قائمة الروابط

 

 

مقدمة

 

الغرض الأساسي من الدراسة لمنهج الوراثة  الخلوية  العملية  هو تعريف الطالب بالجهاز المادي للوراثة أي الكروموسومات – Chromosomes وهي الحاملة للوحدات المتوارثة (الجينات – Genes). وهذه الكروموسومات هي المسؤلة عن سلوك الجينات من حيث إنعزالها وتوزيعها توزيعا حرا وإنتقالها من جيل إلي جيل.

 

والخلية  هي وحدة تركيب الكائنات الحية. كما أن الإنقسام الميتوزي (أو غير مباشر) – Mitotic Division or Mitosis (Indirect Division) هو الذي يعمل علي تكوين خلايا جسم الكائن الحي وتضاعف خلاياه. بينما الإنقسام الميوزي أو الإختزالي - – Meiotic Division or Meiosis (Reduction Division) يعمل علي تكوين الخلايا التناسلية أو الجميتات – Gametes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

الخليـــــــــة

 

من المعروف أن الخلية  هي وحدة بناء وتركيب الكائنات الحية. وجسم الكائن الحي سواء كان نباتا أو حيوانا يتكون من جهاز بروتوبلازمي يتداخل مع البيئة المحيطة بهن وهذا الجهاز البروتوبلازمي يكون الخلية. ويتشكل البروتوبلازم إلي جزئين غير متشابهين هما: السيتوبلازم – Cytoplasm والنواة – Nucleus، ويحاط كلا منهما بغشاء رقيق.

 

ويختلف شكل وتركيب الخلايا في الكائنات متعددة الخلايا. وترجع هذه الإختلافات إلي إختلاف الوظائف التي تقوم بها كل خلية تبعا لنوع النسيج والعضو. ومع ذلك فتوجد خصائص عامة مشتركة بين جميع الخلايا.

 

وأهم محتويات الخلية هي:

 

1- السيتوبلازم – Cytoplasm:

 

السيتوبلازم عبارة عن سائل لزج رائق يشبه زلال البيض غير أنه غير متجانس لوجود مكونات بروتوبلازمية (حية)، وأخري غير بروتوبلازمية (غير حية) مغمورة فيه، ولذلك يظهر حبيبي الشكل.

 

ويوجد في معظم الخلايا النباتية فجوات (وهي عبارة عن أكياس ممتلئة بسائل) في السيتوبلازم ,تظهر هذه الفجوات صغيرة جدا في الخلايا المريستيمية، ولكن يزداد حجمها ويقل عددها في الخلايا المتشكلة – Differentiated cells.

 

ومن المكونات البروتوبلازمية التي توجد في سيتوبلازم الخلايا النباتية:

 

(أ‌)          الميتوكوندريا – Mitochondria:

وهي عبارة عن عضيات بروتينية معقدة التركيب، وتوجد علي هيئة أجسام خيطية أو عصوية أو كروية الشكل، وهي تلعب دورا كبيرا في النظام الفسيولوجي للخلية.

(ب‌)      البلاستيدات – Plastids:

وهي عبارة عن أجسام بروتوبلازمية ووجدها في الخلايا النباتية يمثل أهم خصائص المملكة النباتية، وتوجد تقريبا في معظم الخلايا النباتية، وتلعب دورا مهما في عملية البناء الضوئي.

 

أما أهم المكونات البروتوبلازمية التي توجد في سيتوبلازم الخلايا الحيوانية بجانب الميتوكوندريا:

 

(أ‌)          أجسام جولجي – Golgi bodies:

وهي أجسام ذات تراكيب معينة، فأحيانا قد تكون شبكية أو حبيبية، ومن المعتقد أن أجسام جولجي تلعب دورا مهما في تكوين حبيبات إفرازية.

 

(ب‌)       السنتروسوم – Centrosome:

وهو عبارة عن جسم بروتوبلازمي يوجد في معظم الخلايا الحيوانية، ونادرا في بعض الخلايا النباتية غير الراقية. ويتكون السنتروسوم من جسم كروي الشكل في وسطه حبيبة أو حبيبتين تعرف بأسم السنتريول – Centriole وتحاط هذه الحبيبة بمادة هلامية. وفي أدوار معينة من نشاط الخلية يخرج من السنتريول خيوط مشعة – Asters. ويلعب السنتروسوم دورا مهما في عملية إنقسام الخلايا الحيوانية، وكذلك في حركة الحيوانات المنوية حيث أنه يكون الجهاز الحركي لذيل الحيوان المنوي.

 

أما أهم المكونات غير البروتوبلازمية والتي توجد في السيتوبلازم:

 

فهي عبارة مواد عضوية أو غير عضوية أهمها: الكربوهيدرات، والليبيدات، والدهون، والبروتينات، وترسيبات الكالسيوم، وأملاح معدنية أخري. وقد تكون هذه المواد هي من نواتج عمليات الهدم أو مواد مخزنة تستخدمها الخلية فيما بعد في نشاطها الحيوي.

 

 

 

2- النواة – Nucleus:

 

منذ إكتشاف النواة كجزء مستديم وأساسي في البروتوبلازم بواسطة العالم براون – Brown عام 1832 إهتم علماء الخلية والوراثة بالخصائص غير العادية التي تسلكها النواة في الخلايا. فالنواة هي المركز الأساسي لجميع العمليات الحيوية التي تقوم بها الخلايا، وعلاوة علي ذلك فإن التوارث يرجع أساسيا إلي سلوك محتويات النواة أثناء دورة الحياة.

 

وتظهر النواة في الخلايا الحية كجسم كروي لامع في وسط السيتوبلازم وتنفصل عنه بغشاء بروتوبلازمي رقيق يعرف بالغشاء النووي – Nuclear membrane or envelope. وتظهر محتويات النواة الداخلية متجانسة، وغالبا ما يصعب مشاهدتها. أما في التحضيرات المصبوغة فيمكن مشاهدة النواة بواسطة الميكروسكوب الضوئي بكل وضوح. ويمكن تمييز المكونات الآتية في النواة في حالة السكون الكروموسومي – Metabolic stage:

 

(أ) الغشاء النووي - Nuclear membrane or envelope:

ويظهر كغشاء رقيق يفصل السيتوبلازم عن محتويات النواة.

 

(ب) السائل النووي Karyolymph or nuclear sap:

وهو عبارة عن سائل شفاف يتكون من مواد بروتينية معقدة التركيب ويملأ فراغ النواة.

