عادة ما تكون أغشية الخلايا في hopatozygae صلبة. هذا هو الشكل الذي تبدو عليه الخلايا البالغة والمكتملة التكوين. في الخلايا التي انقسمت مؤخرًا ولم تنضج تمامًا بعد أو في مرحلة الانقسام، يمكن ملاحظة أقسام الغشاء المختلفة في البنية، والتي يتم فصلها أحيانًا عن بعضها البعض بواسطة خط ملحوظ بوضوح (الشكل 240، 3) . تشبه هذه المناطق المشدات (الأجزاء) لبعض الأنواع من جنس Penium (Reshit) من فصيلة desmidiaceae. يتم ملاحظة هذا النوع من التجزئة فقط في الخلايا التي لا تحتوي على طبقة خارجية من الغشاء غير متطورة بشكل كامل. مع نمو الخلية، تتقارب الأجزاء من بعضها ويصبح التعرف على الحزام مستحيلًا تمامًا.[...]
[ ...]
كل انقسام خلية هو عملية مستمرة، حيث أن المرحلتين النووية والسيتوبلازمية، على الرغم من الاختلافات في المحتوى والأهمية، يتم تنسيقهما في الوقت المناسب.[...]
يعتمد انتظام انقسام الخلايا في حقيقيات النوى على تنسيق الأحداث في دورة الخلية. ويتم هذا التنسيق في حقيقيات النوى من خلال تنظيم ثلاث فترات انتقالية في دورة الخلية، وهي: الدخول في الانقسام الفتيلي، والخروج من الانقسام الفتيلي، والمرور عبر نقطة تسمى "البداية"، والتي تقدم بدء تخليق الحمض النووي (B-phase) في الخلية.[ .. .]
في زراعة الكالس، يحدث انقسام الخلايا بشكل عشوائي في جميع الاتجاهات، مما يؤدي إلى كتلة غير منظمة من الأنسجة؛ ولذلك، لا توجد محاور قطبية محددة بشكل جيد في الكالس. على العكس من ذلك، في البراعم أو المرستيم الجذري، نلاحظ بنية نسيجية عالية التنظيم، وطبيعة الانقسام منظمة بشكل صارم. لقد وجد أنه في ظل ظروف زراعة معينة، تتشكل الأنسجة الجذعية أو الجذرية في الكالس، ونتيجة لذلك، يتم تجديد نباتات كاملة جديدة [...].
في المرحلة النهائية من انقسام الخلايا، يحدث التحريك الخلوي، والذي يبدأ في الطور الانفصالي. تنتهي هذه العملية بتكوين انقباض في المنطقة الاستوائية للخلية، والذي يقسم الخلية المنقسمة إلى خليتين ابنتيتين.[...]
ميزيا د. الانقسام الفتيلي وعلم وظائف الأعضاء في انقسام الخلايا - م: إيل، 1963.[...]
وفقا للمفاهيم الحديثة، فإن مركز الخلية هو نظام يتكاثر ذاتيا، وتكاثره يسبق دائما تكاثر الكروموسومات، ونتيجة لذلك يمكن اعتباره أول عملية انقسام للخلية.[...]
يمكن للهرمونات النباتية تنظيم الانقسام زرع الخلايا، وسنناقش في هذا القسم بعض طرق هذا التنظيم. نظرًا لأن الانقسام الفتيلي يرتبط عادةً بتكرار DIC، فقد تم لفت انتباه الباحثين إلى مشكلة تأثير الهرمونات النباتية على استقلاب الحمض النووي. ومع ذلك، فإن تنظيم انقسام الخلايا يمكن أن يحدث بلا شك في مراحل أخرى من دورة الخلية، بعد تكرار الحمض النووي. هناك أدلة على أن الهرمونات النباتية، على الأقل في بعض الأحيان، تنظم الانقسام من خلال تأثيرها على الانقسام الفتيلي وليس على تخليق الحمض النووي.[...]
المعلومات حول تأثير الهرمونات النباتية غير الأوكسينات والسيتوكينينات على تخليق الحمض النووي وانقسام الخلايا نادرة جدًا. هناك تقارير عن زيادة في محتوى الحمض النووي وزيادة في معدل انقسام الخلايا في بعض أعضاء وأنسجة النباتات تحت تأثير الجبرلينات، ولكن لا يمكن استخلاص استنتاجات محددة من هذه البيانات، لأنها غير واضحة؛ هل يذهب الى في هذه الحالةنحن نتحدث عن تأثيرات مباشرة أو غير مباشرة.[...]
على الأوراق المصابة التي اجتازت بالفعل مرحلة انقسام الخلايا أثناء تطورها (يبلغ طول أوراق التبغ ونباتات الكرنب الصيني خلال هذه الفترة حوالي 4-6 سم)، لا تتطور الفسيفساء، وتتحول هذه الأوراق إلى أن تكون ملونة بالتساوي وأكثر شحوبًا من المعتاد. في الأوراق القديمة ذات أعراض الفسيفساء، يوجد عدد كبير من الجزر الصغيرة من الأنسجة الخضراء الداكنة على الخلفية الرئيسية الفاتحة. في بعض الحالات، يمكن أن تقتصر مناطق الفسيفساء على الأجزاء الأصغر من نصل الورقة، أي إلى قاعدتها والجزء الأوسط من الورقة. في الأوراق الصغيرة المصابة جهازياً المتعاقبة، يصبح عدد مناطق الفسيفساء، في المتوسط، أصغر وأصغر، بينما يزداد حجمها، ومع ذلك، يمكن ملاحظة انحرافات كبيرة عن هذا النمط العام في نباتات مختلفة. يتم تحديد طبيعة الفسيفساء في مرحلة مبكرة جدًا من تطور الورقة وقد تظل دون تغيير خلال معظم تطورها الجيني، باستثناء أن مناطق الفسيفساء تزداد دائمًا في الحجم. في بعض أمراض الفسيفساء تبدو المناطق الخضراء الداكنة مرتبطة بشكل رئيسي بالعروق، مما يعطي الورقة مظهرا مميزا (الصورة 38، ب).[...]
كما ذكرنا سابقًا، يتكون الانقسام الاختزالي من دورتين من انقسام الخلايا: الأولى، مما يؤدي إلى انخفاض عدد الكروموسومات إلى النصف، والثانية، والتي تتم كالانقسام الفتيلي الطبيعي.[...]
تستمر النيوكليولونيمات طوال دورة انقسام الخلايا بأكملها وفي الطور النهائي تنتقل من الكروموسومات إلى نواة جديدة.[...]
في المناطق القميية للجذور والبراعم، حيث يسود انقسام الخلايا، تكون الخلايا صغيرة نسبيًا ولها نوى كروية مرئية بوضوح تقع في المركز تقريبًا؛ لا يحتوي السيتوبلازم على فجوات وعادة ما يكون ملطخًا بشكل مكثف؛ جدران الخلايا في هذه المناطق رقيقة (الشكل 2.3؛ 2.5). يبلغ حجم كل خلية وليدة ناتجة عن الانقسام نصف حجم الخلية الأم. ومع ذلك، فإن هذه الخلايا تستمر في الزيادة في الحجم، ولكن في هذه الحالة يحدث نموها بسبب تخليق السيتوبلازم ومواد جدار الخلية، وليس بسبب التفريغ.[...]
يرتبط النمو الأولي للمبيض أثناء نمو الزهرة بانقسام الخلايا، والذي لا يصاحبه عمليًا تفريغ الخلايا. في العديد من الأنواع، يتوقف الانقسام أثناء تفتح الزهور أو بعده مباشرة، ويتحدد النمو اللاحق للثمرة بعد التلقيح في المقام الأول من خلال زيادة حجم الخلية وليس في عدد الخلايا. على سبيل المثال، في الطماطم (Lycopersicum esculentum) والكشمش الأسود (Ribes nigrum)، يتوقف انقسام الخلايا عند الإزهار، ولا يحدث المزيد من النمو إلا عن طريق استطالة الخلية. في مثل هذه الأنواع، يعتمد الحجم النهائي للثمرة على عدد خلايا المبيض أثناء تفتح الزهرة. ومع ذلك، في الأنواع الأخرى (على سبيل المثال، أشجار التفاح)، يمكن أن يستمر انقسام الخلايا لبعض الوقت بعد التلقيح.[...]
تنمو الأوراق الصغيرة في المرحلة الأولى بشكل رئيسي بسبب انقسام الخلايا، وفي وقت لاحق بسبب استطالة الخلية. على الرغم من أن الورقة مستقلة من حيث المبدأ فيما يتعلق بتكوينها، كما هو موضح من خلال التجارب على أوراق أولية صغيرة في المزارع على ركيزة مغذية صناعية، إلا أن الحجم النهائي للورقة وشكلها يتم تحديدهما إلى حد كبير - جنبًا إلى جنب مع العوامل. بيئة خارجيةوخاصة الضوء - التأثير المترابط للأعضاء النباتية الأخرى. تؤدي إزالة طرف البراعم أو الأوراق الأخرى إلى نمو الأوراق المتبقية بشكل أكبر. إذا تمت إزالة طرف الجذر، يلاحظ (على سبيل المثال، في Armor acia lapathifolia) أن نمو أنسجة الورقة الموجودة بين الأوردة يتعطل، بينما تظهر عروق الأوراق بقوة أكبر، بحيث تبدو الأوراق مثل الدانتيل. حقيقة أن الجذور هي موقع تخليق الجبرلين والسيتوكينين وأن الأوراق المعزولة تستجيب لهذين الهرمونين عن طريق زيادة مساحة سطحها تشير إلى وجود علاقة بين إنتاج الهرمون في نمو الجذر والأوراق. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن معدل نمو الأوراق يرتبط بشكل إيجابي بمحتوى الجبرلينات والسيتوكينينات.[...]
يشكل تكوين الخلايا الكبيرة وتولد الأمشاج فيها سلسلة واحدة من انقسامات الخلايا، والرابط الأخير منها هو تكوين خلية مشيجية أنثوية ذات بنية مبسطة للغاية، والتي تحولت إلى عضو داخلي للنبات البوغي. يتم تقليل نموها قدر الإمكان ويتم تقليل بنيتها إلى عدد قليل من الخلايا. ومع ذلك، على الرغم من الاختزال المورفولوجي، يتكون كيس الجنين من نظام منفصل من الخلايا، يتميز بالتمايز الوظيفي الواضح في مراحل مختلفة من تطورها.[...]
في مناقشته المعروفة لمشكلة الشيخوخة على المستوى الخلوي، يشير عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي إل. هايفليك إلى ثلاث عمليات مرتبطة بالشيخوخة. أحدها ضعف الكفاءة الوظيفية للخلايا غير المنقسمة: الأعصاب والعضلات وغيرها. والثاني هو الزيادة التدريجية المعروفة مع التقدم في السن في «تصلب» الكولاجين الذي يشكل أكثر من ثلث وزن بروتينات الجسم. وأخيرا، هناك عملية ثالثة - الحد من انقسام الخلايا إلى حوالي 50 جيلا. وينطبق هذا، بشكل خاص، على الخلايا الليفية - الخلايا المتخصصة التي تنتج الكولاجين والفيبرين وتفقد القدرة على الانقسام في مزارع الخلايا بمقدار 45-50 جيلًا.[...]
