الانقسام الاختزالي والتكاثر الجنسي

الانقسام الاختزالي والتكاثر الجنسي، الفرق بين الانقسام الاختزالي والتكاثر الجنسي، القدرة على التكاثر البصري هي خاصية أساسية لجميع الكائنات الحية. بصري يعني أن نسل أي كائن حي يشبه إلى حد كبير والديهم وهذا التكاثر البصري ناتج عن الانقسام الاختزالي والتكاثر الجنسي، يتطلب التكاثر الجنسي الإخصاب، اتحاد خليتين من كائنين منفصلين ، الخلايا أحادية الصيغة الصبغية التي تحتوي على مجموعة واحدة من الكروموسومات.

التكاثر الجنسي

تسمى الخلايا التي تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات ثنائية الصبغيات ، ويسمى عدد مجموعات الكروموسومات في الخلية بمستوى ploidy ، إذا يجب أن تستمر الدورة التناسلية ، يجب أن تقلل الخلية ثنائية الصبغة بطريقة ما من عدد مجموعات الكروموسوم قبل أن يحدث الإخصاب مرة أخرى أو سيكون هناك مضاعفة مستمرة لعدد مجموعات الكروموسوم في كل جيل. لذلك ، يتضمن التكاثر الجنسي انقسامًا نوويًا يقلل من عدد مجموعات الكروموسوم.

التكاثر الجنسي هو إنتاج خلايا أحادية الصيغة الصبغية (الأمشاج) واندماج (إخصاب) اثنين من الأمشاج لتشكيل خلية ثنائية الصبغيات تسمى الزيجوت. تنتج جميع الحيوانات ومعظم النباتات هذه الأمشاج ، أو البيض والحيوانات المنوية ، في معظم النباتات والحيوانات ، من خلال عشرات الجولات من انقسام الخلايا الانقسامية ، وتتطور هذه الخلية ثنائية الصبغة إلى كائن بالغ.

الانقسام الاختزالي

يتم إنتاج الخلايا الفردية التي تشكل جزءًا من الدورة التناسلية الجنسية عن طريق نوع من الانقسام الخلوي يسمى الانقسام الاختزالي ، ويستخدم الانقسام الاختزالي العديد من الآليات نفسها مثل الانقسام الفتيلي ، ومع ذلك ، فإن نواة البداية تكون دائمًا ثنائية الصبغة وتنتج النوى في نهاية الانقسام. تكون الخلية الانتصافية أحادية العدد ، وبالتالي فإن الخلايا الناتجة لها نصف الكروموسومات كالوالد. لتحقيق هذا التخفيض في الكروموسومات ، يتكون الانقسام الاختزالي من جولة واحدة من ازدواج الكروموسومات وجولتين من الانقسام النووي.

نظرًا لأن الأحداث التي تحدث خلال كل مرحلة من مراحل الانقسام متطابقة مع أحداث الانقسام الفتيلي ، يتم تعيين نفس الأسماء للمراحل ، ومع ذلك ، نظرًا لوجود جولتين من الانقسام ، يتم تحديد العملية والمراحل الرئيسية بـ “I” أو “II “، وبالتالي ، الانقسام الاختزالي الأول هو الجولة الأولى من الانقسام الاختزالي ويتكون من المرحلة الأولى ، إلخ.

التكاثر الجنسي وعيوبه

كان التكاثر الجنسي ابتكارًا تطوريًا مبكرًا بعد ظهور الخلايا حقيقية النواة. أثناء التكاثر الجنسي ، يتم الجمع بين المادة الوراثية لشخصين لإنتاج ذرية متنوعة وراثيًا تختلف عن والديهم ، وحقيقة أن معظم حقيقيات النوى تتكاثر جنسيًا هي دليل على نجاحها التطوري ، في العديد من الحيوانات ، في الواقع ، الطريقة الوحيدة من التكاثر ، يُعتقد أن التنوع الجيني للنسل الناتج عن الجنس يمنح الأنواع فرصة أفضل للبقاء في بيئة غير متوقعة أو متغيرة.

يدرك العلماء بعض العيوب الحقيقية للتكاثر الجنسي. ظاهريًا ، يبدو أن تكوين النسل الذي يعد استنساخًا جينيًا للوالد هو نظام أفضل. إذا نجح الكائن الأصلي في احتلال موطن ، فسيكون النسل الذي له نفس السمات ناجحًا بالمثل ، ويجب أن تحافظ الأنواع التي تتكاثر جنسيًا على نوعين مختلفين من الأفراد ، ذكورًا وإناثًا ، مما قد يحد من القدرة على استعمار الموائل الجديدة حيث كلاهما يجب أن يكون الجنس حاضرًا ، لذلك ، هناك فائدة واضحة للكائن الحي الذي يمكن أن ينتج ذرية عندما تكون الظروف مواتية عن طريق التبرعم اللاجنسي أو التفتت أو البيض اللاجنسي ، ولا تتطلب طرق التكاثر اللاجنسي هذه كائنًا حيًا آخر من الجنس الآخر. في الواقع ، احتفظت بعض الكائنات الحية التي تعيش أسلوب حياة انفرادي بالقدرة على التكاثر اللاجنسي. بالإضافة إلى ذلك ، في السكان اللاجنسيين ، كل فرد قادر على التكاثر. في التجمع الجنسي ، لا ينتج الذكور النسل بأنفسهم ، ولكن من الناحية النظرية ، يمكن أن ينمو عدد السكان اللاجنسيين بشكل كبير.

