تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

شارح الدرس: الانقسام الميوزي العلوم

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نَصِف مراحل الانقسام الميوزي، ونذكر نواتج الانقسام الميوزي، ونفسِّر كيف تزيد الأحداث التي تقع أثناء الانقسام الميوزي من التباين الوراثي.

هل لديك أيُّ أشقاء؟ إن كنت أحد توأمين غير متماثلين، لماذا أنت مختلف؟ الانقسام الميوزي هو نوع من أنواع الانقسام الخلوي تَنتُج عنه بويضات وحيوانات منوية. وبسبب الأحداث الخاصة التي تقع أثناء الانقسام الميوزي، فإن كلَّ بويضة وحيوان منوي تقريبًا له تركيب جيني مميَّز. في الواقع، تشير التقديرات إلى أنه بسبب هذا الاختلاف، من المحتمل أن يَنتُج عن تَزاوُج جميع البشر ما يَقرُب من ٦٤ تريليون طفل؛ كلٌّ له تركيبه الوراثي المميَّز!

لعلك تتذكَّر أن الخلايا الحيوانية تحتوي على نواة تحمل المعلومات الوراثية للخلية. تُخزَّن هذه المعلومات الوراثية في الحمض النووي (DNA) وتُرتَّب في الكروموسومات. يمكنك ملاحظة ذلك في الشكل ١ الآتي:

مصطلح رئيسي: الكروموسوم

توجد الكروموسومات في نواة الخلايا وتحتوي على الحمض النووي (DNA).

عند تَكاثُر البشر، يَنتُج النسل عن عملية تُسمَّى الإخصاب. يحدث هذا عندما يندمج الحيوان المنوي (خلية جنسية ذكرية) مع البويضة (خلية جنسية أنثوية)، ويتشاركان مادتهما الوراثية.

يحتوي الإنسان على ٤٦ كروموسومًا في خلاياه الجسمية تأتي من مجموعتين يتكوَّن كلٌّ منهما من ٢٣ كروموسومًا. تأتي إحدى المجموعتين المكوَّنة من ٢٣ كروموسومًا من الأم عن طريق البويضة، وتأتي المجموعة الثانية المكوَّنة من ٢٣ كروموسومًا من الأب عن طريق الحيوان المنوي.

الكروموسومات الـ ٢٣ التي تُنتِجها الأم والكروموسومات الـ ٢٣ التي يُنتِجها الأب متطابقة تقريبًا ويُقال إنها متماثلة. متماثلة ترجمة لكلمة يونانية، وتعني «متناسقة». يمكنك الاطلاع على بعضٍ من هذه الكروموسومات المتماثلة في الشكل ٢ الآتي:

مصطلح رئيسي: الكروموسوم المتماثل

الكروموسوم المتماثل هو إحدى نسختين من الكروموسوم في الخلية الثنائية الصيغة الصبغية. تأتي إحدى النسختين من الأم، والأخرى من الأب.

وبما أن لدينا مجموعتين من الكروموسومات، فإن الخلايا الجسمية تُسمَّى أيضًا خلايا ثنائية الصيغة الصبغية، وهي ترجمة لكلمة يونانية تعني الضِّعْف.

مصطلح رئيسي: ثنائي الصيغة الصبغية

الخلية الثنائية الصيغة الصبغية خلية بها مجموعتان من الكروموسومات.

تحتوي الخلايا التناسلية أو الجنسية التي يُنتِجها الأبوان على مجموعة واحدة فقط من كروموسومات الخلايا الجسمية أو نصف عدد الكروموسومات. تُسمَّى الخلايا التناسلية أيضًا الجاميتات. الجاميتات في الإنسان تمثِّلها البويضة والحيوانات المنوية، وتمثِّل البويضة وحبوب اللقاح الجاميتات في النباتات.

مصطلح رئيسي: الجاميت

الجاميتات هي الخلايا الجنسية في الكائن الحي، وهي أحادية الصيغة الصبغية لأنها تحتوي على نصف المادة الوراثية للخلية الجسمية الطبيعية.

