انقسام الخلية: كيف ينمو الجسم وتبدأ الحياة؟

انقسام الخلية هو عملية تنتج فيها خلية أصلية خلايا جديدة. تحتوي نواة معظم خلايا الجسم على الحمض النووي، أو DNA، المرتب في تراكيب تُسمى الكروموسومات أو الصبغيات. وتحمل هذه المادة التعليمات التي تنظم بناء الخلية ووظائفها. قبل الانقسام، تُنسخ المادة الوراثية عادةً، ثم تُوزع بطريقة تختلف بحسب نوع الانقسام.

تحتوي معظم خلايا الجسم ذات النواة على 46 كروموسومًا، مرتبة في 23 زوجًا؛ يأتي أحد كروموسومي كل زوج من الأم والآخر من الأب. أما البويضات والحيوانات المنوية فتحتوي عادةً على 23 كروموسومًا فقط. وهذا الاختلاف أساسي للحفاظ على العدد المعتاد عند حدوث الإخصاب.

تختلف سرعة الانقسام باختلاف النسيج والعمر وحاجة الجسم. فبعض الخلايا تتجدد باستمرار، بينما تنقسم خلايا أخرى ببطء أو لا تنقسم عادةً بعد اكتمال نضجها، مثل معظم الخلايا العصبية. وتشمل وظائف الانقسام الأساسية:

• زيادة عدد الخلايا خلال نمو الجنين والطفل والمراهق.
• تجديد الأنسجة سريعة التجدد، مثل بطانة الأمعاء والجلد.
• إنتاج خلايا الدم من الخلايا الجذعية الموجودة في نخاع العظم.
• المساهمة في التئام الجروح وإصلاح الأنسجة القادرة على التجدد.
• تكوين الخلايا الجنسية اللازمة للتكاثر.

يمثل الانقسام جزءًا من دورة الخلية، وهي المراحل التي تمر بها الخلية أثناء النمو والاستعداد للتكاثر. تقضي الخلية معظم هذه الدورة في الطور البيني؛ وخلاله تنمو، وتؤدي وظائفها، وتنسخ الحمض النووي، وتجهز المكونات اللازمة للانقسام. لذلك لا يُعد الطور البيني فترة سكون.

توجد نقاط مراقبة تتحقق من سلامة المادة الوراثية ومن جاهزية الخلية للانتقال إلى المرحلة التالية. وإذا اكتُشف تلف، قد يتوقف تقدم الدورة لإتاحة الإصلاح. وإذا تعذر الإصلاح، قد تدخل الخلية في توقف دائم عن الانقسام أو تتخلص من نفسها بآلية منظمة تُسمى الموت الخلوي المبرمج. تساعد هذه الضوابط على حماية الأنسجة، لكنها لا تمنع كل الأخطاء.

الانقسام المتساوي، ويُسمى أيضًا الانقسام الميتوزي، هو الآلية التي تنقسم بها كثير من خلايا الجسم. ينتج عنه عادةً خليتان بنتان تحمل كل منهما العدد نفسه من الكروموسومات الموجود في الخلية الأصلية، وتكون مادتهما الوراثية متشابهة جدًا ما لم يحدث تغير أثناء النسخ أو الانقسام.

المراحل الأساسية للانقسام المتساوي

• الطور التمهيدي: تتكثف الكروموسومات وتصبح أكثر وضوحًا، ويتكون جهاز المغزل الذي يساعد على تحريكها، ثم يتفكك الغلاف النووي.
• الطور الاستوائي: تصطف الكروموسومات قرب منتصف الخلية، وترتبط بخيوط المغزل.
• الطور الانفصالي: تنفصل النسختان المتطابقتان من كل كروموسوم، وتتحركان نحو طرفين متقابلين.
• الطور النهائي: تتكون نواة جديدة حول كل مجموعة من الكروموسومات، وتعود المادة الوراثية إلى صورة أقل تكثفًا.

يتزامن مع المراحل الأخيرة عادةً انقسام السيتوبلازم، أي توزيع محتويات الخلية وفصلها إلى خليتين. ورغم أن الشرح يقسم العملية إلى مراحل، فإنها تحدث كتتابع متصل ومنسق، وليست أحداثًا منفصلة تمامًا.

الانقسام المنصف، أو الاختزالي أو الميوزي، يحدث في الخلايا التي تُنتج الأمشاج، أي البويضات والحيوانات المنوية. تُنسخ المادة الوراثية مرة واحدة، ثم يحدث انقسامان متتاليان. في الانقسام الأول تنفصل الكروموسومات المتماثلة، وفي الثاني تنفصل النسخ الشقيقة، ليصبح عدد الكروموسومات في الخلايا الناتجة نصف العدد الأصلي.

