المرحلة M: ماذا يحدث في هذه المرحلة من دورة الخلية؟

الخلايا هي الوحدات الأساسية للحياة ، كونها أكثر الكيانات غير القابلة للاختزال التي تحتفظ بجميع الخصائص الأساسية للكائنات الحية ، مثل النشاط الأيضي ووسيلة التكاثر. مثلما تتقدم الكائنات الحية بأكملها من خلال نسختها الخاصة من دورة الحياة - الولادة والنضج والتكاثر والشيخوخة والموت - تتمتع الخلايا الفردية بدورة حياة خاصة بها ، يطلق عليها بشكل مناسب دورة الخلية.

(يجب ملاحظة أن بعض الكائنات الحية تتكون فقط من خلية واحدة ، مما يجعل "دورة الحياة" و "دورة الخلية" متداخلين تمامًا مع افتراضات هذه الكائنات.)

لا تعيش الخلايا في الكائنات الحية المعقدة تقريبًا طول الكائنات التي توجد فيها. تكون دورة حياة الخلية بشكل عام أكثر قابلية للتنبؤ وأسهل للفصل إلى مكونات مميزة إلى حد ما من قوس الحياة لحيوان معقد بشكل معتدل.

تشمل هذه المراحل الطور البيني و ال المرحلة M.، كل منها يتضمن عددًا من المحطات الفرعية. تشمل المرحلة M. الانقسام المتساوي، وهي العملية التي تتكاثر بها الخلايا لاجنسيًا لإنشاء خلايا جديدة.

حتى الأكثر نشاطا هائلا البراكين يقضون وقتًا في الخمول أكثر بكثير مما يقضون وقتًا في الثوران ، لكن لا أحد يهتم كثيرًا بفترات الهدوء. بمعنى ما ، الخلايا على هذا النحو: الانقسام هو إلى حد بعيد الجزء الأكثر انشغالًا ودراماتيكية في دورة الخلية ، لكن الخلية تقضي في الواقع معظم وقتها في

تدخل الخلية التي تم إنشاؤها حديثًا في الخلية الأولى فجوة (G₁) مرحلة، والتي يتم خلالها جميع محتويات الخلية (على سبيل المثال ، الميتوكوندريا ، الشبكة الإندوبلازمية ، جهاز جولجي وغيرها العضيات) باستثناء الكروموسومات مكررة.

في وقت لاحق مرحلة التوليف (S)، كل كروموسومات الخلية - في البشر ، هناك 46 - مكررة (أو منسوخة، لاستخدام لغة الكيمياء الحيوية).

في الثانية فجوة (G₂) مرحلة، تقوم الخلية بإجراء فحص لمراقبة الجودة على نفسها ، ومسح المحتويات المنسوخة بحثًا عن الأخطاء وإجراء أي إصلاحات مطلوبة. ثم تنتقل الخلية إلى ملف المرحلة M..

• بعض الخلايا في الأنسجة التي يكون فيها التكاثر والدوران منخفضين ، مثل الكبد ، تقضي فترات طويلة من الوقت في مرحلة محددة جي₀، مع هذا "المنحدر المنحدر" من الدورة النموذجية التي تحدث مباشرة بعد اكتمال الانقسام الفتيلي.

أثناء الطور البيني ، تنمو الخلية بالحجم الذي تحتاجه لتقسيم ، مما يجعل نسخًا من عناصرها المختلفة في خطوات مميزة على طول الطريق. نهاية G₁ يتم الإشارة إلى المرحلة بواسطة بروتين ، مما يشير إلى ما يسمى بـ G₁ نقطة تفتيش.

G مماثلة₂ تشير نقطة التفتيش إلى بداية المرحلة M. لا يوجد S₁ نقطة تفتيش ، ومع ذلك. في بعض الخلايا ، تعمل المرحلة S في الطور M.

عندما لا تقضي الخلية وقتًا في التحقق من عملها في G مبرمج₂ المرحلة ، الحدث الذي يسبق مباشرة المرحلة M هو تكرار الحمض النووي (تكرار الكروموسومات) في المرحلة S. خلاف ذلك ، فإن a G₂ تحتل المرحلة ذات الطول المتفاوت النقطة في دورة الخلية قبل بدء الانقسام.

الانقسام هو عملية تحدث في الخلايا حقيقية النواة (على سبيل المثال ، الخلايا النباتية وخلايا الثدييات وخلايا الحيوانات الأخرى والطلائعيات والفطريات) ويؤدي إلى إنتاج خليتين ابنتيتين من خلية أصل واحدة ، مع كون الخلايا البنت متطابقة وراثيا مع الوالد ومع بعضها البعض.

ومن ثم فهو لاجنسي ، يتناقض مع الانقسام الاختزالي، نوع من الانقسام الخلوي يحدث في خلايا معينة في الغدد التناسلية ويتضمن التلاعب بالمواد الوراثية وخلطها. نظيره في عالم بدائيات النوى الانشطار الثنائي. في معظم الخلايا الحيوانية ، تستغرق العملية حوالي ساعة - جزء صغير من عمر الخلية النموذجية.