ونظرًا لأن الجاميتات تحتوي على مجموعة واحدة من الكروموسومات، فهي تُسمَّى خلايا أحادية الصيغة الصبغية، وهي ترجمة لكلمة يونانية تعني أحادي.

مصطلح رئيسي: أحادي الصيغة الصبغية

الخلية الأحادية الصيغة الصبغية هي خلية تحتوي على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات.

لعلك تتذكَّر أن الانقسام الميتوزي هو نوع من أنواع الانقسام الخلوي تَنتُج عنه خليتان بنويتان متماثلتان وراثيًّا، من خلية أبوية واحدة، وتحتوي جميع هذه الخلايا على العدد نفسه من الكروموسومات. وهذا هو نوع الانقسام الخلوي الذي يستخدمه الجسم لترميم الأنسجة التالفة أو لإنماء أنسجة جديدة.

على النقيض من ذلك، يستخدم الجسم نوعًا خاصًّا من الانقسام يُسمَّى الانقسام الميوزي لإنتاج الجاميتات التي تتكوَّن في الأعضاء التناسلية: في الخصيتين لإنتاج الحيوانات المنوية، وفي المبيضين لإنتاج البويضات.

أثناء الانقسام الميوزي، تنقسم الخلية مرتين لإنتاج أربع خلايا بنوية مختلفة وراثيًّا بها نصف العدد الأصلي من الكروموسومات. في البشر، نصف عدد الكروموسومات يساوي ٢٣. وهذا مهمٌّ؛ لأنه عندما تُخصَّب البويضة (٢٣ كروموسومًا) بالحيوان المنوي (٢٣ كروموسومًا)، فإنهما يكوِّنان معًا خلية ثنائية الصيغة الصبغية تحتوي على ٤٦ كروموسومًا.

يمكننا ملاحظة الفرق بين الانقسام الميتوزي والانقسام الميوزي في الشكل ٣ الآتي:

مصطلح رئيسي: الانقسام الميوزي

الانقسام الميوزي نوع خاص من الانقسام الخلوي؛ حيث يمكن لخلية واحدة أن تُنتِج أربع خلايا بنوية مختلفة وراثيًّا تحتوي على نصف العدد من الكروموسومات. الانقسام الميوزي يَصِف كيفية تَكوُّن الجاميتات.

مثال ١: تذكُّر تعريف الجاميت

أيٌّ ممَّا يلي يُعَد سمة مُميِّزة للجاميت؟

  1. يحتوي الجاميت على ضعف المادة الوراثية الموجودة في خلية الجسم الطبيعية.
  2. يمكن أن يتضاعف الجاميت وينقسم إلى ما لا نهاية.
  3. يتكوَّن الجاميت عن طريق الانقسام الميتوزي وليس الانقسام الميوزي.
  4. يحتوي الجاميت على نصف المادة الوراثية الموجودة في خلية الجسم الطبيعية.

الحل

تُخزِّن نواة الخلية الحيوانية المعلومات الوراثية في صورة حمض نووي (DNA). ويُرتَّب الحمض النووي (DNA) في صورة كروموسومات في النواة.

في الخلايا الجسمية للإنسان، يوجد ٤٦ كروموسومًا، أو مجموعتان يتكوَّن كلٌّ منهما من ٢٣ كروموسومًا. تأتي إحدى المجموعتين من الأم، وتأتي المجموعة الأخرى من الأب. ونظرًا لوجود مجموعتين من الكروموسومات، فإن هذه الخلايا تُسمَّى خلايا ثنائية الصيغة الصبغية.

الجاميتات خلايا تناسلية، تمثِّلها البويضة أو الحيوانات المنوية في الإنسان، وتحتوي على نصف العدد الكلي من الكروموسومات الموجودة في الخلايا الجسمية. ونظرًا لاحتوائها على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات، تُسمَّى هذه الخلايا خلايا أحادية الصيغة الصبغية. عندما تندمج البويضة مع الحيوان المنوي، يَنتُج جنين يحتوي على العدد الكامل من الكروموسومات (٤٦).

يمكن أن تنقسم الخلايا الجسمية ميتوزيًّا، وهو نوع من أنواع الانقسام الخلوي تُنتِج فيه الخلية الأبوية خليتين بنويتين ثنائيتي الصيغة الصبغية متماثلتين وراثيًّا. يسمح الانقسام الميتوزي للخلايا بالتضاعُف والانقسام إلى ما لا نهاية تقريبًا.

