نظرة عامة على دورة الخلية

نظرة عامة على دورة الخلية

• تمر جميع الخلايا بسلسلة مماثلة من الأحداث تعرف باسم دورة الخلية.
• تتمتع جميع خلايا الكائن الحي تقريبًا بنفس الحمض النووي لأن جميع الخلايا تنشأ من خلايا موجودة مسبقًا.

التخصص الخلوي

• تخضع خلايا الكائنات متعددة الخلايا لعملية التخصص:
  • التركيز على جزء صغير من الحمض النووي.
  • تطور مظهر مختلف وتؤدي مهام متميزة.
  • أمثلة على الخلايا المتخصصة:
    • خلايا العضلات
    • خلايا الأعصاب
    • خلايا الجلد
    • خلايا الدم

مراحل دورة الخلية

• الطور البيني (التحضير للانقسام الخلوي)

  • ينقسم إلى ثلاثة أجزاء:
    • النمو 1 (G1):
      • تزداد الخلية إلى حجم "كبير".
      • تؤدي وظائف الحياة الأساسية.
    • التكرار (S):
      • تكرار دقيق للحمض النووي الحالي (عملية تسمى التكرار).
    • النمو 2 (G2):
      • تخلق الخلية موارد إضافية (مثل الميتوكوندريا والبروتينات) اللازمة للانقسام الخلوي.
      • تستعد الخلية للانقسام من خلال النمو وتكرار الحمض النووي وأداء العمليات الحيوية.

• الانقسام المتساوي (M) (انقسام النواة)

  • المرحلة التمهيدية:
    • أقصر خطوة؛ تصبح الصبغيات مرئية، وتبقى النواة سليمة.
  • المرحلة الاستوائية:
    • تصطف الصبغيات في منتصف الخلية؛ تختفي النواة.
  • المرحلة الانفصالية:
    • تبتعد الصبغيات عن بعضها البعض إلى جانبي الخلية.
  • المرحلة النهائية:
    • تتكون النوى حول الصبغيات المنفصلة على جانبي الخلية.

• الانقسام السيتوبلازمي (انقسام السيتوبلازم)

  • تقسم الخلية إلى خليتين متطابقتين:
    • الخلايا الحيوانية:
      • ينقبض غشاء الخلية حتى تنقسم الخلية.
    • الخلايا النباتية:
      • جدار الخلية صلب؛ يتم بناء جدار خلوي جديد أسفل المركز باستخدام صفيحة خلوية كنقطة بداية.

أهداف ونتائج الانقسام المتساوي

• هدف الانقسام المتساوي هو إنتاج خليتين متطابقتين.

مزايا وعيوب الانقسام المتساوي

• مزايا:
  • السرعة: إنتاج سريع للنسل.
  • الدقة: يكون النسل متطابقًا جينيًا مع الوالدين.
  • التكيف: ينتج الوالدان المتكيفون جيدًا نسلًا متكيفًا جيدًا أيضًا.
• عيوب:
  • مرونة محدودة للتكيف مع بيئات متغيرة.
  • تنوع جيني منخفض: جميع الخلايا متطابقة.

الانقسام الاختزالي

• الانقسام الاختزالي هو نوع من الانقسام الخلوي الذي ينتج الأمشاج (أو الخلايا الجنسية) في الكائنات الحية التي تتكاثر جنسياً.
• إنها عملية متخصصة تقلل عدد الصبغيات في الأمشاج من مجموعتين إلى مجموعة واحدة.
• يضمن ذلك أنه عند اتحاد البويضة والحيوان المنوي أثناء الإخصاب، يكون لللاقحة الناتج عدد الصبغيات الصحيح.

التنوع الجيني

• يزيد الانقسام الاختزالي من التنوع الجيني من خلال:
  • التبادل المتبادل: تبادل شظايا الحمض النووي بين الصبغيات المتماثلة.
  • الاستقطاب: توزيع عشوائي للصبغيات المتماثلة في الخلايا الجنسية.
  • الإخصاب: اتحاد عشوائي للبويضة والحيوان المنوي.

الخلايا الجسدية والأمشاج

• الخلايا الجسدية (خلايا الجسم): خلايا الجسم.
• الأمشاج (خلايا البويضة والحيوان المنوي): خلايا جنسية.