 

(جـ) الكروماتين – Chromatin:

          وهو عبارة عن خيوط ملتفة حول بعضها البعض، وتظهر علي هيئة شبكة تعرف باسم الشبكة الكروماتينية – Chromatin reticulum مغمورة في السائل النووي وتتكون من بروتين نووي معقد التركيب. وهذه الشبكة الكروماتينية هي عبارة عن الكروموسومات – Chromosomes، ويصعب مشاهدتها كوحدات مستقلة في طور السكون الكروموسومي، كما أن قابليتها لأخذ الصبغة يختلف تبعا للنشاط الذي تكون عليه الخلية.

 

 

(د) النوية – Nucleolus:

وهي عبارة عن جسم كروي الشكل مغمور في السائل النووي وتقبل النوية الصبغة أكثر من النواة نفسها. وقد يوجد في النواة نوية واحدة أو أكثر.

 

ويجب ملاحظة أن الخلية النباتية تحاط من الخارج بجدار سليلوزي، بينما لا يوجد مثل هذا الجدار في الخلايا الحيوانية.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

الإنقسام الخلوي – Cell Division 

 

يمثل الإنقسام الخلوي في الكائنات وحيدة الخلية تكاثرا حقيقيا، وينشا عن هذه العملية فردان جديدان متماثلان تماما. بينما تنشأ الأفراد متعددة الخلايا عن خلية بدائية هي الزيجوت، وهذه تتضاعف مكونة الأنسجة والأعضاء. ويحدد حجم الكائن الحي بعدد الوحدات التي يتكون منها جسمه وليس بحجم الخلايا المفردة. ويحدث تضاعف الخلايا نتيجة لإنقسامها. والجدير بالذكر أن الخطوات الأساسية للإنقسام في الكائنات النباتية والحيوانية متشابهة تقريبا ولا توجد إختلافات بينة.

 

والإنقسام الخلوي يشمل إنقسامين غالبا يكونان مستقلين، وهما الإنقسام النووي والإنقسام السيتوبلازمي. وعلاوة علي ذلك فإن إنقسام النواة يشتمل علي نوعين يعرف أولهما بالإنقسام الميتوزي – Mitosis أو الجسمي –  Somatic divisionأو العادي –  Ordinaryأو غير المباشر – Indirect، وهذا الإنقسام هو المسئول عن تضاعف وزيادة عدد الخلايا في جسم الكائن الحي. أما النوع الثاني فيعرف باسم الإنقسام الميوزي – Meiosis أو الإختزالي – Reduction division وهو المسئول عن تكوين الخلايا التناسلية (الجميتات – Gametes) سواء كانت مذكرة أو مؤنثة.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

الإنقسام الميتوزي – Mitosis 

(Mitotic, ordinary, somatic or indirect division)

 

          الإنقسام الميتوزي عبارة عن الظاهرة التي تنقسم فيها النواة إلي نواتين شقيقتين متشابهتين تماما مع بعضهما ومع النواة الأمية كميا ووصفيا حيث أن كلا منهما يحتوي علي نفس العدد والشكل من الكروموسومات التي كانت موجودة في الخلية الأمية. وقبل الإبتداء في الإنقسام الميتوزي يوجد طور يعرف بأسم الطور البيني أو طور السكون الكروموسومي، ثم يلي هذا الطور أطوار الإنقسام الميتوزي الأخرى.

 

الطور البيني أو  طور السكون الكروموسومي – Interphase or Metabolic stage:

 

          أثناء هذا الطور يكون من الصعب ملاحظة الكروموسومات كوحدات مستقلة، وقد سببت عدم رؤية الكروموسومات بوضوح أثناء هذا الطور في الإعتقاد – في بادئ الأمر – أن هذه الوحدات تتكون تلقائيا عندما تدخل الخلية في الإنقسام الميتوزي، غير أن التحضيرات الميكروسكوبية الجيدة أوضحت وجود الكروموسومات أثناء جميع أطوار حياة الخلية.

 

1- الطور التمهيدي أو الإبتدائي – Prophase stage:

 

          يبدأ الإنقسام الميتوزي حقيقة بهذا الطور، ويشمل جميع التغيرات التي تحدث من الطور البيني أو السكون الكروموسومي حتي تترتب الكروموسومات في وسط  الخلية أي في الطور الإستوائي – Metaphase وتقبل الكروموسومات في هذا الطور الصبغة أكثر من الطور البيني. وتظهر الكروموسومات كخيوط غير منتظمة ملتفة حول بعضها ومع ذلك قد يمكن تمييز كل كروموسوم كوحدة مستقلة عن الكروموسوم الآخر وخاصة إذا كان عدد الكروموسومات في النواة قليل نسبيا ويظهر كل كروموسوم في منتصف هذا الطور منشقا طوليا إلي خيطين ملتصقين ببعضهما في منطقة مميزة علي طول الكروموسوم تعرف باسم السنترومير – Centromere، ويعرف كل خيط بأسم كروماتيدة – Chromatid أي أن الكروماتيدة هي النصف الطولي للكروموسوم، وبتقدم الطور التمهيدي يظهر حول كل كروماتيدة غلاف يعرف بأسم الماتريكس – Matrix وفي أواخر هذا الطور تبدأ الخيوط الكروموسومية في الإنكماش طوليا وبذلك تظهر كوحدات مستقلة منتشرة داخل الغشاء النووي. ثم بعد ذلك تبدأ النوية في الإختفاء تدريجيا.

 

2- الطور الإستوائي أو طور الوضع المتوسط – Metaphase stage:

 

          يبدأ الغشاء النووي في الإختفاء وتظهر خيوط من قطبي النواة تأخذ شكلا مغزليا تعرف بأسم المغزل – Spindle،  وهذه الخيوط نتيجة لتغيرات وتشكيلات في السائل النووي، وتكون خيوط المغزل موازية لمحور مغزل النواة. وبإختفاء الغشاء النووي تصبح الكروموسومات طليقة في السيتوبلازم وترتب نفسها في المحور الوسطي للمغزل (المستوي الوسطي – Equatorial plane).

 

ويجب ملاحظة أن السنتروميرات، وهي منطقة الإتصال بخيوط المغزل، تكون موجهه نحو قطبي الخلية ويمكن تحديد هذه المنطقة إذ تكون متصلة بخيوط المغزل وتكون الكروموسومات عادة منثنية في منطقة الإتصال بخيوط المغزل أي السنترومير وبذلك فإن الكروموسومات تأخذ أشكالا مختلفة تبعا لموضع السنترومير وطول ذراعي الكروموسوم (يقسم السنترومير الكروموسوم إلي ذراعين). فقد يأخذ شكل الكروموسوم شكل حرف الـ V  أو الـ J أو الـ I. ويمكن في هذا الطور دراسة الشكل الظاهري العام للكروموسوم.

