دورة الخلية. باختصار حول الطور البيني

ارتفاع جسم الإنسانيحدث بسبب زيادة في حجم وعدد الخلايا، ويتم ضمان هذا الأخير عن طريق عملية الانقسام، أو الانقسام. يحدث تكاثر الخلايا تحت تأثير عوامل النمو خارج الخلية، وتخضع الخلايا نفسها لتسلسل متكرر من الأحداث المعروفة باسم دورة الخلية.

هناك أربعة رئيسية المراحل: G1 (ما قبل التخليق)، S (الاصطناعي)، G2 (ما بعد التخليق)، M (الانقسام الفتيلي). ويلي ذلك فصل السيتوبلازم والغشاء البلازمي، مما يؤدي إلى خليتين ابنتيتين متطابقتين. تعد المراحل Gl وS وG2 جزءًا من الطور البيني. يحدث تكرار الكروموسوم خلال المرحلة الاصطناعية، أو المرحلة S.
غالبية الخلايالا تخضع للانقسام النشط، ويتم قمع نشاطها الانقسامي خلال مرحلة GO، والتي تعد جزءًا من مرحلة G1.

مدة المرحلة Mتتراوح مدتها بين 30 و60 دقيقة، في حين تتم دورة الخلية بأكملها في حوالي 20 ساعة، اعتمادًا على العمر، تخضع الخلايا البشرية الطبيعية (غير الورمية) لما يصل إلى 80 دورة انقسامية.

العمليات دورة الخليةيتم التحكم فيها عن طريق التنشيط المتكرر وتعطيل الإنزيمات الرئيسية التي تسمى كينازات البروتين المعتمدة على السيكلين (CDPKs)، بالإضافة إلى العوامل المساعدة لها، السيكلينات. في هذه الحالة، تحت تأثير الفسفوكيناز والفوسفات، يحدث الفسفرة وإزالة الفسفرة لمجمعات cyclin-CZK الخاصة، المسؤولة عن بداية مراحل معينة من الدورة.

بالإضافة إلى ذلك، على ذات الصلة مراحل مشابهة لبروتينات CZKتسبب ضغط الكروموسومات، وتمزق الغلاف النووي وإعادة تنظيم الأنابيب الدقيقة الهيكلية الخلوية من أجل تشكيل مغزل انشطاري (مغزل انقسامي).

المرحلة G1 من دورة الخلية

المرحلة G1- مرحلة وسطية بين المرحلتين M و S، تزداد خلالها كمية السيتوبلازم. بالإضافة إلى ذلك، في نهاية المرحلة G1 توجد نقطة تفتيش أولى حيث يتم فحص إصلاح الحمض النووي والظروف البيئية (ما إذا كانت مواتية بما يكفي للانتقال إلى المرحلة S).

في حالة النووية الحمض النوويعند تلفه، يزداد نشاط البروتين p53، مما يحفز نسخ p21. يرتبط الأخير بمركب cyclin-CZK محدد، وهو المسؤول عن نقل الخلية إلى الطور S، ويمنع انقسامها في مرحلة الطور Gl. وهذا يسمح لإنزيمات الإصلاح بإصلاح أجزاء الحمض النووي التالفة.

إذا حدثت الأمراض تكرار بروتين p53 للحمض النووي المعيبيستمر، مما يسمح للخلايا المنقسمة بتراكم الطفرات ويساهم في تطوير عمليات الورم. ولهذا السبب يُطلق على البروتين p53 غالبًا اسم "حارس الجينوم".

مرحلة G0 من دورة الخلية

لا يمكن تكاثر الخلايا في الثدييات إلا بمشاركة الخلايا التي تفرزها خلايا أخرى. عوامل النمو خارج الخلية، والتي تمارس تأثيرها من خلال نقل الإشارة المتتالية للجينات الورمية الأولية. إذا لم تتلق الخلية الإشارات المناسبة خلال مرحلة G1، فإنها تخرج من دورة الخلية وتدخل في حالة G0، حيث يمكنها البقاء فيها لعدة سنوات.

