مفهوم تكاثر الخلايا
تكاثر الخلايا أو التكاثر الخلويّ هيَ عمليّة تقوم بها الخلايا، بحيث تعمل على تكرار محتوياتها، ثمّ تنقسم خليتين تتوّزع على كلّ واحدة منها المحتويات بصورة متماثلة، وتعدّ هذه العمليّة أساس التكاثر لدى جميع أنواع الكائنات الحيّة، ونموّها، وتطوّرها.
طرق تكاثر الخلايا
تتكاثر الخلايا في الكائنات الحيّة بـ3 طرق رئيسيّة، وفيما يأتي توضيح لها.
الانشطار الثنائي
يحدث الانشطار الثنائي في الكائنات البسيطة مثل البكتيريا ، وتمرّ الخلايا أثناء هذا الانشطار بعدّة مراحل يمكن تلخيصها كالآتي:
- يتكاثر الحمض النووي الموجود في الخلية.
- تنمو الخليّة ليصبح حجمها ضعف الحجم الطبيعيّ.
- تنتقل خيوط الحمض النووي التي تضاعفت إلى جوانب متقابلة من الخليّة الكبيرة.
- يبدأ جدار الخليّة بالانقسام من منتصفها لينتج خليتين منفصلتين عن بعضهما.
الانقسام المتساوي
يحدث الانقسام المتساوي عندما تتكاثر الخلايا إلى خلايا أخرى مطابقة لها تمامًا في التكوين، بحيث ينتج عن الانقسام خليتين جديدتين يحملان الحمض النووي ذاته، والشفرة الجينيّة ذاتها، وتقومان بنفس الوظائف، ويُطلق على هذه الخلايا اسم خلايا وليدة، ومن الأمثلة على الخلايا التي تتكاثر بالانقسام المتساوي خلايا الجلد، والدم، والعضلات.
ويمرّ الانقسام المتساوي بمجموعة من المراحل يُطلق عليها اسم دورة الخليّة ، ويسبق هذه المرحلة الطور البينيّ الذي تكون فيه الخليّة في حالتها الطبيعيّة، إذ يتمّ في هذه المرحلة تكرار الحمض النووي بداخل الخليّة، وبعد ذلك تبدأ مراحل الانقسام المتساوي، ويمكن تلخيصها كما يأتي:
وهو المرحلة الأولى من مراحل الانقسام المتساوي، ويحدث فيها تمايز خيوط الكروماتين إلى كروموسومات ، ويبدأ الغشاء النووي والنواة بالتفكك.
يحدث خلال هذا الطور ترتيب للكروموسومات الناتجة من الطور السابق، فتصطف على طول منتصف الخليّة.
خلال طور الصعود تتوجه الكروموسومات إلى جوانب متقابلة من الخليّة.
تعمل الخليّة خلال هذا الطور على تشكيل غشائين نوويين جديدين، بحيث يلتف كلّ غشاء حول مجموعة من الكروموسومات الموجودة في أحد جوانب الخليّة، فتنقسم الخليّة إلى خليتين جديدتين، ويُطلق على هذا الانقسام اسم الانقسام الخلويّ.
الانقسام المنصف
يحدث الانقسام المنصف أو الاختزالي عندما يتكاثر الكائن الحيّ، إذ يتمّ من خلاله إنتاج خلايا التكاثر الجنسيّ، مثل الحيوانات المنويّة، وخلايا البويضات، والأبواغ النباتيّة والفطريّة، حيث تحتوي هذه الخلايا الجديدة على نصف عدد كروموسومات الخليّة الأم، لذا يُطلق عليها اسم خلايا أحاديّة الصبغات.
يحدث الانقسام المنصف من خلال مرحلتين أساسيتين يمكن توضيحهما كالآتي:
الانقسام المنصف الأوّل
ينتج عن الانقسام المنصّف الأول خليتين جديدتين، ويمرّ هذا الانقسام بـ4 مراحل كالآتي:
يحدث خلال هذا الطور عدّة تغييرات في الخليّة كما يأتي:
- تصبح الكروموسومات هياكل مدمجة وكثيفة، ثمّ تصطف الكروموسومات المتطابقة معًا على شكل ثنائيّات.
- تبدأ الكروماتيدات التي تتكوّن منها الكروموسومات بتبادل أجزاء من حمضها النووي، الأمر الذي يخلق تنوعا جينيّاً، وهيَ عمليّة يُطلق عليها اسم العبور.
- ينهار الغلاف النووي المحيط بالخليّة.
ويحدث خلال هذا الطور عدّة تغييرات في الخليّة كما يأتي:
- تنبثق خيوط بروتين من المريكزات الموجودة في طرفيّ الخليّة، وتلتصق بأزواج الكروماتيدات المندمجة من منتصفها.
- تصطف أزواج الكروماتيدات في منتصف الخليّة.
ويحدث خلال هذا الطور عدّة تغييرات في الخليّة كما يأتي:
- تبدأ خيوط البروتين بالانقباض، وتسحب معها أزواج الكروماتيدات المندمجة معًا والموجودة في منتصف الخليّة.
- تبدأ أزواج الكروماتيدات بالتحرّك نحو أطراف الخليّة المتقابلة.
ينقسم جسم الخليّة خلال الطور النهائيّ الأوّل، وينتج عن هذا الانقسام خليتين جديدتين، بحيث تحتوي كلّ خليّة على مجموعة من الكروماتيدات المدمجة، وتكون لكلّ خليّة تركيب جينيّ مختلف عن الخليّة الأخرى، كما ويكون عدد الكروموسومات في كلّ خليّة مساوٍ للعدد الأصلي في الخليّة الأم.
