مراحل وأطوار الانقسام المنصف في انقسام الخلايا

تحدث عملية الانقسام المنصّف للخلايا من خلال الانقسام الخلوي. وفي هذه المرحلة، تُنتج الخلايا الأمشاج (البويضات أو الحيوانات المنوية) وتحمل نصف العدد الطبيعي من الكروموسومات. وبعد الإخصاب، يحتوي الجنين الناتج عن اتحاد الأمشاج في النهاية على العدد الصحيح من الكروموسومات. والانقسام المنصّف نوع خاص من التمايز الخلوي يُنتج أمشاجًا تحمل نصف عدد الكروموسومات. ويُعدّ الانقسام المنصّف الأول نوعًا من الانقسام الخلوي يختص بالخلايا الجنسية، بينما يكون الانقسام المنصّف II مشابهًا جدًا للانقسام المتساوي.^[1]

الانقسام المنصف هو نوع متخصص من انقسام الخلايا يُخفض عدد الكروموسومات إلى النصف، وينتج أربع خلايا بنات غير متطابقة، تحتوي كل منها على نصف عدد كروموسومات الخلية الأصلية. وهذه العملية ضرورية لتكوين الأمشاج، أي الحيوانات المنوية والبويضات، لدى الكائنات التي تتكاثر جنسيًا. ويضمن الانقسام المنصف أن يكون لدى النسل العدد نفسه من الكروموسومات الموجود لدى الوالدين، كما يُدخل تنوعًا جينيًا.

مراحل الانقسام المنصف – الانقسام المنصف الأول والانقسام المنصف II:

• الانقسام المنصف الأول – الطور التمهيدي الأول: تتكثف الكروموسومات وتصبح مرئية.
• تقترن الكروموسومات المتماثلة (وهي كروموسومات تحمل الجينات نفسها، لكن قد تحمل أليلات مختلفة لتلك الجينات) في عملية تُسمى الاقتران الصبغي.
• قد يحدث العبور الجيني، حيث تتبادل أجزاء من الكروماتيدات في أحد الكروموسومات مواقعها مع أجزاء من كروموسومه المماثل. ويؤدي ذلك إلى تنوع وراثي.
• يتفكك الغلاف النووي، وتتكون ألياف المغزل.
• الطور الاستوائي الأول – تصطف الكروموسومات المتماثلة المقترنة (الرباعيات) عند المستوى الاستوائي للخلية.
  وترتبط ألياف المغزل بسنتروميرات كل كروموسوم متماثل.
• الطور الانفصالي الأول – تنفصل الكروموسومات المتماثلة وتُسحب نحو قطبي الخلية المتقابلين. وعلى خلاف الانقسام المتساوي، تظل الكروماتيدات الشقيقة متصلة.
• الطور النهائي الأول – تصل الكروموسومات المنفصلة إلى القطبين، ويُعاد تكوين الأغلفة النووية حولها.
  ثم تخضع الخلية للانقسام السيتوبلازمي، فتنقسم إلى خليتين بنتين تحمل كل منهما نصف العدد الأصلي من الكروموسومات.
• يشبه الانقسام المنصف الثاني II الانقسام المتساوي، لكنه يتضمن انقسام الخليتين الناتجتين عن الانقسام المنصف الأول.
• الطور التمهيدي II – تتكثف الكروموسومات وتصبح مرئية.
  ويتفكك الغلاف النووي، وتتكوّن ألياف المغزل في كل من الخليتين الناتجتين عن الانقسام المنصف الأول.
• الطور الاستوائي II – تصطف الكروموسومات على المستوى الاستوائي في كلتا الخليتين.
• الطور الانفصالي II – تنفصل الكروماتيدات الشقيقة أخيرًا وتنتقل إلى قطبين متقابلين في كلتا الخليتين.
• الطور النهائي II – تصل الكروماتيدات إلى القطبين، ويُعاد تكوين الأغشية النووية.
  يحدث الانقسام السيتوبلازمي، منتجًا ما مجموعه أربع خلايا وليدة غير متطابقة، تحتوي كل منها على نصف عدد كروموسومات الخلية الأصلية.