في بعض الحالات، أثناء إنبات البيضة الملقحة، وكذلك أثناء انقسام الخلايا الخضرية، يتم ملاحظة انحرافات قوية في شكل الخلية عن النوع الطبيعي. والنتيجة هي أشكال مشوهة مختلفة (ماسخة). أظهرت ملاحظات الأشكال المسخية أنها يمكن أن تنشأ منها أسباب مختلفة. وهكذا، في حالة الانقسام غير المكتمل للخلايا، يحدث الانقسام النووي فقط، ولا يتكون القسم العرضي المنفصل بين الخلايا، فينتج عن ذلك خلايا قبيحة تتكون من ثلاثة أجزاء. الأجزاء الخارجية عبارة عن أنصاف خلايا عادية، وفي الوسط بينها جزء قبيح منتفخ أشكال متعددة. من سمات بعض الأنواع تكوين أشكال غير طبيعية ذات مخططات غير متساوية لخلايا شبه متطورة بالكامل وقشرة طبيعية تمامًا. في جنس Closterium، على سبيل المثال، غالبًا ما يتم ملاحظة الأشكال السينية، حيث يتم تدوير نصف الخلية بمقدار 180 درجة إلى الآخر.[...]
التأثير الفسيولوجي المميز للسيتوكينين هو تحفيز انقسام الخلايا في أنسجة الكالس. في جميع الاحتمالات، تعمل السيتوكينينات على تحفيز انقسام الخلايا في النبات السليم. ويدعم ذلك الارتباط الوثيق الذي يتم ملاحظته عادة بين محتوى السيتوكينين ونمو الفاكهة المراحل الأولى(انظر الشكل 11.6). وجود الأوكسين ضروري لعمل السيتوكينين. إذا كان الوسط يحتوي فقط على الأوكسين، ولكن لا يحتوي على السيتوكينين، فإن الخلايا لا تنقسم، على الرغم من زيادة حجمها.[...]
تم تسمية السيتوكينينات لقدرتها على تحفيز الحركة الخلوية (انقسام الخلايا). هذه هي مشتقات البيورينات. في السابق، كانت تسمى أيضًا kinins، ولاحقًا، من أجل تمييزها بوضوح عن الهرمونات متعددة الببتيد الموجودة في الحيوانات والبشر والتي تحمل نفس الاسم، مما يؤثر على العضلات والعضلات. الأوعية الدموية، تم اقتراح اسم "الفيتوكينين". ولأسباب الأولوية، تقرر الإبقاء على مصطلح "السيتوكينينات".[...]
ج- أنسجة ذاتية التغذية بالنسبة إلى السيتوكينيا، قادرة على إنتاج عوامل انقسام الخلايا.
في الأشكال غير الملتصقة، كما هو الحال، على سبيل المثال، في ممثلي أجناس Closterium أو Peni-um، يحدث انقسام الخلايا بطريقة أكثر تعقيدًا [...].
علاج الجذور المعزولة بالسيتوكينين، وخاصة بالاشتراك مع الأوكسين، يحفز انقسام الخلايا، لكنه لا يؤدي إلى زيادة في معدل استطالة الجذر، وبما أن تحفيز الانقسام يؤثر فقط على الخلايا المخصصة لتوصيل الأنسجة، فسوف نناقش دور السيتوكينينات في الجذور[...]
بعد أن تبدأ الورقة في قمة الساق، تبدأ عمليات نموها وتطورها، بما في ذلك انقسام الخلايا ونموها واستطالتها وتمايزها (انظر الفصل الثاني). ومن الطبيعي الاعتقاد بأن هذه العمليات تخضع لسيطرة الهرمونات النباتية، ومن الواضح أن أحد هذه الهرمونات هو الأوكسين. ومع ذلك، لا يمكن القول أن عمل الأوكسين يرتبط بجميع جوانب نمو الأوراق. لقد وجد أن الأوكسينات، اعتمادًا على تركيزها، يمكن أن تحفز أو تمنع نمو الأوردة المركزية والجانبية، ولكن لها تأثير ضئيل على النسيج المتوسط بين الأوردة. في الوقت الحالي، لم تتم دراسة التنظيم الهرموني لنمو الأوراق إلا قليلاً. ما هو معروف هو أن الأوكسين يبدو ضروريًا لنمو الأوردة.[...]
الغالبية العظمى من الكائنات وحيدة الخلية هي كائنات لاجنسية وتتكاثر عن طريق انقسام الخلايا، مما يؤدي إلى التكوين المستمر لأفراد جديدة. يبدأ تقسيم الخلية بدائية النواة، التي تتكون منها هذه الكائنات بشكل أساسي، بالانقسام عن طريق الانقسام الفتيلي للمادة الوراثية - الحمض النووي، والتي تتشكل حول نصفيها فيما بعد منطقتان نوويتان من الخلايا الابنة - كائنات حية جديدة. نظرًا لأن الانقسام يحدث عن طريق الانقسام الفتيلي، فإن الكائنات الابنة، وفقًا للخصائص الوراثية، تتكاثر بشكل كامل فرد الأم. تشكل العديد من النباتات اللاجنسية (الطحالب والطحالب والسراخس) والفطريات وبعض الحيوانات وحيدة الخلية جراثيم - خلايا ذات أغشية كثيفة تحميها من الظروف البيئية غير المواتية!. في ظل ظروف مواتية، تنفتح القشرة البوغية وتبدأ الخلية في الاندماج عن طريق الانقسام الفتيلي، مما يؤدي إلى ظهور كائن حي جديد. التكاثر اللاجنسي هو أيضًا في مهدها، عندما يتم فصل جزء صغير من الجسم عن الفرد الأصلي، ومن ثم يتطور كائن حي جديد. التكاثر الخضري في النباتات العليا هو أيضًا لاجنسي. في جميع الحالات، أثناء التكاثر اللاجنسي، يتم إنتاج كائنات متطابقة وراثيًا بأعداد كبيرة، مما يؤدي إلى نسخ الكائن الأصلي بالكامل تقريبًا. بالنسبة للكائنات وحيدة الخلية، يعد انقسام الخلايا بمثابة عملية بقاء، لأن الكائنات التي لا تتكاثر محكوم عليها بالانقراض. التكاثر والنمو المصاحب له يدخل مواد جديدة إلى الخلية ويمنع الشيخوخة بشكل فعال، مما يمنحها الخلود المحتمل.[...]
تم إجراء الدراسات الأولى، التي كان هدفها المباشر دراسة تأثير الهرمونات النباتية على تخليق الحمض النووي وانقسام الخلايا، في الخمسينيات من قبل سكوج وزملائه على مزرعة معقمة لحمة من لب التبغ. اكتشفوا أن الأوكسين ضروري لكل من تخليق الحمض النووي والانقسام الفتيلي، لكن الانقسام والانقسام الخلوي يحدث فقط في وجود كمية معينة من السيتوكين بالإضافة إلى الأوكسين. وهكذا، أظهرت هذه الأعمال المبكرة أن الأوكسين يمكن أن يحفز تخليق الحمض النووي، ولكن هذا لا يؤدي بالضرورة إلى الانقسام والانقسام الخلوي. يبدو أن الانقسام والانقسام الخلوي يتم تنظيمهما بواسطة السيتوكينين. تم تأكيد هذه النتائج لاحقًا بشكل متكرر من قبل باحثين آخرين. ومع ذلك، لا يزال يُعرف القليل عن الآلية التي يحفز بها الأوكسين تخليق الحمض النووي، على الرغم من وجود أدلة على أن الهرمون يمكنه تنظيم نشاط بوليميراز الحمض النووي. لذلك، في عملية تخليق الحمض النووي، يبدو أن الأوكسينات تلعب دور العامل المسموح به، بينما يلعب السيتوكينين، وفقًا لمعظم الباحثين، دور المحفز (ولكن ليس المنظم). ومع ذلك، ليس هناك شك في أن السيتوكينينات لها تأثير معين على الانقسام الفتيلي والانقسام السيتوبلازمي، مما يؤثر على ما يبدو على تخليق أو تنشيط بروتينات معينة ضرورية للانقسام الفتيلي.
لا يتم تفريغ الخلايا الأولية ومشتقاتها المباشرة، ويستمر انقسام الخلايا النشط في هذه المنطقة. ومع ذلك، عندما تبتعد عن قمة الجذر، تصبح الانقسامات أقل تكرارًا، وتصبح الخلايا نفسها مفرغة ويزداد حجمها. في العديد من الأنواع (على سبيل المثال، في القمح) يتم تمييز منطقة انقسام الخلايا ومنطقة استطالة الخلية بوضوح في الجذر، ولكن في أنواع أخرى، على سبيل المثال، خشب الزان (Fagus sylvatica)، قد يحدث عدد معين من الانقسامات الخلايا التي بدأت بالفعل في التفريغ.[ .. .]
دورة الحياةتتكون أي خلية، كقاعدة عامة، من مرحلتين: فترة راحة (الطور البيني) وفترة الانقسام، ونتيجة لذلك يتم تشكيل خليتين ابنتيتين. وبالتالي، بمساعدة انقسام الخلايا، الذي يسبق الانقسام النووي، يحدث نمو الأنسجة الفردية، وكذلك الكائن الحي بأكمله ككل. خلال فترة الانقسام، تخضع النواة لسلسلة من التغيرات المعقدة والمنظمة، يختفي خلالها الغلاف النووي والغلاف النووي، ويتكثف الكروماتين ويشكل أجسامًا منفصلة يسهل التعرف عليها على شكل قضيب تسمى الكروموسومات، ويكون عددها ثابتًا في الخلايا. من كل نوع. تسمى نواة الخلية غير المنقسمة الطور البيني؛ في هذه الفترة العمليات الأيضيةتمر من خلاله بشكل مكثف.[...]
تتطابق بياناتنا مع بيانات ساكس وآخرين [Jasbek et al., 1959] التي تفيد بأن العلاج باستخدام الجبرلين يزيد بشكل كبير من عدد انقسامات الخلايا في النسيج الإنشائي النخاعي. تحدث الزيادة في النشاط الانقسامي للمنطقة المركزية للقمم وانتقالها إلى الحالة التوليدية تحت تأثير طول النهار المناسب بشكل أسرع بكثير من تأثير العلاج بالجبريلليب.[...]
عندما تم تطبيق 2,4-D ومشتقاته على أطراف جذور البصل في النسيج الإنشائي، لوحظ انقباض والتصاق الكروموسومات، والانقسام البطيء، والجسور الكروماتيدية، والشظايا، وفي حالة حدوث ضرر شديد، تم ملاحظة ترتيب غير منتظم للكروماتين في السيتوبلازم، نواة قبيحة. ومن المميزات أنه، على عكس الكاربامات، استمر الانقسام النووي تحت تأثير 2,4-D (أي لم يتم تثبيط جهاز المغزل)، ولم يتوقف انقسام الخلايا إلا عند تركيزات عالية جدًا من 2,4-D (6، 10)....]
