ما هي دورة الخلية و مراحلها و تنظيمها ؟

دورة الخلية هي مجموعة الأحداث المرتبة والمتسلسلة التي تحدث داخل جميع الخلايا بشكل عام. أنها تنطوي على نموها والتكاثر في نهاية المطاف في خليتين “ابنة” . هذه العملية ضرورية لوجود كائنات متعددة الخلايا .

يبدأ بظهور خلية شابة وينتهي بنضجها وانقسامها ، أي تكوين خليتين جديدتين. يتم إجراؤه وفقًا لمجموعة من المحفزات والاستجابات الكيميائية الحيوية التي تفسرها نواة الخلية ، والتي تضمن التكاثر المنظم لأنسجة الجسم.

لذلك ، تبدأ الخلايا عادة دورة الخلية عندما تكون الظروف البيئية مواتية لها. ومع ذلك ، لا تحدث الدورة دائمًا بالطريقة نفسها ، مع وجود اختلافات مهمة في الخلايا الحيوانية والنباتية أو بدائيات النوى وحقيقيات النوى . ومع ذلك ، فإنه يحدث في جميع الكائنات الحية ، مع أغراض مماثلة ومراحل مماثلة.

مراحل دورة الخلية

يتم وصف مراحل دورة الخلية وفقًا للصيغة:

• G _1. من اللغة الإنجليزية الفجوة 1 أو الفاصل الزمني 1
• S.  التوليف أو التوليف
• G _2.  الفجوة 2 أو الفاصل الزمني 2
• M.  M-phase أو Phase M ، ويرجع اسمه إلى حقيقة أنه يشمل الانقسام أو الانقسام الاختزالي ، قبل الانقسام السيتوبلازمي أو الانقسام الخلوي.

الخلايا ، قبل الشروع في دورة الخلية ، تسمى “هادئة” (بمعنى أنها تختار أن تكون هادئة) ، وبمجرد أن تبدأ دورة الخلية ، فإنها تسمى “تتكاثر” (بمعنى أنها تتكاثر بسرعة).

دورة الخلية ليست خطية ، ولكنها دائرية ، حيث يمكن للخلايا الصغيرة اختيار تكرار العملية ، وبالتالي إنشاء خليتين جديدتين لكل منهما ، حسب الحاجة. وبشكل عام ، فإن المراحل المختلفة التي تتكون منها يتم تنظيمها على مرحلتين منفصلتين ، وهما:

• الواجهة. تتكون هذه المرحلة الأولى من مراحل G1-S-G2 ، وخلالها تنمو إلى مستواها المناسب لبدء تكرار مادتها الوراثية ، ونسخها بالكامل وفقًا لـ DNA الخاص بها .
  • مرحلة الثغرة 1. تنمو الخلية جسديًا ، مكررة عضياتها والبروتينات اللازمة للمراحل التالية.
  • المرحلة S.
  • مرحلة الثغرة 2. تنمو الخلية بشكل أكبر ، وتصنع بروتينات وعضيات جديدة ، وتستعد للانقسام الخلوي.
• المرحلة M. تبدأ المرحلة الانقسامية عندما تقوم الخلية بالفعل بتكرار مادتها الجينية وعضياتها ، وهي جاهزة للانقسام إلى فردين متطابقين. تبدأ بداية الانقسام الفتيلي من فصل الحمض النووي إلى سلسلتين مزدوجتين ، وتتحرك نواتا الخلية الجديدة بعيدًا عن بعضهما البعض ، باتجاه القطبين المعاكسين.

تنقسم المرحلة M إلى أربع مراحل متميزة: الطور الأولي ، الطور الطوري ، الطور الطوري ، الطور النهائي .

وهكذا ، عندما يبدأ الانقسام الخلوي ، وهو التحضير للفصل النهائي للخليتين الجديدتين ، تظل كل نواة منفصلة. يبدأ إنشاء حاجز بين الخليتين ، والذي سيصبح لاحقًا جزءًا من غشاء البلازما نفسه ، وفي النهاية يحدث الفصل المادي.

