انقسام منصف (اخطاء)

Errors in meiosis - Erreurs dans la méiose

الانقسام المنصف (أخطاء-)

هيفاء قاسم

الانقسام المنصف

أخطاء الانقسام المنصف errors in meiosis

أسباب عدم الانفصال والشذوذات الصبغية

أنماط الشواذ في الصيغة الصبغية المضاعفة

الانقسام المنصف:

يتميز الانقسام المنصف meiosis من الانقسام الخيطي mitosis باحتواء كل خلية ناتجة نصف عدد الصبغيات الموجودة في الخلايا الجسمية أو الخلايا المولدة للأعراس قبل انقسامها.

تتضح أهمية الانقسام المنصف عند الإخصاب الذي يتم فيه اندماج نواتي العروسين الآتيين من أبوين مختلفين، فلو كانت الأعراس تحوي العدد الكامل من الصبغيات (2n) لنتجت بويضة مخصبة بعدد مضاعف من الصبغيات (4n)؛ لهذا كان لابد من وجود آلية معينة تكون مسؤولة عن إرجاع العدد الصبغي الأصلي المضاعف في الخلية الأم إلى النصف في الأعراس(n) ، لذلك يمثل الانقسام المنصف نمطاً خاصاً من الانقسام الخلوي.

يحدث الانقسام المنصف في الأعضاء التناسلية للنبات والحيوان (الخصية والمبيض في الحيوان، والمئبر والمبيض في النبات). ويتألف من انقسامين متعاقبين للنواة: المنصف الأول (I) ويكون إرجاعياً حيث تنقسم الخلايا التناسلية انقساماً اختزالياً، يتم فيه اختصار عدد الصبغيات المميزة للكائن الحي الواحد إلى النصف، والمنصف الثاني (II)، وهو انقسام غير مباشر يؤدي إلى إعطاء أربع خلايا في كل منها نصف العدد الصبغي، وتدعى بالأعراس، منها المذكر ومنها المؤنث (الشكل 1).

الشكل (1) رسم تخطيطي يوضح ناتج الانقسام المنصف الطبيعي

الطور الأول من الانقسام المنصف (I) prophase طويل نسبياً، يقسم إلى عدة مراحل ويحدث خلاله تشافع الصبغيات المتماثلة (أحدهما آتٍ من الأم والآخر من الأب)، ثم انشطار كل صبغي من الثنائيات لتشكيل ما يسمى مرحلة الخيوط الأربعة.

وهذه المرحلة مهمة جداً لحدوث عملية العبور التي ينتج منها تبادل المادة الوراثية بين الصبغيين القرينين وبالتالي تبادل جينات الأم والأب بين الأبناء، أما في الطور الثاني metaphase فترتبط الرباعيات بخيوط المغزل، وتبدأ بالتوجه إلى مستوى اللوحة الاستوائية توجهاً عشوائياً، وفي الطور الثالث anaphase ينفصل كل صبغي عن قرينه ليهاجر أحدهما إلى أحد قطبي الخلية والآخر إلى القطب المقابل، بعدها يبدأ الطور الرابع telophase الذي يتم فيه الانقسام الخلوي ليعطي خليتين بنتين في كل منهما مجموعة أحادية من الصبغيات (n)، كل صبغي فيها مؤلف من صُبيغيين chromatids مرتبطتين بالجزيء المركزي centromere.