تتكوَّن الجاميتات عن طريق الانقسام الميوزي، وهو نوع من أنواع الانقسام الخلوي تُنتِج فيه الخلية الأبوية أربع خلايا بنوية أحادية الصيغة الصبغية مختلفة وراثيًّا.

فيما يأتي مقارنة بين الانقسام الميتوزي والانقسام الميوزي:

نستنتج من ذلك أن الجاميت يحتوي على نصف المادة الوراثية الموجودة في خلية الجسم الطبيعية.

قبل بدء الانقسام الميوزي، تحدث مرحلة تُسمَّى الطور البيني تتضاعف فيها الكروموسومات. وهنا يُستنسَخ كلُّ كروموسوم لتكوين جزيء متماثل من الحمض النووي (DNA). تلتقي هذه النسخة مع الجزيء الأصلي عند جزء مركزي من الكروموسوم يُسمَّى السنترومير. في هذه المرحلة، تُسمَّى كلُّ نسخة من الكروموسومات بالكروماتيد. الشكل ٤ الآتي يوضِّح أحد الكروموسومات التي تتَّخذ هذا الشكل النموذجي الذي ينقسم إلى اثنين من الكروماتيدات:

بعد تَضاعُف الكروموسومات يبدأ الانقسام الميوزي. تتَّخذ مراحل الانقسام الميوزي والانقسام الميتوزي الأسماء نفسها، غير أن الانقسام الميوزي يتضمَّن انقسامين. أثناء عملية الانقسام الميوزي، الكروموسومات الـ ٢٣ القادمة من الأم والكروموسومات الـ ٢٣ القادمة من الأب يُعاد توزيعها في خلايا الجاميتات الناتجة.

لنلقِ نظرةً على الانقسام الأول للانقسام الميوزي؛ ويُسمَّى الانقسام الميوزي الأول. الشكل ٥ الآتي يوضِّح خطوات الانقسام الميوزي الأول:

المرحلة الأولى من الانقسام الميوزي الأول هي الطور التمهيدي الأول. هنا تتكثَّف الكروموسومات المُتضاعِفة، ويمكن رؤيتها تحت المجهر. يبدأ الغشاء النووي أيضًا في الانهيار.

أثناء الطور التمهيدي الأول، تتزاوج كروموسومات الأم مع كروموسومات الأب لتكوين المجموعة الرباعية. الكلمة رباعي تشير إلى عدد الكروماتيدات في الكروموسومين المتزاوجين المُتضاعِفَين.

في الطور التمهيدي الأول أيضًا، تمرُّ الكروموسومات بمرحلة «العبور» ليحدث التباين الوراثي، وهو ما سنتناوله بعد قليل.

في الطور الاستوائي الأول، تصطفُّ أزواج الكروموسومات المتماثلة في منتصف الخلية أو على طول خط استواء الخلية. بعد ذلك، في الطور الانفصالي الأول، تنفصل الأزواج بواسطة تراكيب مختصَّة تُسمَّى الألياف المغزلية. أثناء الطور الانفصالي الأول، تختلط الكروموسومات عشوائيًّا قبل الانفصال، وهذا من شأنه أن يُحدِث التباين الوراثي.

في الطور النهائي الأول، يتكوَّن الغشاء النووي مرة أخرى حول الكروموسومات المنفصلة وتنقسم الخلايا.

بنهاية الانقسام الميوزي الأول، تتكوَّن خليتان تحتويان على نصف العدد من الكروموسومات المُتضاعِفة. تحتوي كلتا الخليتين على ٢٣ كروموسومًا مُتضاعِفًا بعد أن كانت ٤٦ في البداية. في الانقسام الميوزي الثاني، سنرى أن الكروماتيدَين في هذه الكروموسومات المُتضاعِفة منفصلان.

