ما هي دورة الخلية؟
إن دورة الخلية (Cell Cycle) هي سلسلة منظمة من الأحداث التي تمر بها الخلية أثناء نموها، وتضاعفها، وانقسامها لتكوين خليتين ابنتين. تُعد هذه الدورة أساسية لنمو الكائنات الحية، وإصلاح الأنسجة التالفة، وتكاثر الخلايا. تستغرق دورة الخلية في خلايا الإنسان حوالي 24 ساعة. وتنقسم دورة الخلية إلى طورين رئيسيين:
1. الطور البيني (Interphase):
يُعد هذا الطور أطول أطوار دورة الخلية، حيث يستغرق حوالي 90% من إجمالي وقت الدورة. وفيه تستعد الخلية للانقسام، ويُقسم إلى ثلاث مراحل فرعية:
طور النمو الأول (G1 Phase): (G1 تعني Gap 1)
- هو المرحلة التي تلي الانقسام مباشرة.
- يحدث فيها نمو رئيسي للخلية، وزيادة في حجمها.
- يتم تضاعف العضيات (مثل الميتوكوندريا والريبوسومات)، وتصنيع البروتينات والإنزيمات اللازمة لتضاعف الحمض النووي (DNA).
- في نهاية هذا الطور، توجد نقطة تفتيش G1/S التي تقرر ما إذا كانت الخلية ستنتقل إلى مرحلة التضاعف (S) أم ستتوقف وتدخل طور السكون (G0)، وهو طور غير منقسم ومستقر (مثل الخلايا العصبية وبعض خلايا العضلات).
طور التركيب (S Phase): (S تعني Synthesis):
- الحدث الأهم في هذه المرحلة هو تضاعف الحمض النووي (DNA Replication).
- يتم نسخ الكروموسومات بالكامل، بحيث يصبح كل كروموسوم مكوناً من كروماتيدين شقيقين متطابقين متصلين بالقطعة المركزية.
طور النمو الثاني (G2 Phase): (G2 تعني Gap 2):
- تستمر الخلية في النمو السريع استعدادًا للانقسام.
- تتم صناعة البروتينات اللازمة للانقسام، مثل التي تشكل الأنيبيبات الدقيقة (خيوط المغزل).
- في نهايته توجد نقطة تفتيش G2/M، للتحقق من أن تضاعف الـ DNA قد تم بشكل صحيح وأن الخلية جاهزة للدخول في الانقسام.
2. طور الانقسام الخلوي (M Phase):
هو المرحلة التي تنقسم فيها الخلية إلى خليتين ابنتين. يتكون من عمليتين رئيسيتين:
أ. الانقسام النووي (Mitosis):
وهو انقسام النواة وفصل المادة الوراثية إلى مجموعتين متطابقتين. يتكون من أربع مراحل متتالية:
- الطور التمهيدي (Prophase): تكاثف الكروماتين إلى كروموسومات مرئية، واختفاء الغلاف النووي والنوية، وبدء تكوين خيوط المغزل.
- الطور الاستوائي (Metaphase): اصطفاف الكروموسومات المتضاعفة على الخط الاستوائي للخلية، وتكون خيوط المغزل متصلة بالقطع المركزية للكروموسومات.
- الطور الانفصالي (Anaphase): انفصال الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها، وانتقال كل مجموعة من الكروماتيدات (التي تصبح كروموسومات مستقلة) إلى قطب معاكس للخلية.
- الطور النهائي (Telophase): وصول مجموعتي الكروموسومات إلى الأقطاب، وبدء تفكك خيوط المغزل، وتكوّن غلاف نووي جديد حول كل مجموعة، وعودة الكروموسومات إلى شكل شبكة كروماتينية.
ب. انقسام السيتوبلازم (Cytokinesis):
- في الخلايا الحيوانية، يتكون شق انقسام (Cleavage furrow) ينقبض في منتصف الخلية حتى ينفصل السيتوبلازم تماماً.
- في الخلايا النباتية، تتكون صفيحة خلوية (Cell plate) في المنتصف تنمو للخارج حتى تفصل الخليتين.
التحكم في دورة الخلية (Cell Cycle Control):
يتم تنظيم دورة الخلية بدقة عالية من خلال نظام تحكم معقد يعتمد على نقاط تفتيش (Checkpoints) لضمان أن الأحداث تسير بالترتيب الصحيح، وأن الخلية لا تنتقل إلى المرحلة التالية إلا بعد الانتهاء من متطلبات المرحلة الحالية بشكل كامل. أهم نقاط التفتيش هي:
- نقطة تفتيش G1/S: تحسم مصير الخلية للدخول في التضاعف أو السكون (G0).
- نقطة تفتيش G2/M: تتحقق من أن الـ DNA تضاعف بشكل صحيح وغير تالف قبل الدخول في الانقسام.
- نقطة تفتيش المغزل (M Checkpoint): تتحقق من أن جميع الكروموسومات اصطفت بشكل صحيح على الخط الاستوائي وأنها مرتبطة بخيوط المغزل قبل انفصال الكروماتيدات.
هذا التنظيم يتم عن طريق جزيئات بروتينية منظمة مثل السايكلينات (Cyclins) والإنزيمات المفسفرة المعتمدة على السايكلين (Cyclin-Dependent Kinases - Cdks)، والتي تعمل معًا لإعطاء الإشارة للخلية للانتقال من مرحلة إلى أخرى. أي خلل في هذا النظام يمكن أن يؤدي إلى انقسام غير منظم للخلايا، وهو ما يمثل أساس السرطان.