تحدث كتلة G0 بمساعدة البروتينات - مثبطات الانقسام الفتيلي، أحدها بروتين الشبكية(بروتين Rb) مشفر بواسطة أليلات طبيعية لجين الورم الأرومي الشبكي. يرتبط هذا البروتين بتحريف البروتينات التنظيمية، مما يمنع تحفيز نسخ الجينات الضرورية لتكاثر الخلايا.

عوامل النمو خارج الخلية تدمر الكتلة عن طريق التنشيط مجمعات cyclin-CZK الخاصة بـ Gl، الذي يفسفر بروتين Rb ويغير شكله، ونتيجة لذلك ينقطع الاتصال بالبروتينات التنظيمية. وفي الوقت نفسه، يقوم الأخير بتنشيط نسخ الجينات التي يشفرها، مما يؤدي إلى عملية التكاثر.

المرحلة S من دورة الخلية

الكمية القياسية حلزونات DNA المزدوجةفي كل خلية، عادةً ما يتم تعيين المجموعة الثنائية الصبغية المقابلة من الكروموسومات المفردة المجدولة على أنها 2C. يتم الحفاظ على مجموعة 2C طوال المرحلة G1 وتتضاعف (4C) خلال المرحلة S، عندما يتم تصنيع الحمض النووي الصبغي الجديد.

البدء من النهاية المرحلة Sوحتى المرحلة M (بما في ذلك المرحلة G2)، يحتوي كل كروموسوم مرئي على جزيئين من الحمض النووي مرتبطين بإحكام يُطلق عليهما الكروماتيدات الشقيقة. وهكذا، في الخلايا البشرية، من نهاية الطور S إلى منتصف الطور M، يوجد 23 زوجًا من الكروموسومات (46 وحدة مرئية)، ولكن 4C (92) حلزونات مزدوجة من الحمض النووي النووي.

في تَقَدم الانقسام المتساوييتم توزيع مجموعات متطابقة من الكروموسومات بين خليتين ابنتيتين بحيث تحتوي كل منهما على 23 زوجًا من جزيئات الحمض النووي 2C. تجدر الإشارة إلى أن المرحلتين G1 وG0 هما المرحلتان الوحيدتان في دورة الخلية التي يتوافق خلالها 46 كروموسومًا في الخلايا مع مجموعة 2C من جزيئات الحمض النووي.

المرحلة G2 من دورة الخلية

ثانية نقطة فحص، حيث يتم اختبار حجم الخلية، في نهاية المرحلة G2، الواقعة بين المرحلة S والانقسام الفتيلي. بالإضافة إلى ذلك، في هذه المرحلة، قبل الانتقال إلى الانقسام، يتم التحقق من اكتمال النسخ المتماثل وسلامة الحمض النووي. الانقسام الفتيلي (المرحلة M)

1. الطور الأول. وتبدأ الكروموسومات، التي يتكون كل منها من كروماتيدين متماثلين، في التكاثف وتصبح مرئية داخل النواة. عند القطبين المتقابلين للخلية، يبدأ جهاز يشبه المغزل بالتشكل حول جسيمين مركزيين من ألياف التيوبيولين.

2. بروميتافاس. ينقسم الغشاء النووي. تتشكل الحركية حول السنتروميرات للكروموسومات. تخترق ألياف التوبولين النواة وتتركز بالقرب من الحيز الحركي، وتربطها بالألياف المنبعثة من الجسيمات المركزية.

3. الطورية. يؤدي شد الألياف إلى اصطفاف الكروموسومات في منتصف المسافة بين أعمدة المغزل، وبالتالي تشكيل لوحة الطورية.

4. الطور الانفصالي. يتضاعف DNA السنترومير، المشترك بين الكروماتيدات الشقيقة، وتنفصل الكروماتيدات وتتحرك بعيدًا عن بعضها البعض بالقرب من القطبين.

5. الطور النهائي. تصل الكروماتيدات الشقيقة المنفصلة (والتي تعتبر من الآن فصاعدا كروموسومات) إلى القطبين. يظهر غشاء نووي حول كل مجموعة. يتبدد الكروماتين المضغوط ويتشكل النواة.