 

          وينقسم السنتروسوم في الخلايا الحيوانية في أواخر الطور التمهيدي إلي سنتريولين ويبقي أحدهما ثابتا في مكانه بينما يتحرك الآخر نحو القطب المضاد، ويظهر حول كل سنتريول خيوط مشعة وكذلك يصل السنتريولان خيوط المغزل. 

 

3- الطور الإنفصالي – Anaphase stage:

 

          يبدأ شقي أو نصفي كل كروموسوم في الإنفصال عن بعضهما نتيجة للإنشقاق الطولي للسنترومير ويتحرك أنصاف الكروموسومات نحو قطبي الخلية المتضادين وعندما تبدأ الحركة تصبح كل كروماتيدة كروموسوما (كروموسوما بنويا) ويلاحظ أن السنترومير يكون في المقدمة متجها نحو قطب الخلية ويتبعه ذراعي الكروموسوم. وبذلك نجد في كل قطب من قطبي الخلية نفس العدد والشكل من الكروموسومات التي كانت موجودة في الخلية الأمية.

 

4- الطور النهائي – Telophase stage:

 

          جميع التغيرات التي تحدث في هذا الطور هي عكس التي حدثت في الطور التمهيدي، فيلاحظ تجمع الكروموسومات عند كل قطب من قطبي الخلية وتبدأ النوية في الظهور ويتكون الغشاء النووي حول كل مجموعة من مجموعتي الكروموسومات الموجودة عند كل قطب ويختفي الماتريكس ويصبح شكل الكروموسومات تدريجيا مماثلا لما كان عليه في طور السكون الكروموسومي. ويلاحظ في أوائل هذا الطور تفلطح النواتين الجديدتين ثم بعد ذلك تستديران نتيجة لزيادة السائل النووي داخلهما.

 

وبإنتهاء هذا الطور ينتهي الإنقسام الميتوزي.

 

الإنقسام السيتوبلازمي – Cytokinesis:

 

          يحدث بعد الإنتهاء من الإنقسام الميتوزي أو قبل إنتهائه في النباتات عديدة الخلايا إنقسام السيتوبلازم بين النواتين الجديدتين. ويحدث ذلك نتيجة لترسيبات علي بقايا المغزل الموجودة في المحور الوسطي للخلية مكونا ما يعرف بأسم الصفيحة الخلوية – Cell plate، وتمتد هذه الترسيبات حتي تصل إلي جداري الخلية مكونة خليتين جديدتين كلا منهما يحتوي علي نواة جديدة.

 

          أما الإنقسام السيتوبلازمي في الخلايا الحيوانية فلا يحدث نتيجة لتكوين صفيحة خلوية بل يحدث لإنقباض السيتوبلازم في المنطقة الوسطية، ويستمر هذا الإنقباض حتي تنفصل الخليتان عن بعضهما. 

 

 

 

الإنقسام الميوزي – Meiotic Division 

(Meiosis or Reduction Division)

 

هو عملية الإنقسام الخلوي التي تحدث في الأعضاء التناسلية لإنتاج وحدات تكاثرية (جاميتات – Gametes) مذكرة ومؤنثة. وفي هذا النوع من الإنقسام فإن الخلية ثنائية المجموعة الصبغية (Diploid cell 2n) تدخل إنقسامين نوويين، يتم تنصيف عدد الكروموسومات في أحدهم ويتكون في نهاية الثاني أربعة خلايا أحادية المجموعة الصبغية (Haploid cell n) التي تمثل الوحدات التكاثرية في معظم حقيقيات النواة.

 

Leptonema -  المرحلة القلادية

 

 

 

Zygonema -  المرحلة التزاوجية

Pachynema - المرحلة الضامية

Prophase I

First

Meiotic

Division 

Diplonema - المرحلة الإزدواجية أو الإنفراجية  

 

 

Diakinesis -  المرحلة التنافرية أو التشتتية 

 

 

 

 

Metaphase I

Meiosis 

Anaphase I 

Telophase I

Interphase 

 

Prophase II 

Second Meiotic Division 

 

Metaphase II 

Anaphase II 

 

Telophase II 

Spore-tetrads

(Late telophase) 

 

 

 

أولا: الإنقسام الميوزي الأول First Meiotic Division 

 

(1)     الطور التمهيدي الأول Prophase I 

 

(أ‌)          الطور القلادي – Leptonema 

(Leptos = thin and nema = thread)

          وفيه تبدو الأنوية كبيرة الحجم وتظهر الكروموسومات كخيوط طويلة منفردة (ظاهريا فقط) وعليها تنتظم أجسام حبيبية يطلق عليا أسم الكروموميرات - chromomeres وهي ثابتة العدد والحجم والموضع.

 

(ب‌)      الطور التزاوجي – Zygonema 

(Zygon = adjoining)

          وفيه تبدأ الكروموسومات المتشابهة – homologous chromosomes في التزاوج من أي نقطة بطول الكروموسوم. فقد يبدأ من الأطراف متجها إلي موضع السنترومير أو العكس وقد يبدأ من كلا الإتجاهين ويكون هذا التزاوج أو الإقتران محدد ومتخصص بحيث تتزاوج نقطة مع أخري وكرومومير مع أخر علي القرين أو الشبيه الكروموسومي - homolge.

 

(جـ)  الطور الضام – Pachynema 

(Pachus = thick)

          وفيه يكتمل تزاوج الكروموسومات تماما ويبدو تقلصها طوليا لتبدو كخيوط أقصر وأغلظ. وفي نهاية هذا الطور تبدو النواة محتوية علي نصف عدد الكروموسومات نظرا لتكون المثاني الكروموسومية (Bivalents) والتي تتركب كنتاج لتزاوج الشبيهين الكروموسوميين – Two Homologous Chromosomes الذين يحتويان علي أربعة كروماتيدات ويطلق علي كروماتيدات كل شبيه كروموسومي أسم –  Sister chromatidsأو الكروماتيدات الشقيقة. كما يحتوي كل كروموسوم علي سنترومير مستقل. وخلال هذا الطور فإن كل إثنين من الكروماتيدات تتبادل المقاطع الكروموسومية – Chromosome segments فيما يعرف بعملية – recombination أو إعادة التركيب وبداية حدوث العبور – Crossing over.

 

(د)  الطور الإزدواجي أو الإنفراجي – Leptonema 

(Diplo = two)  

          وفي هذا الطور تبدو الكروموسومات أقصر من سابقتها (في الطور الضام) وتبدأ في الإنفصال عن بعضها البعض فيما عدا المواضع التي تم فيها تبادل المقاطع الكروموسومية والتي يطلق عليها الكايازمات (Chiasmata) ومفردها كايزما (Chiasma) وتعرف هذه العملية أو الظاهرة بأسم العبور الوراثي (Crossing over) والتي تحدث بين كل إثنين كروماتيد من الكروموسومين الشبيهين (بمعني أنها لاتحدث بين كروماتيدات الكروموسوم الواحد).