مثال ٢: تذكُّر مراحل الانقسام الميوزي

فيما يأتي مراحل الانقسام الميوزي الأول:

  • الطور التمهيدي الأول
  • الطور الاستوائي الأول
  • الطور الانفصالي الأول
  • الطور النهائي الأول

في أيِّ مرحلة تنقل ألياف المغزل الكروموسومات إلى طرفَي الخلية المُتقابِلين؟

الحل

تُخزِّن النواة المعلومات الوراثية للخلية في الكروموسومات. في الإنسان، تحتوي خلايا الجسم على ٤٦ كروموسومًا، أو ٢٣ زوجًا من الكروموسومات. تأتي مجموعة واحدة من الأم، ومجموعة واحدة من الأب. كروموسومات الأم وكروموسومات الأب متماثلة؛ لأنها متطابقة تقريبًا.

تحتوي الجاميتات، مثل البويضة أو الحيوانات المنوية، على مجموعة واحدة من الكروموسومات، تُسمَّى أحادية الصيغة الصبغية.

الانقسام الميوزي هو نوع من أنواع الانقسام الخلوي تنقسم فيه الخلية الأبوية (وتحتوي على ٤٦ كروموسومًا) إلى ٤ خلايا أحادية الصبغة؛ كلٌّ له تركيبه الوراثي المميَّز.

قبل بدء الانقسام الميوزي، تحدث عملية تُسمَّى الطور البيني. وفيها يتضاعف الحمض النووي (DNA) الذي تحمله الكروموسومات ليكوِّن كروماتيدَين كما هو موضَّح فيما يأتي:

يجب أن تنفصل الآن هذه الكروموسومات المُتضاعِفة الـ ٤٦ ليصبح هناك ٢٣ كروموسومًا أحاديًّا في ٤ خلايا.

يمرُّ الانقسام الميوزي بجولتين من الانقسام. يمرُّ كلُّ انقسام بأربع مراحل. الشكل الآتي يمثِّل نظرة عامة على الانقسام الميوزي الأول:

يمثِّل الطور التمهيدي الأول المرحلة الأولى التي تصبح فيها الكروموسومات مرئية (قبل ذلك، لا يمكن رؤيتها تحت المجهر) ويتحلَّل فيها الغشاء النووي.

يمثِّل الطور الاستوائي الأول المرحلة الثانية التي تصطفُّ فيها الكروموسومات على طول خط استواء الخلية، أو في منتصفها.

يمثِّل الطور الانفصالي الأول المرحلة الثالثة التي ترتبط فيها الألياف المغزلية بالكروموسومات، وتسحبها إلى الطرفين المتقابلين من الخلية.

أما الطور النهائي الأول، فيمثِّل المرحلة الأخيرة التي تتكوَّن فيها النواة حول الكروموسومات الجديدة المنفصلة، وتنقسم الخلية إلى خليتين.

تمرُّ هاتان الخليتان بعد ذلك بالانقسام الميوزي الثاني؛ حيث تتكرَّر المراحل نفسها: الطور التمهيدي، والطور الاستوائي، والطور الانفصالي، والطور النهائي. والنتيجة هي ٤ خلايا أحادية الصيغة الصبغية؛ يحتوي كلٌّ منها على ٢٣ كروموسومًا.

ومن ثَمَّ، الطور الانفصالي الأول هو المرحلة التي تُنقَل فيها الكروموسومات إلى الطرفين المتقابلين من الخلية.

أثناء الانقسام الثاني، تحتوي الخليتان على ٢٣ كروموسومًا مُتضاعِفًا، وهذه تنقسم إلى ٢٣ كروموسومًا أحاديًّا، ثم تنقسم الخليتان مجدَّدًا إلى إجمالي ٤ خلايا لإكمال الانقسام الميوزي.

لنلقِ الآن نظرةً على الانقسام الميوزي الثاني. يوضِّح الشكل ٦ مراحل الانقسام الميوزي الثاني:

تتشابه مراحل الانقسام الميوزي الثاني مع مراحل الانقسام الميوزي الأول، لكن يوجد بعض الاختلافات. أثناء الانقسام الميوزي الثاني لا تتزاوج الكروموسومات المتماثلة. بدلًا من ذلك، تصطفُّ الكروموسومات المُتضاعِفة على طول خط استواء الخلية في الطور الاستوائي الثاني، وينفصل كلُّ كروماتيد في الطور الانفصالي الثاني.

