السيتوبلازم بعض المخلوقات الحية الدقيقة ومنها البكتيريا تنتج حمض اللاكتيك خلال عملية التخمر وهو ما نستفيد منه في تصنيع الزبادي وبعض أنواع الجبن حيث يسبب حمض اللاكتيك الناتج تخثّر الحليب وإعطاءه نكهة مميزة هل استعملت الخميرة يوما في عمل الخبز تُعد الخميرة من المخلوقات الحية الوحيدة الخلية التي تستعمل التخمر لتحليل السكر لتنتج الكحول وثاني أكسيد الكربون بوصفهما فضلات ويسبب ثاني أكسيد الكربون انتفاخ العجين قبل خبزه أما الكحول فيتطاير في أثناء عملية الخبز.
التخمر
خلال ركضك السريع وبالرغم من تسارع تنفسك قد لا تصل كميات كافية من الأكسجين إلى الخلايا العضلية لذا تلجأ الخلايا إلى عملية أخرى تُسمى التخمر Fermentation يتم من خلالها الحصول على بعض الطاقة المختزنة في جزيئات السكر دون وجود الأكسجين تبدأ عملية التخمر كما هو الحال في التنفس الخلوي في السيتوبلازم ويتحلل جزيء الجلوكوز إلى جزيئين بسيطين وتتحرر الطاقة ولكن الجزيئات الناتجة لا تنتقل إلى الميتوكندريا بل تحدث تفاعلات كيميائية أخرى داخل السيتوبلازم ينتج عنها المزيد من إنتاج الطاقة والفضلات واعتمادًا على نوع الخلية قد تكون العلاقات المتبادلة بين العمليات
مربك في هذا الدرس ثلاث عمليات مهمة هي البناء الضوئي والتنفس والتخمر ترى ما العلاقة بين هذه العمليات الثلاث يوضح الشكل ١١ العلاقة بين التنفس الخلوي والبناء الضوئي فخلال عملية البناء الضوئي تصنع المنتجات الغذاء وتقوم المخلوقات الحية جميعها بالتنفس.
ما أهمية انقسام الخلية ؟
ما الأشياء المشتركة بينك وبين الأخطبوط وشجرة العرعر هذه المخلوقات الحية تشترك في خصائص كثيرة أهمها أن الله الذي خلقها بقدرته وتدبيره جعل أجسامها تتكون من بلايين الخلايا كما جعل هذه المخلوقات الحية العديدة الخلايا كلها تبدأ من خلية واحدة تنقسم لتصبح اثنتين ثم أربعًا ثم ثمانيا وهكذا ويستمر الانقسام الخلوي حتى بعد توقف النمو فهو يعوّض الخلايا التالفة فعلى سبيل المثال خلال اللحظات التي تستغرقها لقراءة هذه الجملة ينتج نخاعُك العظمي ستة ملايين خلية دم حمراء وللانقسام الخلوي أهمية أيضًا للمخلوقات الحية الوحيدة الخلية فهي تتكاثر عن طريق الانقسام الخلوي كما في الشكل ١٢ الانقسام الخلوي ليس مجرد عملية فصل الخلية الواحدة إلى قسمين كما قد يبدو لك إنه عملية أصعب من ذلك كما سيتضح لك قريبا.
