دورة الخلية
Cell Cycle
مراحلُ دورةِ الخليةِ Cell Cycle Stages
|
دورةُ الخليةِ Cell Cycle: سلسلةٌ منَ المراحلِ، تحوي كلٌّ منْها تغيُّراتٍ تمرُّ بها الخليةُ، وتحدثُ بينَ انقسامِ الخليةِ والانقسامِ الذي يليهِ. تمرُّ دورةُ الخليةِ بمرحلتينِ أساسيتينِ، هما:
المرحلة البينية Interphase. مرحلة الانقسام الخلوي Mitotic Phase |
المرحلة البينيةInterphas:
تمثل المرحلة البينية الجزء الأطول أمداً من دورة الخلية، وتشمل طور النمو الاول phase(G1) وطور التضاعف phase S, وطور النمو الثاني phase(G2)
- طور النمو الاول phase(G1) : يزداد حجم الخلية في هذا الطور ،وتتضاعف معظم عضياتها
- طور التضاعف phase S:تبني الخلية في هذا الطزدور نسخة ثانية من مادتها الوراثية
- طور النمو الثاني phase(G2): تتهيأ الخلية للانقسام في هذا الطور،فينقسم الجسم المركزي centrosome الذي يحوي زوجاُ من المريكزات(مريكزان) في الخلية الحيوانية ،ويصبح في الخلية جسيمان مركزيان يحوي كل منهما زوجاً من المريكزات وتكون المادة الو رراثة على شكل شبكة من الخيوط تسمى الكروماتين chromatin
مرحلة الانقسام الخلوي M phase:
تشمل هذه المرحلة انقسام النواة ،وانقسام السيتوبلازم
|
أفكر : انا باحث في علم الخلية كيف أميز خلايا في طور G1 من خلايا في طور G2؟ |
تتميز خلايا طور G₁ بأن مادتها الوراثية لم تتضاعف بعد ويوجد فيها جسم مركزي واحد، أما خلايا طور G₂ فتكون مادتها الوراثية قد تضاعفت ويكون فيها جسمان مركزيان استعدادًا للانقسام. |
|
| أتحقق: ما أطور المرحلة البينية؟ |
أطوار المرحلة البينية هي: طور النمو الأول (G₁)، وطور التضاعف (S)، وطور النمو الثاني (G₂). |
- أنواع الانقسام الخلوي Type of cell Division:
يصف الانقسام الخلوي الى نوعين هما : الانقسام المتساوي ، الانقسام المنصف
- الانقسام المتساوي Mitosis:
تنقسم الخلايا الجسمسة وبعض الخلايا الجنسية انقساماً متسواياً، إما لنموها ،وإما لتعويض التالف منها ، وينتج من كل خلية خليتان مطابقان للخلية المنقسمة ،تحتوي كل منهما عدد الكروسومات الأصلي .
| 1- الطور التمهيدي | 2- الطور الاستوائي | 3-الطور الانفصالي | 4-الطور النهائي | 5-انقسام السيتوبلازم |
|
- تظهر الكروسومات اقصر ، وأكثر سمكاً ويحتوي كل منها كروماتيدين شقيقين مرتبطين بمنطقة القطعة المركزية - تختفي النوبة -تبدأ الخيوط المغزلية بالتكون ،ويتحرك كل زوج من المريكزات نحو احد قطبي الخلية المتقابلين ثم ترتبط الخيوط المغزلية بالقطع المركزية |
- يستقر زوج المريكزات عند قطبي الخلية المتقابلين -تصطف الكروسومات على خط منتصف الخلية |
-تنكمش الخيوط المغزلية وتنقسم القطعة المركزية -تنفصل الكروماتيدات الشقشقة -يتحرك احد الكروماتيدين الشقيقين من كل كروموسوم نحو أحد القطبين في حين يتحرك الآخر نحو القطب المقابل -مع نهاية الطور الانفصالي ،يصبح عند كل قطب من قطبي الخلية مجموعة كاملة ومتطابقة من كروموسومات |
- يبدأ الغلاف النووي بالتشكل حول كل مجموعة من الكروسومات في الخلايا الناتجة الجديدة -تبدأ النوبة بالظهور -يقل تكثف الكروسومات -تختفي الخيوط المغزلية |
- يبدأ انقسام السيتوبلازم يختصر في منطقة الغشاء البلازمي ثم تنقسم الخلية الى خليتين متطابقتين |
الانقسام المنصف Meiosis:
يحدث الانقسام المنصف في الخلايا الجنسية مُنتجًا الجاميتات، ويتم من انقسام خلية جسمية (2n) انقسامًا منصفًا أربع خلايا أحادية المجموعة الكروموسومية (1n)، انظر الشكل (35).
يمر الانقسام المنصف بمرحلتين هما: مرحلة الانقسام المنصف الأول Meiosis I، ومرحلة الانقسام المنصف الثاني Meiosis II، انظر الشكل (36).