يُدخل الانقسام المنصف تنوعًا وراثيًا من خلال العبور الجيني والتوزيع المستقل للكروموسومات. ويضمن الانتقال المستقر للمعلومات الوراثية بإنتاج أمشاج تحتوي على نصف عدد كروموسومات الخلايا الجسدية. وعند حدوث الإخصاب، يُستعاد العدد الثنائي للكروموسومات.

ينتج عن الانقسام المنصف لدى البشر تكوّن البويضات لدى الإناث والحيوانات المنوية لدى الذكور، ويحمل كلاهما 23 صبغيًا، مقارنةً بـ46 صبغيًا في الخلايا الجسدية. تعرّف إلى المزيد عن الاختبارات الجينية.

تخفض المرحلة الأولى من الانقسام المنصف «I» مستويات الصيغة الصبغية من 2n إلى n فقط، بينما تقسّم المرحلة الثانية من الانقسام المنصف «II» آخر مجموعة متبقية من الكروموسومات في عملية «شبيهة بالانقسام المتساوي».). وكان الاسم القديم للانقسام المنصف هو الانقسام الاختزالي. تتكون خليتان بنتان خلال الطور النهائي الأول. وعادةً ما تدخلان فورًا في الانقسام الخلوي الثاني (الانقسام المنصف II) لفصل الكروماتيدات.^[2]

تشبه الخطوات التي ينطوي عليها الانقسام المنصف خطوات الانقسام المتساوي، بل وتحمل الأسماء نفسها. والأليلات التي تساعد على تيسير هذا الدافع يمكنها أيضًا الانتشار إذا اقترنت بأليلات الدفع الانقسامي المنصف. وخلال مرحلة الانقسام الاختزالي من الانقسام المنصف الأول، تنتقل الخلايا من الحالة ثنائية الصيغة الصبغية إلى الحالة أحادية الصيغة الصبغية.

أيهما جاء أولاً... الدجاجة أم البيضة؟

يصف مصطلح «الانفصال» افتراق الكروموسومات في المرحلة الأولى من الانقسام المنصف، أو افتراق الكروماتيدات «الشقيقة» في مرحلة الانقسام المنصف II. NOTE** وتوجد أيضًا نظرية بديلة حول أصول الانقسام المنصف. وتنص هذه النظرية على أن الانقسام المنصف تطور من الانقسام المتساوي. ولفهم الانقسام المنصف لدى حقيقيات النوى بصورة أفضل، من المهم جدًا فهم كيفية تمايز الانقسام المنصف في حقيقيات النوى وحيدة الخلية. وهذه وظيفة حيوية لعملية الانفصال في الانقسام المتساوي. ^[3]

تتمثل آلية حدوث الانقسام المنصف في عملية جمع مجموعتين جينيتين. ويؤدي الانقسام الثاني إلى خفض عدد الكروموسومات إلى النصف.

المراجع السريرية المنشورة

[1] ^ غيرتون، ج. ل.، وهاولي، ر. س. تفاعلات الكروموسومات المتماثلة في الانقسام المنصف: التنوع وسط الحفظ. مراجعات نيتشر لعلم الوراثة 6، 477–487 (2005) معرّف الوثيقة الرقمي:10.1038/nrg1614

[2] ^ لوبيز-موري، L.، مارغويرا، S.، وباهلر، J. ضبط التعبير الجيني استجابةً للبيئات المتغيرة: من الاستجابات السريعة إلى التكيف التطوري. Nature Reviews Genetics 9، 583–593 (2008) doi:10.1038/nrg2398

[3] ^ Marston, A. L., & Amon, A. الانقسام المنصف: ضوابط دورة الخلية تخلط الأوراق وتوزعها. Nature Reviews Molecular Cell Biology 5، 993–1008 (2004) doi:10.1038/nrm1526