تنظيم دورة الخلية

يجب أن تحدث دورة الخلية في ظل ظروف محددة للغاية ، والتي تتطلب حالات تحكم وتنظيم محددة للغاية. لذلك بدون التعليمات الدقيقة ، لا تبدأ الدورة بأكملها فحسب ، بل لن يحدث الانتقال من مرحلة إلى أخرى.

في الحالة الأولى ، يتم التحكم عن طريق الجينات الموجودة في الشفرة الجينية  للخلية . هناك تعليمات لصنع البروتينات أو تعديلها لتحريك كل مرحلة من مراحل الدورة. مجموعة الإنزيمات التي تنشط أو تسهل أو تنهي كل مرحلة هي cyclins و kinases المعتمدة على cyclin.

نقاط تفتيش دورة الخلية

هناك ، خاصة أثناء الانقسام الفتيلي ، سلسلة من نقاط فحص دورة الخلية ، والتي يتم فيها الإشراف على العملية والتأكد من عدم حدوث أخطاء. هذه طرق للتحقق من الوجود المؤقت ، أي بمجرد إنجاز وظيفتها والتحقق من استمرار العملية دون أخطاء ، فإنها تختفي.

علاوة على ذلك ، إذا لم يتم حل المشكلة بشكل مرض بعد فترة من الزمن ، فإن نقاط التفتيش هذه تعد الخلية للقيام بالتدمير الذاتي أو موت الخلايا المبرمج .

نقاط التفتيش أثناء الانقسام هي:

• في نهاية المرحلة G1 وقبل S. هذه هي نقطة التفتيش للحمض النووي غير المكرر ، والذي يثبط الجين Cdc25 ، والذي بدوره ينشط Cyclin A / B Cdk1. وبالتالي ، يمنع الدورة من الاستمرار.
• قبل الطور في الانقسام. إنها نقطة تفتيش تضمن فصل الكروموسومات ، وتعمل عن طريق تنشيط بروتين Mad2 الذي يمنع تحلل السكورين ، حتى تكون الظروف مناسبة.
• نقاط تفتيش تلف الحمض النووي في G1 أو S أو G2. في حالة حدوث تلف للخلايا ، خاصة في المادة الجينية ، سيتم تنشيط بروتين p53 ، مما يسمح بإصلاح الحمض النووي. إذا فشل ذلك ، يتم تنشيط عمليات موت الخلايا المبرمج على الفور.

أهمية دورة الخلية

دورة الخلية هي الدورة الأساسية لتكاثر الخلايا ، والتي تسمح بنمو الكائنات متعددة الخلايا وإصلاح الأنسجة . بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يتسبب في الانتشار الضروري ، على سبيل المثال ، لتوليد كتلة الخلايا الحرجة لتكوين أجنة لأفراد جدد في المستقبل من النوع.

إنها عملية تتم باستمرار . يتم ترميزها في الحمض النووي الخاص بنا نفسه ، وهذا هو السبب في أنها واحدة من الدورات الأساسية والأصلية لحياة الخلايا حقيقية النواة.

السرطان ودورة الخلية

كما هو معروف ، فإن السرطان مرض تبدأ فيه خلايا معينة من أنسجة معينة في تكاثر غير طبيعي لا يمكن إيقافه للخلايا المختلة. هذه العملية ، التي يمكن أن تسبب الموت إذا لم تتوقف في الوقت المناسب ، لا تنقطع بالعملية الطبيعية لموت الخلايا المبرمج ، لذا فهي تتطلب تدخلًا طبيًا.

يقترح العديد من المتخصصين أن بداية العملية المسببة للسرطان تكون في جينات معينة تنظم دورة الخلية التي لا تعمل بشكل جيد أو تعرضت للتلف ، مما يعرض العملية إلى اختلال التوازن الذي يؤدي بدوره إلى حدوث إخفاقات أخرى ويبلغ ذروته في تكوين الورم. تُعرف هذه الجينات باسم الجينات المسرطنة ، وسلائفها باسم الجينات الأولية.