تعني كلمة "الانقسام" "الخيط" ، حيث يصف هذا المظهر المجهري للكروموسومات التي تستعد للانقسام والتي تتكثف بالتالي إلى هياكل طويلة تظهر بشكل خطي. حتى تحت المجهر القوي ، فإن الكروموسومات بين الطور ، والتي تقع بشكل منتشر في نواة، يصعب تصورها.

من الشائع أن الانقسام الفتيلي يشير إلى الانقسام إلى نصفين متساويين للخلية الأم. هذا ليس هو الحال ، لأن الانقسام الفتيلي يشير فقط إلى الأحداث داخل النواة التي تنطوي على الكروموسومات. يسمى تقسيم الخلية ككل يظهر، بينما يُعرف الانقسام النووي (بما في ذلك الغلاف النووي) باسم الحركية.

كلاسيكيا ، الأربعة اسمه مراحل الانقسام تشمل ، بالترتيب الذي تحدث فيه ، الطور الأول, الطورية, طور و الطور. تتضمن العديد من المصادر وصفًا تفصيليًا للمرحلة الخامسة ، بروميثافيز، يمكن القول أن هذا يختلف عن كل من الطور الأولي والطور الفوقي.

كل مرحلة من هذه المراحل لها عجائبها المعقدة ، والتي سيتم تفصيلها قريبًا. ولكن غالبًا ما يكون من المفيد مواءمة كل مرحلة من مراحل الانقسام الفتيلي مع دعاية موجزة حول ما تتضمنه. على سبيل المثال:

• الطور الأول: يحدث تكاثف الكروموسوم.
• بروميثافيز: نعلق المغازل.
• الطورية: محاذاة الكروموسومات.
• طور: الكروماتيدات منفصلة.
• Telophase: إصلاحات الغشاء.

على أي حال ، إذا أخبرك أحد الأصدقاء أن المرحلة M بها أربع مراحل فرعية وادعى شخص آخر أنها خمس مراحل ، فقم بإعداد هذا الأمر على الأرجح الاختلافات في أعمارهم (وبالتالي عندما تعلموا عن المرحلة M في المدرسة) والنظر في كليهما حق.

يمثل ظهور الكروموسومات المكثفة بداية الطور الأولي ، بالطريقة نفسها التي يمثل بها تكوين مجموعات متميزة من الأشخاص الذين يتحدثون الناس البداية "الرسمية" للتجمع الاجتماعي.

عندما يحول تكثيف الكروماتين المادة الجينية إلى كروموسومات مكتملة التكوين ، يمكن رؤية الكروماتيدات الشقيقة لكل كروموسوم مكرر مرتبطة عند السنترومير بينهم. السنترومير هو المكان الذي يوجد فيه kinetochore سيتشكل في النهاية على كل كروماتيد.

ايضا في الطور الأول، الاثنان الجسيمات المركزية، والتي تم تكرارها في الطور البيني ، تبدأ في التحرك نحو الجوانب أو الأقطاب المتقابلة للخلية. وبذلك يبدأون في تجميع ملف المغزل الإنقساميةالذي يتكون من الياف او خيوط المغزل مصنوع من أنابيب مجهرية التي تمتد من أقطاب الخلية نحو المركز وتصبح مرتبطة بالحركية (من بين الهياكل الأخرى).

كما تتوقع على الأرجح ، فإن ألياف المغزل موجهة موازية لبعضها البعض وعمودية على الخط النهائي لانقسام الكروموسوم.

أيضًا ، في العديد من حقيقيات النوى الأعلى ، يتحلل الغلاف النووي تحت تأثير إنزيمات البروتين كينيز خلال هذه المرحلة ، وسيتم إعادة بنائه من نقطة الصفر في نهاية الانقسام في الطور النهائي.

لكن في الكائنات الحية الأخرى ، لا يتم تفكيك الغلاف النووي رسميًا أبدًا. بدلاً من ذلك ، يتم شدها جنبًا إلى جنب مع الخلية بالكامل حيث تنفصل الكروموسومات ويتم تقسيمها بدقة مرة واحدة.

تخيل نفسك تقف في ممر مظلم تمامًا ، وتتلمس طريقك نحو مجموعة من مفاتيح الإضاءة التي تعرف أنها موجودة ولكنك لا تستطيع تحديد موضعها بالضبط. لكنك تريد حقًا شرب الماء من المطبخ ، لذلك أنت مثابر.

هذا يقترب من سلوك ألياف المغزل حيث أن نهاياتها "تمتد" وتنمو باتجاه الكروموسومات من كلا قطبي الخلية. "تأملًا" في الاتصال بالحركات الحركية التي تعمل كمكان اتصال ألياف المغزل ، يمكن رؤيتها وهي تبحث عن السيتوبلازم، وتراجع واستقصاء المزيد حتى يضربوا أهدافهم في النهاية.

قبل مضي وقت طويل ، أصبحت ألياف المغزل الموجودة على كل جانب من الخلية مرتبطة بالحركية الموجودة على الكروماتيد في كل زوج يحدث على نفس الجانب من الخلية. لا توجد آثار وراثية لهذه العشوائية لأن كل كروماتيد له نفس الحمض النووي تمامًا مثل أخته.