في العمليات الأيضية الطبيعية، تعمل منظمات النمو الطبيعية (الأوكسينات، الجبرلينات، السيتوكينينات، الدورمينات، وما إلى ذلك)، والتي تعمل معًا وبتنسيق صارم، على تنظيم انقسام الخلايا ونموها وتمايزها. التأثير الأساسي لهذه الهرمونات النباتية هو أنها "مؤثرات"، أي أنها قادرة على تنشيط الجينات والإنزيمات المحجوبة التي تحتوي على مجموعة سلفهيدريل. على سبيل المثال، تقوم بتنشيط جزيء الحمض النووي، ونتيجة لذلك، يتم تصنيع جزيئات mRNA ويتم تهيئة الظروف لتخليق البروتين والعمليات الأخرى المرتبطة بالنمو (تكرار الحمض النووي، انقسام الخلايا، وما إلى ذلك).[...]
أثناء التكاثر اللاجنسي، يتم فصل الخلية الابنة أو تبرعمها من الخلية الأم، أو تنقسم الخلية الأم إلى خليتين ابنتيتين. ويسبق هذا الانقسام الخلوي تكاثر الكروموسومات، ونتيجة لذلك يتضاعف عددها. جهاز خاص يتكون أثناء الانقسام - المغزل - يضمن التوزيع المتساوي للكروموسومات بين الخلايا الابنة. في هذه الحالة، يبدو أن خيوط المغزل، المرتبطة بأجزاء خاصة من الكروموسومات تسمى السنتروميرات، تفصل اثنين من الكروموسومات الابنة إلى طرفي نقيض من الخلية، والتي تتشكل من أحدهما نتيجة تكاثرها، والذي يعتمد على الآلية الجزيئية لتكاثر حمض الديوكسي ريبونوكلييك، الذي يضمن انتقال الخصائص الوراثية من الخلية الأصلية إلى الخلايا التابعة.[...]
على الرغم من أن الزيادة الرئيسية في حجم الخلية أثناء عملية التفريغ تحدث بسبب امتصاص الماء، إلا أنه خلال هذه الفترة يستمر التوليف النشط لمواد السيتوبلازم وجدار الخلية، مما يؤدي إلى زيادة الوزن الجاف للخلية أيضًا. وهكذا فإن عملية نمو الخلايا التي بدأت قبل التفريغ تستمر خلال هذه المرحلة. بالإضافة إلى ذلك، لم يتم تحديد مناطق انقسام الخلايا والتفريغ بشكل واضح، وفي براعم وجذور العديد من أنواع النباتات، يحدث الانقسام في الخلايا التي بدأت في التفريغ. يمكن أن يحدث الانقسام أيضًا في الخلايا المفرغة من الأنسجة المصابة. في أطراف الجذور، يتم تحديد مناطق الانقسام والتجويف بشكل أكثر وضوحًا، ويحدث انقسام الخلايا المفرغة بشكل أقل [...]
بالتزامن مع هذه التغييرات الداخليةينقسم الجدار الصلب الخارجي للأبواغ عند قمته إلى خمسة أسنان، مما يؤدي إلى ظهور شتلة تخرج من الخلية المركزية (الشكل 269، 3). يحدث الانقسام الأول للخلية المركزية بواسطة حاجز عرضي متعامد مع محورها الطويل ويؤدي إلى تكوين خليتين مختلفتين وظيفيا. من خلية واحدة أكبر، يتم تشكيل تبادل لاطلاق النار الجذعي، والذي المرحلة الأوليةيُطلق على التطور اسم ما قبل البلوغ ، من خلية أخرى أصغر - أول جذمور. كلاهما ينمو عن طريق انقسامات الخلايا العرضية. ينمو ما قبل البلوغ لأعلى ويتحول إلى اللون الأخضر بسرعة كبيرة، ويمتلئ بالبلاستيدات الخضراء؛ وينخفض الجذر الأول ويظل عديم اللون (الشكل 269، 4). بعد سلسلة من انقسامات الخلايا، مما يمنحها بنية خيوط صف واحد، يحدث تمايزها إلى عقد وأجزاء داخلية، ويستمر نموها القمي كما هو موضح أعلاه بالنسبة للساق. من عقد ما قبل النمو، تنشأ براعم ما قبل الثانوية، وزهرات الأوراق والفروع الجانبية للساق، من عقد الجذور الأولى - جذور الجذور الثانوية وشعرها الملتف. بهذه الطريقة يتم تشكيل ثالوس، يتكون من عدة براعم جذعية في الجزء العلوي والعديد من جذور الجذور المعقدة في الجزء السفلي (الشكل 2G9، 5).[...]
يتكون جينوم الكائن بدائيات النواة، مثل بكتيريا الإشريكية القولونية، من كروموسوم واحد، وهو عبارة عن حلزون مزدوج من الحمض النووي ذو بنية دائرية ويقع بحرية في السيتوبلازم. أثناء انقسام الخلايا، يتم توزيع جزيئين من الحمض النووي المزدوج المتكونين نتيجة للتكاثر بين خليتين ابنتيتين دون الانقسام.[...]
وفي حالة الفيروسات التي تحتوي على الحمض النووي للإنسان والحيوان، فإن قدرتها على التسبب في الأورام تعتمد على نسبة الحمض النووي الفيروسي إلى كروموسومات الخلية. يمكن أن يبقى الحمض النووي الفيروسي، مثل البلازميدات، في خلية في حالة مستقلة، ويتضاعف مع الكروموسومات الخلوية. في هذه الحالة، لا يتم انتهاك تنظيم انقسام الخلايا. ومع ذلك، يمكن دمج الحمض النووي الفيروسي في واحد أو أكثر من كروموسومات الخلية المضيفة. وبهذه النتيجة، يصبح انقسام الخلايا غير منظم. بمعنى آخر، الخلايا المصابة بفيروس DNA تتحول إلى خلايا سرطانية. مثال على فيروسات الحمض النووي المسرطنة هو فيروس bV40، الذي تم عزله منذ سنوات عديدة من خلايا القرود. يعتمد التأثير الجيني لهذه الفيروسات على حقيقة أن الجينات الفيروسية الفردية تعمل كجينات مسرطنة، حيث تقوم بتنشيط الحمض النووي الخلوي وتحفيز الخلايا على الدخول إلى الطور β، يليه انقسام غير منضبط. فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA)، بسبب إدراج الحمض النووي الريبي (RNA) الخاص بها في واحد أو أكثر من كروموسومات الخلية المضيفة، لها أيضًا تأثير مسبب للسرطان. يحتوي جينوم هذه الفيروسات أيضًا على جينات مسرطنة، لكنها تختلف بشكل كبير عن الجينات المسرطنة للفيروسات المحتوية على الحمض النووي من حيث أن نظائرها في شكل جينات سرطانية أولية موجودة في جينوم الخلايا المضيفة. عندما تصيب فيروسات الحمض النووي الريبي الخلايا، فإنها "تلتقط" الجينات الورمية الأولية في جينومها، وهي تسلسلات الحمض النووي التي تتحكم في تخليق البروتينات (الكينازات، وعوامل النمو، ومستقبلات عامل النمو، وما إلى ذلك) المشاركة في تنظيم انقسام الخلايا. ومع ذلك، فمن المعروف أن هناك طرقًا أخرى لتحويل الجينات الورمية الأولية الخلوية إلى جينات سرطانية فيروسية.[...]
تمتلك البلاستيدات الخضراء كل ما هو ضروري لتخليق البروتين، وهي من بين العضيات ذاتية التكاثر. تتكاثر عن طريق الانقباض في قسمين، وفي حالات نادرة جدًا، عن طريق التبرعم. تنحصر هذه العمليات في لحظة انقسام الخلايا وتحدث بنفس الطريقة المنظمة للانقسام النووي، أي أن الأحداث تتبع هنا بتسلسل صارم الواحدة تلو الأخرى: يتم استبدال مرحلة النمو بفترة تمايز، تليها حالة من التمايز. النضج، أو الاستعداد للانقسام.[ ...]
الذوبانية في الماء 90 ملغم/لتر، وآلية العمل هي تثبيط عملية التحلل الضوئي للماء. عقار لينتاجران إس. ص. له تأثير انتقائي على الذرة، وهو فعال جدًا ضد عشب البلوط المقلوب في مرحلة 4-6 أوراق، وهو غير عرضة للتريازين. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن ملح ثنائي الإيثانول أمين، والذي يسمى المالزيد 30، والمسمى MH-30، يستخدم لقمع عمليات انقسام الخلايا وإنبات البذور [...].
ويشير مصطلح "نمو النبات" إلى الزيادة التي لا رجعة فيها في حجم النبات. ترتبط الزيادة في الحجم والوزن الجاف للكائن الحي بزيادة في كمية البروتوبلازم. يمكن أن يحدث هذا بسبب زيادة حجم الخلية وعددها. تقتصر الزيادة في حجم الخلية إلى حد ما على العلاقة بين حجمها ومساحة سطحها (يزيد حجم الكرة بشكل أسرع من مساحة سطحها). أساس النمو هو انقسام الخلايا. ومع ذلك، فإن انقسام الخلايا هو عملية منظمة كيميائيًا ولا يتم التحكم فيها بشكل مباشر بالضرورة من خلال أي علاقة بين حجم الخلية ومنطقة غلاف الخلية.[...]
ومع ذلك، فإن السمة المميزة لمعظم هذه المركبات هي القدرة على قمع عملية انقسام الخلايا الانقسامية عند تركيز حوالي 50 ملم / لتر.
تمت زراعة نباتات Tradescantia (استنساخ 02)، التي تحمل النورات الصغيرة في نفس المرحلة من التطور، في ظروف معملية على تربة مختارة من رواسب Permocarbon في حقل نفط Usinsk. مع ظهور الزهور، تم فحص شعر خيوط السداة في Tradescantia يوميًا للتأكد من تكرارها. الطفرات الجسدية. جنبا إلى جنب مع هذا، تم تسجيل الشذوذات المورفولوجية: الخلايا العملاقة والقزمة، المتفرعة والانحناء الشعر، المسوخ غير الخطية. كما تم أخذ أحداث الطفرات البيضاء وتثبيط انقسام الخلايا (عدد الخلايا في الشعرة أقل من 12) في الاعتبار.[...]
