الاختلافات الخمسة بين الخلايا أحادية الصيغة الصبغية والخلايا ثنائية الصبغيات

الخلية هي الوحدة المورفولوجية والوظيفية للكائن الحي. كل كيان حي ، من البكتيريا الأكثر قاعدية إلى الكائن البشري ، لديه على الأقل خلية واحدة قادرة على التكاثر الذاتي وتبادل المواد مع البيئة. الكائنات الحية بدائية النواة لها خلية واحدة فقط تشكل جسدها بالكامل ، لكن حقيقيات النوى يمكن أن تتكامل المليارات منهم في أجسامنا ، كل واحد في نظام أكبر بكثير من الوحدة وبوظائف ملحوظة.

كما قلنا ، فإن الكيان الخلوي يعادل الحياة. الكائنات الحية الوحيدة التي تتلاقى مع هذه الفرضية هي الفيروسات وأشباه الفيروسات والبريونات ، لكنها نادرًا ما تعتبر كائنات حية. بدلا من ذلك ، فإنها تشكل مجموعة منفصلة من مسببات الأمراض البيولوجية مع إمكانية العدوى. بدون الخلية ، لا يتم الوصول إلى الحد الأدنى من المتطلبات بحيث يمكن أن تتطور الحياة على هذا النحو.

على أي حال ، تجدر الإشارة إلى أنه ، على سبيل المثال ، يوجد داخل البشر نوعان رئيسيان من الخلايا: أحادي الصبغية وثنائي الصبغيات. في السطور التالية نقول لك الاختلافات بين الخلية أحادية الصيغة الصبغية والخلية ثنائية الصيغة الصبغية وأهميتها التطورية.

• مقالات لها صلة: "الاختلافات بين الانقسام والانقسام الاختزالي"

ما هي الفروق بين الصيغة الصبغية الفردية والثنائية الصيغة الصبغية؟

في الطبيعة ، لم يتطور أي تكيف بالصدفة. كل خاصية تخدم (أو خدمت) دورًا في التاريخ التطوري للأنواع ، لذا فإن يجب أن يكون لحقيقة وجود خلايا أحادية الصيغة الصبغية ومزدوجة الصبغيات داخل نفس الكائن الحي سبب أن تكون. في النقاط التالية ، نستكشفها.

1. تحتوي الخلايا أحادية الصيغة الصبغية على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات ، وهي خلايا ثنائية الصبغيات

هذا هو الفرق الرئيسي بين الصبغيات الفردية وثنائية الصيغة الصبغية. تحتوي الخلية ثنائية الصبغيات (2n) داخل نواتها على مجموعة من الكروموسومات المقترنة ، حيث توجد جميع المعلومات الجينية للفرد ، نصف الأب ونصف الأم. في حالة البشر ، هناك 23 زوجًا من الكروموسومات ، و 22 صبغيًا وراثيًا واحدًا جنسيًا (XX و XY) ، والتي تشمل جميعها حوالي 25000 جينًا مختلفًا. من إجمالي 46 كروموسومًا موجودة داخل نواة الخلية ، يأتي 23 من أحد الوالدين و 23 من الآخر.

من ناحية أخرى ، فإن الخلية الفردية (n) هي خلية تحتوي على كروموسوم واحد فقط من كل نوع. في حالة الأمشاج البشرية (البويضات والحيوانات المنوية) ، تحتوي نواة الخلية فقط على 23 كروموسومًا. الشرح بسيط. إذا كان كل مشيج ثنائي الصبغة ، في الاتحاد لتشكيل الزيجوت ، سيكون للخلايا الناتجة المزيد والمزيد من الكروموسومات:

• خلية أحادية الصيغة الصبغية (ن) + خلية أحادية الصيغة الصبغية (ن) = خلية ثنائية الصبغة (2 ن)
• خلية ثنائية الصبغة (2 ن) + خلية ثنائية الصبغة (2 ن) = خلية رباعية الصبغية (4 ن)
• خلية رباعية الصبغية (4 ن) + خلية رباعية الصبغ (4 ن) = خلية بها 8 مجموعات من الكروموسومات (8 ن)

وبالتالي ، إذا لم تكن الخلايا أحادية الصيغة الصبغية موجودة أثناء التكاثر الجنسي ، ففي 3 أجيال فقط سينتقل الإنسان من 46 كروموسومًا (23 × 2) إلى 184 (23 × 8). يمكن أن يكون تكرار كروموسوم واحد عندما لا يتلامس قاتلًا بالفعل ، لذا فإن آلية التراكم الجيني هذه ستكون غير متوافقة مع الحياة.