تمر الخليتان الناتجتان من الانقسام المنصف (I) بطور بيني قصير جداً ليبدأ الانقسام المنصف (II) الذي يماثل الانقسام الخيطي تقريباً، ويتناول كلاً من الخليتين المحتويتين على (n1) من الصبغيات التي تكون منشطرة طولياً إلى صُبيغيين. يتألف الانقسام المنصف (II) من أربعة أطوار أيضاً يتميز الطور الثالث فيه بانشطار الجسيمات المركزية لكل صبغي طولياً وهجرة كل صبيغي إلى أحد القطبين، حيث يمكن تسميتها بالصبغي، وفي الطور الرابع يتشكل غشاء نووي حول الصبغيات وتنقسم الخلية الواحدة من المنصف (I) إلى خليتين جديدتين، لتتشكل بنهاية الانقسام المنصف أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية (n) يجمعها غلاف مشترك في الخلية النباتية تسمى الرباعية tetrad. بعد ذلك تنقسم كل خلية لتعطي نواتين وتنضج لتشكل الأعراس. ويوضح (الشكل 2) خطوات الانقسام المنصف في الخلية الحيوانية مع توضيح كمية الدنا (2) والصيغة الصبغية (n).

الشكل (2) أطوار الانقسام المنصف في الخلية الحيوانية

تختلف نتيجة الانقسام المنصف عند الإنسان في أثناء تشكيل البيوض oogenesis عن عملية تشكيل النطاف، ففي الإناث تكون النتيجة بويضة واحدة، أما في الذكور فالنتيجة أربع نطاف (الشكل 3). وبوجه عام تُنتج الذكور عند الإنسان ما يعادل مئتي مليون نطفة يومياً، في حين تنتج الإناث بويضة واحدة عادة في كل دورة طمث.

الشكل (3) تشكل البيوض والنطاف الطبيعية في الإنسان

أخطاء الانقسام المنصف errors in meiosis:

يمكن أن تحدث أحياناً بعض الأخطاء في أثناء انفصال الصبغيات سواء في عملية تشكيل النطاف أم البويضات، وهذا ما يسمى عدم الانفصال non-disjunction، وقد يحدث الخطأ في الانقسام المنصف الأول (I) أو في الانقسام المنصف الثاني (II) على حد سواء.

يحدث الخطأ أو عدم الانفصال في أطوار المنصف الأول عندما يهاجر الصبغيان المتماثلان homologous chromosomes معاً إلى إحدى الخليتين البنتين من دون الأخرى. وتكون النتيجة خليتين بنتين إحداهما تحوي نسختين من الصبغيات، وتدعى ثنائية الصبغي disomic، أما الخلية الأخرى فتفقد نسخة الصبغيات وتدعى منقوص الصبغي nullisomy.

أما في المنصف الثاني (II) فيحدث الخطأ عندما لا ينفصل الصبيغيان الأخوان بعضهما عن بعض، وبالتالي يهاجران إلى الخلية البنت نفسها (الشكل 4).

الشكل( 4 ) أخطاء الانفصال في أثناء الانقسام المنصف

أسباب عدم الانفصال والشذوذات الصبغية:

ما زالت أسباب عدم الانفصال غير معروفة، ويبدو أن ذلك يحدث مصادفة، ولا يمكن للمرء أن يفعل شيئاً حيالها، ويحدث عدم الانفصال على نحو متكرر بنسبة 90% في أثناء تشكل البويضات، أي أكثر مما هو عليه في تشكل النطاف، خاصة في الانقسام المنصف الأول (I)، ويقدر أن 10- 25% من جميع بويضات الإناث المخصبة تحتوي على شذوذات صبغية، وهي السبب الأكثر شيوعاً لإخفاق الحمل (35 % من الحالات)، وتزداد هذه النسبة مع زيادة عمر الأم فوق سن 35 سنة، أما عند الرجال فتزداد نسبة الشذوذ الصبغي بعد سن 45 سنة. ومن الأسباب الأخرى المحتملة- لكن غير المؤكدة- لحدوث الشذوذ الصبغي العوامل البيئية، مثل التعرض للأشعة السينية وبعض الأدوية والأغذية وما إلى ذلك. كما تشير بعض الأدلة إلى أن النساء اللواتي يعانين نقصانَ كمية حمض الفوليك (فيتامين ب) في أجسامهن قد يكون لديهن استعداد لإنجاب طفل مع شذوذ صبغي، وهذا يعطي النساء سبباً وجيهاً لتناول الفيتامينات مع حمض الفوليك قبل الحمل وفي أثنائه للحد من هذه المخاطر المحتملة وذلك بإشراف الطبيب المختص.