 

          وهنا تأخذ المثاني الكروموسومية (Bivalents) أشكالا مختلفة بالإعتماد علي موضع الكيازمات وعددها، وقد تكون طرفية – Terminal أو بينية - Interstitial ويلاحظ صغر حجم النوية إلي حد كبير في هذا الطور.

 

(هـ) الطور التنافري أو التشتتي – .Diakinesis

(Dia = a cross)

 

          يصل قصر المثاني الكروموسومية إلي أصغر حجم نتيجة لزيادة التقلص والإلتفاف – Coiling. كما تبدأ عملية إنزلاق الكيازمات – Terminalization of chiasmata حيث تترك موضعها الأصلي وتتحرك إلي أطراف الكروموسوم ويقل عددها. وفي هذه الأثناء فإن الكروموسومات تتصل مع بعضها البعض عند أطرافها فقط. وإذا كانت الكروموسومات صغيرة فإنها تأخذ شكلا دائريا (مع الإلتحام الطرفي) وفي الكروموسومات الأكبر فإن الإنزلاق لا يكتمل بحيث تأخذ المثاني الكروموسومية – Bivalents أشكالا مختلفة. كما يلاحظ إختفاء النوية تماما بالإضافة إلي إختفاء الغشاء النووي. 

 

(2)     الطور الإستوائي الأول Metaphase I 

 

          وفيه تنتظم المثاني الكروموسومية علي خط إستواء الخلية بحيث يكون سنترومير كل كروموسوم (من المثني الكروموسومي) علي أحد جوانب خط الإستواء من أعلي ومن أسفل بمعني أن الكروموسومات هنا لاتنتظم سنتروميراتها علي خط الإستواء كما في الإنقسام الميتوزي.

 

(3)     الطور الإنفصالي الأول Anaphase I 

 

          وفيه تنفصل المثاني الكروموسومية بحيث يتجه كل كروموسوم منها إلي أحد الأقطاب. وهنا فإن المجموعتين المنفصلتين تمثل كروموسومات وليست كروماتيدات كما في حالة الطور الإنفصالي الميتوزي. وبالتالي فكل قطب يحتوي علي نصف عدد الكروموسومات الزوجي ، ولكن مع إختلاف تركيبها بعد حدوث عملية العبور الوراثي.

 

(4)     الطور النهائي الأول Telophase I 

 

          وهو مطابق لمثيله في الإنقسام الميتوزي – حيث تطول الكروموسومات نتيجة لفك الإلتفاف الحادث بها (uncoil) ويبدأ تكون الغشاء النووي وتظهر النوية ثم يبدأ الإنقسام السيتوبلازمي – Cytokinesis.

وتمر الخلية بعد ذلك بطور بيني قصير – short interphase تمهيدا للدخول في الإنقسام الميوزي الثاني بدون تضاعف للمادة الوراثية.

 

ثانيا: الإنقسام الميوزي الثاني Second Meiotic Division 

 

(5)     الطور التمهيدي الثاني Prophase II 

 

          ويحتل فترة زمنية قصيرة حيث تنكمش الكروموسومات ويختفي الغشاء النووي وكذلك النوية ويبدأ تكون خيوط المغزل كعلامة لبداية الطور الإستوائي الثاني. 

 

(6)     الطور الإستوائي الثاني Metaphase II 

 

يتكون مغزلين – Two spindles في إتجاه عمودي علي إتجاه المغزل المتكون في الإنقسام الأول وموازيين لبعضهما. ثم تنتظم الكروموسومات علي خط الإستواء بواسطة السنتروميرات، وهنا الكروموسومات أطول من مثيلتها في الإنقسام الميوزي الأول – Meiosis I.

 

 

(7)     الطور الإنفصالي الثاني Anaphase II 

 

          ينقسم كل سنترومير إلي قسمين منفصلين ثم تتحرك الكروماتيدات الشقيقة – Sister chromatids ناحية الأقطاب المتقابلة.

 

(8)     الطور النهائي الثاني Telophase II 

 

          يظهر الغشاء النووي والنوية وتتكون أربعة أنوية كل منها تحتوي علي العدد الكروموسومي الفردي (n).

 

(9)     الجراثيم الرباعية Spore tetrads 

 

يتكون جدار فاصل ثاني عمودي علي الجدار المتكون في الإنقسام الأول وتستقل كل نواة بجدار خاص بها وتسمي عندئذ جرثومة – Spore ويلاحظ أن الإنقسام الثاني يمثل إنقسام غير مباشر عادي.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تحضير شرائح لدراسة مراحل الإنقسام الميتوزي (غير المباشر)

والإنقسام الميوزي (الإختزالي)

 

تعتبر الأنسجة المريستيمية مثل القمم النامية للجذور وبراعم الأوراق من أفضل المواد لدراسة الإنقسام الميتوزي. بينما الخلايا البوغية الأمية المذكرة في الذرة والقمح والشعير وكذلك البراعم الزهرية في النباتات ذوات الفلقتين من أفضل المواد لدراسة الإنقسام الميوزي.

 

طريقة تحضير شريحة لدراسة مراحل الإنقسام الميتوزي:

(أ‌)    شريحة مستديمة Permanent Slide:

 

الطريقة:

  • ·     مرحلة الزراعة – Cultivation:

1-     ينمي البصل في الماء في درجة حرارة الغرفة حتى يصل طول الجذور حوالي 3 – 4 سم.

 

  • مرحلة التثبيت – Fixation:

2-   أقطع المناطق الطرفية (المريستيمية) من الجذور النامية (0.5 – 1 سم) ثم ضعها في مثبت كحولي (3 أجزاء كحول إثيلي : 1 جزء حمض خليك ثلجي) لمدة 24 ساعة.

(الغرض الأساسي من عملية التثبيت هو القتل المفاجئ للنسيج بدون أي تشوه لمكونات الخلية المراد دراستها أي أنه يعمل علي وقف كل العمليات والأنشطة الحيوية بداخل الخلية).

 

3-     أغسل بالماء من 2 – 3 مرات. ويمكن حفظ العينات في الثلاجة بعد وضعها في كحول 70% لحين الإستعمال.

 

  • مرحلة التحلل المائي – Hydrolysis:

4-   تعامل الجذور بـ 1 ع حامض الهيدروكلوريك عند درجة  حرارة 60ه م لمدة حوالي 5 – 6 دقائق. وتسمي هذه العملية بالتحلل المائي – Hydrolysis. فهي تساعد علي تفكيك الروابط البروتوبلازمية وتليين الجدر الخلوية وبالتالي يسهل هرس هذه الجذور وفرد النسيج النباتي، وظهوره في صورة صفوف من الخلايا غير متراكبة فوق بعضها البعض.

