الانقسام الاختزالي وانقسام الخلايا الجرثومية
الانقسام الاختزالي هو الانقسام الخلوي المتخصص الذي ينتج أمشاجًا أحادية الصيغة الصبغية من سلائف الخلايا الجرثومية ثنائية الصيغة الصبغية. تتبع جولة واحدة من تضاعف الحمض النووي انقسامين متتاليين، مما يؤدي إلى تنصيف عدد الكروموسومات، ومن خلال إعادة التركيب والتوزيع المستقل، يولد تنوعًا جينيًا بين البويضات والحيوانات المنوية الناتجة.
Definition
الانقسام الاختزالي هو شكل من أشكال انقسام الخلايا الجرثومية حيث تتبع جولة واحدة من تضاعف الحمض النووي انقسامين نوويين متتاليين، مما ينتج أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية من خلية سلفية ثنائية الصيغة الصبغية؛ تتزاوج الكروموسومات المتماثلة وتُعاد تركيبها ثم تنفصل في الانقسام الاختزالي الأول، بينما تنفصل الكروماتيدات الشقيقة في الانقسام الاختزالي الثاني.
Scope
يصف هذا المدخل الانقسامين الاختزاليين (الانقسام الاختزالي الأول والثاني)، وازدواج الكروموسومات المتماثلة وإعادة تركيبها، والانفصال الاختزالي الذي ينصف الصيغة الصبغية، ودور الانقسام الاختزالي في تكوين الأمشاج، وكيف تؤدي الأخطاء في انفصال الكروموسومات إلى اختلال الصيغة الصبغية. يتعامل مع الانقسام الاختزالي كموضوع بيولوجيا الخلية والخلايا الجرثومية، وليس كإرشادات سريرية.
Key concepts
- الانقسام الاختزالي (الانقسام الاختزالي الأول) والانقسام المتساوي (الانقسام الاختزالي الثاني)
- ازدواج الكروموسومات المتماثلة (التشابك)
- العبور وإعادة التركيب
- التصالبات والمعقد المشبكي
- التوزيع المستقل
- الأمشاج أحادية الصيغة الصبغية والإخصاب
- اختلال الصيغة الصبغية وعدم الانفصال
Mechanisms
بعد جولة واحدة من تضاعف الحمض النووي، يقوم الانقسام الاختزالي بانقسامين. في الانقسام الاختزالي الأول، تتزاوج الكروموسومات المتماثلة (التشابك)، وتتبادل الأجزاء عن طريق العبور لتشكيل التصالبات، ثم تنفصل إلى أقطاب متقابلة — وهو انقسام اختزالي ينصف عدد الكروموسومات. من السمات الجزيئية المميزة، والتي راجعها بترونتشكي وزملاؤه، أن الكينيتوخورات الشقيقة تتجه نحو نفس القطب (التوجه الأحادي) وأن التماسك على طول أذرع الكروموسومات يتحرر في الانقسام الاختزالي الأول بينما يتم حماية تماسك السنترومير حتى الانقسام الاختزالي الثاني، عندما تنفصل الكروماتيدات الشقيقة أخيرًا. وهكذا يوزع الانقسامان كروماتيدًا واحدًا من كل متماثل في كل من المنتجات الأربعة أحادية الصيغة الصبغية. الأخطاء في هذا التنسيق — عدم الانفصال — تنتج أمشاجًا بعدد كروموسومات خاطئ؛ يراجع هاسولد وهانت كيف أن مثل هذه الأخطاء الانقسامية هي المصدر الرئيسي لاختلال الصيغة الصبغية البشرية.
Clinical relevance
الانقسام الاختزالي هو الأساس الخلوي لتكوين الأمشاج، ويوصف عدم الانفصال الانقسامي بأنه أصل اختلالات الصيغة الصبغية التي يرتفع تواترها مع تقدم عمر الأم. هذا المدخل هو وصف مرجعي لانقسام الخلايا الجرثومية والنشأة الخلوية لاختلال الصيغة الصبغية؛ ولا يقدم نصائح تشخيصية أو طبية تناسلية.
History
تم التعرف على الانقسام الاختزالي في أواخر القرن التاسع عشر على أنه الانقسام الذي ينصف الكروموسومات والضروري للتكاثر الجنسي، مكملاً لأفكار فايسمان حول الخط الجرثومي. ربط علم الوراثة الخلوية في القرن العشرين إعادة التركيب الانقسامي وعدم الانفصال بالوراثة والاضطرابات الكروموسومية، وشرح العمل الجزيئي في الكائنات النموذجية — الذي لخصه بترونتشكي وزملاؤه — لاحقًا كيف يفرض التماسك وتوجه الكينيتوخورات البرنامج الاختزالي ذي الخطوتين.
Key figures
- Kim Nasmyth
- Terry Hassold
- Patricia Hunt
Related topics
Seminal works
- petronczki-2003
- hassold-hunt-2001
Frequently asked questions
- كيف يختلف الانقسام الاختزالي عن الانقسام المتساوي؟
- الانقسام المتساوي هو انقسام واحد ينتج خليتين ثنائيتي الصيغة الصبغية متطابقتين وراثيًا للخلية الأم، بينما يتألف الانقسام الاختزالي من انقسامين بعد تضاعف واحد، وينتج أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية تختلف وراثيًا بسبب إعادة التركيب والتوزيع المستقل.
- لماذا يتضمن الانقسام الاختزالي انقسامين؟
- يفصل الانقسام الأول (الانقسام الاختزالي الأول) الكروموسومات المتماثلة المزدوجة لتنصيف عدد الكروموسومات، ويفصل الانقسام الثاني (الانقسام الاختزالي الثاني) الكروماتيدات الشقيقة إلى حد كبير كما يفعل الانقسام المتساوي؛ وهما معًا يحولان خلية ثنائية الصيغة الصبغية واحدة إلى أربعة أمشاج أحادية الصيغة الصبغية.