تعريف تكاثر الخلايا
تكاثر الخلايا يُعتبر عملية حيوية تقوم بها الخلايا لتكرار محتوياتها، ومن ثم، تنقسم إلى خليتين، حيث تُوزع المحتويات بشكل متساوي بينهما. تعد هذه العملية جوهرية لكل أشكال الحياة، وتؤدي إلى نمو وتطور الكائنات الحية.
أساليب تكاثر الخلايا
تتبع الخلايا في الكائنات الحية ثلاث طرق رئيسية للتكاثر، كما سوف يتم توضيحه أدناه.
الانشطار الثنائي
يحدث الانشطار الثنائي في الكائنات البسيطة مثل البكتيريا، ويمر هذا النوع من التكاثر بعدة مراحل رئيسية، تشمل:
- تضاعف الحمض النووي داخل الخلية.
- زيادة حجم الخلية إلى الضعف.
- انتقال خيوط الحمض النووي إلى جانبي الخلية المتنامية.
- انقسام جدار الخلية من المنتصف ليتم إنتاج خليتين منفصلتين.
الانقسام المتساوي
يحدث الانقسام المتساوي عندما تتكاثر الخلايا إلى خلايا مطابقة تمامًا لها، لتنتج خليتين جديدتين تحملان نفس الحمض النووي والتركيب الجيني. تُعرف هذه الخلايا بالخلية الوليدة، ومن الأمثلة على هذا النوع خلايا الجلد، الدم، والعضلات.
يمرّ الانقسام المتساوي بمجموعة من المراحل المسماة دورة الخلية، التي تسبقها مرحلة الطور البيني حيث تُنسخ مكونات الحمض النووي. تشمل مراحل الانقسام المتساوي ما يلي:
- الطور التمهيدي: تبدأ فيه خيوط الكروماتين بالتمايز إلى كروموسومات، ويتفكك الغشاء النووي والنواة.
- الطور الاستوائي: يتم ترتيب الكروموسومات الناتجة في منتصف الخلية.
- طور الصعود: تتجه الكروموسومات إلى جوانب متقابلة من الخلية.
- الطور النهائي: تُشكل خلية جديدة غشائين نوويين حول مجموعات الكروموسومات.
الانقسام المنصف
الانقسام المنصف أو الاختزالي هو عملية تحدث عند تكاثر الكائنات الحية، ويؤدي إلى إنتاج خلايا التكاثر الجنسي، مثل الحيوانات المنوية والبويضات، وكذلك الأبواغ النباتية والفطرية. تحتوي هذه الخلايا على نصف عدد الكروموسومات مقارنة بالخلايا الأم، وبالتالي تُعرف بالخلايا أحادية الصبغات.
يتضمن الانقسام المنصف مرحلتين رئيسيتين، يمكن تلخيصهما كالتالي:
الانقسام المنصف الأول
ينتج عن الانقسام المنصف الأول خليتين جديدتين، ويمر هذا الانقسام بأربع مراحل:
- الطور التمهيدي الأول: تتكثف الكروموسومات وتبدأ بالتزاوج، وينهار الغلاف النووي.
- الطور الاستوائي الأول: تلتصق خيوط البروتين بأزواج الكروماتيدات.
- الطور الصاعد الأول: تنفصل الأزواج وتتحرك نحو حواف الخلية.
- الطور النهائي الأول: ينقسم جسم الخلية وينتج خليتين جديدتين متميزتين جينيًا.
الانقسام المنصف الثاني
ينتج عن الانقسام المنصف الثاني أربع خلايا تحمل كل منها العدد نفسه من الكروموسومات لكن مع اختلاف في التركيب الجيني. يمر هذا النوع من الانقسام بأربع مراحل أيضًا:
- الطور التمهيدي الثاني: يتفكك الغلاف النووي مجددًا وتتشكل خيوط البروتين.
- الطور الاستوائي الثاني: ترتب الأزواج في منتصف الخلية.
- الطور الصاعد الثاني: تنفصل الأزواج وتتحرك الكروموسومات الفردية نحو حواف الخلية.
- الطور النهائي الثاني: يتم تشكيل أغشية نووية حول كل كروموسوم فردي، مما يؤدي إلى انقسام الخلية إلى قسمين.
أهمية تكاثر الخلايا
تلخص أهمية تكاثر الخلايا في إنشاء خلايا جديدة مماثلة للخلايا الأم عبر إعادة إنتاج نسخ منها، حيث يتم نسخ المحتويات وتوزيعها على خليتين جديدتين. هذه العملية تحدث بشكل مستمر خلال حياة الكائنات الحية.
يعتبر تكاثر الخلايا وسيلة لتكوين أفراد جديدة تحمل صفات مشابهة أو مختلفة عن الأم.
تكاثر الخلايا السرطانية
يمكن توضيح الفرق بين التكاثر في الخلايا السرطانية والخلايا الطبيعية من خلال النقاط التالية:
- يحصل التكاثر الطبيعي استجابةً لحاجة الكائن الحي لتكوين خلايا جديدة، بينما تستمر الخلايا السرطانية في الانقسام والنمو دون توقف، مما يؤدي إلى تكوّن الأورام.
- الخلايا الطبيعية تتلقى إشارات كيميائية تنبهها بإيقاف التكاثر، بينما تتجاهل الخلايا السرطانية هذه الرسائل وتواصل التكاثر.
- تحتوي الخلايا الطبيعية على جزيئات تساعدها في الحفاظ على موقعها، بينما تفقد الخلايا السرطانية هذه الحدود.
- تتخصص الخلايا الطبيعية خلال التكاثر، بينما تنمو الخلايا السرطانية بشكل غير متمايز وبسرعة.
أساليب تكاثر الكائنات الحية
تتكاثر الكائنات الحية في طريقتين أساسيتين:
التكاثر الجنسي
يتطلب التكاثر الجنسي وجود أبوين، حيث يساهم كل منهما بخلية جنسية تحتوي على نصف عدد الحمض النووي. تتحد الخلايا أثناء عملية الإخصاب لتنتج جنينًا جديدًا يختلف عن والديه، مما يسهم في التنوع الجيني.
تشمل الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا الحيوانات والنباتات المزهرة وبعض أنواع الفطريات.
التكاثر اللاجنسي
يحتاج التكاثر اللاجنسي إلى أحد الوالدين لإنتاج نسخ مطابقة. يعتمد هذا النوع على أربع أساليب رئيسية:
- الانشطار الثنائي: ينقسم الخلية الأم إلى خليتين بعد تضاعف الحمض النووي، ويحدث هذا في البكتيريا.
- التكاثر بالبراعم: يُنتج فرد جديد من جزء صغير من أحد الوالدين، كما يحدث في الخميرة وبعض الأنواع الحيوانية.
- التفتت: ينقسم أحد الوالدين إلى جزء أو أكثر لينتج عنه فرد جديد، ويحدث هذا في بعض النباتات وأنواع من الحيوانات كالإسفنج ونجم البحر.
- التكاثر العذري: يُنتج فرد جديد من خلية غير مخصبة، وهذا يحدث في اللافقاريات وبعض أنواع الأسماك والبرمائيات والزواحف.