مرة أخرى في بداية القرن التاسع عشر. لقد تفاجأ الباحثون بوحدة بنية النباتات الوعائية لدرجة أنهم كانوا يأملون في العثور على خلايا قمية مفردة أيضًا في عاريات البذور وكاسيات البذور وحتى وصف مثل هذه الخلايا. ومع ذلك، أصبح من الواضح لاحقًا أنه في براعم النباتات العليا لا توجد خلية قمية يمكن تمييزها بوضوح، ولكن في الجزء القمي من براعم النباتات المزهرة يتم تمييز منطقتين: الغلالة الخارجية، أو الوشاح، الذي يحيط ويغطي الجسم الداخلي (الشكل 2.3). تتميز هذه المناطق جيدًا بالمستويات السائدة لانقسام الخلايا. في الغلالة، تحدث الانقسامات في الغالب عكسيًا، أي أن محور المغزل الانقسامي موازٍ للسطح، ويقع الجدار العرضي المتكون بين الخليتين الابنتين بشكل عمودي على السطح. في الجسم، تحدث الانقسامات في جميع المستويات، سواء المحدبة أو المحيطة بالمسطحة (أي أن المغزل متعامد، والجدار الجديد موازي للسطح). يختلف سمك النهايات المسدودة إلى حد ما، وحسب النوع، قد تتكون من طبقة واحدة أو طبقتين أو أكثر من الخلايا. بالإضافة إلى ذلك، حتى داخل النوع الواحد، يمكن أن يختلف عدد طبقات الغلالة اعتمادًا على عمر النبات والحالة التغذوية وظروف أخرى.[...]
في الآونة الأخيرة، في سيتوبلازم خلايا الكائنات الحية المختلفة، بما في ذلك الطحالب، تم اكتشاف تشكيلات قصيرة (مقارنة بقنوات الشبكة الإندوبلازمية) ذات ملامح ناعمة صلبة تسمى الأنابيب الدقيقة (الشكل 6، 3). في المقطع العرضي، تبدو وكأنها أسطوانات يبلغ قطر التجويف فيها 200-350 ألف. وتبين أن الأنابيب الدقيقة عبارة عن هياكل ديناميكية للغاية: يمكن أن تظهر وتختفي، وتنتقل من منطقة من الخلية إلى أخرى، وتزيد أو تنقص في رقم. وتتركز في الغالب على طول البلازما (الطبقة الخارجية من السيتوبلازم)، وخلال فترة انقسام الخلايا تنتقل إلى المنطقة التي يتكون فيها الحاجز. تم العثور على تراكماتها أيضًا حول النواة، على طول البلاستيدات الخضراء، بالقرب من وصمة العار. وأظهرت الدراسات اللاحقة أن هذه الهياكل موجودة ليس فقط في السيتوبلازم، ولكن أيضًا في النواة والبلاستيدات الخضراء والسوط.[...]
استخدم Skoog تقنية زراعة الأنسجة التالية. قام بوضع قطع معزولة من لب التبغ على سطح هلام الآجار الذي يحتوي على عناصر غذائية مختلفة وعوامل هرمونية أخرى. ومن خلال تغيير تركيبة وسط الأجار، لاحظ سكوج تغيرات في نمو وتمايز خلايا اللب. تم اكتشاف أنه من أجل نمو الخلايا النشطة، من الضروري إضافة ليس فقط العناصر الغذائية إلى الآجار، ولكن أيضًا المواد الهرمونية، مثل الأكسين. ومع ذلك، إذا تمت إضافة أوكسين واحد فقط (IAA) إلى الوسط المغذي، فإن قطع اللب تنمو بشكل قليل جدًا، ويتم تحديد هذا النمو بشكل أساسي من خلال زيادة حجم الخلية. كانت انقسامات الخلايا قليلة جدًا، ولم يتم ملاحظة تمايز الخلايا. إذا تمت إضافة قاعدة البيورين الأدينين إلى وسط الأجار مع IAA، تبدأ خلايا الحمة في الانقسام، وتشكل كتلة الكالس. الأدينين المضاف بدون أوكسين لم يحفز انقسام الخلايا في أنسجة اللب. ولذلك، فإن التفاعل بين الأدينيوم والأوكسين ضروري لتحفيز انقسام الخلايا. الأدينين هو أحد مشتقات البيورين (6-أمينوبوريا)، وهو جزء من الأحماض النووية الطبيعية.
لا ينظم الأوكسين تنشيط الكامبيوم فحسب، بل ينظم أيضًا التمييز بين مشتقاته. ومن المعروف أيضًا أن الأوكسين ليس المنظم الهرموني الوحيد لنشاط الكامبيوم وتمايز الأنسجة الموصلة. وقد ظهر ذلك ببساطة ووضوح في التجارب التي، في أوائل الربيع، قبل أن تتفتح البراعم، أخذوا أغصان نباتات ذات خشب مفتوح المسام، وأزالوا البراعم منها، ومن خلال سطح الجرح العلوي أدخلوا هرمونات النمو إلى هذه الأجزاء من الجذع. تنبع في عجينة اللانولين أو في شكل محلول مائي . وبعد يومين تقريبًا، تم إعداد أقسام الجذع لمراقبة نشاط الكامبيوم. بدون إدخال الهرمونات، لم تنقسم خلايا الكامبيوم، ولكن في البديل مع IAA، يمكن ملاحظة انقسام خلايا الكامبيوم وتمايز عناصر الخشب الجديدة، على الرغم من أن كلتا العمليتين لم تكن نشطة للغاية (الشكل 5.17). . عندما تم إدخال GA3 فقط، انقسمت خلايا الكامبيوم، لكن الخلايا المشتقة منه داخل(نسيج الخشب) لم يفرق واحتفظ بالبروتوبلازم. ومع ذلك، بعد المراقبة الدقيقة، يمكن ملاحظة أنه استجابة لـ GA3، تم تشكيل بعض اللحاء الجديد مع أنابيب الغربال المتمايزة. أدى العلاج المتزامن مع IAA وGA3 إلى تنشيط انقسام الخلايا في الكامبيوم، وتم تشكيل نسيج الخشب واللحاء المتمايزين بشكل طبيعي. من خلال قياس سمك الخشب واللحاء الجديد، من الممكن الاقتراب كميًا من دراسة تفاعل الأوكسين والجبريللي والمنظمين الآخرين (الشكل 5.18). تشير مثل هذه التجارب إلى أن تركيز الأوكسين والجبريلية لا ينظم معدل انقسام الخلايا في الكامبيوم فحسب، بل يؤثر أيضًا على نسبة خلايا الخشب واللحاء الأولية. إن التركيز العالي نسبياً من الأوكسين يساعد على تكوين نسيج الخشب، بينما عند التركيزات العالية من الجبريلية يتم تشكيل المزيد من اللحاء.[...]
يمكن أن يستمر الضرر الإشعاعي للهياكل الفريدة لفترة طويلة شكل مخفي(تكون محتملة) وتتحقق في عملية تكرار الجهاز الوراثي. ولكن يتم استعادة بعض الأضرار المحتملة عن طريق نظام إصلاح إنزيمي خاص للحمض النووي. تبدأ العملية بالفعل أثناء التشعيع. تم تصميم النظام لإزالة عيوب الحمض النووي ليس فقط من أصل إشعاعي، ولكن أيضًا تلك الناشئة عن التأثيرات غير الفسيولوجية الأخرى. وهذا ليس مفاجئا، لأن العوامل غير الإشعاعية تحفز طفرات لا تختلف من حيث المبدأ عن تلك التي يسببها الإشعاع. الضرر الإشعاعي للهياكل الكتلية غالبا ما يكون غير مميت للخلية، لكنه يتسبب في وقف انقسام الخلايا وتعديل العديد من الخلايا الوظائف الفسيولوجيةوالعمليات الأنزيمية. يشير استئناف دورة الخلية إلى التخلص من الضرر الذي تسبب في تأخير الانقسام.
المرحلة المثالية لدراسة الكروموسومات هي مرحلة الطور الاستوائي، عندما تصل الكروموسومات أقصى قدر من التكثيفوتقع في طائرة واحدة،مما يتيح التعرف عليهم بدقة عالية. لدراسة النمط النووي، يجب استيفاء عدة شروط:
تحفيز انقسامات الخلايا للحصول على أكبر قدر ممكن تقسيم الخلايا,
- منع انقسام الخلايافي الطورية.
- نقص التوتر في الخلاياوإعداد تحضير الكروموسوم لمزيد من الفحص تحت المجهر.
لدراسة الكروموسومات يمكنك استخدامها الخلايا من الأنسجة المتكاثرة بنشاط(خلايا النخاع العظمي، جدران الخصية، الأورام) أو مزارع الخلايا،التي يتم الحصول عليها عن طريق الزراعة تحت ظروف خاضعة للرقابة على وسائط مغذية خاصة للخلايا المعزولة من الجسم (خلايا الدم المحيطية *، الخلايا الليمفاوية التائية، خلايا نخاع العظم الأحمر، الخلايا الليفية من أصول مختلفة، خلايا المشيماء، الخلايا السرطانية)
* تقنية الحصول على الاستعدادات الصبغية من الخلايا الليمفاوية في الدم المحيطية المزروعة في ظروف معزولة هي الأكثر استخداما طريقة بسيطةويتكون من المراحل التالية:
جمع الدم الوريدي في ظل ظروف معقمة.
إضافة الهيبارين لمنع تجلط الدم.
نقل المواد إلى قوارير ذات وسط غذائي خاص؛
تحفيز انقسام الخلايا عن طريق الإضافة الراصة الدموية النباتية.
حضانة الثقافة لمدة 72 ساعة عند درجة حرارة 37 درجة مئوية.
منع انقسام الخلايا في مرحلة الطوريةيتم تحقيقه عن طريق إدخاله في الوسط الكولشيسين أو الكولسيميد – المواد - تثبيط الخلايا التي تدمر المغزل. إيصال الاستعدادات المجهريةيتضمن التحليل المراحل التالية:
- نقص التوتر في الخلايا ،والذي يتم تحقيقه عن طريق إضافة محلول منخفض التوتر من كلوريد البوتاسيوم. مما يؤدي إلى تورم الخلايا وتمزق الغشاء النووي وتشتت الكروموسومات؛
- تثبيت الخلايالوقف نشاط الخلية مع الحفاظ على بنية الكروموسوم. لهذا، يتم استخدام مثبتات خاصة، على سبيل المثال، خليط من الكحول الإيثيلي وحمض الخليك.
- تلطيخ الدواءوفقا للغيمزا أو استخدام طرق تلطيخ أخرى؛
- التحليل تحت المجهرمن أجل التعرف على الاضطرابات العددية (متجانسة أو فسيفساء)و الانحرافات الهيكلية.
- تصوير وقطع الكروموسومات.
- تحديد الكروموسومات وتجميع مخطط النواة (idiogram).
مراحل التنميط النووي التلوين التفاضلي للكروموسومات
حاليًا، جنبًا إلى جنب مع الطرق الروتينية لدراسة النمط النووي، يتم استخدام طرق الصبغ التفاضلي، مما يجعل من الممكن تحديد النطاقات الملونة وغير الملوثة بالتناوب في الكروماتيدات. انهم يسمى يربط و لديمحدد وبالضبط التوزيع بسبب خصوصيات التنظيم الداخلي للكروموسوم
تم تطوير طرق الصبغ التفاضلي في أوائل السبعينيات وأصبحت علامة بارزة في تطور علم الوراثة الخلوية البشرية. ولها تطبيقات عملية واسعة، وذلك للأسباب التالية:
تناوب الخطوط ليس عشوائيا، ولكنه يعكس التركيب الداخلي للكروموسومات,على سبيل المثال، توزيع المناطق المتجانسة وغير المتجانسة الغنية بتسلسلات الحمض النووي AT أو GC، ومناطق الكروماتين بتركيزات مختلفة من الهستونات وغير الهستونات؛
توزيع النطاقات مطابق لجميع خلايا كائن حي واحد وجميع الكائنات الحية من نوع معين، والذي يستخدم ل تحديد دقيق للأنواع؛
الطريقة تسمح لك بدقة تحديد الكروموسومات المتماثلة،والتي تكون متطابقة من الناحية الجينية ولها توزيع مماثل للنطاقات؛
توفر الطريقة دقة تحديد كل كروموسوم،لأن الكروموسومات المختلفة لها توزيعات مختلفة للنطاقات؛
يتيح لنا التلوين التفاضلي التعرف على الكثير التشوهات الهيكلية للكروموسومات(عمليات الحذف، والعكس)، والتي يصعب اكتشافها باستخدام طرق تلطيخ بسيطة.