2. تنقسم الخلايا ثنائية الصبغة عن طريق الانقسام ، والخلايا أحادية الصيغة الصبغية عن طريق الانقسام الاختزالي

كما أثبتنا بالفعل ، تحتوي الخلية الجسدية ثنائية الصبغة (التي تتكون منها الأنسجة) على زوج من كل كروموسوم ، كل عضو من أحد الوالدين.

نظرًا لأن هذه الخلايا لا تشارك في التكاثر (فهي تهدف فقط إلى الحفاظ على و إصلاح هياكل الجسم) ، ليس لديهم حاجة لتقسيم معلوماتهم الجينية إلى نصف. لهذا السبب ، ينقسمون عن طريق الانقسام ، وهي عملية تؤدي فيها الخلية الجذعية إلى تكوين خليتين ابنتيتين متماثلتين تمامًا ، عن طريق تكرار الحمض النووي وتقسيم السيتوبلازم.

كما قد تشك ، فإن حالة الخلايا أحادية الصيغة الصبغية مختلفة تمامًا. وحدات الخلايا هذه في جسم الإنسان هي البويضات والحيوانات المنوية المسؤولة عن الإخصاب. لكي تبقى ثنائية الصبغيات في البيضة الملقحة ، يجب "تقسيم" كل زوج من الكروموسومات إلى نصفين ويجب ترك عضو واحد فقط ، كما رأينا في القسم السابق.

لهذا السبب، تعتبر عملية تكوين خلية أحادية الصيغة الصبغية أكثر تعقيدًا من عملية تكوين خلية أحادية الصيغة الصبغية (على الأقل داخل كائن ثنائي الصبغية). لتوضيح ذلك ، نعرض لك عملية تركيب الحيوانات المنوية:

• مرحلة التكاثر: تشكل الخلايا الجذعية الجرثومية ثنائية الصبغيات من النوع A و B الحيوانات المنوية. يتم تقسيم A على أساس الانقسام لزيادة المخزون في الكمية ، ولكن B ليست كذلك.
• تتمايز الحيوانات المنوية إلى الخلية المنوية الأولية ، ومن خلال الانقسام الاختزالي الأول ، ينتج عن ذلك خليتان منطيتان ثانويتان. في الانقسام الاختزالي الثاني ، تؤدي كل خلية منوية ثانوية إلى ظهور ذوات نطفة أحادية العدد.
• وهكذا ، حيث كان هناك قبل ذلك الحيوانات المنوية B ثنائية الصبغة ، يوجد الآن 4 نطفة أحادية الصيغة الصبغية ، مع نصف المعلومات الوراثية.
• تنضج الحيوانات المنوية لتصبح حيوانات منوية وظيفية.

بهذا الشكل، يتم إنتاج 4 أمشاج أحادية الصيغة الصبغية حيث كانت توجد خلايا جذعية جرثومية ثنائية الصبغة. بالإضافة إلى ذلك ، خلال هذه العملية بأكملها ، توجد عمليات انتقال وتباديل صبغية ، مما يجعل المعلومات الأبوية غير موجودة بنفس الطريقة في النسل. لهذا السبب ، يُقال إن التكاثر الجنسي هو أساس التنوع الجيني في الأنواع.