ثنائي الصبغيات (Diploid) و أحادي الصبغيات (Haploid)

• ثنائي الصبغيات (Diploid): تحتوي الخلية على مجموعتين كاملتين من الصبغيات.

• أحادي الصبغيات (Haploid): تحتوي الخلية على مجموعة واحدة فقط من الصبغيات.

• مزايا الانقسام المتساوي:

  • إنتاج سريع للخلايا.
  • تقسيم متساوي للمواد الوراثية.
  • تجديد الأنسجة والخلايا التالفة.

• عيب الانقسام المتساوي:

  • لا يوجد تنوع جيني.

• مزايا التكاثر الجنسي:

  • تنوع جيني عالٍ.
  • تكيف أفضل مع البيئة المتغيرة.
  • تطوير سمات جديدة.

• عيوب التكاثر الجنسي:

  • عملية بطيئة.
  • تحتاج إلى شريك.

• خلية الجسم: تحتوي على مجموعة كاملة من الصبغيات.

• الخلية الجنسية: تحتوي على نصف مجموعة من الصبغيات.

• الكروماتين: مادة جينية غير مكثفة موجودة في نواة الخلية خلال الطور البيني.

• الصبغيات الشقيقة: صبغيان متطابقان ينشآن عن تكرار صبغي واحد.

• الصبغيات المتماثلة: زوج من الصبغيات التي تحمل نفس الجينات، واحد من كل والد.

التخصص الخلوي

• التخصص الخلوي: عملية تُصبح فيها الخلايا مُتخصصة في وظيفة معينة.
• أمثلة على الخلايا المتخصصة:
  • الخلايا النباتية:
    • خلايا البشرة: تغطي سطح النبات وتحميه.
    • خلايا الأوعية الدموية: نقل الماء والمواد المغذية.
    • خلايا الكولنشيم: دعم النبات.
  • الخلايا البشرية:
    • خلايا الأعصاب: نقل المعلومات.
    • خلايا العضلات: التقلص والحركة.
    • خلايا الدم الحمراء: نقل الأكسجين.

الطفرات

• الطفرات: تغييرات في تسلسل الحمض النووي.
• أنواع الطفرات:
  • الطفرة النقطية: تغيير في قاعدة واحدة في الحمض النووي.
  • الطفرات (Frameshift mutation): إضافة أو حذف قاعدة في الحمض النووي.
  • الطفرات الكروموسومية: تغير في بنية أو عدد الكروموسومات.
• نتائج الطفرات:
  • يمكن أن يكون لها تأثير ضئيل أو لا تأثير.
  • يمكن أن تكون ضارة وتؤدي إلى أمراض.
  • يمكن أن تكون مفيدة وتؤدي إلى تطور جديد.

الطفرات الكروموسومية

• الطفرات الكروموسومية: التغييرات في بنية أو عدد الكروموسومات.
• أنواع الطفرات الكروموسومية:
  • الحذف: فقدان جزء من الكروموسوم.
  • التضاعف: تكرار جزء من الكروموسوم.
  • النقل: تحرك جزء من الكروموسوم إلى كروموسوم مختلف.
  • الانعكاس: عكس جزء من الكروموسوم.

خلل النمو الخلوي

• النمو الخلوي السليم: لا يوجد تداخل بين الخلايا.
• السبب: وجود بروتينات خاصة تنظم دورة الخلية.

السيكلينات

• السيكلينات: مجموعة من البروتينات التي تساعد في تنظيم دورة الخلية.
• وظيفة السيكلينات: تنظم عملية التحول من طور إلى آخر في دورة الخلية.

السرطان

• السرطان: نمو غير طبيعي وخارج عن السيطرة للخلايا.
• أسباب السرطان:
  • طفرات في الجينات التي تتحكم في دورة الخلية.
  • عوامل بيئية مثل التعرض للمواد الكيميائية أو الإشعاع.
• الأورام: كتلة من الخلايا التي تنمو بشكل غير طبيعي.
• أنواع الأورام:
  • الأورام الحميدة: غير سرطانية ولا تنتشر.
  • الأورام الخبيثة: سرطانية وتنتشر إلى أجزاء أخرى من الجسم.