اعتمادًا على طريقة المعالجة المسبقة للكروموسوم وتقنية التلوين، يتم تمييز العديد من طرق التلوين التفاضلية (G، Q، R، T، C). باستخدامها، من الممكن الحصول على تناوب العصابات الملونة وغير الملونة - العصابات، مستقرة ومحددة لكل كروموسوم.
خصائص الطرق المختلفة لتلوين الكروموسوم التفاضلي
|
اسم الطريقة |
الصبغة المستخدمة |
طبيعة العصابات |
دور عملي |
|
رسم - الكروماتين المتغاير. غير مصبوغ - الكروماتين الحقيقي |
الكشف عن تشوهات الكروموسومات العددية والهيكلية |
||
|
الكيناكرين (صبغة الفلورسنت) |
رسم - الكروماتين المتغاير. غير مصبوغ - الكروماتين الحقيقي | ||
|
الطريقة ص (عكسي) |
ملون - كروماتين حقيقي. غير مصبوغ - الكروماتين المغاير |
تحديد العددية و الشذوذات الهيكليةالكروموسومات |
|
|
جيمزا أو صبغة الفلورسنت |
هيتروكروماتين مركزي ملون |
تحليل تعدد أشكال الكروموسومات |
|
|
جيمزا أو صبغة الفلورسنت |
ملون - هيتروكروماتين التيلوميري |
تحليل تعدد أشكال الكروموسومات |
ومن المعروف أن بعض الخلايا تنقسم بشكل مستمر، على سبيل المثال الخلايا الجذعية لنخاع العظمخلايا الطبقة الحبيبية للبشرة والخلايا الظهارية للغشاء المخاطي المعوي. والبعض الآخر، بما في ذلك العضلات الملساء، قد لا ينقسم لعدة سنوات، وبعض الخلايا، مثل الخلايا العصبية والألياف العضلية المخططة، غير قادرة على الانقسام على الإطلاق (باستثناء فترة ما قبل الولادة).
في بعض نقص الأنسجة في كتلة الخلايايتم القضاء عليها عن طريق الانقسام السريع للخلايا المتبقية. وهكذا، في بعض الحيوانات، بعد الاستئصال الجراحي لـ 7/8 من الكبد، يعود وزنه إلى ما يقرب من حدودبسبب انقسام الخلايا للجزء المتبقي 1/8. تمتلك العديد من الخلايا الغدية ومعظم خلايا نخاع العظم هذه الخاصية. الأنسجة تحت الجلدوالظهارة المعوية والأنسجة الأخرى، باستثناء الخلايا العضلية والعصبية شديدة التمايز.
لا يُعرف سوى القليل حتى الآن كيف يحافظ الجسم على ما هو ضروري عدد الخلايا أنواع مختلفة . ومع ذلك، تشير البيانات التجريبية إلى وجود ثلاث آليات لتنظيم نمو الخلايا.
أولاً، انقسام العديد من أنواع الخلاياتحت سيطرة عوامل النمو التي تنتجها الخلايا الأخرى. بعض هذه العوامل تأتي إلى الخلايا من الدم، والبعض الآخر من الأنسجة المجاورة. وبالتالي، فإن الخلايا الظهارية لبعض الغدد، مثل البنكرياس، لا يمكنها الانقسام بدون عامل النمو الذي ينتجه النسيج الضام الأساسي.
ثانيًا، معظم الخلايا الطبيعيةتوقف عن الانقسام عندما لا يكون هناك مساحة كافية لخلايا جديدة. ويمكن ملاحظة ذلك في مزارع الخلايا، حيث تنقسم الخلايا حتى تتلامس مع بعضها البعض، ثم تتوقف عن الانقسام.
ثالثا، العديد من النسيج توقف المحاصيل عن النمو، حتى لو دخلت كمية صغيرة من المواد التي ينتجونها إلى سائل الاستنبات. يمكن اعتبار كل آليات التحكم في نمو الخلايا هذه متغيرات لآلية التغذية الراجعة السلبية.
تنظيم حجم الخلية. يعتمد حجم الخلية بشكل أساسي على كمية الحمض النووي الفعال. وهكذا، في غياب تضاعف الحمض النووي، تنمو الخلية حتى تصل إلى حجم معين، وبعد ذلك يتوقف نموها. إذا كنت تستخدم الكولشيسين لمنع عملية تكوين المغزل، فيمكنك إيقاف الانقسام الفتيلي، على الرغم من أن تكرار الحمض النووي سيستمر. سيؤدي ذلك إلى زيادة كمية الحمض النووي في النواة بشكل كبير عن المعدل الطبيعي، وسيزداد حجم الخلية. ومن المفترض أن نمو الخلايا المفرط في هذه الحالة يرجع إلى زيادة إنتاج الحمض النووي الريبي (RNA) والبروتين.
تمايز الخلايا في الأنسجة
واحد من خصائص النمووانقسام الخلايا هو تمايزها، والذي يُفهم على أنه تغيير في خصائصها الفيزيائية والوظيفية أثناء التطور الجنيني بهدف تكوين أعضاء وأنسجة متخصصة في الجسم. دعونا نلقي نظرة على تجربة مثيرة للاهتمام تساعد في شرح هذه العملية.
إذا من بيضإذا قمت بإزالة نواة الضفدع باستخدام تقنية خاصة واستبدالها بنواة خلية من الغشاء المخاطي للأمعاء، فيمكن أن ينمو ضفدع عادي من مثل هذه البيضة. توضح هذه التجربة أنه حتى الخلايا شديدة التمايز، مثل خلايا الغشاء المخاطي للأمعاء، تحتوي على جميع المعلومات الوراثية اللازمة للنمو الجسم العاديالضفادع.
ويتضح من التجربة أن التفاضللا يحدث بسبب فقدان الجينات، ولكن بسبب القمع الانتقائي للأوبراونات. في الواقع، في الصور المجهرية الإلكترونية، يمكن للمرء أن يرى أن بعض قطع الحمض النووي "المعبأة" حول الهستونات تتكثف بقوة لدرجة أنه لم يعد من الممكن تفكيكها واستخدامها كقالب لنسخ الحمض النووي الريبي (RNA). ويمكن تفسير هذه الظاهرة على النحو التالي: في مرحلة معينة من التمايز، يبدأ الجينوم الخلوي في تصنيع البروتينات التنظيمية التي تقمع بشكل لا رجعة فيه مجموعات معينة من الجينات، بحيث تظل هذه الجينات معطلة إلى الأبد. كما كانت، الخلايا الناضجة جسم الإنسانقادرة على تصنيع ما بين 8000 إلى 10000 بروتين مختلف فقط، على الرغم من أنه إذا كانت جميع الجينات تعمل، فإن هذا الرقم سيكون حوالي 30000.
تجارب على الأجنةأظهر أن بعض الخلايا قادرة على التحكم في تمايز الخلايا المجاورة. وبالتالي، يُطلق على الأديم الحبلي اسم المنظم الأساسي للجنين، حيث تبدأ جميع أنسجة الجنين الأخرى في التمايز حوله. يتحول الأديم المتوسط أثناء التمايز إلى الأديم المتوسط الظهري المجزأ الذي يتكون من الجسيدات، ويصبح الأديم الحبلي محفزًا للأنسجة المحيطة، مما يؤدي إلى تكوين جميع الأعضاء تقريبًا منها.
مثل مثال آخر على الحثيمكن الاستشهاد بتطوير العدسة. عندما تتلامس الحويصلة البصرية مع الأديم الظاهر للرأس، فإنها تبدأ في التكاثف، وتتحول تدريجيًا إلى لوحة العدسة، والتي بدورها تشكل غزوًا تتشكل منه العدسة في النهاية. وبالتالي، فإن تطور الجنين يرجع إلى حد كبير إلى التحريض، وجوهره هو أن جزءًا من الجنين يتسبب في تمايز جزء آخر، وهذا يؤدي إلى تمايز الأجزاء المتبقية.
لذا على الرغم تمايز الخلايا بشكل عاملا يزال لغزا بالنسبة لنا، للكثيرين الآليات التنظيميةوالتي تكمن وراءها معروفة لنا بالفعل.
تميز القرن الحادي والعشرون بقدوم حقبة جديدة في مجال التغذية، أظهرت الفوائد الهائلة التي يمكن أن يجلبها الاختيار الصحيح للنظام الغذائي على صحة الإنسان. ومن هذا المنطلق، فإن البحث عن سر «حبوب الشيخوخة» لم يعد يبدو أشبه بالحلم. تشير الاكتشافات الحديثة للعلماء إلى أن نظامًا غذائيًا معينًا يمكن، جزئيًا على الأقل، أن يغير مسار الساعة البيولوجية للجسم ويبطئ شيخوخة الجسم. في هذه المقالة، يتم تحليل المعلومات الحالية التي حصل عليها علماء التغذية في سياق تحسين صحة التيلومير، وهي آلية رئيسية لإبطاء الشيخوخة بالمعنى الحرفي للكلمة.
تقوم التيلوميرات بتكرار تسلسل الحمض النووي الموجود في نهايات الكروموسومات. مع كل انقسام للخلية، يتم تقصير التيلوميرات، مما يؤدي في النهاية إلى فقدان الخلية القدرة على الانقسام. ونتيجة لذلك، تدخل الخلية في مرحلة الشيخوخة الفسيولوجية، مما يؤدي إلى موتها. ويزيد تراكم هذه الخلايا في الجسم من خطر الإصابة بالأمراض. في عام 1962، أحدث ليونارد هايفليك ثورة في علم الأحياء من خلال تطوير نظرية تعرف باسم نظرية حد هايفليك. ووفقا لهذه النظرية، فإن الحد الأقصى لعمر الإنسان المحتمل هو 120 عاما. وفقا للحسابات النظرية، في هذا العصر يكون لدى الجسم عدد كبير جدا من الخلايا غير القادرة على الانقسام ودعم وظائفه الحيوية. وبعد مرور خمسين عامًا، ظهر اتجاه جديد في علم الجينات، مما فتح الآفاق أمام الإنسان لتحسين إمكاناته الجينية.
