دورة الخلية
C e l l C y c l e
دورة الخلية؟
المراحل التي تبدأ منذ تكوُّن الخلية نتيجة انقسام خلية ما، وتنتهي عند انقسامها هي نفسها مُكوِّنةً خليتين جديدتين،
مراحل دورة الخلية Cell Cycle Phases
- تمرُّ دورة الخلية بمرحلتين رئيستين، هما: المرحلة البينية، ومرحلة الانقسام الخلوي، وتحوي كل مرحلة منهما أطوارًا عِدَّة.
1. المرحلة البينية التي تتكوَّن من:
طور النمو الأوَّل (G1) يعد هذا الطور أوَّل أطوار دورة الخلية، وفيه تنمو الخلية، ويزداد كلٌّ من حجمها، وعدد العُضَيّات فيها، فضلًا عن أداء الخلية أنشطتها ووظائفها الخلوية الطبيعية.
وطور التضاعف:(S Phase Synthesis) في هذا الطور يتضاعف (DNA) ما يجعل في نواة الخلية – في نهاية الطور- مثلي كمية المادة الوراثية.
وطور النمو الثاني(G2 Phase)يستمر نمو الخلية في هذا الطور، فيزداد حجمها، فضلًا عن أدائها أنشطتها ووظائفها الخلوية الطبيعية، إلى جانب استعدادها للانقسام؛ إذ تبدأ بإنتاج البروتينات التي تُصنَّع منها الخيوط المغزلية (الأُنَيْبيبات الدقيقة).
2. مرحلة الانقسام الخلوي (M) التي تتكوَّن من أطوار عِدَّة، لكلٍّ منها سماته التي تُميِّزه عن غيره من الأطوار. (أنظر الدرس التالي) يحدث فيها انقسام النواة؛ أيِ انقسام نواة الخلية إلى نواتين مُتماثِلتين، وهو ما يحدث على نحوٍ مُشابِهٍ في جميع الخلايا حقيقية النوى، يلي ذلك انقسام السيتوبلازم.
الطور الصفري G0
تختلف الخلايا بعضها عن بعض من حيث النشاط في الانقسام؛ فمنها ما يكون نشيطًا، ويُكمِل دورة الخلية كاملة، مثل الخلايا الطلائية المُبطِّنة للقناة الهضمية.
ومنها ما يدخل في طور سكون يُسمّى الطور الصفري G0 ومن الأمثلة على الخلايا التي تدخل طور G0 الخلايا العضلية، والخلايا العصبية، حيث تخرج الخلية من طور G1 إلى هذا الطور الصفري G0 في حال غياب الإشارات الخلوية (سأدرسها لاحقًا) التي تُحفِّز الخلية على الاستمرار في الدورة.
تقوم الخلية في الطور الصفري بجميع وظائفها وأنشطتها باستثناء الأنشطة التي تُهيِّئها للانقسام، علمًا بأنَّ بعض الخلايا لا تغادر هذا الطور بعد دخولها فيه، خلافًا لخلايا أُخرى تتمكَّن من العودة إلى طور G1 ، وإكمال دورة الخلية عند تحفيزها بالإشارات الخلوية المُناسِبة، ومن الأمثلة على هذه الخلايا خلايا الكبد.
تنظيم دورة الخلية Regulation of Cell Cycle
- تعمل مجموعة من المواد الكيميائية على تنظيم دورة الخلية، ويُطلَق على هذه المواد التي معظمها بروتينات اسم الإشارات الخلوية. وهي تُصنَّف بحسب مصدرها إلى إشارات داخلية، وإشارات خارجية،
| إشارات تنظيم دورة الخلية | |
| خارجية | داخلية |
| من خارج الخلية، وهي ترتبط بمُستقبِلات على الخلية الهدف. |
من داخل الخلية |
| مثال: عوامل النمو | مثال : وجود كمية كافية من الغذاء، أو وجود خلل في DNA. |
تُصنَّف هذه الإشارات بحسب آليَّة عملها إلى ثلاثة أنواع، هي:
-إشارات التقدُّم Go-ahead Signals التي تُحفِّز انتقال الخلية إلى المرحلة اللاحقة أو الطور اللاحق.
- إشارات التوقُّف Stop Signals التي تعمل على بقاء الخلية في الطور، وعدم انتقالها إلى الطور الذي يليه.
- إشارات تُسبِّب الموت المُبرمَج للخلية Apoptosis Signals بتنشيطها جينات تُسهِم في إنتاج إنزيمات تُحطِّم مُكوِّنات في الخلية؛ ما يؤدّي إلى موتها.
نقاط المُراقَبة Checkpoints
- تُنظِّم الإشارات الخلوية دورة الخلية في نقاط مُحدَّدة، تُسمّى كلٌّ منها (نقطة مُراقَبة) من الأمثلة عليها G1 ، و G2 ، و M
تُعَدُّ نقطة المُراقَبة G1 أهم نقاط المُراقَبة؛ ذلك أنَّ الخلية في الطور G1 تستقبل إشارات خلوية داخلية وخارجية تُحدِّد معًا الوقت المُناسِب لدخول الخلية طور التضاعف.
أمّا نقطة المُراقَبة G2 ففيها يُتحقَّق من انتهاء تضاعف DNA في طور التضاعف، ومن عدم وجود أخطاء في جزيئي DNA الناتجين من عملية تضاعف DNA.وأمّا نقطة المُراقَبة M فتعمل ما بين الطور الاستوائي والطور الانفصالي. وفيها يُتحقَّق من ارتباط الكروماتيدات الشقيقة بالخيوط المغزلية على نحوٍ صحيح.
السايكلينات وإنزيمات الفسفرة المُعتمِدة على السايكلين
Cyclins and Cyclin-Dependent Kinases (Cdks)
- السايكلينات Cyclins : هي مجموعة من البروتينات، توجد في معظم الخلايا حقيقية النوى، وتُصنَّع في أثناء دورة الخلية، وتُحطَّم خلالها سريعًا وتُصنَّف إلى أربعة أنواع رئيسة. إذ تعمل هذه الإنزيمات - بعد ارتباطها بالسايكلين- على إضافة مجموعة فوسفات إلى البروتين الهدف في عملية تُسمّى الفسفرة. وقد تؤدّي فسفرة البروتينات إلى تحفيزها أو تثبيطها بحسب حاجة الخلية.
تتمثَّل أهمية ارتباط السايكلين بإنزيم الفسفرة المُعتمِد على السايكلين في أمرين رئيسين، هما: تحفيز الإنزيم، وإرشاده إلى البروتينات الهدف التي يعمل على فسفرتها.