الانقسام الاختزالي

تعريف

الانقسام الاختزالي هو شكل خاص من أشكال انقسام النواة ويُعرف أيضًا باسم الانقسام الاختزالي. يحتوي على قسمين يحولان الخلية الأم ثنائية الصبغة إلى أربع خلايا ابنة أحادية العدد.

تحتوي كل خلية من هذه الخلايا الوليدة على كروموسوم كروماتيد واحد وليست متطابقة. هذه الخلايا الجرثومية ضرورية للتكاثر الجنسي.

المقدمة

في الرجال ، الخلايا الجرثومية هي خلايا الحيوانات المنوية المتكونة في الخصيتين. المكافئ في النساء هو خلايا البويضات التي أنجبتها منذ الولادة.

تندمج خلية جرثومية أحادية العدد من كل والد في مجموعة مزدوجة من الكروموسومات ، والتي توجد في جميع خلايا الجسم الأخرى.

إذا كان أحد القسمين معيبًا أثناء الانقسام الاختزالي ، فإن الانحرافات العددية للكروموسومات ، مثل التثلث الصبغي 21 (المعروفة بمتلازمة داون).

ما هي وظيفة الانقسام الاختزالي؟

وظيفة الانقسام الاختزالي هي إنتاج الخلايا الجرثومية في كل من الكائنات الحية للإناث والذكور. هذه مطلوبة للتكاثر الجنسي وتوجد وفقًا لذلك في الثدييات والبشر.

بعد الانقسام الاختزالي ، خلية مزدوجة (ثنائي الصيغة الصبغية) مجموعة كروموسوم من أربع خلايا بسيطة (أحادي العدد) مجموعة من الكروموسومات.

هذا الانخفاض في مجموعة الكروموسومات مهم للغاية ، وإلا فإن خليتين جرثوميتين مع مجموعة مزدوجة من الكروموسومات ستندمج معًا أثناء الإخصاب. ستكون النتيجة كائن حي بأربعة أضعاف (رباعي الصيغة الصبغية) مجموعة من الكروموسومات. هذا الشذوذ الكروموسومي مسؤول عن حوالي 5٪ من جميع حالات الإجهاض.

بالإضافة إلى تقليل عدد الكروموسومات وإنتاج الخلايا الجرثومية ، فإن للانقسام الاختزالي وظيفة أخرى. من خلال التوزيع العشوائي للكروماتيدات على الخلايا الأربعة الوليدة ، يضمن الانقسام الاختزالي التنوع الجيني.

بالإضافة إلى التوزيع العشوائي للجينوم ، هناك أيضًا تبادل للمعلومات الجينية بين كروموسومات الأم والأب. تُعرف هذه العملية بالعبور وتزيد من إعادة التركيب الجيني والتنوع مرة أخرى.

قد يثير هذا الموضوع اهتمامك أيضًا: مهام نواة الخلية

ما هو مسار الانقسام الاختزالي؟

دائمًا ما يكون مسار الانقسام الاختزالي هو نفسه ويمكن تقسيمه تقريبًا إلى قسمين. تتكون هذه بدورها من عدة مراحل ، والتي ، مع ذلك ، متطابقة في كلا القسمين.

القسم الأول من الانقسام الاختزالي

يبدأ الانقسام الاختزالي بمضاعفة الكروماتيدات ، بحيث تحتوي الخلية على مجموعة مزدوجة من الكروموسومات بأربعة كروماتيدات. يتبع هذا القسم الأول من الانقسام الاختزالي ، حيث يتم فصل زوجين من الكروموسومات عن بعضهما البعض.

تحتوي كل خليتين ناتجتين على كروموسوم به كروماتيدات. يُعرف هذا التقسيم باسم قسم الاختزال ، حيث تنقسم المجموعة المزدوجة من الكروموسومات إلى النصف. يتم تشغيله على عدة مراحل ، والتي لها نفس الأسماء الموجودة في الانقسام:

• الطور الأول
• الطورية
• طور
• Telophase.