تعريف الانقسام الاختزالي ومراحله

الانقسام الاختزالي هو انقسام خلوي. يسبق الانقسام الاختزالي مرحلة بينية تتكون من ثلاث مراحل. تبدأ المرحلة الأولى (وتسمى أيضًا المرحلة الفراغية الأولى) وتركز على نمو الخلايا. المرحلة الثانية هي المرحلة التالية ، والتي يتم خلالها تكرار الحمض النووي الصبغي. ينتج هذا النسخ نسختين متطابقتين ، تسمى الكروماتيدات الشقيقة ، والتي يتم تجميعها معًا في المركز بواسطة بروتينات “cohesin” ، وتنسخ أيضًا الجسيمات المركزية ، وهي الهياكل التي تنظم الأنابيب الدقيقة للمغزل الانتصافي. أخيرًا ، خلال المرحلة الثالثة (وتسمى أيضًا بالمرحلة الثانية للفجوة) ، تخضع الخلية للاستعدادات النهائية للحد من الانقسام ، ومراحلها على النحو التالي:

• الانقسام الاختزالي الأول

أثناء الطور الأول ، تتكثف الكروموسومات وتصبح مرئية داخل النواة ، عندما يبدأ الغلاف النووي في الانهيار ، تقترب الكروموسومات المتجانسة من بعضها البعض ، ويتشكل المركب “synaptonemal” ، وهو شبكة من البروتينات بين الكروموسومات المتجانسة ، بشكل محدد المواقع ، وينتشر ليغطي الطول الكامل للكروموسومات ، يسمى الاقتران المحكم للكروموسومات المتجانسة بواسطة المشابك ، في المشابك ، الجينات الموجودة على كروماتيدات الكروموسومات المتجانسة تتماشى مع بعضها البعض.

يدعم المركب synaptonemal أيضًا تبادل مقاطع الكروموسومات بين كروماتيدات غير شقيقة متجانسة في عملية تسمى العبور. أحداث العبور هي المصدر الأول للتنوع الجيني الناتج عن الانقسام الاختزالي. يؤدي حدث عبور واحد بين كروماتيدات غير متجانسة إلى تبادل الحمض النووي بين الكروموسومات. بعد العبور ، ينهار المركب synaptonemal ويتم أيضًا إزالة اتصال cohesin بين الأزواج المتجانسة. في نهاية الطور الأول ، يتم تجميع الأزواج معًا فقط في chiasmata.

الحدث الرئيسي في الطور الأول هو تشكيل جهاز ألياف المغزل. تلتصق الأنابيب الدقيقة لألياف المغزل بالبروتينات الحركية في الوسط. تنمو الأنابيب الدقيقة من الجسيمات المركزية الموضوعة في أقطاب متقابلة للخلية. تتحرك الأنابيب الدقيقة باتجاه منتصف الخلية وتلتصق بأحد الكروموسومات المتجانسة المندمجة.

• الانقسام الاختزالي الثاني

يبدأ الانقسام الاختزالي الثاني على الفور بعد انحلال الخلايا ، عادة قبل فك تكاثف الكروموسومات بالكامل. على عكس الانقسام الاختزالي الأول ، فإن الانقسام الاختزالي الثاني يشبه الانقسام الطبيعي. في بعض الأنواع ، تدخل الخلايا الطور البيني القصير ، أو الطور الداخلي ، قبل دخول Meiosis II.

خلال الانقسام الاختزالي الثاني ، تنفصل الكروماتيدات الشقيقة داخل خليتين ابنتيتين ، وتشكل أربعة أمشاج أحادية العدد. تشبه آليات الانقسام الاختزالي II الانقسام الفتيلي ، باستثناء أن كل خلية مقسمة تحتوي على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات المتجانسة.

يتم بعد ذلك كسر المغلفات النووية تمامًا وتشكيل المغزل بالكامل ، وتشكل كل كروماتيد شقيقة kinetochore kinetochores فردية مرتبطة بأنابيب دقيقة من أقطاب متقابلة ، ويتم تكثيف الكروماتيدات الشقيقة إلى أقصى حد ومحاذاة عند خط استواء الخلية. في الاتجاه المعاكس ، ثم الكروموسومات إلى أقطاب متقابلة وتبدأ في التكاثف ، وتتشكل المغلفات النووية حول الكروموسومات ، ويفصل التحلل الخلوي الخليتين إلى أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية الفريدة ، وفي هذه المرحلة تكون كلتا النوى المكونة حديثًا أحادية الصبغيات.

ختاما تكون الخلايا المنتجة فريدة وراثيًا بسبب تشكيلة عشوائية من المتجانسات: الأب والأم وبسبب إعادة اتحاد مقاطع الكروموسومات للأم والأب (مع توليفاتهم من الجينات) التي تحدث أثناء التقاطع.