 

 

 

  • ·     مرحلة الصبغ – Staining:

5-   ضع الجذور في صبغة  الفوكسين القاعدي – Basic Fuchsin (فولجن - Feulgen) وهي صبغة خاصة بصبغ الكروموسومات فقط أي مادة الـ  DNAلمدة 3- 4 ساعات.

 

6-   أقطع القمة النامية المصبوغة للجذر أي المنطقة المريستيمية (حوالي 2 مم) علي شريحة زجاجية نظيفة جافة في قطرة من 45 % حامض خليك ثلجي.

 

  • مرحلة الهرس – Squashing:

7-     أهرس الجزء المريستيمي بإستخدام الإبرة للحصول علي مجموعة من الخلايا.

 

8-   أصنع فيلم رقيق غير معتم من زلال البيض علي غطاء الشريحة ثم ضع الغطاء علي العينة النباتية وأضغط برفق بين طيات ورق الترشيح لإنتشار الخلايا وطرد فقاعات الهواء.

 

9-     سخن الشريحة علي لهب هادئ. لاحظ عدم غلي الشريحة.

 

  • مرحلة نزع الماء – Dehydration:

10- ضع الشريحة في طبق بتري يحتوي علي 40 % كحول بحيث يكون غطاء الشريحة متجها إلي أسفل (مقابل للكحول) حوالي 10 – 15دقيقة حتى ينفصل غطاء الشريحة عن الشريحة.

 

11- مرر كلا من غطاء الشريحة والشريحة في سلسلة من الكحولات وذلك لنزع الماء من العينة النباتية (50 %، 60 %، 70 %، 80 %، 96 %، مطلق) كلا لمدة 2 دقيقة ثم في المحاليل الآتية:

                 3 : 1     كحول مطلق : زيلول،

                 1 : 1     كحول مطلق : زيلول،

                 1 : 3     كحول مطلق : زيلول،

                             ثم زيلول فقط كلا لمدة 5 دقائق.

 

 

 

 

 

  • ·     مرحلة التحميل –Mounting :

12- حمل العينة النباتية بوضع قطرة كندا بلسم علي الجزء الذي تم تحضيره علي الشريحة ثم ضع غطاء نظيف.

 

13- ضع الشريحة المجهزة التحضير في فرن درجة حرارته 35 – 40ه م حتي يتم جفافها.

 

  • مرحلة الفحص – Examination:

14- أفحص التحضير بواسطة الميكروسكوب مستخدما القوة الصغري ثم الكبري.

 

15- حدد الأطوار المختلفة للإنقسام غير المباشر.

 

(ب‌)شريحة مؤقتة  Temporary Slide:

 

الطريقة:

          أتبع الخطوات كما في الطريقة الخاصة بإعداد الشريحة المستديمة بدأ من الخطوة (1) إلي الخطوة (4).

 

  • مرحلة الصبغ – Staining:

5- ضع عينة من الجذور علي شريحة نظيفة في قطرة من محلول خليك – أورسين أو خليك – كارمن (Aceto–Orcein or Aceto-Carmine)  لفترة وجيزة 10 – 15 دقيقة.

 

6- أقطع القمة النامية بواسطة أبرة – ثم تخلص من الجزء الباقي.

 

  • مرحلة الهرس – Squashing:

7- أهرس الجزء المريستيمي في الصبغة بواسطة  الإبرة.

 

8- غط بالغطاء ثم أضغط برفق بين طيات ورقة الترشيح لفرد الخلايا وطرد فقاعات الهواء.

 

9- شمع غطاء الشريحة بواسطة شمع البرافين أو مادة طلاء الأظافر وذلك لعدم جفاف العينة النباتية وعدم جفاف الصبغة أيضا – ويمكن حفظ الشرائح في الثلاجة لمدة 3 أيام.

  • مرحلة الفحص – Examination:

10- أفحص التحضير بواسطة الميكروسكوب مستخدما القوة الصغري ثم القوي الكبري.

 

11- حدد الأطوار المختلفة للإنقسام غير المباشر.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طريقة تحضير شريحة لعينة معاملة لدراسة الإضطرابات التي تحدث

في مراحل الإنقسام الميتوزي

 

(أ) شريحة مستديمة Permanent Slide:

 

الطريقة:

 

  • ·     مرحلة الزراعة – Cultivation:

1- ينمي البصل في الماء في درجة حرارة الغرفة حتى يصل طول الجذور حوالي 3 – 4 سم.

 

  • ·     مرحلة المعاملة – Treatment:

2- أقطع المناطق المريستيمية (الطرفية) من الجذور النامية (0.5 – 1سم) ثم ضعها في محلول مخفف من مادة الكولشيسين – Colchicine (0.02 – 0,05%) لمدة من 3 – 4 ساعات.

 

  • مرحلة التثبيت – Fixation:

3- أقطع المناطق الطرفية (المريستيمية) من الجذور النامية (0.5 – 1 سم)ثم ضعها في مثبت كحولي (3 أجزاء كحول إثيلي : 1 جزء حمض خليك ثلجي) لمدة 24 ساعة.

(الغرض الأساسي من عملية التثبيت هو القتل المفاجئ للنسيج بدون أي تشوه لمكونات الخلية المراد دراستها أي أنه يعمل علي وقف كل العمليات والأنشطة الحيوية بداخل الخلية).

 

4- أغسل بالماء من 2 – 3 مرات. ويمكن حفظ العينات في الثلاجة بعد وضعها في كحول 70% لحين الإستعمال.

 

  • مرحلة التحلل المائي – Hydrolysis:

5- تعامل الجذور بـ 1 ع حامض الهيدروكلوريك عند درجة  حرارة 60ه م لمدة حوالي 5 – 6 دقائق. وتسمي هذه العملية بالتحلل المائي – Hydrolysis. فهي تساعد علي تفكيك الروابط البروتوبلازمية وتليين الجدر الخلوية وبالتالي يسهل هرس هذه الجذور وفرد النسيج النباتي، وظهوره في صورة صفوف من الخلايا غير متراكبة فوق بعضها البعض.

 

 

  • مرحلة الصبغ – Staining:

6- ضع الجذور في صبغة  الفوكسين القاعدي – Basic Fuchsin (فولجن - Feulgen) وهي صبغة خاصة بصبغ الكروموسومات فقط أي مادة الـ  DNAلمدة 3- 4 ساعات.

 

7- أقطع القمة النامية المصبوغة للجذر أي المنطقة المريستيمية (حوالي 2 مم) علي شريحة زجاجية نظيفة جافة في قطرة من 45 % حامض خليك ثلجي.