عندما تنقسم الخلايا في نهاية الطور النهائي الثاني، تحتوي كلُّ خلية بنوية على كروماتيد واحد، يُسمَّى الآن كروموسومًا.

تلخيصًا لما سبق، يحدث انقسام ميوزي للخلية الثنائية الصيغة الصبغية التي تحتوي على ٤٦ كروموسومًا أحاديًّا لإنتاج أربع خلايا بنوية أحادية الصيغة الصبغية مختلفة وراثيًّا؛ يحتوي كلٌّ منها على ٢٣ كروموسومًا.

الشكل ٧ الآتي يلخِّص كلَّ ذلك:

مثال ٣: تذكُّر مراحل الانقسام الميوزي

فيما يأتي مراحل الانقسام الميوزي الثاني:

  • الطور التمهيدي الثاني
  • الطور الاستوائي الثاني
  • الطور الانفصالي الثاني
  • الطور النهائي الثاني

ما مرحلة الانقسام الميوزي الثاني الموضَّحة في الشكل؟

الحل

تُخزِّن النواة الحمض النووي (DNA) في الكروموسومات. في الإنسان، تحتوي خلايا الجسم على ٤٦ كروموسومًا، أو ٢٣ زوجًا من الكروموسومات. هذه الخلايا ثنائيةُ الصيغةِ الصبغيةِ: تأتي مجموعة واحدة من الكروموسومات من الأم، وتأتي المجموعة الأخرى من الأب.

تحتوي الجاميتات، مثل البويضات أو الحيوانات المنوية، التي تُنتِجها الأعضاء التناسلية، على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات، وتُسمَّى أحادية الصيغة الصبغية.

الانقسام الميوزي هو نوع من أنواع الانقسام الخلوي تنقسم فيه الخلية الجسمية إلى ٤ خلايا أحادية الصيغة الصبغية؛ كلٌّ له تركيبه الوراثي المميَّز.

قبل بدء الانقسام الميوزي، تحدث عملية تُسمَّى الطور البيني. وفيها يتضاعف الحمض النووي في الكروموسومات ليكوِّن كروماتيدَين كما هو موضَّح فيما يأتي:

يجب أن تنفصل هذه الكروموسومات المُتضاعِفة الـ ٤٦ ليصبح هناك ٢٣ كروموسومًا أحاديًّا في ٤ خلايا.

يمرُّ الانقسام الميوزي بجولتين من الانقسام. أثناء الانقسام الأول، تتوزَّع الكروموسومات المُتضاعِفة الـ ٤٦ على خليتين؛ بحيث تحصل كلُّ خلية على ٢٣ كروموسومًا مُتضاعِفًا. وهذا يتمُّ على عدَّة مراحل تُسمَّى: الطور التمهيدي، والطور الاستوائي، والطور الانفصالي، والطور النهائي. يمكنك الاطلاع على الانقسام الميوزي الأول فيما يأتي:

أثناء الانقسام الثاني، تحتوي الخليتان على ٢٣ كروموسومًا مُتضاعِفًا، وهذه الكروموسومات تنقسم إلى ٢٣ كروموسومًا أحاديًّا، ثم تنقسم الخليتان مُجدَّدًا إلى ٤ خلايا لإكمال الانقسام الميوزي. وهذا موضَّح فيما يأتي:

ومن ثَمَّ، تنطبق الصورة الموضَّحة في السؤال على الطور الاستوائي الثاني.

من بين السمات المميِّزة للانقسام الميوزي أن الخلية الواحدة يمكنها إنتاج أربع خلايا مختلفة وراثيًّا. هيا نتناول ذلك بمزيد من التفصيل.

إحدى الطرق التي تُحدِث تباينًا وراثيًّا في الإنسان تحدث أثناء الطور الانفصالي الأول، عندما تنفصل أزواج الكروموسومات المتماثلة. أثناء هذه المرحلة، تختلط كروموسومات الأم مع كروموسومات الأب بطريقة عشوائية. وبهذه الطريقة، تحتوي الخليتان البنويتان اللتان تتكوَّنان في نهاية الانقسام الميوزي الأول على خليط من الكروموموسات.

