مراحل الانقسام الخيطي المتساوي وأهميته

تعريف الانقسام الخلوي المتساوي

لكي تنمو النباتات، يجب أن تنقسم خلاياها أولاً ، تنقسم المادة الوراثية الموجودة في نواة الخلية، وتتكون نواتان خلويتان جديدتان كاملتان من المادة الوراثية المكررة أما المكونات الأخرى للخلية مثل البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا، يتم توزيعها بين خليتين ابنتيتين في المستقبل، وكل هذا يحدث في الخلية الأم.

ويمكن تعريف الانقسام الخيطي المتساوي بأنه:

انقسام خلوي مميز للخلايا النباتية، ينتج عنه ظهور خلابا جديدة ابنة، وتحتوي كل خلية ابنة على نفس عدد الكروموسوم الموجود في الخلية الأبوية،وفي النباتات يقتصر الانقسام الخيطي المتساوي على النسيج الإنشائي للجذور والبراعم والأوراق الصغيرة وبراعم الزهور والكامبيوم.

وقد ظهر مصطلح الانقسام الخيطي المتساوي mitosis عام 1887م، على يد عالم التشريح الألمان والثر فلمنج، وقد اشتق هذا الاسم من اللغة اليونانية من كلمة تعني باليونانية “لف الخيط”، لأن كروماتين نواة الخلية في المراحل الأولى من الانقسام الفتيلي تأخذ شكل خيط ملتوي، وتكون الخلايا الجديدة متساوية من حيث الكمية والنوعية، وتشبه التركيب الجيني للخلية الأم.

أهمية الانقسام الخيطي المتساوي

• عملية الانقسام الخيطي مهمة لجميع الكائنات الحية التي تتكاثر لا جنسيًا ومن بينها النباتات، حيث أنها الطريقة الوحيدة التي يمكن أن تتكاثر بها النباتات.
• وهذه العملية تساعد في الحفاظ على بقاء النباتات والكائنات الأخرى التي تتكاثر لاجنسيًا.
• كما يعتمد التئام الجروح واستبدال الأعضاء التالفة في النباتات على انقسام الخلايا.

مراحل الانقسام الخيطي المتساوي

ويتم الانقسام الخيطي المتساوي عبر 5 مراحل، وهي:

• الطور البيني
• الطور التمهيدي
• الطور الوسيط
• طور الانفصال
• الطور النهائي

الطور البيني

• مرحلة الطور البيني ليست مرحلة انقسام حيث تكون الكروموسومات فيها غير مرئية بالمجهر الضوئي بسبب تركيبها الملتف، وتلك المرحلة تحدث بعد مرحلة الطور النهائي للانقسام الخلوي السابق وقبل بداية الطور الأولي للجزء من الانقسام الخلوي.
• وفي تلك المرحلة تكون  الكروماتين ( المادة النووية التي تصبح جزءًا من الكروموسومات ، لتسهل أخذ الصبغات الأساسية) تكون حبيبية أو على شكل خيوط رفيعة، ملفوفة بشكل عشوائي.
• في السابق ، كانت المرحلة تسمى مرحلة الراحة للخلية ولكن الدراسات اللاحقة أظهرت أنها مرحلة نشطة أو حيوية أو أيضية للخلية يتم خلالها أداء العديد من الوظائف الفسيولوجية والكيميائية الحيوية.
• ولا توجد في الواقع خلية تستريح دائمًا، فحتى خلال هذه الفترة تكون الخلية على قيد الحياة ، وهي نشطة من الناحية الفسيولوجية، ودائمًا ما تكون نوى الطور البيني أكبر حجمًا من تلك التي فقدت قوة الانقسام ، وهي تقوم أساسًا بتوليف بروتينات وأحماض نووية محددة.
• خلال الطور البيني، تخضع الخلية لعمليات نمو طبيعية بينما تستعد أيضًا لانقسام الخلية، ولكي تنتقل الخلية من الطور البيني إلى الطور الانقسامي، يجب استيفاء العديد من الشروط الداخلية والخارجية، وتسمى المراحل الثلاث من الطور البيني G1 و S وG2.
• وتستغرق تلك المرحلة من الانقسام حوالي ثلثي دورة الخلية.

