نوعان أساسيان من انقسام الخلايا ، الانقسام والانقسام الاختزالي، تحدث في النباتات والحيوانات والطلائعيات والفطريات.
في الحيوانات ، يحدث الانقسام الفتيلي في خلايا الجسم لإنتاج النمو وإصلاح أنسجة الجسم والحفاظ عليها. كل خلية ابنة هي نسخة جينية طبق الأصل من الخلية الأصلية.
يحدث الانقسام الاختزالي في التكاثر الجنسي لتوليد متغير الأمشاج، أو البويضات والحيوانات المنوية ، التي تتحد لتشكل فردًا جديدًا مختلفًا عن الوالدين.
سينابسيس هي الطريقة الفريدة التي تصطف بها الكروموسومات في القسم الأول من الانقسام الاختزالي ، المسمى "الانقسام الاختزالي الأول" ، لذلك يحدث أثناء الانقسام الاختزالي ولكن ليس أثناء الانقسام الفتيلي. يتصل كل زوج كروموسوم معًا ، وغالبًا ما يتبادل المواد الجينية بين الكروموسومات الفردية. يُعد هذا التبادل ، الذي يُطلق عليه اسم العبور ، طريقة مهمة لزيادة التباين الجيني في الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا.
تركيبات وراثية جديدة
الانقسام الاختزالي تنتج خلايا تحتوي على نصف عدد الكروموسومات الموجودة في خلايا الجسم ، وتسمى الحالة أحادية الصيغة الصبغية ، بحيث يكون للنسل العدد الصحيح من الكروموسومات.
في البشر ، تحتوي خلايا الجسم على عدد مضاعف أو مضاعف من 46 ، مع 23 زوجًا من الكروموسومات. يحتوي كل زوج على كروموسوم للأم والأب ، يسمى الكروموسومات المتجانسة. أثناء الانقسام الاختزالي ، يحدث قسمان لإنتاج أمشاج أحادية العدد تحتوي على 23 كروموسومًا منفردًا.
كل مشيج له توليفات فريدة من كروموسومات الأم والأب. هذا التباين الجيني مهم ، حتى تتمكن الكائنات الحية من التكيف مع الظروف المتغيرة. يحدث المزيد من التباين الجيني أثناء التشابك العصبي ، عندما يتم تبادل المواد الجينية بين الكروماتيدات الشقيقة أثناء التقاطع.
كيف يحدث التشابك في الانقسام الاختزالي
قبل أن يبدأ الانقسام الاختزالي ، تتكاثر الأزواج المتجانسة من الكروموسومات الموجودة في نواة الخلية لتشكل زوجًا من الكروماتيدات الشقيقة ، كل زوج متماسك معًا بواسطة هياكل تسمى السنتروميرات.
لبدء الانقسام الاختزالي ، يذوب الغشاء النووي ويقصر الكروموسومات ويثخن. خلال هذه المرحلة الأولى ، تسمى المرحلة الأولى ، يحدث المشابك. يتصل زوجا الكروماتيدات الشقيقة معًا على طول أطوالهما من خلال توليفات من الحمض النووي الريبي والبروتينات تسمى "المركب المشبكي".
تستمر الكروماتيدات المتصلة في التقصير ، وتلتف معًا في هذه العملية. يمكن أن تتشابك إلى الحد الذي تنفصل فيه قطع الكروماتيدات الشقيقة ويعاد ربطها بـ الكروماتيد المعاكس ، بحيث يكون هذا الجزء من كروماتيد الأم الآن على كروماتيد الأب والعكس بالعكس.
اتصل تقفز فوق. أو تجاوزت أو "إعادة التركيب" ، فهذه العملية تزيد من إثراء التنوع الجيني ، إلى جانب عوامل مثل الإخصاب العشوائي.
سينابسيس ينتهي
مثل أنا يستمر ، أثناء الطور الأول ، تهاجر أزواج الكروموسوم المتشابك المتشابك إلى مركز الخلية وتصطف. يمكن للكروموسومات المتجانسة للأم والأب أن تصنف بشكل عشوائي إما إلى الجانب الأيسر أو الأيمن من الخلية.
بعد ذلك ، خلال الطور الأول ، تنتهي المشابك وتنفصل أزواج الكروموسوم المتجانسة وتهاجر إلى جوانب خلية متقابلة. في الطور الأول ، يحدد الانقسام الخلوي نوعًا واحدًا من كل زوج كروموسوم متماثل في كل خلية ابنة أحادية الصيغة الصبغية ، حيث تحمل الكروماتيدات مادة وراثية متقاطعة بداخلها.
بقية الانقسام الاختزالي
في الانقسام الاختزالي الثاني، خليتان من الانقسام الاختزالي أقسمهما لفصل الكروماتيدات الشقيقة للأزواج المتجانسة. تمتلك الأمشاج الناتجة الآن عددًا فرديًا من الكروموسومات الشقيقة غير المزاوجة. في البشر ، تكون الأمشاج الذكرية أربعة وظيفية خلايا الحيوانات المنوية. ينتج الانقسام الاختزالي عند إناث البشر بويضة واحدة كبيرة وظيفية وثلاث خلايا صغيرة (يتم التخلص منها في النهاية) تسمى الأجسام القطبية التي تحتوي على نوى ولكن القليل من السيتوبلازم.
يأتي التباين الجيني في الأمشاج ، أولاً ، من التشكيلة المستقلة للكروموسومات الفردية أثناء ذلك كل انقسام انتصافي مع كروماتيدات الأم والأب منتشر في جميع أنحاء الخلايا الوليدة بشكل عشوائي موضه. في البشر ، يبلغ إجمالي التوليفات الممكنة لإقران 23 كروموسومًا 8،324،608.
المصدر الثاني للتباين يأتي من تبادل المواد الجينية من التقاطع أثناء التشابك العصبي.