 

  • مرحلة الهرس – Squashing:

8- أهرس الجزء المريستيمي بإستخدام الإبرة للحصول علي مجموعة من الخلايا.

 

9- أصنع فيلم رقيق غير معتم من زلال البيض علي غطاء الشريحة ثم ضع الغطاء علي العينة النباتية وأضغط برفق بين طيات ورق الترشيح لإنتشار الخلايا وطرد فقاعات الهواء.

 

10- سخن الشريحة علي لهب هادئ. لاحظ عدم غلي الشريحة.

 

  • مرحلة نزع الماء – Dehydration:

11- ضع الشريحة في طبق بتري يحتوي علي 40 % كحول بحيث يكون غطاء الشريحة متجها إلي أسفل (أي مقابل للكحول) حوالي 10 – 15دقيقة حتى يتم فصل غطاء الشريحة عن الشريحة.

 

12- - مرر كلا من غطاء الشريحة والشريحة في سلسلة من الكحولات وذلك لنزع الماء من العينة النباتية (50 %، 60 %، 70 %، 80 %، 96 %، مطلق) كلا لمدة 2 دقيقة ثم في المحاليل الآتية:

                 3 : 1     كحول مطلق : زيلول،

                 1 : 1     كحول مطلق : زيلول،

                 1 : 3     كحول مطلق : زيلول،

                             ثم زيلول فقط كلا لمدة 5 دقائق.

 

 

 

 

  • مرحلة التحميل – Mounting:

13- حمل العينة النباتية بوضع قطرة كندا بلسم علي الجزء الذي تم تحضيره علي الشريحة ثم ضع غطاء نظيف.

14- ضع الشريحة المجهزة التحضير في فرن درجة حرارته 35 – 40ه م حتي يتم جفافها.

 

  • مرحلة الفحص – Examination:

15- أفحص التحضير بواسطة الميكروسكوب مستخدما القوة الصغري ثم الكبري.

 

16- حدد أنواع الإضطرابات التي ظهرت في مراحل الإنقسام غير المباشر.

 

(ب)  شريحة مؤقتة  Temporary Slide:

 

الطريقة:

          أتبع الخطوات كما في الطريقة الخاصة بإعداد الشريحة المستديمة بدأ من الخطوة (1) إلي الخطوة (5).

 

  • مرحلة الصبغ – Staining:

6- ضع عينة من الجذور علي شريحة نظيفة في قطرة من محلول خليك – أورسين أو خليك – كارمن (Aceto–Orcein or Aceto-Carmine)  لفترة وجيزة 10 – 15 دقيقة.

 

7- أقطع القمة النامية بواسطة أبرة – ثم تخلص من الجزء الباقي.

 

  • مرحلة الهرس – Squashing:

8- أهرس الجزء المريستيمي في الصبغة بواسطة  الإبرة.

 

9- غط بالغطاء ثم أضغط برفق بين طيات ورقة الترشيح لفرد الخلايا وطرد فقاعات الهواء.

 

10- شمع غطاء الشريحة بواسطة شمع البرافين أو مادة طلاء الأظافر وذلك لعدم جفاف العينة النباتية وعدم جفاف الصبغة أيضا – ويمكن حفظ الشرائح في الثلاجة لمدة 3 أيام.

 

  • مرحلة الفحص – Examination:

11- أفحص التحضير بواسطة الميكروسكوب مستخدما القوة الصغري ثم القوي الكبري.

 

12- حدد أنواع الإضطرابات التي ظهرت في مراحل الإنقسام غير المباشر..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طريقة تحضير شريحة لعينة نباتية توضح الإنقسام الميوزي

 

          لدراسة الأطوار المختلفة للإنقسام الميوزي تحضر الشرائح بإستخدام البراعم الزهرية في نباتات ذوات الفلقتين أو الخلايا البوغية المذكرة في النجيليات.

 

المواد المستعملة: براعم زهرية لنبات الفول.

 

الطريقة:

 

1- تجمع البراعم الزهرية بعد تكشفها من البراعم الخضرية ويجب تحديد العمر الذي تجمع فيه البراعم الزهرية وذلك لتحديد الدور المراد دراسته. ولذلك يجب علي الدارس أن يمرن نفسه علي إختيار الأحجام الملائمة للحصول علي الطور المطلوب.

 

2- توضع البراعم في محلول كارنوي (6 : 1 : 3) كحول مطلق : حامض خليك ثلجي : كلوروفورم لمدة 24 ساعة.

 

3- أغسل بالماء ثم أنقل البراعم الزهرية إلي كحول 70 %. أحفظ العينات في الثلاجة في هذا التركيز من الكحول لحين إستخدامها في عمل الشرائح.

 

4- خذ متكآ واحدا من البرعم الزهري وضعه في قطرة من صبغ الأسيتوأورسين الموجودة علي شريحة نظيفة.

 

5- يقطع المتك عرضيا إلي نصفين بواسطة إبرتين ثم تدفع الخلايا الموجودة في كل نصف خلال الفتحة بواسطة الضغط بإبرة تشريح علي الطرف المسدود من نصف المتك مع مراعاة تجنب الضغط الشديد وذلك لعدم تهتك جدران الخلايا. يزال ما تبقي من المتك.

 

6- أصنع فيلما من زلال البيض علي غطاء الشريحة ثم ضع غطاء الشريحة المجهز علي العينة المصبوغة. ضع الشريحة بين ورقتي ترشيح ثم أضغط برفق علي غطاء الشريحة مع مراعاة عدم تحريك الأخير.

 

7- أتبع نفس الخطوات المتبعة في إعداد الشريحة المستديمة لدراسة مراحل الإنقسام الميتوزي (غير المباشر) من 10 إلي 15، ثم حدد الأطوار المختلفة للإنقسام الميوزي (الإختزالي). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

العلاقة بين الأطوار المختلفة

 

يمكن معرفة العلاقة بين الأطوار المختلفة للإنقسام ببعض المصطلحات منها:

 

1)     الدليل الميتوزي Mitotic Index:

 

يعبر الدليل الميتوزي عن نسبة عدد الخلايا التي تنقسم إلي مجموع الخلايا الموجودة في قطاع نسيج مريستيمي ويمكن حسابه بالمعادلة التالية:

 

الدليل الميتوزي =

عدد الخلايا المنقسمة

X 100

عدد الخلايا المنقسمة + عدد الخلايا في الطور البيني

 

          ويتم تقدير هذا الدليل بالفحص المجهري المباشر ويدل زيادة مقدار الدليل الميتوزي علي زيادة نسبة الخلايا التي يجري فيها الإنقسام، ويرتبط الدليل الميتوزي بطول فترة الطور البيني. فكلما كان الطور البيني أطول كلما كان الدليل الميتوزي أقل.