6. انقسام السيتوبلازم. ينقبض غشاء الخلية ويتشكل ثلم انقسام في المنتصف بين القطبين، والذي بمرور الوقت يفصل بين الخليتين الابنتين.

دورة الجسيم المركزي

في وقت المرحلة G1وينفصل زوج من المريكزات المرتبطة بكل جسيم مركزي. خلال المرحلتين S وG2، يتكون مريكز ابنة جديد على يمين المريكزات القديمة. في بداية الطور M، ينقسم الجسيم المركزي، ويتحرك اثنان من الجسيم المركزي الابن نحو قطبي الخلية.

دورة الخلية هي فترة وجود الخلية منذ لحظة تكوينها بانقسام الخلية الأم حتى انقسامها أو موتها.

مدة دورة الخلية

يختلف طول دورة الخلية بين الخلايا المختلفة. يمكن لخلايا الكائنات الحية البالغة سريعة التكاثر، مثل الخلايا المكونة للدم أو الخلايا القاعدية للبشرة والأمعاء الدقيقة، أن تدخل دورة الخلية كل 12 إلى 36 ساعة، ويتم ملاحظة دورات الخلايا القصيرة (حوالي 30 دقيقة) أثناء التفتت السريع لبيض شوكيات الجلد والبرمائيات. وغيرها من الحيوانات. في ظل الظروف التجريبية، العديد من خطوط زراعة الخلايا لديها دورة خلية قصيرة (حوالي 20 ساعة). بالنسبة للخلايا الأكثر نشاطًا في الانقسام، تكون الفترة بين الانقسامات حوالي 10-24 ساعة.

مراحل دورة الخلية

تتكون دورة الخلية حقيقية النواة من فترتين:

فترة من نمو الخلايا تسمى "الطور البيني"، يتم خلالها تصنيع الحمض النووي والبروتينات ويتم التحضير لانقسام الخلايا.

فترة انقسام الخلايا تسمى "المرحلة M" (من كلمة الانقسام - الانقسام).

تتكون الطور البيني من عدة فترات:

G 1-المرحلة (من الإنجليزية. فجوة- الفاصل الزمني)، أو مرحلة النمو الأولية، والتي يحدث خلالها تخليق الرنا المرسال والبروتينات والمكونات الخلوية الأخرى؛

المرحلة S (من الإنجليزية. توليف- التخليق)، والذي يحدث خلاله تكرار الحمض النووي لنواة الخلية، ويحدث أيضًا مضاعفة المريكزات (إن وجدت بالطبع).

مرحلة G2، والتي يتم خلالها التحضير للانقسام الفتيلي.

في الخلايا المتمايزة التي لم تعد تنقسم، قد لا يكون هناك طور G1 في دورة الخلية. هذه الخلايا تكون في مرحلة الراحة G0.

تتضمن فترة انقسام الخلايا (المرحلة M) مرحلتين:

الحركية (تقسيم نواة الخلية) ؛

التحريك الخلوي (انقسام السيتوبلازم).

وفي المقابل، ينقسم الانقسام إلى خمس مراحل.

يعتمد وصف انقسام الخلايا على بيانات الفحص المجهري الضوئي مع التصوير الفوتوغرافي المجهري وعلى نتائج الفحص المجهري الضوئي والإلكتروني للخلايا الثابتة والملونة.