• قد تكون مهتمًا بـ: "أنواع الخلايا الرئيسية في جسم الإنسان"

3. تقتصر Haploidy و doubleoidy على مجموعات خلايا مختلفة

جميع الخلايا التي تتكون منها أجسامنا ثنائية الصبغة ، باستثناء الأمشاج (البويضات والحيوانات المنوية) ، والتي يتم تصنيعها في البويضة والخصية ، على التوالي. وبالتالي ، فمن المعمم أن الخلايا الجسدية البشرية ثنائية الصبغة والخلايا الجنسية أحادية العدد.

ومع ذلك ، هذا ليس صحيحًا تمامًا: على سبيل المثال ، معظم خلايا الكبد (خلايا الكبد) هي رباعي الصبغيات ، مما يعني أنها تحتوي على ضعف المعلومات الجينية الموجودة في الخلية الجسدية الطبيعية. هناك دائمًا استثناءات تثبت القاعدة.

4. يسمح Diploidy بالتمايز بين الجنسين في بعض الأنواع

في مستعمرات الحشرات eusocial مثل النحل والدبابير والنمل (Hymenoptera) يكون الذكور أحادي العدد (X) والإناث ثنائية الصبغة (XX). تتبع هذه الاستراتيجية التطورية نمطًا واضحًا: يمكن أن يولد الذكور لأنثى خصبة دون الحاجة إليها. تم إخصابها سابقًا ، مما يسهل إلى حد كبير فترة التكاثر بين مستعمرات نفس تعداد السكان.

كما يمكنك أن تتخيل ، ليس هذا هو الحال عند البشر على الإطلاق ، حيث أن كلا من الذكور (XY) والإناث (XX) ثنائي الصيغة الصبغية. على أي حال ، من المثير للاهتمام معرفة ذلك أكواد أحادية الصيغة الصبغية للذكور في بعض أنواع المملكة الحيوانية.

5. كل نوع خلية له وظيفة مختلفة

في جسم الإنسان ، تتمثل وظيفة الخلايا ثنائية الصبغيات في الحفاظ على نظام الجسم البيولوجي طافيًا. على سبيل المثال ، الخلايا الجسدية لطبقات الجلد والبشرة في نمو مستمر ، كما هي 40.000 خلية كيراتينية (خلايا الطبقة القرنية ، الأكثر سطحية) تتساقط في كل دقيقة وقت الحياة. يعزز التقسيم عن طريق الانقسام ترميم جميع أنسجة الجسم وصيانتها واستبدالها.

من ناحية أخرى، تتمتع الخلايا أحادية الصيغة الصبغية بوظيفة تم استكشافها بالفعل: التكاثر الجنسي. على الرغم من أن التكاثر الجنسي أغلى بكثير من الانقسام البسيط ، إلا أنه له معنى تطوري كبير. جميع أحفاد الخط المقسوم على الانقسام الفتيلي متماثلون وراثيًا ، لذلك لديهم نفس القدرات في مواجهة التغيرات البيئية ومدى قدرتهم على التكيف ضئيل.

من ناحية أخرى ، فإن الأنواع التي تتبع نمط التكاثر الجنسي تقدم عينات مختلفة تمامًا داخل نفس السكان. على المستوى الجيني ، حيث أن الطفل لا يشبه أبدًا أحد والديه ، ولكنه مزيج من الاثنين (المزيد من الطفرات وعمليات الانتقال). هكذا، إن وجود الخلايا أحادية الصيغة الصبغية وتكوين الأمشاج هو ما يولد تنوع الكوكب عبر الأجيال، بالإضافة إلى القدرات التكيفية.

سيرة ذاتية

كما رأيت ، فإن الاختلافات بين الخلية أحادية الصيغة الصبغية والخلية ثنائية الصيغة الصبغية تتجاوز بكثير منح الكروموسومات. من الضروري معرفة الاختلافات بين الكيانات الخلوية على المستوى المجهري ، ولكن أيضًا لتطبيقها في المجال الطبي والتطوري.

كلا النوعين من الخلايا هما قطعتان أساسيتان في نفس الترس: تحافظ الثنائية الصبغية على الحياة ، بينما تولدها الصبغية الفردية. كلتا العمليتين حيويتان للحفاظ على الأنواع التي تتكاثر جنسيا.