تساهم عوامل الإجهاد المختلفة في تقصير التيلوميرات قبل الأوان، مما يؤدي بدوره إلى تسريع الشيخوخة البيولوجية للخلايا. ترتبط العديد من التغيرات المرتبطة بالعمر في الجسم والتي تضر بالصحة بقصر التيلومير. هناك أدلة على وجود علاقة بين تقصير التيلومير وأمراض القلب والسمنة، السكرىوتنكس أنسجة الغضاريف. يؤدي تقصير التيلوميرات إلى تقليل كفاءة عمل الجينات، الأمر الذي ينطوي على ثلاث مشاكل: الالتهاب والإجهاد التأكسدي وانخفاض النشاط. الخلايا المناعية. كل هذا يسرع عملية الشيخوخة ويزيد من خطر الإصابة بالأمراض المرتبطة بالعمر.
جانب آخر مهم هو نوعية التيلوميرات. على سبيل المثال، المرضى الذين يعانون من مرض الزهايمر ليس لديهم دائمًا تيلوميرات قصيرة. في الوقت نفسه، تظهر التيلوميرات الخاصة بهم دائمًا علامات واضحة على الاضطرابات الوظيفية، والتي يتم تسهيل تصحيحها بواسطة فيتامين E. وبمعنى ما، فإن التيلوميرات هي "الحلقة الضعيفة" للحمض النووي. فهي تتضرر بسهولة وتحتاج إلى الإصلاح، ولكنها لا تمتلك آليات الإصلاح القوية التي تستخدمها مناطق الحمض النووي الأخرى. وهذا يؤدي إلى تراكم التيلوميرات التالفة جزئيًا وسيئة الأداء، ولا تعتمد جودتها المنخفضة على طولها.
أحد الأساليب لإبطاء عملية الشيخوخة هو استخدام استراتيجيات تعمل على إبطاء عملية تقصير التيلوميرات، مع حمايتها وإصلاح الضرر الناتج عنها. في مؤخرايتلقى الخبراء المزيد والمزيد من البيانات التي يمكن من خلالها تحقيق ذلك من خلال الاختيار الصحيح للنظام الغذائي.
وهناك احتمال آخر جذاب وهو إمكانية إطالة التيلوميرات مع الحفاظ على جودتها، الأمر الذي من شأنه أن يعيد عقارب الساعة البيولوجية إلى الوراء. يمكن تحقيق ذلك عن طريق تنشيط إنزيم التيلوميراز، والذي يمكنه استعادة شظايا التيلومير المفقودة.
التغذية الأساسية للتيلوميرات
يظهر النشاط الجيني بعض المرونة، والتغذية هي آلية ممتازة للتعويض عن النقص الوراثي. يتم وضع العديد من الأنظمة الوراثية خلال الأسابيع الأولى من التطور داخل الرحم وتتشكل في سن مبكرة. بعد ذلك، يتعرضون لمجموعة واسعة من العوامل، بما في ذلك. طعام. يمكن أن تسمى هذه التأثيرات "الإعدادات اللاجينية"، والتي تحدد كيفية تعبير الجينات عن وظائفها المقصودة.
ويتم تنظيم طول التيلومير أيضًا بطريقة لاجينية. وهذا يعني أنه يتأثر بالنظام الغذائي. تنقل الأمهات اللاتي يعانين من سوء التغذية التيلوميرات المعيبة إلى أطفالهن، مما يزيد من خطر الإصابة بأمراض القلب في المستقبل (تتميز الخلايا الموجودة في الشرايين المتضررة من تصلب الشرايين بعدد كبير من التيلوميرات القصيرة). ضد، التغذية الجيدةتساهم الأم في تكوين التيلوميرات ذات الطول والجودة الأمثل عند الأطفال.
من أجل الأداء الكامل للتيلوميرات، فإن عملية المثيلة المناسبة لها ضرورية. (الميثيل هو عملية كيميائية تتضمن ربط مجموعة الميثيل (-CH3) بالقاعدة النووية للحمض النووي.) المتبرع الرئيسي لمجموعات الميثيل في الخلايا البشرية هو الإنزيم المساعد S-adenosylmethionine، الذي يستخدم الجسم الميثيونين في تصنيعه. ميثيل سلفونيل ميثان والكولين والبيتين. بالنسبة للسير الطبيعي لعملية تخليق هذا الإنزيم المساعد، فإن وجود فيتامين ب 12 ضروري. حمض الفوليكوفيتامين ب6. ويشارك حمض الفوليك وفيتامين ب 12 في وقت واحد في العديد من الآليات التي تضمن استقرار التيلومير.
أهم المكملات الغذائية للحفاظ على التيلوميرات هي ذات جودة عالية مجمعات الفيتاميناتيتم تناوله بالتزامن مع نظام غذائي يحتوي على كمية كافية من البروتينات، وخاصة تلك التي تحتوي على الكبريت. ويجب أن يشمل هذا النظام الغذائي منتجات الألبان والبيض واللحوم والدجاج والبقوليات والمكسرات والحبوب. البيض هو أغنى مصدر للكولين.
يتطلب الدماغ أيضًا كميات كبيرة من الجهات المانحة للميثيل للحفاظ على مزاج جيد. قلق مزمنوالاكتئاب غالبا ما يشير إلى نقص المتبرعين بالميثيل، وهو ما يعني حالة سيئةالتيلوميرات وقابليتها للتقصير المبكر. هذا هو السبب الرئيسي الذي يجعل التوتر يشيخ الشخص.
أظهرت نتائج دراسة شملت 586 امرأة أن تيلوميرات المشاركين الذين تناولوا الفيتامينات المتعددة بانتظام كانت أطول بنسبة 5٪ من تيلوميرات النساء اللاتي لم يتناولن الفيتامينات. عند الرجال، تتوافق أعلى مستويات حمض الفوليك مع التيلوميرات الأطول. كما وجدت دراسة أخرى شملت كلا الجنسين وجود علاقة إيجابية بين مستويات حمض الفوليك في الجسم وطول التيلومير.
كلما زاد التوتر لديك و/أو شعرت بالسوء عاطفيًا أو عقليًا، كلما زاد الاهتمام الذي يجب أن توليه للحصول على ما يكفي من الأساسيات. العناصر الغذائيةوالتي لن تساعد فقط عقلك، ولكن أيضًا التيلوميرات الخاصة بك.
تساعد المعادن ومضادات الأكسدة في الحفاظ على استقرار الجينوم والتيلومير
التغذية هي آلية ممتازة لإبطاء تآكل الجسم. تحمي العديد من العناصر الغذائية الكروموسومات، بما في ذلك الحمض النووي التيلوميراز، وتزيد من كفاءة آليات إصلاح تلف الحمض النووي. يؤدي نقص مضادات الأكسدة إلى زيادة ضرر الجذور الحرة وزيادة خطر تدهور التيلومير. على سبيل المثال، التيلوميرات للمرضى الذين يعانون من مرض باركنسون أقصر من التيلوميرات الخاصة بالمرضى الأشخاص الأصحاءنفس العمر. علاوة على ذلك، فإن درجة تدهور التيلومير تعتمد بشكل مباشر على شدة أضرار الجذور الحرة المرتبطة بالمرض. وقد تبين أيضًا أن النساء اللاتي يتناولن كمية غذائية منخفضة من مضادات الأكسدة لديهن تيلوميرات قصيرة ويتعرضن لخطر متزايد للإصابة بسرطان الثدي.
العديد من الإنزيمات المشاركة في نسخ وإصلاح تلف الحمض النووي تتطلب المغنيسيوم لتعمل. وجدت إحدى الدراسات التي أجريت على الحيوانات أن نقص المغنيسيوم يرتبط بزيادة أضرار الجذور الحرة وتقصير التيلومير. أظهرت التجارب على الخلايا البشرية أن غياب المغنيسيوم يؤدي إلى تدهور سريع للتيلوميرات ويمنع انقسام الخلايا. يوميا، اعتمادا على شدة الحمل ومستوى التوتر، يجب أن يتلقى جسم الإنسان 400-800 ملغ من المغنيسيوم.
يلعب الزنك دور مهمفي عمل وإصلاح الحمض النووي. يؤدي نقص الزنك إلى عدد كبير من فواصل الحمض النووي. عند كبار السن، يرتبط نقص الزنك بقصر التيلوميرات. الحد الأدنى من الزنك الذي يجب أن يحصل عليه الشخص يوميًا هو 15 ملجم، والجرعات المثالية هي حوالي 50 ملجم يوميًا للنساء و75 ملجم للرجال. تم الحصول على أدلة على أن الكارنوزين المضاد للأكسدة الجديد المحتوي على الزنك يقلل من معدل تقصير التيلومير في الخلايا الليفية الجلدية، بينما يبطئ في الوقت نفسه شيخوخة هذه الخلايا. يعد الكارنوزين أيضًا أحد مضادات الأكسدة المهمة للدماغ، مما يجعله وسيلة جيدة لتخفيف التوتر. تساعد العديد من مضادات الأكسدة في حماية وإصلاح الحمض النووي. على سبيل المثال، وجد أن فيتامين C يبطئ تقصير التيلومير في الخلايا البطانية الوعائية البشرية.
ومن المثير للإعجاب أن أحد أشكال فيتامين E، المعروف باسم توكوترينول، قادر على استعادة طول التيلومير القصير في الخلايا الليفية البشرية. هناك أيضًا أدلة على قدرة فيتامين C على تحفيز نشاط إنزيم التيلوميراز الذي يطيل التيلومير. تشير هذه النتائج إلى أن تناول أطعمة معينة يساعد في استعادة طول التيلومير، مما قد يحمل المفتاح لعكس عملية الشيخوخة.
يتعرض الحمض النووي لهجوم مستمر من الجذور الحرة. في الأشخاص الأصحاء الذين يتمتعون بتغذية جيدة، يمنع نظام الدفاع المضاد للأكسدة ويصلح جزئيًا تلف الحمض النووي، مما يساعد في الحفاظ على وظائفه.
مع تقدم الإنسان في العمر، تتدهور صحته تدريجيًا؛ حيث تتراكم الجزيئات التالفة في الخلايا، مما يؤدي إلى عمليات أكسدة الجذور الحرة ويمنع إصلاح تلف الحمض النووي، بما في ذلك التيلوميرات. ويمكن أن تتفاقم هذه العملية المتصاعدة بسبب حالات مثل السمنة.
الالتهاب والعدوى يعززان تدهور التيلومير
في المستوى الحالي لفهم بيولوجيا التيلومير، فإن الاحتمال الأكثر واقعية هو تطوير طرق لإبطاء عملية تقصيرها. ربما، مع مرور الوقت، سيتمكن الشخص من الوصول إلى حد Hayflick الخاص به. هذا ممكن فقط إذا تعلمنا كيفية منع تآكل الجسم. الإجهاد الشديد والالتهابات هما مثالان على أسباب هذا التآكل، مما يؤدي إلى تقصير التيلوميرات. كلا التأثيرين لهما عنصر التهابي واضح، يحفز إنتاج الجذور الحرة و ضارةالخلايا، بما في ذلك التيلوميرات.