 

2)     دليل الأطوار Phase Index:

 

يعبر دليل الأطوار عن العلاقة بين أطوال الأطوار المختلفة. وهي علاقة تكون عادة ثابتة لكل نوع من الكائنات تحت ظروف واحدة.

مثال:

 

دليل الطور الإستوائي =

عدد الخلايا في الطور الإستوائي

X 100

عدد الخلايا المنقسمة

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول التحليل لإيجاد العلاقة بين الأطوار المختلفة

رقم الحقل

عدد الخلايا الكلية

أطوار الإنقسام

عدد الخلايا المنقسمة

عدد الخلايا غير المنقسمة

(الطور البيني)

الطور النهائي

الطور الإنفصالي

الطور الإستوائي

الطور التمهيدي

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

 

 

الإجمالي

 

 

 

 

 

 

 

 

بعض الإضطرابات أو الشذوذ التي تحدث أثناء الإنقسام غير المباشر

Some abnormalities of mitosis

 

1- التوزيع غير المتكافئ للكروماتيدات Unequal segregation of chromatids:

أ) العددي أو السيتولوجي Cytological or numerical.

ب) المباشر - Direct.

 

2- الكروموسوم المعلق أو المفقود Lagging chromosome.

 

3- تثبيط أو كبح تكوين خيوط المغزل Inhibition of spindle formation:

ب‌)   الطور الإستوائي الكولشيسيني C- metaphase.

ب) الطور الإنفصالي الكولشيسيني C- anaphase.

جـ) النواة الكبيرة - Macronucleus

 

4- التشتت - Disturbance 

 أ) الطور الإستوائي المتشتت Disturbed metaphase.

ب) الطور الإنفصالي المتشتت - Disturbed anaphase.

 

5- الطور الإستوائي النجمي Star metaphase.

 

6- الإنحراف - Diagonal 

 أ) الطور الإستوائي المنحرف - Diagonal metaphase.

ب) الطور الإنفصالي المنحرف Diagonal anaphase.

جـ) الطور النهائي المنحرف Diagonal telophase.

 

7- الكروموسوم المستقل في الطور الإستوائي Non congression chromosome.

8- اللزوجة الكروموسومية Chromosome stickiness.

9- النواة الصغيرة - Micronucleus.

 

10- عدم القدرة علي إنقسام السيتوبلازم Failure of cytokinesis.

 أ) الخلية ثنائية الأنوية Binucleated cell 

          ب) التضاعف الصبغي - Polyploidy 

          جـ) الخلية متعددة الأنوية – Multinucleated cell

 

11- النواة المعادة في الطور البيني Restitution nucleus in interphase.

 

12- الخلية ثلاثية الأقطاب Tri- polar cell.

 

13- القنطرة الكروموسومية Chromosome bridge.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بعض الإضطرابات أو الشذوذ التي تحدث أثناء الإنقسام غير المباشر

Some abnormalities of mitosis

 

          من المعروف أن التتابع أو التوالي العادي للإنقسام غير المباشر يضمن التوزيع المنتظم للصبغيات في الخلايا البنوية. وهذا بالتالي يحفظ عدد الكروموسومات ثابتا ويبقي عدد الجينات أيضا ثابتا من جيل إلي أخر. وقد يحدث أحيانا إضطرابا في مرحلة من مراحل الإنقسام غير المباشر وهذا يؤدي إلي توزيع غير منتظم للمادة الوراثية. الأمر الذي يتعارض أو يتداخل مع الصفات المميزة.

 

          ومن الممكن حدوث كل هذه الإضطرابات تلقائيا بالخلية – Spontaneous أي دون تدخل من الإنسان. وقد يكون إستحثاث حدوثها صناعيا – Induced. ولقد أمكن إستحثاث حدوثها صناعيا أثناء الإنقسام غير المباشر عن طريق المعاملة بعديد من المواد الكيميائية (غاز الخردل - Mustard ومادة الكولشيسين – Colchicine) أو بتأثير المواد الإشعاعية (أشعة جاما، الأشعة السينية – X، الأشعة فوق البنفسجية – UV، والراديوم).

 

          وتقود هذه الإضطرابات إلي تكون خليط من الخلايا الجسدية بها مادة وراثية مختلفة في عدد الكروموسومات وهذا التغير الحادث بالمادة الوراثية هو الذي يؤدي إلي الطفرة الوراثية. وفيما يلي بعض هذه الإضطرابات:

 

(1) التوزيع غير المتكافئ للكروماتيدات Unequal segregation of chromatids:

(أ) العددي أو السيتولوجي Cytological or numerical:

 

في هذه الحالة ينقسم السنترومير لكل كروموسوم ولكن الكروماتيدات تتحرك كلها أو معظمها نحو قطب واحد من قطبي الخلية. وهذا يقود إلي توزيع غير متكافئ للكروماتيدات في قطبي الخلية، كما يظهر عند الفحص الميكروسكوبي، وبالتالي فإن النتيجة هي ظهور نواتين بنويتين إحداهما تحتوي علي عدد أكبر من الكروموسومات والأخرى بها عدد أقل من الكروموسومات.

 

 

(ب) المباشر Direct:

 

يحدث توزيع تفاضلي لأنواع معينة من الكروموسومات (علي سبيل المثال الكروموسومات الإضافية – Accessory or B-chromosomes) في الطور الإنفصالي إلي أحد قطبي الخلية أو كليهما وذلك أثناء الإنقسام الغير مباشر أو الإختزالي.

والكروموسومات الإضافية تختلف عن الكروموسومات الجسدية أو الذاتية في الحجم، والعدد، وطريقة توارثها، ومكان السنترومير والإنغماد الثانوي (الشكل الظاهري للكروموسوم)، طريقة تزاوجها، توزيع الكروماتين المغاير، وفي أهميتها.

 

(2) الكروموسوم المعلق أو المفقود Lagging chromosome:

 

يحدث في المرحلة الإنفصالية أثناء الإنقسام ويرجع حدوثه إلي أن أحد الكروموسومات يفقد قدرته علي الحركة إلي قطبي الخلية ويبقي بالتالي علي الصفيحة الوسطي بالخلية. وهذا الأمر يؤدي إلي تكوين نواتين بنويتين تحتويان علي عدد غير متساوي من الكروموسومات، وقد يحدث أيضا نتيجة تأثير المادة الكيميائية كسر في أحد الكروموسومات وتنتج قطعة كروموسومية بدون سنترومير وهذه القطعة بدورها غير قادرة علي التحرك فتبقي معلقة أو متخلفة في سيتوبلازم الخلية ويكون مصيرها الزوال.