بالإضافة إلى ذلك ، في هذا الجزء من الانقسام الاختزالي ، لا يزال يتم إعادة تجميع المادة الوراثية داخل الكروموسومات. إنه تبادل لأجزاء معينة من الحمض النووي بين الكروموسومين ، وهو ما يعرف بالعبور.

القسم الثاني من الانقسام الاختزالي

يتكون الجزء الثاني من الانقسام الاختزالي مما يسمى بقسمة المعادلة. هنا يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها البعض. يتم إنشاء ما مجموعه أربع خلايا جرثومية والتي ، كمواد وراثية ، تحتوي فقط على كروماتيد واحد.

كما في القسم الانتصافي الأول ، فإن المراحل الأربع (Prophase ، metaphase ، anaphase ، telophase) جد مجددا.

يمكن مقارنة فصل الكروماتيدات الشقيقة في الجزء الثاني من الانقسام الاختزالي بالانقسام ، حيث يتم فصل الكروماتيدات ورسمها إلى أقطاب خلية متقابلة.

ما هي مراحل الانقسام الاختزالي؟

يعتبر الانقسام الاختزالي مهمًا لتطور الخلايا الجرثومية ويمكن تقسيمه إلى مراحل مختلفة. بادئ ذي بدء ، يجب التفريق بين الانقسام الاختزالي الأول والانقسام الاختزالي الثاني. هذا الانقسام منطقي لأن قسمين من الخلايا يحدثان أثناء الانقسام الاختزالي.

يسمى القسم الأول قسم الاختزال لأن الكروموسومين المتماثلين منفصلين عن بعضهما البعض. هذا يخلق مجموعة واحدة من الكروموسومات من مجموعة مزدوجة من الكروموسومات.

يمكن تقسيم الانقسام الاختزالي الأول هذا إلى أربع مراحل:

• الطور الأول
• الطور الأول.
• طور أنا.
• Telophase I.

تحتوي الخلية الأصلية على اثنين من الكروموسومات التي يتم تكرارها عن طريق النسخ المتماثل. والنتيجة هي خلية بها أربعة كروماتيدات.

في الطور الأولي ، يتم ضغط الكروموسومات وتقترب من بعضها البعض. هذا القرب المكاني لكلا الكروموسومات مهم للعبور التالي. كلا الكروموسومات يتبادلان المواد الجينية ، مما يزيد من التنوع الجيني.

يأتي بعد ذلك الطور الفوقي ، حيث يتم ترتيب الكروموسومين المتماثلين في المستوى الاستوائي. في نفس الوقت ، يتم تشكيل جهاز المغزل.

في طور الطور ، يتم فصل أزواج الكروموسوم عن بعضها البعض ويتم سحبها إلى أقطاب الخلية المقابلة.

في المرحلة الأخيرة ، الطور النهائي ، ينقبض غشاء الخلية بحيث يتم تكوين خليتين ابنتيتين. هذه لها مجموعة بسيطة من الكروموسومات ، لكنها تتكون من كروماتيدات.

بعد ذلك يأتي القسم الثاني من الانقسام الاختزالي. هذا يسمى تقسيم المعادلة ويؤثر على كل من الخلايا الوليدة أحادية العدد. أثناء هذا الانقسام ، يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها البعض ، بحيث يكون المجموع أربع خلايا مع نتيجة كروماتيد واحدة.

يشبه Meiosis II إلى حد كبير الانقسام ويمكن أيضًا تقسيمه إلى نفس المراحل:

• الطور الثاني
• الطور الثاني
• أنافاس الثاني
• Telophase II

في الطور الأولي ، تتكثف الكروماتيدات الشقيقة ويبدأ جهاز المغزل بالتشكل.

في الطور الاستوائي ، يتم ترتيب الكروماتيدات في المستوى الاستوائي بحيث يكون كلا الكروماتيدات على نفس المسافة تقريبًا من قطب الخلية.

في طور الطور ، يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها البعض وتهاجر نحو قطب الخلية.