الطريقة الثانية التي تُحدِث تباينًا وراثيًّا تكون من خلال ظاهرة تُسمَّى العبور. وفيها يتبادل زوج من الكروموسومات المتماثلة المعلومات الوراثية بين الكروموسومات المُتضاعِفة. وهذا يحدث أثناء الطور التمهيدي الأول. الشكل ٨ يوضِّح عملية العبور:

مصطلح رئيسي: ظاهرة العبور

العبور هو تَبادُل المعلومات الوراثية أثناء الانقسام الميوزي لزيادة التباين الوراثي.

مثال ٤: فَهْم دور العبور في الانقسام الميوزي

يوضِّح الشكل كروموسومين في مرحلة العبور. ما فائدة هذه العملية؟

  1. خلق جينات جديدة تمامًا.
  2. تقليل مخاطر حدوث طفرات.
  3. زيادة التباين الوراثي.
  4. زيادة احتمال حدوث الإخصاب.

الحل

تُخزِّن نواة الخلية الحيوانية المعلومات الوراثية في صورة حمض نووي (DNA). ويُرتَّب الحمض النووي (DNA) في صورة كروموسومات في النواة.

في الخلايا الجسمية للإنسان، يوجد ٤٦ كروموسومًا، أو مجموعتان يتكوَّن كلٌّ منهما من ٢٣ كروموسومًا. تأتي إحدى المجموعتين من الأم، وتأتي المجموعة الأخرى من الأب. يمكننا القول إن كروموسومات الأم وكروموسومات الأب متماثلة؛ لأنها متطابقة تقريبًا.

ونظرًا لوجود مجموعتين من الكروموسومات في الخلايا الجسمية، تُسمَّى هذه الخلايا خلايا ثنائية الصيغة الصبغية.

وتحتوي الجاميتات، مثل البويضات أو الحيوانات المنوية، على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات؛ ولذا تُسمَّى خلايا أحادية الصيغة الصبغية.

تتكوَّن هذه الجاميتات عن طريق الانقسام الميوزي. الانقسام الميوزي هو نوع من أنواع الانقسام الخلوي تُنتِج فيه الخلية الأبوية أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية مختلفة وراثيًّا.

قد يحدث هذا التباين الوراثي في مرحلة العبور، ومرحلة العبور هذه تحدث خلال إحدى مراحل الانقسام الميوزي.

وكما هو موضَّح في الصورة الموجودة في السؤال، يتضمَّن هذا تَبادُل أجزاء من الكروموسومات المتماثلة. وهذا لا يُنتِج جينات جديدة أو يُحدِث طفرات في الحمض النووي (DNA) بأيِّ طريقة. ما يحدث ببساطة هو انتقال جزء من الحمض النووي (DNA) بين الكروموسومات المتماثلة التي قد تُوجَد بينها فروق طفيفة. قد يحدث هذا للعديد من أزواج الكروموسومات أثناء الانقسام الميوزي، ويمكن أن يؤدِّي إلى زيادة التباين الوراثي في الجاميتات.

ومن ثَمَّ، فالعبور يزيد التباين الوراثي.

هيا نلخِّص بعض النقاط الرئيسية التي تناولناها في هذا الشارح.

النقاط الرئيسية

  • تتكوَّن الجاميتات عن طريق الانقسام الميوزي.
  • الانقسام الميوزي هو نوع خاصٌّ من أنواع الانقسام الخلوي تُنتِج فيه خلية واحدة أربع خلايا مختلفة وراثيًّا تحتوي على نصف العدد من الكروموسومات.
  • يمرُّ الانقسام الميوزي بجولتين من الانقسام: الانقسام الميوزي الأول، والانقسام الميوزي الثاني.
  • تشمل المراحل الأساسية في الانقسام الميوزي الأول والانقسام الميوزي الثاني: الطور التمهيدي، والطور الاستوائي، والطور الانفصالي، والطور النهائي.
  • تتكرَّر مراحل الانقسام الميوزي الأول في الانقسام الميوزي الثاني.
  • يحدث العبور أثناء الانقسام الميوزي لزيادة التباين الوراثي.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.