يُذكر أن الخلية تمر بالمرحلة البينية قبل مرورها بالمرحلة الأولى من الانقسام المنصف فقط.
| أفكر:
إذا علمت أن مادة الكومبريتاستاتين Combretastatin المستخرجة من لحاء نبات الصفصاف الإفريقي Combretum caffrum تمنع تكوّن الخيوط المغزلية، فكيف يؤثر ذلك في انقسام الخلية؟ أفسّر إجابتي. |
الخيوط المغزلية مسؤولة عن سحب الكروموسومات أو الكروماتيدات الشقيقة إلى قطبي الخلية أثناء الانقسام. وعند عدم تكوّن هذه الخيوط، لا تستطيع الكروموسومات الاصطفاف أو الانفصال بصورة صحيحة، لذلك يتوقف الانقسام ولا تتكون خلايا جديدة بشكل سليم. |
|
أتحقق : ما مراحل الانقسام المنصف؟
|
الانقسام المنصف الاول والانقسام المنصف الثاني |
 |
|
أتحقق: أقارن بين الانقسام المنصف والانقسام المتساوي من حيث الأطوار وعدد الخلايا الناتجة وعدد المجموعة الكروموسومية في الخلايا الناتجة وحدوث العبور.
الانقسام المتساوي ينتج خليتين لهما العدد نفسه من الكروموسومات كالخلية الأم ولا يحدث فيه عبور، أما الانقسام المنصف فينتج أربع خلايا تحتوي نصف عدد الكروموسومات ويحدث فيه العبور خلال الطور التمهيدي الأول.
معدل انقسام الخلية Cell Division rate
يُعرَّفُ مُعدَّلُ انقسامِ الخليةِ Cell Division Rate بأنَّهُ المدَّةُ الزمنيةُ اللازمةُ لتكرارِ مراحلِ دورةِ الخليةِ. تختلفُ الخلايا في مُعدَّلِ انقسامِها. فمثلاً، تنقسمُ الخلايا بدائيةُ النواةِ على نحوٍ أسرعَ منَ الخلايا حقيقيةِ النواةِ. وفي الكائناتِ الحَيَّةِ عديدةِ الخلايا مثل الإنسان، يعتمدُ مُعدَّلُ انقسامِ الخليةِ على حاجةِ الجسمِ إلى خلايا جديدةٍ كما في النموِّ، وتعويضِ ما يتلفُ منَ الخلايا، ونوعِ النسيجِ. فمثلاً، يكونُ انقسامُ خلايا بطانةِ الأمعاء أسرعَ مقارنةً بخلايا الكبدِ.
يتحكَّمُ في مُعدَّلِ انقسامِ الخلايا عواملُ أخرى، منها الهرموناتُ، ومنْ أمثلتِها: هرمونُ النموِّ الذي يُحَفِّزُ انقسامَ الخلايا للنموِّ، والإنزيماتُ والبروتيناتُ التي تتحكَّمُ في الأنشطةِ الحيويةِ للخليةِ.
أفكر : ما أهمية أن يكون معدل انقسام خلايا بطانة الأمعاء أعلى منه لخلايا الكبد؟
أن خلايا بطانة الأمعاء تتعرض باستمرار للاحتكاك والتلف أثناء مرور الطعام وهضمِه، لذلك تموت وتتجدد بسرعة، فتحتاج إلى معدل انقسام مرتفع لتعويض الخلايا التالفة والمحافظة على كفاءة عمل الأمعاء.
أما خلايا الكبد فلا تتعرض للتلف بالمعدل نفسه، لذا لا تحتاج إلى الانقسام المستمر والسريع مثل خلايا بطانة الأمعاء.
أثرُ حجمِ الخليةِ في بقائِها The Effect of Cell Size on its Survival
يُعَدُّ حجمُ الخليةِ عاملًا مُهِمًّا في تحديدِ قدرتِها على البقاءِ حيَّةً
إذا كانَ حجمُ الخليةِ أصغرَ كثيرًا منْ حجمِها الطبيعيِّ، فإن محتواها منَ العُضَيّاتِ (مثلِ الميتوكندريا) يكون قليلًا؛
ما يؤدّي إلى إنتاجِ طاقةٍ قليلة لا تكفي حاجاتِ الخليةِ لبقائِها حيَّةً.
أمّا إذا زادَ حجمُ الخليةِ على حجمِها الطبيعيِّ، فإنَّ نسبةَ مساحةِ سطحِ الغشاءِ البلازميِّ تقلُّ مقارنةً بحجمِ الخليةِ؛
ما يُؤثِّرُ في قدرةِ الخليةِ على توفيرِ الموادِّ اللازمةِ لأداءِ العملياتِ الحيويةِ المُهِمَّةِ، لاحظ الصورة أدناه.