في ظل ظروف الإجهاد الالتهابي الشديد، يحفز موت الخلايا انقسامها النشط، والذي بدوره يؤدي إلى تسريع تدهور التيلوميرات. بالإضافة إلى ذلك، فإن الجذور الحرة التي تتشكل أثناء التفاعلات الالتهابية تؤدي أيضًا إلى تلف التيلوميرات. وبالتالي، يجب علينا بذل كل جهد ممكن لقمع العمليات الالتهابية الحادة والمزمنة والوقاية من الأمراض المعدية.
ومع ذلك، الاستبعاد الكامل من الحياة من التوتر و ردود الفعل الالتهابيةهي مهمة مستحيلة. لذلك، من الجيد بالنسبة للإصابات والأمراض المعدية تكملة النظام الغذائي بفيتامين د وحمض الدوكوساهيكسانويك (حمض أوميغا 3 الدهني)، والذي يمكن أن يدعم التيلوميرات في حالات الالتهاب.
ينظم فيتامين د كمية الحرارة المتولدة الجهاز المناعيردا على الالتهاب. مع نقص فيتامين د، هناك خطر ارتفاع درجة حرارة الجسم، وتوليف كميات هائلة من الجذور الحرة وتلف التيلوميرات. القدرة على تحمل التوتر، بما في ذلك أمراض معديةيعتمد إلى حد كبير على مستوى فيتامين د في الجسم. وفي دراسة أجريت على 2100 توأم أنثى تتراوح أعمارهم بين 19 و79 عامًا، أثبت الباحثون أن أعلى مستويات فيتامين د ارتبطت بأطول التيلوميرات، والعكس صحيح. الفرق في طول التيلومير بين أعلى وأدنى مستويات فيتامين د يتوافق مع ما يقرب من 5 سنوات من الحياة. وجدت دراسة أخرى أن تناول 2000 وحدة دولية من فيتامين د يوميًا لدى البالغين الذين يعانون من زيادة الوزن يحفز نشاط التيلوميراز ويساعد على استعادة طول التيلومير على الرغم من الإجهاد الأيضي.
يعد قمع الالتهاب بشكل طبيعي من خلال التغييرات الغذائية أمرًا أساسيًا للحفاظ على التيلوميرات. يمكن أن تلعب أحماض أوميجا 3 الدهنية – حمض الدوكوساهيكسانويك وحمض الإيكوسابنتاينويك – دورًا مهمًا في هذا. مراقبة مجموعة من المرضى المصابين بالأمراض من نظام القلب والأوعية الدمويةعلى مدى 5 سنوات، أظهرت أن أطول التيلوميرات كانت في المرضى الذين تناولوا كميات أكبر من هذه التيلوميرات الأحماض الدهنية، والعكس صحيح. وجدت دراسة أخرى أن زيادة مستويات حمض الدوكوساهيكسانويك في المرضى الذين يعانون من ضعف إدراكي خفيف يقلل من معدل تقصير التيلوميرات لديهم.
هناك عدد كبير جدا المضافات الغذائية، قمع نشاط آلية الإشارات الالتهابية بوساطة العامل النووي كابا بي (NF-kappaB). وقد ثبت تجريبياً أن المركبات الطبيعية مثل كيرسيتين وكاتيكين الشاي الأخضر ومستخلص بذور العنب والكركمين والريسفيراترول لها تأثير إيجابي على حالة الكروموسومات من خلال تحفيز هذه الآلية المضادة للالتهابات. توجد المركبات التي تتمتع بهذه الخاصية أيضًا في الفواكه والخضروات والمكسرات والحبوب الكاملة.
أحد مضادات الأكسدة الطبيعية الأكثر دراسة هو الكركمين، الذي يعطي الكاري لونه الأصفر الزاهي. مجموعات مختلفةيدرس الباحثون قدرته على تحفيز إصلاح تلف الحمض النووي، وخاصة الاضطرابات اللاجينية، وكذلك منع تطور السرطان وتحسين فعالية علاجه.
مركب طبيعي آخر واعد هو ريسفيراترول. تشير الدراسات التي أجريت على الحيوانات إلى أن تقييد السعرات الحرارية مع الحفاظ على القيمة الغذائية يحافظ على التيلوميرات ويزيد من العمر عن طريق تنشيط جين السيرتوين 1 (سيرت 1) وزيادة تخليق بروتين السيرتوين 1. وتتمثل وظيفة هذا البروتين في "ضبط" أجهزة الجسم للعمل في "الوضع الاقتصادي"، وهو أمر مهم للغاية لبقاء النوع في ظروف نقص العناصر الغذائية. يقوم الريسفيراترول بتنشيط الجين Sirt1 بشكل مباشر، والذي له تأثير إيجابي على صحة التيلومير، خاصة في حالة عدم الإفراط في تناول الطعام.
أصبح من الواضح الآن أن التيلوميرات القصيرة هي انعكاس مستوى منخفضقدرة أنظمة الخلايا على إصلاح تلف الحمض النووي، بما في ذلك التيلوميرات، وهو ما يتوافق مع زيادة خطر الإصابة بالسرطان وأمراض القلب والأوعية الدموية. في دراسة مثيرة للاهتمام أجريت على 662 شخصًا، تم تقييم مستويات البروتين الدهني عالي الكثافة (HDL) في الدم، والمعروف باسم "الكوليسترول الجيد"، بانتظام من الطفولة حتى سن 38 عامًا. الاعلى مستويات HDLيتوافق مع أطول التيلوميرات. يعتقد الباحثون أن السبب في ذلك يكمن في التراكم الأقل وضوحًا للأضرار الالتهابية والجذور الحرة.
ملخص
الاستنتاج الرئيسي من كل ما سبق هو أنه يجب على الشخص أن يتبنى أسلوب حياة ونظامًا غذائيًا يقلل من تآكل الجسم ويمنع الأضرار التي تسببها الجذور الحرة. أحد العناصر المهمة في استراتيجية حماية التيلومير هو استهلاك الأطعمة المثبطة العمليات الالتهابية. كيف حالة أفضلصحة الإنسان، كلما قل الجهد الذي يمكن أن يبذله، والعكس صحيح. إذا كنت بصحة جيدة، فإن التيلوميرات الخاصة بك سوف تقصر نتيجة لعملية الشيخوخة الطبيعية، لذلك لتقليل هذا التأثير، يمكنك زيادة دعم التيلومير الخاص بك من خلال المكملات مع تقدمك في السن. في موازاة ذلك، يجب عليك اتباع أسلوب حياة متوازن وتجنب الأنشطة والمواد التي لها تأثير سلبي على الصحة وتسريع تدهور التيلوميرات.
علاوة على ذلك، في ظل الظروف المعاكسة، مثل الحوادث أو المرض أو الصدمات العاطفية، يجب تزويد التيلوميرات بدعم إضافي. الظروف المطولة مثل ضغوط ما بعد الصدمة، محفوفة بتقصير التيلوميرات، لذا فإن الشفاء التام مهم جدًا لأي نوع من الإصابة أو التأثير السلبي.
تعكس التيلوميرات حيوية الجسم، مما يضمن قدرته على مواجهة المهام والمتطلبات المختلفة. عندما التيلوميرات و/أو الاضطرابات الوظيفيةيجب على الجسم أن يبذل المزيد من الجهود للقيام بالمهام اليومية. وتؤدي هذه الحالة إلى تراكم الجزيئات التالفة في الجسم، مما يعيق عمليات الشفاء ويسرع عملية الشيخوخة. وهذا شرط أساسي لتطور عدد من الأمراض التي تشير إلى " نقاط ضعف» كائن حي.
حالة الجلد هي مؤشر آخر لحالة التيلومير، مما يعكس العمر البيولوجي للشخص. في مرحلة الطفولة، تنقسم خلايا الجلد بسرعة كبيرة، ومع تقدم العمر يتباطأ معدل انقسامها في محاولة لإنقاذ التيلوميرات التي تفقد قدرتها على التعافي. من الأفضل تقدير العمر البيولوجي حسب حالة جلد الساعدين.
يعد الحفاظ على التيلومير مبدأً مهمًا للغاية للحفاظ على الصحة وطول العمر. نحن الآن نواجه حقبة جديدة يظهر فيها العلم طرقًا جديدة لإبطاء الشيخوخة بمساعدة الغذاء. لم يفت الأوان أبدًا أو مبكرًا جدًا للبدء في إجراء تغييرات على نمط حياتك ونظامك الغذائي والتي ستوجهك في الاتجاه الصحيح.
إيفجينيا ريابتسيفا
بوابة "الشباب الأبدي" بناءً على مواد من NewsWithViews.com:
في الكائنات وحيدة الخلية مثل الخميرة أو البكتيريا أو الأوليات، يفضل الانتقاء كل خلية على حدة تنمو وتنقسم في أسرع وقت ممكن. ولذلك، فإن معدل انقسام الخلايا عادة ما يكون محدودًا فقط بمعدل امتصاص العناصر الغذائية من البيئة ومعالجتها في مادة الخلية نفسها. وفي المقابل، في الحيوان متعدد الخلايا، تكون الخلايا متخصصة وتشكل مجتمعًا معقدًا، بحيث تكون المهمة الرئيسية هنا هي بقاء الكائن الحي، وليس بقاء أو تكاثر خلاياه الفردية. لكي يتمكن الكائن متعدد الخلايا من البقاء على قيد الحياة، يجب أن تمتنع بعض خلاياه عن الانقسام، حتى لو لم يكن هناك نقص في العناصر الغذائية. ولكن عندما تنشأ الحاجة إلى خلايا جديدة، على سبيل المثال عند إصلاح الضرر، يجب على الخلايا غير المنقسمة سابقًا أن تتحول بسرعة إلى دورة الانقسام؛ وفي حالات "البلى والتمزق" المستمر للأنسجة، يجب دائمًا موازنة معدلات التكوين الجديد وموت الخلايا. ولذلك، لا بد من وجود آليات تنظيمية معقدة أكثر مستوى عالمن تلك التي تعمل في كائنات بسيطة مثل الخميرة. ويخصص هذا القسم لمثل هذه "الرقابة الاجتماعية" على مستوى الخلية الفردية. بوصة. 17 و 21 سنتعرف على كيفية عمله في النظام متعدد الخلايا للحفاظ على أنسجة الجسم وتجديدها وما هي الاضطرابات التي تحدث في مرض السرطان، وفي الفصل. 16 سنرى كيف يتحكم نظام أكثر تعقيدًا في انقسام الخلايا في عمليات التطور الفردي.