تنظيم دورة الخلية

يحدث التسلسل المنتظم للتغيرات في فترات دورة الخلية من خلال تفاعل البروتينات مثل الكينازات المعتمدة على السيكلين والسيكلينات. يمكن للخلايا في الطور G0 أن تدخل دورة الخلية عندما تتعرض لعوامل النمو. عوامل النمو المختلفة، مثل عوامل النمو المشتقة من الصفائح الدموية والبشرة والأعصاب، من خلال الارتباط بمستقبلاتها، تؤدي إلى سلسلة من الإشارات داخل الخلايا، مما يؤدي في النهاية إلى نسخ جينات السيكلين والإنزيمات المعتمدة على السيكلين. تصبح الكينازات المعتمدة على السيكلين نشطة فقط عند التفاعل مع السيكلينات المقابلة. يتغير محتوى السيكلينات المختلفة في الخلية طوال دورة الخلية. Cyclin هو مكون تنظيمي لمجمع الكيناز المعتمد على السيكلين. الكيناز هو المكون الحفاز لهذا المجمع. الكينازات غير نشطة بدون السيكلينات. يتم تصنيع السيكلينات المختلفة في مراحل مختلفة من دورة الخلية. وبالتالي، فإن محتوى سيكلين ب في بويضات الضفدع يصل إلى الحد الأقصى في وقت الانقسام، عندما يتم إطلاق سلسلة كاملة من تفاعلات الفسفرة المحفزة بواسطة مجمع كيناز المعتمد على سيكلين ب/سيكلين. بحلول نهاية الانقسام الفتيلي، يتم تدمير السيكلين بسرعة بواسطة البروتينات.

الطور البينيG1يتبع الطور النهائي للانقسام الفتيلي. خلال هذه المرحلة، تقوم الخلية بتصنيع الحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات. مدة المرحلة من عدة ساعات إلى عدة أيام. جي0.قد تخرج الخلايا من الدورة وتكون في مرحلة G0. في المرحلة G0، تبدأ الخلايا في التمايز. س.خلال المرحلة S، يستمر تخليق البروتين في الخلية، ويحدث تكرار الحمض النووي، وتنفصل المريكزات. في معظم الخلايا، تستمر المرحلة S من 8 إلى 12 ساعة. G2.خلال المرحلة G2، يستمر تخليق الحمض النووي الريبي (RNA) والبروتين (على سبيل المثال، تخليق التوبولين للأنابيب الدقيقة المغزلية الانقسامية). تصل المريكزات الابنة إلى حجم العضيات النهائية. تستمر هذه المرحلة 2-4 ساعات. الانقسام المتساويأثناء الانقسام الفتيلي، تنقسم النواة (حركية النواة) والسيتوبلازم (حركة خلوية). مراحل الانقسام: الطور التمهيدي، الطور الأولي، الطور الاستوائي، الطور الانفصالي، الطور النهائي (الشكل 2-52). الطور الأول.يتكون كل كروموسوم من كروماتيدات شقيقة متصلة بواسطة سنترومير؛ وتختفي النواة. تنظم المريكزات المغزل الانقسامي. زوج من المريكزات هو جزء من mi

1. ما هي دورة الخلية؟

دورة الخلية هي وجود الخلية منذ لحظة تكوينها أثناء انقسام الخلية الأم حتى انقسامها (بما في ذلك هذا الانقسام) أو الموت. تتكون دورة الخلية من الطور البيني والانقسام الفتيلي (انقسام الخلايا).

2. ما يسمى الطور البيني؟ ما الأحداث الرئيسية التي تحدث في فترات الطور البيني G 1 وS وG 2؟

الطور البيني هو جزء من دورة الخلية بين قسمين متتاليين. خلال الطور البيني بأكمله، تكون الكروموسومات غير حلزونية وتقع في نواة الخلية على شكل كروماتين. كقاعدة عامة، تتكون الطور البيني من ثلاث فترات:

● فترة ما قبل التخليق (G 1) – أطول جزء من الطور البيني (من 2 – 3 ساعات إلى عدة أيام). خلال هذه الفترة، تنمو الخلية، ويزيد عدد العضيات، وتتراكم الطاقة والمواد لمضاعفة الحمض النووي لاحقا. خلال فترة G1، يتكون كل كروموسوم من كروماتيد واحد. مجموعة الكروموسومات (ن) والكروماتيدات (ج) للخلية ثنائية الصيغة الصبغية في الفترة G 1 هي 2n2c.

