الانقسام الميوزي (الاختزالي): العملية الحيوية لاختزال عدد الكروموسومات وإحداث التنوع الوراثي في الكائنات الحية

الانقسام الاختزالي (Meiosis): أساس التكاثر الجنسي والتنوع الوراثي

الانقسام الاختزالي هو نوع خاص من الانقسام الخلوي يحدث في الخلايا الجرثومية (germ cells) أو الخلايا الجنسية الأولية في الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا. يهدف هذا الانقسام إلى:

إنتاج الأمشاج (Gametes): وهي الخلايا الجنسية أحادية المجموعة الكروموسومية (n)، مثل الحيوانات المنوية والبويضات في الحيوانات، وحبوب اللقاح والبويضات في النباتات.
اختزال عدد الكروموسومات إلى النصف: من الخلية الأم ثنائية المجموعة الكروموسومية (2n) إلى الأمشاج أحادية المجموعة الكروموسومية (n).
إحداث التنوع الوراثي: من خلال عملية العبور الجيني (crossing over) وإعادة التركيب الجيني.

مراحل الانقسام الاختزالي:

يتكون الانقسام الاختزالي من جولتين من الانقسام الخلوي: الانقسام الاختزالي الأول (Meiosis I) والانقسام الاختزالي الثاني (Meiosis II). يسبق الانقسام الاختزالي طور بيني (Interphase) يشمل تضاعف الحمض النووي (DNA replication) خلال المرحلة S.

1. الطور البيني (Interphase): التحضير للانقسام الاختزالي

خلال الطور البيني، وتحديدًا في المرحلة S (الطور S قبل الانقسام الاختزالي أو الطور S الانتصافي)، يتم تضاعف الحمض النووي لكل كروموسوم، ليُصبح كل كروموسوم مُكونًا من كروماتيدين شقيقين مُتطابقين مُتصلين بالسنترومير. يلي المرحلة S مرحلة شبيهة بـ G2 تُعرف باسم الطور الانتصافي، حيث تستعد الخلية للانقسام الاختزالي.

2. الانقسام الاختزالي الأول (Meiosis I): انفصال الكروموسومات المتماثلة

يُقسم الانقسام الاختزالي الأول إلى أربعة أطوار رئيسية:

الطور التمهيدي الأول (Prophase I): يُعتبر هذا الطور أطول وأكثر تعقيدًا، وينقسم إلى خمسة أطوار فرعية:

الطور القلادي (Leptotene): تكثف الكروموسومات.
الطور التشابكي (Zygotene): اقتران الكروموسومات المتماثلة (Synapsis) وتكوين المُعقد المشبكي (Synaptonemal complex).
الطور التضامني (Pachytene): اكتمال التشابك وظهور المجموعة الرباعية (Tetrad) وحدوث العبور الجيني (Crossing over) وتبادل أجزاء من الكروماتيدات غير الشقيقة، مما يُؤدي إلى تكوين التصالبات (Chiasmata).
الطور الانفراجي (Diplotene): انفصال الكروموسومات المتماثلة جزئيًا مع بقاء نقاط التصالب.
الطور الحركي (Diakinesis): زيادة تكثف الكروموسومات واختفاء الغشاء النووي.

الطور الاستوائي الأول (Metaphase I): اصطفاف المجموعات الرباعية على خط استواء الخلية.
الطور الانفصالي الأول (Anaphase I): انفصال الكروموسومات المتماثلة (وليس الكروماتيدات الشقيقة)، حيث يتحرك كل كروموسوم (مُكون من كروماتيدين) إلى أحد قطبي الخلية.
الطور النهائي الأول (Telophase I): تكوين خليتين بنتين، كل منهما تحتوي على نصف عدد الكروموسومات، ولكن كل كروموسوم يتكون من كروماتيدين.

3. الانقسام الاختزالي الثاني (Meiosis II): انفصال الكروماتيدات الشقيقة

يُشبه الانقسام الاختزالي الثاني الانقسام المتساوي، حيث يهدف إلى فصل الكروماتيدات الشقيقة.

الطور التمهيدي الثاني (Prophase II): تكثف الكروموسومات مرة أخرى.
الطور الاستوائي الثاني (Metaphase II): اصطفاف الكروموسومات على خط استواء الخلية.
الطور الانفصالي الثاني (Anaphase II): انفصال الكروماتيدات الشقيقة وتحركها إلى الأقطاب.
الطور النهائي الثاني (Telophase II): تكوين أربع خلايا بنتين، كل منها تحتوي على نصف عدد الكروموسومات الأصلية (n)، وتُسمى هذه الخلايا بالأمشاج.

نتائج الانقسام الاختزالي:

أربع خلايا أحادية المجموعة الكروموسومية (n).
التنوع الوراثي: نتيجة للعبور الجيني والتوزيع العشوائي للكروموسومات المتماثلة.

أهمية الانقسام الاختزالي:

التكاثر الجنسي: يُمكن الأمشاج من الاندماج أثناء الإخصاب لتكوين زيجوت ثنائي المجموعة الكروموسومية (2n).
الحفاظ على عدد الكروموسومات ثابتًا عبر الأجيال.
التنوع الوراثي: يُساهم في تطور الكائنات الحية وتكيفها.

الأخطاء في الانقسام الاختزالي:

يمكن أن تحدث أخطاء في الانقسام الاختزالي تُؤدي إلى اختلال الصيغة الصبغية (Aneuploidy)، وهو وجود عدد غير طبيعي من الكروموسومات في الأمشاج. هذه الأخطاء هي سبب رئيسي للإجهاض التلقائي والعيوب الخلقية.

تكوين الأمشاج في الحيوانات:

تكوين الحيوانات المنوية (Spermatogenesis): تُنتج كل خلية أولية للحيوانات المنوية أربعة حيوانات منوية.
تكوين البويضات (Oogenesis): تُنتج كل خلية أولية للبويضات بويضة واحدة وثلاثة أجسام قطبية (Polar bodies) تتحلل فيما بعد.

خلاصة:

باختصار، الانقسام الاختزالي هو عملية حيوية أساسية للتكاثر الجنسي، تُساهم في إنتاج الأمشاج والتنوع الوراثي، وتحافظ على عدد الكروموسومات ثابتًا عبر الأجيال.