتوبلازمي مختلف.

عادة ، من المقرر أن تتطور الخليتان الابنتان بشكل مختلف. لكي يكون هذا ممكنًا ، يجب أن تفرز الخلية الجذعية بعض مكونات تحديد المصير إلى جانب واحد من الخلية ثم تحديد مستوى الانقسام بحيث ترث الخلية الوليدة المشار إليها هذه المكونات في وقت الانقسام.

لوضع الانقسام بشكل غير متماثل ، يجب تحريك المغزل الانقسامي بطريقة مضبوطة داخل الخلية التي على وشك الانقسام.

من الواضح أن حركة المغزل هذه مدفوعة بالتغيرات في المناطق الإقليمية لقشرة الخلية وبروتينات موضعية تساعد على تحريك أحد أقطاب المغزل بمساعدة الأنابيب الدقيقة النجمية.

حلقة مقلصة

عندما تصبح الأنابيب النجمية أطول وأقل ديناميكية في استجابتها الجسدية ، تبدأ الحلقة المقلصة في التكون تحت غشاء البلازما.

ومع ذلك ، فإن الكثير من التحضير للحركة الخلوية يحدث في وقت مبكر من عملية الانقسام ، حتى قبل أن يبدأ السيتوبلازم في الانقسام.

أثناء الواجهة ، تتحد خيوط الأكتين والميوسين II وتشكل شبكة قشرية ، وحتى في بعض الخلايا ، تولد حزمًا هيوليًا كبيرة تسمى ألياف الإجهاد.

عندما تبدأ الخلية في عملية الانقسام الفتيلي ، تتفكك هذه الترتيبات ويعاد ترتيب جزء كبير من الأكتين ويتم إطلاق خيوط الميوسين II.

عندما تنفصل الكروماتيدات أثناء الطور ، يبدأ الميوسين الثاني في التراكم بسرعة لإنشاء الحلقة المقلصة. في بعض الخلايا ، من الضروري استخدام بروتينات من عائلة كيناز لتنظيم تكوين كل من المغزل الانقسامي والحلقة الانقباضية.

عندما تكون الحلقة المقلصة مسلحة بالكامل ، فإنها تحتوي على العديد من البروتينات غير الأكتين والميوسين الثاني. تولد المصفوفات المتداخلة من خيوط الأكتين ثنائية القطب والميوسين II القوة اللازمة لتقسيم السيتوبلازم إلى جزأين ، في عملية مماثلة لتلك التي تقوم بها خلايا العضلات الملساء.

ومع ذلك ، فإن الطريقة التي تتقلص بها الحلقة الانقباضية لا تزال لغزا. على ما يبدو ، فإنه لا يعمل نيابة عن آلية الحبل حيث تتحرك خيوط الأكتين والميوسين II فوق بعضها البعض ، كما تفعل العضلات الهيكلية.

نظرًا لأنه عندما ينقبض الخاتم ، فإنه يحافظ على صلابته نفسها طوال العملية. هذا يعني أن عدد الخيوط يتناقص مع إغلاق الحلقة.

توزيع العضيات في الخلايا الوليدة

يجب أن تضمن عملية الانقسام أن كل خلية من الخلايا الوليدة تتلقى نفس العدد من الكروموسومات. ومع ذلك ، عندما تنقسم خلية حقيقية النواة ، يجب أن ترث كل خلية ابنة أيضًا عددًا من المكونات الخلوية الأساسية ، بما في ذلك العضيات الموجودة داخل غشاء الخلية.

لا يمكن أن تتولد العضيات الخلوية مثل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء تلقائيًا من مكوناتها الفردية ، بل يمكن أن تنشأ فقط من نمو وانقسام العضيات الموجودة مسبقًا.

وبالمثل ، لا تستطيع الخلايا تكوين شبكة إندوبلازمية جديدة ، ما لم يكن جزء منها موجودًا داخل غشاء الخلية.

توجد بعض العضيات مثل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء في أشكال عديدة داخل الخلية الجذعية ، من أجل التأكد من أن الخليتين الوليدين ترثهما بنجاح.

تكون الشبكة الإندوبلازمية خلال فترة الواجهة الخلوية بشكل مستمر مع غشاء الخلية ويتم تنظيمها بواسطة الأنابيب الدقيقة للهيكل الخلوي.

بعد الدخول في مرحلة الانقسام الفتيلي ، تؤدي إعادة تنظيم الأنابيب الدقيقة إلى إطلاق الشبكة الإندوبلازمية ، والتي يتم تجزئتها حيث يتم أيضًا كسر غلاف النواة. من المحتمل أيضًا أن يكون جهاز جولجي مجزأًا أيضًا ، على الرغم من أنه يبدو في بعض الخلايا أنه تم توزيعه من خلال الشبكة وظهر لاحقًا في الطور البعيد.

الانقسام الخالي من دون الحركات الخلوية

على الرغم من أن الانقسام الخلوي يتبعه عادةً انقسام السيتوبلازم ، إلا أن هناك بعض الاستثناءات. تمر بعض الخلايا بعمليات مختلفة لانقسام الخلايا دون كسر السيتوبلازم.

على سبيل المثال ، يمر جنين ذبابة الفاكهة بـ 13 مرحلة من الانقسام النووي قبل حدوث الانقسام السيتوبلازمي ، مما ينتج عنه خلية كبيرة تضم ما يصل إلى 6000 نواة.

يهدف هذا الترتيب في الغالب إلى تسريع عملية التطور المبكر ، حيث لا يتعين على الخلايا أن تستغرق وقتًا طويلاً لتخوض جميع مراحل الانقسام الخلوي التي ينطوي عليها الانقسام الخلوي.

بعد حدوث هذا الانقسام النووي السريع ، يتم تكوين الخلايا حول كل نواة في عملية واحدة من التحلل الخلوي ، تُعرف باسم التخلخل. تتشكل الحلقات المقلصة على سطح الخلايا ، ويمتد غشاء البلازما إلى الداخل ويضيق لإحاطة كل نواة.

تحدث عملية الانقسام الفتيلي غير السيتوكينية أيضًا في بعض أنواع خلايا الثدييات ، مثل ناقضات العظم والأرومة الغاذية وبعض خلايا الكبد وخلايا عضلة القلب. هذه الخلايا ، على سبيل المثال ، تنمو بطريقة متعددة النوى ، مثل تلك الموجودة في بعض الفطريات أو ذبابة الفاكهة.

المراجع

1. ألبرتس ، ب ، جونسون ، أ ، لويس ، جيه ، راف ، إم ، روبرتس ، ك ، والتر ، ب. (2002). البيولوجيا الجزيئية للخلية. الطبعة الرابعة. نيويورك: جارلاند ساينس.
2. علم الأحياء-Online.org. (12 مارس 2017). علم الأحياء اون لاين. تم الاسترجاع من الحركية الخلوية: biology-online.org.
3. Brill، JA، Hime، GR، Scharer-Schuksz، M.، & Fuller، &. (2000).
4. التعليم ، ن. (2014). تعليم الطبيعة. تم الاسترجاع من السيتوكيناتيس: nature.com.
5. جورتين ، دا ، تراوتمان ، س ، ومكولوم ، د. (يونيو 2002). تم الاسترجاع من السيتوكينات في حقيقيات النوى: ncbi.nlm.nih.gov.
6. رابابورت ، ر. (1996). الحركية الخلوية في الخلايا الحيوانية. نيويورك: مطبعة جامعة كامبريدج.
7. زيمرمان ، أ. (2012). الانقسام الخلوي / الانقسام الخلوي. الصحافة الأكاديمية.