● خلال فترة التخليق (S) يحدث تضاعف الحمض النووي (التكرار)، وكذلك تخليق البروتينات اللازمة للتكوين اللاحق للكروموسومات. خلال هذه الفترة نفسها، يحدث مضاعفة المريكزات. بحلول نهاية الفترة S، يتكون كل كروموسوم من كروماتيدين شقيقين متطابقين متصلين عند السنترومير. مجموعة الكروموسومات والكروماتيدات للخلية ثنائية الصيغة الصبغية في نهاية الفترة S (أي بعد التكاثر) هي 2n4c.

● خلال فترة ما بعد التخليق (G 2)، تقوم الخلية بتجميع الطاقة وتصنيع البروتينات للانقسام القادم (على سبيل المثال، التوبولين لبناء الأنابيب الدقيقة، والتي تشكل فيما بعد المغزل). خلال فترة G 2 بأكملها، تكون مجموعة الكروموسومات والكروماتيدات في الخلية 2n4c.

وفي نهاية الطور البيني، يبدأ انقسام الخلايا.

3. ما هي الخلايا التي تتميز بفترة G0؟ ماذا يحدث خلال هذه الفترة؟

على عكس الخلايا التي تنقسم باستمرار (على سبيل المثال، خلايا الطبقة الجرثومية للبشرة، ونخاع العظم الأحمر، والغشاء المخاطي للجهاز الهضمي للحيوانات، وخلايا الأنسجة التعليمية للنباتات)، فإن معظم خلايا الكائن متعدد الخلايا تأخذ مسار التخصص، وبعد المرور بجزء من فترة G 1، يمر خلال فترة الراحة (G 0 -period).

تؤدي الخلايا في فترة G0 وظائفها المحددة في الجسم، وتحدث فيها عمليات التمثيل الغذائي والطاقة، ولكن لا يحدث الاستعداد للتكاثر. تميل هذه الخلايا إلى فقدان قدرتها على الانقسام بشكل دائم. وتشمل الأمثلة الخلايا العصبية، وخلايا العدسة، وغيرها الكثير.

ومع ذلك، فإن بعض الخلايا الموجودة في فترة G0 (على سبيل المثال، الكريات البيض وخلايا الكبد) يمكن أن تتركها وتستمر في دورة الخلية، وتمر بجميع فترات الطور البيني والانقسام الفتيلي. وهكذا، يمكن لخلايا الكبد أن تكتسب مرة أخرى القدرة على الانقسام بعد عدة أشهر من الراحة.

4. كيف يتم تكرار الحمض النووي؟

النسخ المتماثل هو ازدواجية الحمض النووي، وهو أحد تفاعلات تركيب القالب. أثناء النسخ، تقوم إنزيمات خاصة بفصل شريطي جزيء الحمض النووي الأصلي، مما يؤدي إلى كسر الروابط الهيدروجينية بين النيوكليوتيدات التكميلية. ترتبط جزيئات بوليميراز الحمض النووي، وهو إنزيم التضاعف الرئيسي، بالشرائط المنفصلة. ثم تبدأ جزيئات بوليميراز الحمض النووي في التحرك على طول السلاسل الأم، واستخدامها كقوالب، وتصنيع سلاسل ابنة جديدة، واختيار النيوكليوتيدات لها وفقا لمبدأ التكامل.

نتيجة للتضاعف، يتم تشكيل جزيئين متطابقين من الحمض النووي المزدوج تقطعت بهم السبل. يحتوي كل واحد منهم على سلسلة واحدة من الجزيء الأم الأصلي وسلسلة ابنة تم تصنيعها حديثًا.

5. هل جزيئات الحمض النووي التي تشكل الكروموسومات المتماثلة هي نفسها؟ في تكوين الكروماتيدات الشقيقة؟ لماذا؟

جزيئات الحمض النووي في الكروماتيدات الشقيقة لكروموسوم واحد متطابقة (لها نفس تسلسل النيوكليوتيدات)، لأن يتم تشكيلها نتيجة لتكرار جزيء الحمض النووي الأم الأصلي. يحتوي كل من جزيئي الحمض النووي اللذين يشكلان الكروماتيدات الشقيقة على شريط واحد من جزيء الحمض النووي الأم الأصلي (القالب) وشريط جديد جديد تم تصنيعه في هذا القالب.

