لا تنقسم الخلايا في الكائنات الحية المتقدمة باستمرار ، بل تنقسم بطريقة مخططة ومنسقة. تنمو الكائنات الحية الصغيرة بطريقة مسيطر عليها ولا تنقسم خلايا الكائنات الحية الناضجة كثيرًا. لتحقيق هذا التنسيق ، تستخدم الخلايا العوامل الخارجية والداخلية لتحديد وقت الانقسام.
في ال دورة الخلية، تقضي الخلايا معظم وقتها في المرحلة البينية حيث يؤدون وظائف متخصصة وينموون. عندما تخبرهم العوامل الداخلية أو الخارجية التي تؤثر على انقسام الخلية أن ينقسموا ، فإنهم يمرون بعدة مراحل للاستعداد. في كل مرحلة ، يمكنهم إيقاف عملية التقسيم اعتمادًا على العوامل الموجودة.
تعتبر العوامل الداخلية التي تؤثر على انقسام الخلايا مهمة بشكل خاص لأنها تساعد في التأكد من أن الخلايا تنقسم فقط عندما يحتاج الكائن الحي إلى خلايا جديدة. وتشمل هذه العوامل المواد الكيميائية الموجودة في الخلية نفسها و مشغلات كيميائية الناتجة عن إشارات الخلايا الأخرى. تؤثر هذه المواد الكيميائية على كيفية نمو وسلوك الخلايا والكائن الحي.
دورة الخلية تحكم قسم الخلية
تتكون دورة الخلية من الجزء الذي تنقسم فيه الخلية فعليًا والطور البيني ، أو الجزء الذي تكون فيه الخلية غير جاهزة للانقسام أو تقوم بالتحضير لها.
المراحل الأربع الرئيسية لدورة الخلية هي كما يلي:
- الفجوة 1. انقسمت الخلية بنجاح وأصبحت الخليتان الوليتان الجديدتان جاهزتين لتولي دورهما في الكائن الحي. تقضي معظم الخلايا كل وقتها تقريبًا في هذه المرحلة.
- نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة. قررت الخلية انقسام وتكرار الحمض النووي الخاص بها بحيث يكون لديها النسختان المطلوبتان من كل كروموسوم.
- الفجوة 2. الخلية جاهزة للتقسيم ولكن يجب أن تتحقق للتأكد من أن كل شيء جاهز. يتم تنفيذ سلامة الحمض النووي ، ووجود مادة خلوية كافية والتحقق من الإشارات من الخلايا الأخرى.
- الانقسام المتساوي. تنقسم الكروموسومات والنواة. يتم تقاسم العضيات وتنمو الخلية بغشاء مقسم جديد. يتم إنشاء خليتين ابنتيتين متطابقتين.
تقع النقاط التي يمكن أن تؤثر فيها العوامل الخارجية والداخلية على دورة الخلية وعملية انقسام الخلية في جميع أنحاء الفجوات والانقسام. هؤلاء نقاط تفتيش تسمح للإشارات الكيميائية والعوامل الأخرى بإيقاف المزيد من التقدم. هذه هي العوامل التي تتحكم في دورة الخلية وانقسام الخلية.
يمكن أن تسبب البيئة والمرض عوامل داخلية
السمتان الرئيسيتان اللتان تتحقق منهما الخلايا أثناء نقاط التفتيش هما ما إذا كانت الخلية لديها ما يكفي من المواد في متناول اليد للانقسام إلى خليتين ابنتيتين وظيفيتين وما إذا كان الحمض النووي للخلية غير تالف. في حين أن كلا هذين العاملين داخلي للخلية ، يمكن أن يتأثروا بالعوامل الخارجية.
عادي عوامل خارجية التي تؤثر على انقسام الخلايا هي كما يلي:
- توافر المواد الخام يمكن أن تؤثر على انقسام الخلايا. إذا لم تتوفر العناصر الغذائية الكافية ، فلن تتمكن الخلية من النمو بشكل كافٍ ولن تنقسم.
- إشعاع تستطيع تغيير جزيئات الحمض النووي. إذا كان للحمض النووي تسلسلات غير صحيحة ، فإن الخلية إما أن تنتظر وتصلح الحمض النووي ، أو تتوقف عن الانقسام أو تدخل في موت الخلايا المبرمج أو موت الخلية.
- السموم يمكن أن يتلف DNA الخلية. سيتم الكشف عن هذا الضرر عند نقاط التفتيش وستتوقف الخلية عن الانقسام.
- الفيروسات يتكاثر عن طريق اختطاف عملية التمثيل الغذائي للخلية لعمل نسخ من فايروس، ولكن يمكن للفيروسات أيضًا أن تؤثر على الحمض النووي للخلية. إذا تم اكتشاف مثل هذه الحالات الشاذة عند نقطة تفتيش ، فلن تنقسم الخلية.
- المخدرات يمكن أن تؤثر على انقسام الخلايا. على سبيل المثال ، تؤثر الأدوية السرطانية على انقسام الخلايا عن طريق منع العوامل الداخلية أو الإجراءات الضرورية لاستمرار انقسام الخلايا.