في الطور النهائي ، ينقبض غشاء الخلية مرة أخرى وتتشكل مظاريف نووية جديدة.

نتج عن ذلك ما مجموعه أربع خلايا ابنة تحتوي على مجموعة بسيطة من الكروموسومات في شكل كروماتيد.

يتم تكوين هذه الخلايا الجرثومية أو الخلايا الجنسية أو الأمشاج بشكل مختلف في كلا الجنسين.

في النساء ، تكون خلايا البويضات موجودة منذ الولادة ، ولكنها في نوع من السكون حتى سن البلوغ. مع بداية النضج الجنسي ، تنضج خلية البويضة كل شهر ، ويمكن بعد ذلك تخصيبها.

عند الرجال ، لا يبدأ إنتاج الحيوانات المنوية في الخصيتين حتى بداية سن البلوغ. على عكس النساء ، لا يزال الرجال قادرين على تكوين خلايا جرثومية في سن الشيخوخة.

ما هو الفرق في الانقسام؟

يشبه الانقسام الاختزالي إلى حد كبير الانقسام فيما يتعلق بالانقسام الانتصافي الثاني ، ولكن هناك بعض الاختلافات بين قسمي نواة الخلية.

• نتيجة

نتيجة الانقسام الاختزالي هي خلايا جرثومية مع مجموعة بسيطة من الكروموسومات المناسبة للتكاثر الجنسي. في حالة الانقسام الفتيلي ، يتم إنشاء خلايا ابنة متطابقة مع مجموعة مزدوجة من الكروموسومات. لا تقوم هذه الخلايا بوظيفة التكاثر ، ولكنها تحل محل خلايا الجسم القديمة أو الميتة أو التي لم تعد تعمل بكامل طاقتها.

• عدد الأقسام

اختلاف آخر بين الانقسام الاختزالي والانقسام هو عدد مختلف من الانقسامات. قسمان ضروريان في الانقسام الاختزالي. في قسم الاختزال الأول ، يتم فصل زوجين من الكروموسومات ؛ في قسم المعادلة التالي ، يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة عن بعضهما البعض.

في المقابل ، مع الانقسام ، قسم واحد كافٍ. في هذا التقسيم ، يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة بحيث تنشأ خليتان ابنتيتان متطابقتان وراثيًا.

• المدة الزمنية

ومع ذلك ، يختلف الانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي ليس فقط في وظيفتهما وعدد الأقسام ، ولكن أيضًا في مدتهما. الانقسام المتساوي عملية سريعة نسبيًا تستغرق حوالي ساعة لإكمالها. من ناحية أخرى ، يستغرق الانقسام الاختزالي وقتًا أطول ويمكن أن يتجمد في مرحلة واحدة لعدة سنوات أو حتى عقود.

هذا هو الحال مع خلايا البويضة التي تم تكوينها بالفعل عند الولادة ، ولكنها جميعًا في وضع السكون حتى تصل إلى مرحلة النضج الجنسي.

يستغرق نمو الخلايا الجنسية الذكرية ، الحيوانات المنوية ، حوالي 64 يومًا. من بين هؤلاء ، يقع حوالي 24 يومًا في الانقسام الاختزالي.

يمكنك العثور على مزيد من المعلومات حول هذا الموضوع في: الانقسام - شرح ببساطة!

ما هو المعبر؟

يصف العبور تبادل المواد الجينية بين كروماتيدات. في هذه العملية ، تقترب هذه من بعضها البعض ، وتتقاطع ثم تتبادل أجزاء معينة من الحمض النووي.

تحدث هذه العملية أثناء انقسام الخلايا الجرثومية (الانقسام الاختزالي) بدلا من. يمكن تعيين العبور إلى المرحلة الأولى ، والتي يمكن تقسيمها إلى خمس مراحل.

قبل أن يبدأ الانقسام الأول للانقسام الاختزالي ، يتضاعف الحمض النووي بحيث يكون هناك أربعة كروماتيدات في الخلية. المرحلة الأولى من الطور الأول هي أن ليبتوتين، حيث تتكثف الكروموسومات وتصبح مرئية تحت المجهر الضوئي.