جزيئات الحمض النووي في الكروموسومات المتماثلة ليست متطابقة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الكروموسومات المتماثلة لها أصول مختلفة. في كل زوج من الكروموسومات المتماثلة، أحدهما للأم (موروث من الأم)، والآخر أبوي (موروث من الأب).

6. ما هو النخر؟ موت الخلايا المبرمج؟ ما هي أوجه التشابه والاختلاف بين النخر وموت الخلايا المبرمج؟

النخر هو موت الخلايا والأنسجة في الكائن الحي بسبب عوامل ضارة ذات طبيعة مختلفة.

موت الخلايا المبرمج هو موت الخلايا المبرمج الذي ينظمه الجسم (ما يسمى "الانتحار الخلوي").

التشابه:

● النخر وموت الخلايا المبرمج نوعان من موت الخلايا.

● يحدث في جميع مراحل حياة الجسم.

اختلافات:

● النخر هو موت الخلايا بشكل عشوائي (غير مخطط له)، والذي قد يحدث بسبب التعرض لدرجات حرارة عالية ومنخفضة، أو الإشعاعات المؤينة، أو المواد الكيميائية المختلفة (بما في ذلك السموم)، أو التلف الميكانيكي، أو ضعف إمدادات الدم أو تعصيب الأنسجة، أو رد فعل تحسسي. يتم التخطيط لموت الخلايا المبرمج في البداية من قبل الجسم (مبرمج وراثيًا) وينظمه. أثناء موت الخلايا المبرمج، تموت الخلايا دون ضرر مباشر، نتيجة لتلقيها إشارة جزيئية محددة - "أمر التدمير الذاتي".

● نتيجة موت الخلايا المبرمج، تموت خلايا فردية معينة (فقط تلك التي تلقت "الأمر")، وعادة ما تخضع مجموعات كاملة من الخلايا للموت النخري.

● أثناء الموت النخري في الخلايا التالفة، تتعطل نفاذية الغشاء، ويتوقف تخليق البروتين، وتتوقف العمليات الأيضية الأخرى، ويتم تدمير النواة والعضيات، وأخيراً الخلية بأكملها. عادة، يتم مهاجمة الخلايا الميتة من قبل الكريات البيض، ويتطور رد فعل التهابي في منطقة النخر. أثناء موت الخلايا المبرمج، تنقسم الخلية إلى أجزاء منفصلة محاطة بالبلازما. عادةً، يتم امتصاص أجزاء من الخلايا الميتة بواسطة خلايا الدم البيضاء أو الخلايا المجاورة دون إثارة استجابة التهابية.

و (أو) ميزات أخرى مهمة.

7. ما أهمية موت الخلايا المبرمج في حياة الكائنات متعددة الخلايا؟

إحدى الوظائف الرئيسية لموت الخلايا المبرمج في كائن متعدد الخلايا هو ضمان التوازن الخلوي. بفضل موت الخلايا المبرمج، يتم الحفاظ على النسبة الصحيحة لعدد الخلايا من أنواع مختلفة، ويتم ضمان تجديد الأنسجة، وإزالة الخلايا المعيبة وراثيا. يبدو أن موت الخلايا المبرمج يقطع اللانهاية من انقسامات الخلايا. غالبًا ما يؤدي ضعف موت الخلايا المبرمج إلى تطور الأورام الخبيثة وأمراض المناعة الذاتية (العمليات المرضية التي يتطور فيها رد الفعل المناعي ضد خلايا وأنسجة الجسم).

8. لماذا تعتقد أن الحافظ الرئيسي للمعلومات الوراثية في الغالبية العظمى من الكائنات الحية هو الحمض النووي، وأن الحمض النووي الريبي (RNA) يؤدي وظائف مساعدة فقط؟

تكمن الطبيعة المزدوجة لجزيء الحمض النووي في عمليات التكرار الذاتي (التكرار) والقضاء على الضرر - الإصلاح (يعمل الشريط غير التالف كمصفوفة لاستعادة الشريط التالف). نظرًا لكونه مفردًا، فإن الحمض النووي الريبوزي (RNA) غير قادر على التكاثر، وتتعرض عمليات الإصلاح للإعاقة. بالإضافة إلى ذلك، فإن وجود مجموعة هيدروكسيل إضافية على الريبوز (مقارنة بالريبوز منقوص الأكسجين) يجعل الحمض النووي الريبي (RNA) أكثر عرضة للتحلل المائي من الحمض النووي.