ثم تبدأ ألياف المغزل في "شد الحبل" في محاولة لتحقيق التوازن في نهاية المطاف بين جهودهم بطريقة الذي يترك مراكز الكروموسومات ، وبالتالي الكروموسومات نفسها ، في نوع خطي من انتقام.

في بداية الطوريةيستمر انهيار الغلاف النووي حتى اكتماله ، باستثناء بالطبع الخلايا التي لا تفقد أغشيتها النووية على الإطلاق. لكن الخطوة المحددة للخطوة الفوقية ، والتي تكون عادةً قصيرة جدًا ، هي أن الكروموسومات تصطف على طول المستوى الذي سيكون بمثابة واجهة لتقسيم الكروموسوم.

هذا السطح الصغير يسمى لوحة الطور، ومع مراعاة فكرة أن الخلية مثل كرة صغيرة جدًا ، يكون موضع هذه اللوحة على طول خط الاستواء من الخلية.

من الممكن أن يلتصق أكثر من أنبوب دقيق للمغزل بنوع حركي معين من نفس الجانب ، ولكن على الاكثر يتم إرفاق أنبوب دقيق واحد kinetochore كل عمود. بعد أن انخرطت الأنابيب الدقيقة في لعبة الدفع والسحب لفترة كافية للوصول إلى حالة من التوتر المتوازن ، تتوقف الكروموسومات عن الحركة ، وتنتهي الطور الفوقي.

في هذه المرحلة ، يمكن أن تنتهي ألياف المغزل في مكانين آخرين في الخلية إلى جانب kinetochores. قد تكون هذه قطبي الأنابيب الدقيقة (وتسمى أيضًا بين القطبين الأنابيب الدقيقة) ، التي تتجاوز الكروموسومات المبطنة وعبر خط الاستواء ، تقريبًا إلى أصل المغزل الانقسامي المعاكس ؛ أو نجمي الأنابيب الدقيقة التي تصل من عمود الدوران إلى غشاء الخلية على نفس الجانب.

طور هو المكون الأكثر لفتًا للنظر في الطور M لأنه يتضمن حركة كروموسوم سريعة عندما تنفصل الكروموسومات المنسوخة عن بعضها. يتم تحقيق ذلك من خلال الكروماتيدات الشقيقة في كل مجموعة كروموسوم مكررة ومحاذة يتم سحبها باتجاه أقطاب الخلية المعاكسة بواسطة ألياف المغزل.

يتم ذلك بسبب جهد الأنابيب الدقيقة ، ولكن يتم تسهيل ذلك من خلال انهيار cohesin البروتينات التي تربط kinetochore بألياف kinetochore. في الطور الصاعد ، تبدأ الخلية في التمدد من شكل كروي تقريبًا (أو دائرة ، إذا كنت تنظر إلى مقطع عرضي) إلى شكل بيضاوي تقريبًا (أي شكل بيضاوي).

يمكن النظر إلى الطور الطوري على أنه مميز طور أ، حيث تقوم ألياف المغزل الحركي بفصل الكروموسومات عن بعضها كما هو موصوف ، و طور ب، حيث تقوم الألياف النجمية بسحب القطبين بعيدًا عن خط الاستواء وبالتالي بعيدًا عن بعضها البعض ، مما يؤدي إلى رسم تتخطى الألياف القطبية الكروموسومات على نفس الجانب وتملقها برفق على طول للركوب في نفس اتجاه.

أبضا حلقة مقلصة تتشكل من بروتينات الأكتين أسفل غشاء البلازما في الطور ؛ تشارك هذه الحلقة في "الضغط" أثناء التحلل الخلوي الذي ينتج عنه انقسام الخلية بأكملها.

في بداية هذا الجزء من الطور M ، وصلت الكروموسومات على شكل نوى ابنة إلى نهايات متقابلة للخلية. المغزل الانقسامي ، بعد أن أكمل عمله ، يتم تفكيكه ؛ صورة ، على سبيل المثال ، بعض السقالات الصغيرة التي تم بناؤها على طول جانب مبنى صغير للسماح بتفكيك البناء ، شعاعًا بعد شعاع ، وستحصل على الفكرة.

هذه حقًا خطوة تنظيف لمرحلة M ، مماثلة لخاتمة الرواية. تم حل "المؤامرة" في نهاية طور الصعود لأن الكروماتيدات وصلت إلى حيث كان من المفترض أن تنتقل ، ولكن قبل أن تنتقل "الأحرف" ، يلزم إجراء بعض التدبير المنزلي.

في الطور، يعاد تجميع الغشاء النووي ، وتتلاشى الكروموسومات. هذا ليس بالضبط مثل تشغيل فيديو الطور العكسي ، لكنه قريب. في يظهر، تنقسم الخلية إلى خليتين ابنتيتين متطابقتين ، كل منهما تستعد لدخول مرحلة G1 والبدء في دورة خلية خاصة بها.