يسهم هذا الانقسام أيضًا في التنوع الوراثي؛ إذ تتبادل الكروموسومات المتماثلة أجزاء من مادتها الوراثية، فيما يُعرف بالعبور الوراثي، كما تتوزع بتركيبات مختلفة. ولهذا لا يكون الإخوة متطابقين وراثيًا عادةً، باستثناء حالات مثل التوائم المتطابقة.

في تكوين الحيوانات المنوية، ينتج عن الانقسام المنصف عادةً أربع خلايا تتطور لاحقًا إلى حيوانات منوية. أما في تكوين البويضات، فيكون توزيع السيتوبلازم غير متساوٍ، فتتكون خلية كبيرة وأجسام قطبية صغيرة، وليس أربع بويضات وظيفية. ويكتمل الانقسام المنصف الثاني للبويضة عادةً عند حدوث الإخصاب.

عندما يندمج الحيوان المنوي مع البويضة، تتكون اللاقحة أو البويضة المخصبة، ويجتمع فيها عادةً 46 كروموسومًا. تبدأ بعدها انقسامات متساوية متتابعة تُسمى انقسامات التفلج. يزداد عدد الخلايا في هذه المرحلة من دون زيادة كبيرة في الحجم الكلي للتجمع الخلوي، لذلك تصبح الخلايا الناتجة أصغر تدريجيًا.

تتكون لاحقًا كتلة خلوية تُعرف بالتوتية، ثم الكيسة الأريمية التي تحتوي على مجموعة خلايا داخلية تسهم في تكوين الجنين، وطبقة خارجية تسهم في تكوين أجزاء من المشيمة. وتبدأ الكيسة الأريمية بالانغراس في بطانة الرحم، ثم يستمر التكاثر الخلوي مع عمليات أخرى أكثر تعقيدًا.

الانقسام وحده لا يكفي لتكوين الأعضاء؛ فالخلايا تحتاج أيضًا إلى الهجرة والتواصل والتمايز، أي اكتساب وظائف متخصصة. وهكذا تنشأ خلايا العضلات والأعصاب وغيرها رغم اشتراك معظمها في المادة الوراثية الأساسية نفسها؛ إذ تختلف الجينات النشطة بين أنواع الخلايا.

قد تحدث أخطاء عند نسخ الحمض النووي أو توزيع الكروموسومات. ومن أمثلتها عدم الانفصال، حيث لا تنفصل بعض الكروموسومات كما ينبغي، فتنتج خلايا تحمل عددًا زائدًا أو ناقصًا. وقد تؤدي بعض هذه الأخطاء إلى عدم استمرار الحمل، أو إلى اضطرابات صبغية مثل متلازمة داون المرتبطة غالبًا بوجود نسخة إضافية من الكروموسوم 21.

إذا حدث الخطأ بعد الإخصاب، فقد يتكون الجسم من مجموعات خلايا تختلف في تركيبها الصبغي، وهي حالة تُسمى الفسيفسائية. وتتفاوت آثارها بحسب نوع التغير والأنسجة المتأثرة. كما قد تسهم تغيرات تصيب الجينات المنظمة لدورة الخلية في نشوء السرطان، لكن ليس كل خطأ في الانقسام يؤدي إلى ورم، وليس كل ورم خبيثًا.

انقسام الخلية عملية طبيعية، ولا يحتاج الشخص السليم إلى فحصه مباشرةً. لكن يُنصح بمراجعة الطبيب أو اختصاصي الوراثة عند تكرر فقدان الحمل، أو تأخر الإنجاب، أو وجود اضطراب وراثي معروف في الأسرة، أو ظهور نتيجة غير معتادة في فحوص الحمل. وقد تستدعي بعض مشكلات نمو الطفل أو تطوره تقييمًا طبيًا أيضًا.

تُختار الفحوص بحسب الحالة، وقد تشمل تحليل الكروموسومات أو اختبارات وراثية أخرى. ومن المهم التمييز بين فحوص التحري التي تقدر احتمال وجود اضطراب، والفحوص التشخيصية التي تبحث عنه بصورة أكثر حسمًا. لا تعني نتيجة التحري المرتفعة الاحتمال تشخيصًا مؤكدًا، وتساعد المشورة الوراثية على فهم النتائج والخيارات.

لا يوجد غذاء أو مكمل يضمن منع أخطاء الانقسام. لكن التغذية المتوازنة، وتجنب التدخين والكحول، وتقليل التعرض للمواد الضارة تدعم الصحة العامة. وعند التخطيط للحمل، يُنصح بمراجعة الأدوية والأمراض المزمنة مع الطبيب، وتناول حمض الفوليك وفق إرشاداته للمساعدة على الوقاية من عيوب الأنبوب العصبي، لا لمنع جميع الاضطرابات الصبغية. وكثير من أخطاء الكروموسومات يحدث عفويًا، ولا يعني حدوثها أن أحد الوالدين ارتكب خطأ.