الربطُ بعلمِ الأمراضِ:
الأورامُ
يُعرَّفُ الورمُ Tumor بأنَّهُ كتلةٌ غيرُ طبيعيةٍ منَ الخلايا، تكوَّنَتْ نتيجةَ تعرُّضِ الخليةِ لموادَّ أدَّتْ إلى فقدانِها القدرةَ على ضبطِ انقسامِها.
يُطلَقُ على الخلايا التي فقدَتِ القدرةَ على الانقسامِ اسمُ الخلايا غيرِ المُنضبِطةِ، أنظرُ الشكلَ المجاورَ.
|
|
أتحقَّقُ: كيفُ يُؤثِّرُ حجمُ الخليةِ في بقائِها حيَّةً؟
يُعدّ حجم الخلية عاملا مهما في تحديد قدرتها على البقاء حية. فإذا كان حجم الخلية أصغر كثيرا من حجمها الطبيعي،
فإن محتواها من العضيات (مثل الميتوكندريا) يكون قليلا، ما يؤدي إلى إنتاج طاقة لا تكفي حاجات الخلية لبقائها حية.
أما إذا زاد حجم الخلية على حجمها الطبيعي ، فإن نسبة مساحة سطح الغشاء البلازمي تقل مقارنة بحجم الخلية،
ما يؤثر في قدرة الخلية على توفير المواد اللازمة لأداء العمليات الحيوية المهمة.
الإثراءُ والتوسُّعُ
الخلايا الجذعيةُ المُستخرَجةُ منَ الأسنانِ (DSCs) Dental Stem Cells
الخلايا الجذعيةُ هيَ خلايا غيرُ مُتمايِزةٍ؛ أيْ خلايا مُتشابِهةٌ في شكلِها، وغيرُ مُتخصِّصةٍ في وظيفةٍ مُحدَّدةٍ، ولها القدرةُ على التمايزِ إلى خلايا مُتخصِّصةٍ؛ ما يُمثِّلُ بارقةَ أملٍ لعلاجِ بعضِ الأمراضِ، مثلِ: السُّكَّريِّ، والتصلُّبِ اللويحيِّ، وبعضِ أمراضِ السرطانِ.
يطمحُ العلماءُ إلى تنميةِ أنسجةٍ منَ الخلايا الجذعيةِ لاستخدامِها بديلًا عنْ زراعةِ الأعضاءِ، ويعملونَ على استخدامِها في اختبارِ أثرِ بعضِ الأدويةِ وفاعليتِها قبلَ تجريبِها على البشرِ.
يُمكِنُ الحصولُ على الخلايا الجذعيةِ منَ الجنينِ في مراحلِهِ المُبكِّرةِ، ويُطلَقُ على هذهِ الخلايا اسمُ الخلايا الجذعيةِ الجنينيةِ Embryonic Stem Cells، وهيَ خلايا لديْها القدرةُ على التحوُّلِ إلى أيِّ نوعٍ آخرَ منَ الخلايا.
يُمكِنُ الحصولُ على الخلايا الجذعيةِ أيضًا منْ بعضِ الخلايا في الأنسجةِ المُتمايِزةِ التي تحتفظُ بقدرةٍ محدودةٍ على الانقسامِ بهدفِ تعويضِ الأنسجةِ التالفةِ، ويُطلَقُ على هذهِ الخلايا اسمُ الخلايا الجذعيةِ البالغةِ Adult Stem Cells.
توصَّلَ الباحثونَ إلى عزل عددٍ منَ الخلايا الجذعيةِ البالغةِ، منْ منطقةِ اللُّبِّ في كلٍّ منْ ضرسِ العقلِ، والأسنانِ اللبنيةِ المُتساقِطةِ. ويُمكِنُ لهذهِ الخلايا أنْ تتمايزَ إلى خلايا عظميةٍ، أوْ غضروفيةٍ، أوْ دهنيةٍ، أوْ عضليةٍ، أوْ عصبيةٍ. ويطمحُ هؤلاءِ الباحثونَ إلى استخدامِ هذهِ الخلايا في تجديدِ العاجِ في مناطقِ تسوُّسِ الأسنانِ، وعلاجِ أمراضٍ عديدةٍ، منْها: إصاباتُ النخاعِ الشوكيِّ، والسكتاتُ الدماغيةُ، وضمورُ العضلاتِ، والسُّكَّريُّ، وبعضُ أمراضِ الكبدِ، فضلًا عنْ تعويضِ الخلايا التالفةِ نتيجةَ الإصابةِ بالجلطاتِ القلبيةِ.
أُصمِّمُ مطويةً:
أبحثُ في مصادرِ المعرفةِ المناسبةِ عنْ أماكنَ أُخرى في تجويفِ الفمِ تحوي خلايا جذعيةً، وعنِ استخداماتِ هذهِ الخلايا، ثمَّ أُصمِّمُ مطويةً عن ذلكَ، ثمَّ أعرضُها أمامَ زملائي/ زميلاتي في الصفِّ.