هذا هو التالي الزيجوتين، حيث تقترب الكروموسومات من بعضها البعض ويتم إنشاء اقتران كروموسوم متماثل. هذا القرب المكاني لكلا الكروموسومات هو شرط أساسي للقدرة على تبادل المواد الجينية. في موازاة ذلك ، يتم تشكيل مجمع synaptonemal. هذا مركب من عدة بروتينات تتشكل بين الكروموسومات وتضمن الموقع الدقيق لها.

فيما يلي باتشيتان العبور الفعلي يحدث الآن. كانت هناك بالفعل فواصل في الحمض النووي في المرحلتين السابقتين. الآن يتقاطع اثنان من الكروماتيدات مع بعضهما البعض ويتم إصلاح نقاط الكسر. تتبادل كروموسومات الأم والأب أجزاء صغيرة من الحمض النووي. تظهر هذه عمليات الانتقال على شكل chiasmata تحت المجهر الضوئي.

في ال شهادة دبلوم يذوب المركب synaptonemal وتتصل الكروموسومات ببعضها البعض فقط عند chiasmata.

في المرحلة الأخيرة من الطور الأول ، كان دياكينيسيس، يذوب الغشاء النووي ، ويبدأ المغزل الانقسامي في التراكم ويمكن أن يحدث الانقسام الاختزالي في التسلسل المعتاد.

يستخدم العبور لإعادة التركيب داخل الكروموسومات ، جنبًا إلى جنب مع التخصيص العشوائي للمادة الوراثية للخلايا الجرثومية ، يلعب دورًا مهمًا في مجموعة متنوعة من الخصائص.

كيف يحدث التثلث الصبغي 21؟

التثلث الصبغي 21 هو مرض ناجم عن الوجود الثلاثي للكروموسوم الحادي والعشرين. يوجد في الخلايا السليمة كروموسومات مكررة ، بحيث يكون لدى الإنسان 46 كروموسومًا. المريض المصاب بالتثلث الصبغي 21 لديه 47 كروموسوم ومتلازمة داون.

يحدث الوجود الثلاثي للكروموسوم الحادي والعشرين في معظم الحالات بسبب خطأ في الانقسام الاختزالي.

يحول الانقسام الاختزالي خلية بها 4 كروماتيدات إلى أربع خلايا جرثومية مع كروماتيد واحد لكل قسم من خلال قسمين. ومع ذلك ، يمكن أن تحدث أخطاء في كلا الاستحقاق. نتيجة لذلك ، لا يتم توزيع الكروماتيدات بشكل صحيح على الخلايا الجرثومية والخلايا الجرثومية مع اتباع كروماتيدات.

تحتوي هذه الخلايا الجرثومية على كروموسومات فردية مكررة ، في متلازمة داون الكروموسوم الحادي والعشرين. إذا اندمجت خلية البويضة هذه مع حيوان منوي سليم ، فإن الجنين يحتوي على الكروموسوم الحادي والعشرين في ثلاث نسخ.

تتنوع أعراض هذا الانحراف الكروموسومي العددي ويمكن أن تختلف في شدتها. غالبًا ما يكون هؤلاء الأطفال متخلفين روحانيًا وتقزمًا ولديهم عيوب خلقية في القلب.

يزداد خطر الإصابة بالأمراض مع تقدم عمر الأم ، لذلك تفضل العديد من النساء الحوامل الأكبر سنًا إجراء اختبار السائل الأمنيوسي.

إذا كان لديك أي اهتمام آخر بهذا الموضوع ، فاقرأ مقالتنا التالية أدناه: متلازمة داون

توصيات من فريق التحرير

مزيد من المعلومات العامة قد تهمك أيضًا:

• الانقسام المتساوي - شرح ببساطة!
• مجموعة الكروموسوم - كيف يتم ذلك في البشر؟
• طفرة الكروموسوم - أي منها موجودة؟