ما هو الطور البيني؟ يأتي المصطلح من الكلمة اللاتينية "inter"، والتي تُرجمت إلى "بين"، و"المرحلة" اليونانية - الفترة. وهذه هي الفترة الأكثر أهمية التي تنمو خلالها الخلية وتتراكم العناصر الغذائية استعدادًا للانقسام التالي. يحتل الطور البيني جزءًا كبيرًا من دورة الخلية بأكملها؛ ويحدث فيه ما يصل إلى 90% من عمر الخلية بأكمله.

ما هو الطور البيني

كقاعدة عامة، ينمو الجزء الرئيسي من مكونات الخلية طوال المرحلة بأكملها، لذلك من الصعب للغاية التمييز بين أي مراحل فردية فيها. ومع ذلك، فقد قسم علماء الأحياء الطور البيني إلى ثلاثة أجزاء، مع التركيز على وقت التضاعف في نواة الخلية.

فترات الطور البيني: الطور G(1)، الطور S، الطور G(2). تبدأ فترة ما قبل التركيب (G1)، والتي يأتي اسمها من الفجوة الإنجليزية، وترجمتها "الفاصل الزمني"، مباشرة بعد الانقسام. وهذه فترة طويلة جدًا، تستمر من عشر ساعات إلى عدة أيام. خلال هذه الفترة يحدث تراكم المواد ويتم التحضير لمضاعفة المادة الوراثية: يبدأ تركيب الحمض النووي الريبي (RNA) وتتشكل البروتينات اللازمة.

ما هو الطور البيني في فترته الأخيرة؟ في مرحلة ما قبل التصنيع، يزداد عدد الريبوسومات، وتزداد مساحة سطح الشبكة الإندوبلازمية الخشنة، وتظهر ميتوكوندريا جديدة. الخلية، التي تستهلك الكثير من الطاقة، تنمو بسرعة.

الخلايا المتمايزة، التي لم تعد قادرة على الانقسام، تبقى في مرحلة راحة تسمى G0.

الفترة الرئيسية من الطور البيني

بغض النظر عن العمليات التي تحدث في الخلية أثناء الطور البيني، فإن كل مرحلة من المراحل الفرعية مهمة للتحضير الشامل للانقسام الفتيلي. ومع ذلك، يمكن أن يسمى الفترة الاصطناعية نقطة تحول، لأنه خلال ذلك يتم مضاعفة الكروموسومات ويبدأ التحضير الفوري للانقسام. يستمر تصنيع الحمض النووي الريبوزي (RNA)، ولكنه يتحد على الفور مع بروتينات الكروموسومات، ويبدأ تضاعف الحمض النووي (DNA).

تستمر الطور البيني للخلية في هذا الجزء من ست إلى عشر ساعات. ونتيجة لذلك، يتضاعف كل كروموسوم ويتكون بالفعل من زوج من الكروماتيدات الشقيقة، والتي سوف تتفرق بعد ذلك إلى قطبي المغزل. في المرحلة الاصطناعية، تتضاعف المريكزات، إذا كانت موجودة بالطبع في الخلية. خلال هذه الفترة، يمكن رؤية الكروموسومات تحت المجهر.

الفترة الثالثة

من الناحية الوراثية، تكون الكروماتيدات متطابقة تمامًا، حيث أن أحدهما للأم، والثاني يتم نسخه باستخدام الحمض النووي الريبوزي الرسول.