المرحلة g1

تعمل هذه المرحلة كنوع من “الفجوة” في دورة الخلية وتسمى بالفجوة الأولى أو المرحلة G. خلال هذه المرحلة يحدث تخليق البروتين والحمض النووي الريبي، الوقت المطلوب لهذه المرحلة هو 30-40٪  من وقت إتمام مرحلة الطور البيني.

المرحلة s

تستغرق تلك المرحلة الوقت الأطول من الطور البيني بسبب تعقيد المادة الوراثية التي يتم تكرارها.

ويتم تكرار الجسيم المركزي خلال المرحلة S، ثم ينتج عن الجسيمين المركزيين “المغزل الانقسامي” وهو الجهاز الذي ينظم حركة الكروموسومات أثناء عملية الانقسام.

المرحلة G2

في المرحلة G2 ، تتغذى الخلية على مخزونها من الطاقة وتصنع البروتينات اللازمة للتلاعب بالكروموسوم، ويتم تكرار بعض عضيات الخلية، ويتم تفكيك الهيكل الخلوي لتوفير الموارد لمرحلة الانقسام الفتيلي.

 وقد يكون هناك نمو إضافي للخلايا خلال G2 يجب إكمال الاستعدادات النهائية للمرحلة الانقسامية قبل أن تتمكن الخلية من دخول المرحلة الأولى من الانقسام الخلوي الخيطي المتساوي.

و بعض البروتينات التي تم تصنيعها خلال هذه الفترة ضرورية لدخول الخلية في مرحلة الانقسام.

الطور التمهيدي

• في هذا الطور تتكثف الكروموسومات في هياكل على شكل X يمكن رؤيتها بسهولة تحت المجه، ويتكون كل كروموسوم من كروماتيدات شقيقة تحتوي على معلومات وراثية متطابقة، وتتزاوج الكروموسومات بحيث تكون كلتا نسختين من الكروموسوم 1 معًا ، وكلا نسختين من الكروموسوم 2 معًا ، وهكذا.
• وفي نهاية الطور التمهيدي يذوب الغشاء المحيط بالنواة في الخلية ويطلق الكروموسومات.
• ويمتد المغزل الانقسامي عبر الخلية بين المريكزات أثناء انتقالها إلى أقطاب متقابلة للخلية.

الطور الوسيط

الطور الوسيط أو الطور الاستوائي هو المرحلة الثالثة من الانقسام الخيطي المتساوي، وهي العملية التي تفصل المادة الوراثية المضاعفة التي تنتقل من نواة الخلية الأم إلى خليتين ابنتيتين متطابقتين.

وأثناء هذا الطور تصطف الكروموسومات بدقة من طرف إلى طرف على طول مركز (خط الاستواء) للخلية.

 وتكون المريكزات الآن في أقطاب متقابلة للخلية مع ألياف مغزل انقسامية ممتدة منها. ترتبط ألياف المغزل الانقسامي بكل من الكروماتيدات الشقيقة.

طور الانفصال

• تسمى الكروموسومات ، التي تم تكرارها ب” الكروماتيدات الشقيقة” وتظل تلك الكروموسومات متصلة عند نقطة مركزية تسمى السنترومير.
• يتم بعد ذلك تفكيك الكروماتيدات الشقيقة عن طريق المغزل الانقسامي الذي يسحب كروماتيدًا واحدًا إلى قطب واحد والآخر كروماتيد إلى القطب المقابل.

الطور النهائي

• في تلك المرحلة تتجمع مجموعة كاملة من الكروموسومات معًا، في كل قطب من أقطاب الخلية.
• يتكون غشاء حول كل مجموعة من الكروموسومات لتكوين نواتين جديدتين.
• ثم تضغط الخلية المفردة في المنتصف لتشكل خليتين منفصلتين تحتوي كل منهما على مجموعة كاملة من الكروموسومات داخل النواة، وتسمى تلك العملية بالتحلل الخلوي.