الانقسام المنصف الثاني
ينتج عن الانقسام المنصف الثاني 4 خلايا جديدة، تحمل كلّ واحدة نفس عدد كروموسومات الخليّة الأم، ولكنّ كل خلية تختلف عن الأخرى بمادّتها الوراثيّة التي تتميّز بها، ويمرّ الانقسام المنصف الثاني بـ4 مراحل وهي كالآتي:
ويحدث خلال هذا الطور تفكك للغشاء النووي للخليتين الجديدتين، وتتشكّل خيوط البروتين مرّة أخرى.
تلتصق خيوط البروتين بمراكز أزواج الكروماتيدات، وتصطف جميع الأزواج في منتصف الخليّة.
تبدأ الخيوط بالانقباض وتُفصل أزواج الكروماتيدات عن بعضها، فيتحرّك كل كروموسوم فرديّ إلى أحد أطراف الخليّة المتقابلة.
يبدأ الغشاء النووي بالتشكل حولّ كل كروموسوم فرديّ، ممّا يؤدي لانقسام الخليّة إلى قسمين.
أهمية تكاثر الخلايا
تكمن أهميّة تكاثر الخلايا بخلق خلايا جديدة طبق الأصل عن الخليّة الأم، وذلك عن طريق إعادة إنتاج نسخة من خليّة موجودة مسبقًا، حيث تُنسخ محتويات هذه الخليّة وتُقسّم على خليتين جديدتين، وتحدث هذه العمليّة بشكل مستمرّ خلال حياة الكائنات الحيّة .
كما يعدّ تكاثر الخلايا وسيلة لخلق أفراد حيّة جديدة من نفس النوع، والذين سيملكون صفات مطابقة أو مختلفة عن الأم.
تكاثر الخلايا السرطانية
يمكن توضيح الفرق بينَ التكاثر الذي يحدث في الخلايا السرطانية ، وذلك الذي يحدث في الخلايا الطبيعيّة بعدّة نقاط كما يأتي:
- يحدث التكاثر الطبيعيّ عندما تستدعي حاجة الكائن الحيّ إلى تكوين خلايا جديدة، أمّا الخلايا السرطانيّة فإنّها تستمرّ في الانقسام والنموّ دونَ توقف، وحتى عندما يكون الجسم بغير حاجة لهذه الخلايا الجديدة، ممّا يؤدي لتشكّل تضخم في الخلايا يُطلق عليه اسم الورم.
- عندما تنمو الخلايا الطبيعيّة فإنّها تستقبل رسائل من الخلايا الأخرى على شكل إشارات كيميائيّة تخبرها بالتوقف عن التكاثر، فتستجيب لها وتتوقف عن التكاثر حتى لا تتسبب بتلفها، أمّا الخلايا السرطانيّة فتستمر بالتكاثر متجاهلة هذه الرسائل، بل وتعمل على إيقافها.
- تحتوي الخلايا الطبيعيّة على جزيئات موجودة على سطحها تحافظ على مكانها الصحيح بالنسبة للخلايا الأخرى، أمّا الخلايا السرطانيّة فإنّها تفقد هذه الخلايا فلا تتمكّن من الالتصاق ببعضها البعض.
- تتمايز الخلايا الطبيعيّة أثناء التكاثر، وهي عمليّة تصبح من خلالها الخلايا متخصصة وذات وظيفة محددة في الجسم، أمّا الخلايا السرطانيّة فتكون غير قادرة على التخصص لأنّها تنمو بشكل سريع.
طرق تكاثر الكائنات الحية
تتكاثر الكائنات الحيّة بطريقتين أساسيتين، وهما كالآتي:
التكاثر الجنسي
يحتاج التكاثر الجنسيّ حتى يحدث في الكائنات الحيّة إلى وجود أبوين، بحيث يساهم كلّ واحد منهما بخليّة جنسيّة تحتوي نصف عدد الحمض النووي الطبيعيّ في الخليّة الأصليّة، فتتحد الخليتين أثناء عمليّة الإخصاب، وينتج عنهما الجنين الجديد والذي يختلف عن والديه في صفاته، الأمر الذي يؤدي للتنوع الجينيّ.
ومن الكائنات الحيّة التي تتكاثر جنسيًّا الحيوانات، و النباتات المزهرة ، وبعض أنواع الفطريّات.
التكاثر اللاجنسي
يحتاج التكاثر اللاجنسيّ إلى وجود أحد الوالدين للتكاثر، بحيث ينتج فرد مطابق للنسخة الأصل، ويحدث هذا النوع من التكاثر على 4 أنواع رئيسيّة هي كالآتي:
تنقسم الخليّة الأم الواحدة إلى خليتين بعدما يتضاعف الحمض النووي لها، ويحدث هذا النوع في البكتيريا.
ينتج الفرد الجديد من جزء صغير من أحد الوالدين، ويحدث هذا النوع في الخميرة وبعض أنواع الحيوانات.
ينقسم أحد الوالدين إلى جزء أو أكثر لينتج عنه فرد جديد، ويحدث هذا النوع في العديد من أنواع النباتات وبعض أنواع الحيوانات مثل الإسفنج و نجم البحر .
ينتج فرد جديد من خليّة غير مخصبة، ويحدث هذا النوع في اللافقاريّات وبعض أنواع الأسماك، والبرمائيّات، والزواحف .