مثل التأثيرات البيئية تؤثر على العوامل الداخلية ومن خلالها تؤثر على انقسام الخلايا. قد تتوقف الخلية عن الانقسام أثناء إصلاح المشكلات أو إصلاحها. في بعض الحالات ، يمكن للخلايا استئناف دورة الخلية وعملية انقسام الخلية بينما في حالات أخرى لن تنقسم الخلية.
تؤثر الهيئات التنظيمية الداخلية والخارجية بشكل مباشر على قسم الخلايا
يحتوي الكائن الحي على منظمات داخلية وخارجية تنسق تقسيم الخلايا داخل أعضاء أو أنسجة معينة. على سبيل المثال ، تنقسم بعض خلايا الجلد باستمرار لتحل محل خلايا الجلد البالية والميتة المنزوعة من سطح الجلد. المنظمون الداخليون والخارجيون أخبر خلايا الجلد الموجودة في مستوى الجلد السفلي بالانقسام إذا كانت هناك حاجة إلى مزيد من خلايا الجلد.
تشمل هذه الهيئات التنظيمية ما يلي:
- هرمون النمو. يتحكم في نمو الخلايا في الكائنات الحية الصغيرة ولكنه يحد بعد ذلك من النمو عندما يصل الكائن الحي إلى الحجم الناضج.
- إشارة الخلية المعتمدة على الكثافة. إذا كانت هناك خلايا ترسل إشارات من جميع الجوانب ، فقد تتوقف الخلية عن الانقسام. إذا لم تكن هناك إشارات على جانب واحد أو أكثر ، فقد تستمر الخلية في الانقسام.
- نقطة تفتيش G1. تتحقق الخلية للتأكد من أنها جاهزة لبدء عملية القسمة. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فقد تؤجل الخلية الانقسام أو تنمو أكثر أو تتوقف تمامًا عن الانقسام.
- نقطة تفتيش G2. اكتمل تكاثر الحمض النووي والخلية جاهزة للانقسام. يتم فحص جزيئات الحمض النووي للتأكد من اكتمالها ودقتها. إذا كانت هناك مشكلة ، تحاول الخلية إصلاحها أو قد توقف عملية القسمة.
- نقطة تفتيش م. بدأ الانقسام المتساوي وهذه هي الفرصة الأخيرة للتأخير أو التوقف انقسام الخلية. تتحقق الخلية من أن جزيئات الحمض النووي الصحيحة قد انفصلت وجاهزة لتشكيل خليتين.
تلعب العوامل الداخلية للكائن الحي دورًا رئيسيًا في تحديد ما إذا كانت الخلية ستبدأ في الانقسام وما إذا كانت تنقسم بنجاح. ترسل الخلايا الأخرى إشارات وتتفاعل الخلايا الجاهزة للانقسام. يتم التحكم في نقاط التفتيش نفسها بواسطة مواد كيميائية داخلية لكل خلية.
Kinases و Cyclins هي عوامل داخلية تنظم التقسيم
عندما تصل الخلايا إلى نقطة تفتيش داخل دورة الخلية ، يتم تنظيم ما إذا كانت تستمر في الانقسام أو تُجهض العملية كينازات البروتين المعتمدة على السيكلين. توجد الكينازات في الخلية بينما يرتفع تركيز الأعاصير وينخفض مع دورة الخلية. تقوم الأعاصير بتنشيط كينازات.
Kinases لها امتداد وظيفة تكامل الإشارة لإشارات الخلايا الداخلية مثل وجود الحمض النووي التالف أو وجود مغذيات محددة. في حالة وجود الإشارات الصحيحة ، يتم تنشيط الكينازات بواسطة الأعاصير وتجتاز الخلية نقطة التفتيش. في حالة وجود إشارة حظر أو عدم وجود إشارة مطلوبة ، فقد لا يتم تنشيط بعض الكينازات وتتوقف الخلية عن الانقسام.
عندما يحدث خطأ في تقسيم الخلية
يتم التحكم بشدة في الانقسام الخلوي لأنه إذا حدث خطأ ما ، فيمكن للخلايا أن تتوقف عن الانقسام عند الحاجة إلى خلايا جديدة أو يمكنها الاستمرار في ذلك. قسّم دون حسيب ولا رقيب. في هذه الحالة ، يمكن للكائن الحي أن يصاب بأورام أو أمراض مثل السرطان.
العوامل الداخلية التي تؤثر على انقسام الخلية مثل إشارات الخلية والكينازات المعتمدة على السيكلين يتم تنظيمها من قبل الكائن الحي. الكود الجيني. تسمح الجينات للخلايا بإنتاج البروتينات المطلوبة والهرمونات المستخدمة لتنظيم انقسام الخلايا.
إذا تحور الجين أو تعرض للتلف ، فلن يعود بالإمكان إنتاج المواد التي توقف انقسام الخلايا بشكل طبيعي وقد تستمر الخلايا في الانقسام عندما لا تكون هناك حاجة إليها. أنواع السرطان المختلفة تحدث عندما تصبح هذه الكتل الخلوية غير المرغوب فيها خبيثة وترسل خلايا سرطانية لأجزاء أخرى من الجسم.
تحافظ المنظمات الداخلية لانقسام الخلايا على نمو الأنسجة تحت السيطرة وتوجه الخلايا لتقسيم حسب الحاجة. إنها جزء أساسي من كائن حي صحي ، وتوجه النمو إلى مرحلة النضج ثم لتعويض الخلايا المفقودة أو التالفة فقط.