دورة الخلية
قدر الحق تبارك وتعالى لجميع المخلوقات الحية أن تمر بمراحل متتابعة خلال حياتها وهذا ما يُعرف بدورة الحياة التي تبدأ بتكوّن المخلوق الحي ثم نموه وتنتهي بموته ويحدث ذلك أيضًا للخلايا المفردة فلكل منها دورة حياة تصل المخلوقات الحية الوحيدة الخلايا ومنها الأميبا الموضحة في الصورة إلى حجم معين ثم تنقسم لتتكاثر
زمن دورة الخلية
يُقصد بدورة الخلية كما يوضحها الشكل ١٣ المراحل أو الأطوار المتتابعة التي تمر بها الخلية منذ بدء الانقسام الخلوي حتى الانقسام الخلوي الذي يليه وتختلف المدة التي تستغرقها دورة الخلية من خلية إلى أخرى فمثلا تستغرق دورة حياة بعض خلايا نبات الفول ۱۹ ساعة بينما نجد أن خلايا أجنة الحيوانات تنقسم بسرعة أكبر بحيث تكمل دورتها في أقل من ٢٠ دقيقة أما في جسم الإنسان فإن دورة حياة بعض الخلايا تستغرق ١٦ ساعة كما أن الخلايا التي يحتاج إليها للنمو وتعويض الخلايا التالفة ومنها خلايا الجلد والعظام فإنها تعيد دورة حياتها باستمرار
الطور البيئي
يشكل الطور البيني معظم زمن دورة الخلية الحقيقية النواة وتستغرقه الخلية في النمو فالخلايا التي لا تنقسم في الجسم ومنها الخلايا العصبية وخلايا العضلات تبقى دائما في هذا الطور وأما الخلايا النشطة ومنها خلايا الجلد فتنسخ المادة الوراثية خلال هذا الطور استعدادًا للانقسام الخلوي ولعلك تتساءل لماذا يجب نسخ المادة الوراثية قبل الانقسام تخيل أنك تمثل دورًا ما في مسرحية ولا يملك المخرج إلا نسخة واحدة من النص فوزّع صفحة واحدة على كل ممثل فهل يحصل أي منهم على النص الكامل فالصواب أن ينسخ المخرج النص كاملا ثم يوزعه ليعرف كل واحد دوره وما يحيط به كذلك الحال في الخلية يجب أن تُنسخ المادة الوراثية فيها قبل الانقسام لتحصل كل خلية جديدة على نسخة كاملة من المادة الوراثية لتقوم بوظائف الحياة بعد انتهاء الطور البيني تدخل الخلية في طور الانقسام حيث تنقسم النواة ثم يتوزع السيتوبلازم لتكوين خليتين جديدتين.
الانقسام المتساوي غير المباشر
تُسمى عملية انقسام النواة إلى نواتين متماثلتين الانقسام المتساوي غير المباشر Mitosis وتكون النواة الجديدة مماثلة للنواة الأصلية ويتضمن الانقسام المتساوي سلسلة من الأطوار المتتالية هي الطور التمهيدي والطور الاستوائي والطور الانفصالي والطور النهائي.
مراحل الانقسام المتساوي:
تلعب الكروموسومات دورًا مهما في عملية انقسام النواة والكروموسوم Chromosome ترکیب في النواة يحتوي على المادة الوراثية وخلال الطور البيني يتضاعف هذا الكروموسوم فعندما تكون النواة جاهزة للانقسام يصبح الكروموسوم أكثر سمكا وأقصر ويظهر في صورة سلسلتين متماثلتين تُسمى كل واحدة منهما كروماتيدا كما في الشكل ١٤.
ما العلاقة بين الكروموسومات والكروماتيدات ؟
يتكون الكروموسوم من كروماتيدين خلال الطور التمهيدي يمكن رؤية أزواج الكروماتيدات بوضوح تحت المجهر المركب تتلاشى النويّة والغشاء النووي ويبدأ زوجان من تراكيب صغيرة تُسمى المريكزات ستريول في التحرك إلى قطبي الخلية ثم تبدأ تراكيب خيطية تُسمى الخيوط المغزلية في التكوّن بينها وعلى الرغم من تكون الخيوط المغزلية في الخلايا النباتية في أثناء عملية الانقسام المتساوي إلا أنها تفتقر إلى المريكزات أما في الطور الاستوائي فتصطف أزواج الكروماتيدات في وسط الخلية وتتصل بزوج من الخيوط المغزلية في السنترومير وخلال الطور الانفصالي ينقسم السنترومير وتنكمش الخيوط المغزلية وتشد معها الكروماتيدات مما يؤدي إلى انفصال بعضها عن بعض وتبدأ في الحركة نحو طرفي الخلية وتُسمى الكروماتيدات بعد انفصالها الكروموسومات أما في الطور الأخير وهو الطور النهائي فتبدأ الخيوط المغزلية في الاختفاء كما تبدأ الكروموسومات في التفكك وتتكون نواتان جديدتان.