وبمجرد حدوث المضاعفة الكاملة لجميع المواد الوراثية، تبدأ فترة ما بعد التخليق، التي تسبق الانقسام. ويتبع ذلك تكوين الأنابيب الدقيقة، والتي سيتشكل منها المغزل لاحقًا، وسوف تتباعد الكروماتيدات إلى القطبين. يتم أيضًا تخزين الطاقة، لأنه أثناء الانقسام المتساوي يتناقص تركيب العناصر الغذائية. مدة فترة ما بعد التخليق قصيرة، وعادة ما تستمر بضع ساعات فقط.

نقاط تفتيش

خلال هذه العملية، يجب أن تمر الخلية عبر نقاط تفتيش معينة - "علامات" مهمة، وبعد ذلك تنتقل إلى مرحلة أخرى. إذا لم تتمكن الخلية لسبب ما من اجتياز نقطة التفتيش، فإن دورة الخلية بأكملها تتجمد، ولن تبدأ المرحلة التالية حتى يتم تصحيح المشاكل التي منعتها من المرور عبر نقطة التفتيش.

هناك أربع نقاط رئيسية، معظمها في الطور البيني فقط. تمر الخلية بنقطة التفتيش الأولى في مرحلة ما قبل التصنيع، عندما يتم فحص سلامة الحمض النووي. إذا كان كل شيء صحيحا، فستبدأ الفترة الاصطناعية. في ذلك، نقطة التوفيق هي التحقق من الدقة في تكرار الحمض النووي. نقطة التفتيش في مرحلة ما بعد التركيب هي التحقق من الضرر أو السهو في النقطتين السابقتين. تتحقق هذه المرحلة أيضًا من مدى حدوث النسخ المتماثل والخلايا بشكل كامل. لا يُسمح لأولئك الذين لم يجتازوا هذا الاختبار بالمشاركة في الانقسام الفتيلي.

مشاكل في الطور البيني

يمكن أن يؤدي انتهاك دورة الخلية الطبيعية ليس فقط إلى فشل الانقسام الفتيلي، ولكن أيضًا إلى تكوين أورام صلبة. علاوة على ذلك، فهذا أحد الأسباب الرئيسية لظهورها. إن المسار الطبيعي لكل مرحلة، مهما كانت قصيرة، يحدد مسبقًا الانتهاء بنجاح من المراحل اللاحقة وغياب المشاكل. الخلايا السرطانية لها تغييرات عند نقاط تفتيش دورة الخلية.

على سبيل المثال، في الخلية ذات الحمض النووي التالف، لا تحدث فترة الطور البيني الاصطناعي. تحدث الطفرات التي تؤدي إلى فقدان أو تغيرات في جينات البروتين p53. لا يوجد أي انسداد في دورة الخلية في الخلايا، ويبدأ الانقسام قبل الموعد المحدد. ونتيجة مثل هذه المشاكل هي وجود عدد كبير من الخلايا الطافرة، ومعظمها غير قابلة للحياة. ومع ذلك، فإن الخلايا القادرة على أداء وظيفتها تؤدي إلى ظهور خلايا خبيثة، والتي يمكن أن تنقسم بسرعة كبيرة بسبب قصر أو غياب مرحلة الراحة. تسمح خاصية الطور البيني للأورام الخبيثة التي تتكون من خلايا متحولة بالانقسام بسرعة كبيرة.

مدة الطور البيني

دعونا نعطي بعض الأمثلة عن المدة التي تستغرقها فترة الطور البيني في حياة الخلية مقارنة بالانقسام الفتيلي. في ظهارة الأمعاء الدقيقة للفئران العادية، تستغرق "مرحلة الراحة" ما لا يقل عن اثنتي عشرة ساعة، ويستمر الانقسام نفسه من 30 دقيقة إلى ساعة. تنقسم الخلايا التي تشكل جذر الفول البلدي كل 25 ساعة، وتستمر المرحلة M (الانقسام الفتيلي) لمدة نصف ساعة تقريبًا.

ما هو الطور البيني لحياة الخلية؟ هذه هي الفترة الأكثر أهمية، والتي بدونها لن يكون الانقسام الفتيلي فحسب، بل الحياة الخلوية ككل مستحيلة.