13.3.1. ترجع الاختلافات في وتيرة انقسام الخلايا إلى فترات توقف مختلفة بعد الانقسام
تنقسم خلايا جسم الإنسان البالغ عددها 1013 خلية بمعدلات مختلفة جدًا. الخلايا العصبية أو الخلايا الهيكل العظمي والعضلاتلا تشارك على الإطلاق؛ والبعض الآخر، مثل خلايا الكبد، تنقسم عادةً مرة واحدة فقط كل عام أو عامين، وبعض الخلايا الظهارية خلايا الأمعاء,
أرز. 13-22. انقسام الخلايا وهجرتها في البطانة الظهارية للأمعاء الدقيقة للفأر. تحدث جميع انقسامات الخلايا فقط في الجزء السفلي من الغزوات الأنبوبية للظهارة، والتي تسمى الخبايا.تتحرك الخلايا المتكونة حديثًا إلى الأعلى وتشكل ظهارة الزغابات المعوية، حيث تهضم وتمتص العناصر الغذائية من تجويف الأمعاء. تتمتع معظم الخلايا الظهارية بعمر افتراضي قصير ويتم تقشيرها من طرف الزغابات في موعد لا يتجاوز خمسة أيام بعد مغادرة القبو. ومع ذلك، تحتوي الحلقة على ما يقرب من 20 خلية "خالدة" تنقسم ببطء (تم تسليط الضوء على نواتها بشكل أكبر) لون غامق) تظل متصلة بقاعدة القبو.
هذه الخلايا الجذعية المزعومة، عند الانقسام، تؤدي إلى خليتين ابنتين: في المتوسط، تبقى إحداهما في مكانها ثم تعمل مرة أخرى كخلية جذعية غير متمايزة، بينما تهاجر الأخرى إلى الأعلى، حيث تتمايز وتصبح جزءًا من الخلية. ظهارة الزغابة. (تم التعديل من S. S. Pptten, R. Schofield, L. G. Lajtha, Biochim. Biophys. Acta 560: 281-299, 1979.)
ولضمان التجديد المستمر للبطانة الداخلية للأمعاء، يتم تقسيمها أكثر من مرتين في اليوم (الشكل 13-22). تقع معظم الخلايا الفقارية في مكان ما ضمن هذه الحدود الزمنية: يمكنها الانقسام، لكنها لا تفعل ذلك في كثير من الأحيان. ترجع جميع الاختلافات في وتيرة انقسام الخلايا تقريبًا إلى الاختلافات في طول الفترة الفاصلة بين الانقسام الفتيلي والمرحلة S؛ تتوقف الخلايا التي تنقسم ببطء بعد الانقسام الفتيلي لأسابيع أو حتى سنوات. على العكس من ذلك، فإن الوقت الذي تمر فيه الخلية عبر سلسلة المراحل من بداية الطور S إلى نهاية الانقسام الفتيلي قصير جدًا (عادة من 12 إلى 24 ساعة في الثدييات) وثابت بشكل مدهش، مهما كانت الفترة الفاصلة بين الانقسامات المتعاقبة.
يختلف الوقت الذي تقضيه الخلايا في حالة عدم التكاثر (ما يسمى بمرحلة G0) ليس فقط حسب نوعها، ولكن أيضًا حسب الظروف. تتسبب الهرمونات الجنسية في انقسام الخلايا الموجودة في جدار الرحم بسرعة على مدى عدة أيام في كل دورة شهرية لتحل محل الأنسجة المفقودة أثناء الحيض. فقدان الدم يحفز تكاثر سلائف خلايا الدم.
يؤدي تلف الكبد إلى انقسام الخلايا الباقية في هذا العضو مرة أو مرتين يوميًا حتى يتم تعويض الخسارة. وبالمثل، تبدأ الخلايا الظهارية المحيطة بالجرح بالانقسام بسرعة لإصلاح الظهارة التالفة (الشكل 13-23).
توجد آليات مضبوطة بعناية ومحددة للغاية لتنظيم تكاثر كل نوع من الخلايا حسب الحاجة. ومع ذلك، على الرغم من أهمية هذا التنظيم
Alberts B.، Bray D.، Lewis J.، Raff M.، Roberts K. Watson J. D. البيولوجيا الجزيئية للخلية: في 3 مجلدات، الطبعة الثانية. إعادة صياغتها وإضافية ر2: لكل. من الانجليزية - م: مير، 1993. - 539 ص.
أرز. 13-23. تكاثر الخلايا الظهارية استجابة للجرح. تم إتلاف ظهارة العدسة بإبرة وبعد فترة زمنية معينة، تمت إضافة 3H-ثيميدين إلى خلايا التسمية في المرحلة S (مظللة بالألوان)؛ ثم تم إصلاحها مرة أخرى والتحضير للتصوير الإشعاعي. في المخططات الموجودة على اليسار، يتم تمييز المناطق التي تحتوي على خلايا في الطور S بالألوان، ويتم تمييز المناطق التي تحتوي على خلايا في الطور M بالتقاطعات؛ البقعة السوداء في المنتصف هي مكان الجرح. ينتشر تحفيز انقسام الخلايا تدريجيًا من الجرح، بما في ذلك استراحة الخلايا في الطور G0، مما يؤدي إلى استجابة قوية بشكل غير عادي لأضرار طفيفة نسبيًا. في عينة مدتها 40 ساعة، تدخل الخلايا البعيدة عن الجرح إلى المرحلة S من دورة الانقسام الأولى، بينما تدخل الخلايا القريبة من الجرح نفسه إلى المرحلة S من دورة الانقسام الثانية. يتوافق الشكل الموجود على اليمين مع المساحة المحاطة بمستطيل في الرسم التخطيطي الموجود على اليسار؛ وهي مصنوعة من صورة لعينة مدتها 36 ساعة ملطخة للكشف عن نواة الخلية. (بعد إس. هاردينج، جي. آر. ريدان، إن. جي. أوناكار، إم. باغشي، القس الدولي سيتول. 31: 215-300، 1971.)
ومن الواضح أن آلياته يصعب تحليلها في السياق المعقد للكائن الحي بأكمله. ولذلك، عادة ما يتم إجراء دراسات مفصلة لتنظيم انقسام الخلايا في زراعة الخلايا، حيث يسهل تغيير الظروف الخارجية ومراقبة الخلايا لفترة طويلة.
13.3.2. عندما تصبح ظروف النمو غير مواتية، تتوقف الخلايا الحيوانية، مثل خلايا الخميرة، عند نقطة حرجة في G1 - نقطة التقييد
عند دراسة دورة الخلية في المختبر، يتم في معظم الحالات استخدام خطوط الخلايا المستقرة (القسم 4.3.4)، القادرة على التكاثر إلى أجل غير مسمى. هذه هي الخطوط المختارة خصيصا لالصيانة في الثقافة؛ كثير منهم ما يسمى غير متحولخطوط الخلايا - تستخدم على نطاق واسع كنماذج لتكاثر الخلايا الجسدية الطبيعية.
الخلايا الليفية (مثل أنواع مختلفةعادة ما تنقسم خلايا الفئران 3T3 بسرعة أكبر إذا لم تكن مزدحمة بإحكام شديد في طبق الاستزراع وإذا كان وسط الاستنبات غنيًا بالمواد المغذية ويحتوي على مصل اللبن -سائل يتم الحصول عليه عن طريق تخثر الدم وتطهيره من الجلطات وخلايا الدم غير القابلة للذوبان. عندما يكون هناك نقص في أي من العناصر الغذائية المهمة، مثل الأحماض الأمينية، أو عند إضافة مثبط تخليق البروتين إلى الوسط، تبدأ الخلايا في التصرف بنفس الطريقة التي تعمل بها خلايا الخميرة الموصوفة أعلاه تحت عنوان نقص التغذية: متوسط مدة المرحلة جي تييزيد، ولكن كل هذا ليس له أي تأثير تقريبا على بقية دورة الخلية. بمجرد مرور الخلية بالمراحل G1، فإنها تمر حتماً ودون تأخير بالمراحل S وG2 وM، بغض النظر عن الظروف البيئية. غالبًا ما تسمى نقطة الانتقال هذه في مرحلة G1 المتأخرة نقطة التقييد(R)، لأن هذا هو المكان الذي لا يزال من الممكن أن تتوقف فيه دورة الخلية إذا حالت الظروف الخارجية دون استمرارها. نقطة التقييد يتوافق مع نقطة البداية في دورة خلية الخميرة؛ كما هو الحال في الخميرة، قد يكون بمثابة آلية لتنظيم حجم الخلية. ومع ذلك، في حقيقيات النوى الأعلى تكون وظيفتها أكثر تعقيدًا مما هي عليه في الخميرة وفي الطور ز 1 قد يكون هناك عدة نقاط تقييد مختلفة قليلاً مرتبطة بآليات مختلفة للتحكم في تكاثر الخلايا.
Alberts B.، Bray D.، Lewis J.، Raff M.، Roberts K. Watson J. D. البيولوجيا الجزيئية للخلية: في 3 مجلدات، الطبعة الثانية. إعادة صياغتها وإضافية ر2: لكل. من الانجليزية - م: مير، 1993. - 539 ص.
أرز. 13-24. نطاق فترات دورة الخلية لوحظ عادة الخامسعدد الخلايا المتجانسة في المختبر. يتم الحصول على هذه البيانات من خلال مراقبة الخلايا الفردية تحت المجهر وملاحظة الوقت بين الانقسامات المتعاقبة مباشرة.
13.3.3. يبدو أن مدة دورة الخلية المتكاثرة احتمالية.
يمكن ملاحظة تقسيم الخلايا الفردية في الثقافة بشكل مستمر باستخدام التصوير بفاصل زمني. وتبين هذه الملاحظات أنه حتى في الخلايا المتطابقة وراثيا، تكون مدة الدورة متغيرة إلى حد كبير (الشكل 13-24). تحليل كمييوضح أن الوقت من قسم إلى آخر يحتوي على مكون متغير بشكل عشوائي، ويتغير بشكل رئيسي بسبب المرحلة G1. على ما يبدو، عندما تقترب الخلايا من نقطة التقييد في GJ (الشكل 13-25)، يجب أن "تنتظر" لبعض الوقت قبل الانتقال إلى بقية الدورة، مع وجود احتمال لجميع الخلايا لكل وحدة زمنية لتجاوز النقطة R تقريبًا نفس الشيء. وهكذا، تتصرف الخلايا مثل الذرات أثناء الاضمحلال الإشعاعي؛ إذا مر نصف الخلايا خلال الساعات الثلاث الأولى عبر النقطة R، فسوف يمر نصف الخلايا المتبقية عبرها خلال الساعات الثلاث التالية، وبعد ثلاث ساعات أخرى - نصف الخلايا المتبقية، وما إلى ذلك. تم اقتراح آلية محتملة لشرح هذا السلوك في وقت سابق، عندما يتعلق الأمر بتكوين منشط المرحلة S (القسم 13.1.5). ومع ذلك، فإن التغييرات العشوائية في مدة دورة الخلية تعني أن مجموعة الخلايا المتزامنة في البداية ستفقد تزامنها بعد بضع دورات. هذا غير مريح للباحثين، ولكنه يمكن أن يكون مفيدًا لكائن متعدد الخلايا: وإلا فإن الحيوانات المستنسخة الكبيرة من الخلايا يمكن أن تخضع للانقسام الفتيلي في نفس الوقت، وبما أن الخلايا أثناء الانقسام الفتيلي تميل إلى أن تصبح مستديرة وتفقد الاتصال القوي مع بعضها البعض، فإن هذا من شأنه أن يضر بشكل خطير بالانقسام الفتيلي. سلامة الأنسجة التي تتكون من هذه الخلايا.