أنماط الشواذ في الصيغة الصبغية المضاعفة:

تتشكل في الحالة العادية عند الإخصاب لدى الإنسان، بين بويضة تحوي (23) صبغياً ونطفة تحوي (23) صبغياً أيضاً، لاقحة zygote ذات 46 صبغياً، ومن ثم تحدث ولادة طفل طبيعي، أما إذا كانت النطفة أو البويضة تحمل نسخة إضافية من أحد الصبغيات بسبب عدم الانفصال، فسيكون هناك في الخلية التناسلية مجموعة (24) صبغياً بدلاً من (23)، وبالتالي عند حدوث الإخصاب ستتشكل لاقحة تحوي 47 صبغياً بدلاً من 46 أي (2n+1)، تسمى هذه الحالة متثلث الصبغي trisomic (الشكل 5).

الشكل( 5) متثلث الصبغي في الشفع (12) عند الإنسان (47=2n+1)

كما ذكر سابقاً قد يحدث عدم الانفصال في الانقسام المنصف الأول أو في المنصف الثاني، والفرق بين الحالتين هو كما يلي:

في حالة متثلث الصبغي الناتج من خطأ في المنصف الأول (I)، حيث البيضة المخصبة تحوي ثلاثة صبغيات مختلفة (اثنان متشابهان والآخر مختلف) وبالتالي فإن المعلومات الوراثية الفعلية الموجودة داخل الصبغيات ستكون مختلفة (بعضها من الأم والآخر من الأب) (الشكل 6).

الشكل (6) الإخصاب عند حدوث عدم انفصال في المنصف الأول

أما في حالة تثلث الصبغي الناتجة من خطأ في المنصف الثاني (II) فإن الصبغيين المتماثلين الموجودين في المجموعة الخطأ هما صبيغيان آتيان من صبغي واحد، ويحويان المعلومات الوراثية ذاتها تقريباً، مع وجود بعض الاختلاف نتيجة عملية العبور التي قد تحدث في مرحلة الخيوط الأربعة من المنصف (I)، حيث يحدث تبادل (عبور) بعض القطع الصبغية بين صبغيين من كل صبغي مضاعف، وتؤدي إلى حدوث اختلافات (الشكل 7).

الشكل (7) العبور في مرحلة الخيوط الأربعة

إلى جانب الأعراس التي تحمل نسخة إضافية من أحد الصبغيات قد تخلو بعض الأعراس من ذلك الصبغي، وإذا تم الإخصاب بين هذا العروس gamet وأخرى طبيعية فالنتيجة لاقحة تحوي (2n-1) تدعى أحادية الصبغيmonosomic ، بالتالي يتشكل جنين تحوي خلاياه 45 صبغياً، وهو عادة أقل فرصة للبقاء على قيد الحياة مقارنة بالجنين المتثلث الصبغي.

إضافة إلى ما سبق تبين أن بعض حالات الشذوذ الصبغية تتمثل بفقدان شفع كامل من الأشفاع الصبغية المتقابلة bivalents، وهذه هي حالة منقوص الصبغي nullisomy.

وأخيراً قد يبدو أحد الصبغيات رباعياً (2n+2)، وهذه هي ظاهرة رباعية الصبغي tetrasomy، ويمكن لهذه الحالة أن تكون ثنائية أو ثلاثية أو رُباعية الصبغي.

مراجع للاستزادة: - جعفر محمد الحسن، عثمان أحمد الطاهرن عبدالله صالح الخامدي، مدخل إلى علم الوراثة، جامعة الخرطوم، 1999. - غسان عياش، محمد سليمان، الوراثة النباتية، جامعة دمشق، 2008.

---

- التصنيف : الوراثة - النوع : الوراثة - المجلد : المجلد الرابع مشاركة :