 

(3) تثبيط أو كبح تكوين خيوط المغزل Inhibition of spindle formation:

 

نتيجة لظروف معينة تتعرض لها الخلية مثل تأثير بعض المواد الكيميائية نجد أن خيوط المغزل لا تتكون وهذا يؤدي إلي أن الكروموسومات تصبح غير قادرة علي الحركة تجاه الأقطاب. وفي الطور الإنفصالي ينقسم سنترومير كل كروموسوم إلي نصفين أي إلي 2 كروماتيد ولكن يبقي كل كروموسوم كما هو في السيتوبلازم دون حركة، ثم يتم تكوين مجموعتين منفصلتين من الكروموسومات غالبا ما تكون غير متساوية العدد ويتكون غشاء نووي حول كل مجموعة كروموسومية، وعلي هذا تتكون خلية واحدة كبيرة تحتوي علي نواتين. وينتج عن عدم تكوين خيوط المغزل الآتي:

 

 

 

 (أ) الطور الإستوائي الكولشيسيني C- metaphase:

 

في هذا الطور تنتشر الكروموسومات خلال سيتوبلازم الخلية وبالتالي تفقد القدرة علي التحرك إلي الأقطاب المختلفة.

 

(ب) الطور الإنفصالي الكولشيسيني C- anaphase:

 

وهو يتبع الطور الإستوائي الكولشيسيني وفيه تكون الكروموسومات منتشرة في الخلية ثم ينقسم كل كروموسوم إلي 2 كروماتيد، وكل كروماتيد ينفصل عن الكروماتيد الأخر. يتكون غشاء نووي يحيط بكل المجموعة الكروموسومية وبالتالي تتكون نواة كبيرة – Macronucleus أي أن الخلية تحتوي علي عدد مضاعف من الكروموسومات – Chromosome polyploidy.

 

(4) التشتت – Disturbance:

 

أ) الطور الإستوائي المتشتت - Disturbed metaphase.

 

          هذا هو نوع آخر من الإضطرابات التي تحدث في الطور الإستوائي، ويظهر عندما تتجمع الكروموسومات مع بعضها البعض في مركز الخلية، ولكن لا تترتب هذه الكروموسومات علي الصفيحة الوسطية كما في الطور الإستوائي العادي وهذا النوع يختلف عن الطور الإستوائي الكولشيسيني – C – metaphase   في:

1-    تجمع الكروموسومات في مركز الخلية.

2-    الكروموسومات لا تكون حرة في الخلية.

وتنشأ هذه الحالة نتيجة لضعف خيوط المغزل في عملها.

 

ب) الطور الإنفصالي المتشتت - Disturbed anaphase.

 

          هو نوع آخر من الإضطرابات التي تحدث في الطور الإنفصالي، وتتكون فيه خيوط المغزل ويكون تأثيرها ضعيف علي الكروموسومات، ولذلك تنفصل الكروموسومات وتتحرك بعيدا عن الصفيحة الوسطية إلي أقطاب الخلية، ولكنها لاتكون عند الأقطاب طور إنفصالي عادي نتيجة لتشتت الكروماتيدات عند الأقطاب.

 

(5) الطور الإستوائي النجمي Star metaphase.

 

          وفي هذا الطور تتجمع الكروموسومات في مجموعة واحدة حول قطب مفرد في مركز الخلية، وذلك نتيجة لإنتظام جميع خيوط المغزل في مركز الخلية بحيث تمثل أنصاف أقطار، تتصل بها سنتروميرات الكروموسومات لتكون أشعة أو أذرع نجمية الشكل من الكروموسومات.

 

(6) الإنحراف – Diagonal:

 

 (أ) الطور الإستوائي المنحرف أو المائل - Diagonal metaphase.

 

ويظهر هذا النوع من الإضطرابات مع المعاملة الكيماوية لجذور البصل في إصطفاف  الكروموسومات بطريقة غير عادية (حيث تأخذ الكروموسومات وضعا قطريا داخل الخلية)، نتيجة لإنحراف أقطاب خيوط المغزل، فيظهر قطبان لخيوط المغزل في زاويتين متقابلتين للخلية.

 

          (ب) الطور الإنفصالي المنحرف أو المائل - Diagonal anaphase.

 

ويتبع هذا النوع من الإضطراب الطور الإستوائي المائل أو المنحرف حيث تنفصل الكروموسومات البنوية (الكروماتيدات) أيضا بطريقة غير عادية، نتيجة لإنحراف أقطاب خيوط المغزل، فيظهر قطبان لخيوط المغزل في زاويتين متقابلتين للخلية تتوزع عندها الكروماتيدات في وضع مائل أو منحرف.

 

(جـ) الطور النهائي المنحرف أو المائل Diagonal telophase.

 

ويتبع هذا النوع من الإضطراب الطور الإنفصالي المائل أو المنحرف حيث تستكمل الخلية عملية الإنقسام بالطور النهائي المائل أو المنحرف أيضا. فتظهر فيه الكروموسومات البنوية (الأنوية الجديدة) في زاويتين متقابلتين بالخلية بطريقة غير عادية، نتيجة لإنحراف أقطاب خيوط المغزل عن وضعها العادي. 

 

 

 

 

 

 

 

(7) الكروموسوم المستقل Non-congression chromosome 

 

          وفي هذا الطور تنظم جميع الكروموسومات نفسها علي الصفيحة الوسطية ولكن قد يفشل كروموسوم أو أكثر في الإتصال ببقية المجموعة الكروموسومية علي خط الإستواء ولكنه يظل أو يبقي حرا في السيتوبلازم.

 

(8) لزوجة الكروموسومات Chromosome stickiness.

 

          نتيجة للمعاملة الكيماوية للخلايا بالتركيزات العالية في مراحلها المبكرة من الإنقسام الميتوزى تتجمع (تلتصق) كروموسومات الخلية عندما يصبح السطح الخارجي لهذه المجموعة الكروموسومية لزج، وهذا النوع من الإضطراب يمنع تتابع المراحل التالية للإنقسام ويسمي أيضا بالطور الإستوائي الكولشيسيني – Metaphase stickiness . 

 

(9) النواة الصغيرة Micronucleus:

 

قد تظهر الخلية في الطور البيني – Interphase وهي تحتوي علي نواة كبيرة ونواة صغيرة الحجم. وتسمي النواة الأخيرة بالنواة الصغيرة – Micronucleus. و يرجع تكونها إلي كروموسوم أو أكثر أو قطعة كروموسومية تخلفت في الطور الإنفصالي. ففي الطور النهائي نجد أن هذه القطعة الكروموسومية تحيط نفسها أو أن الكروموسوم المتخلف يحيط نفسه بغشاء نووي مكونا ما يعرف بالنواة الصغيرة - Micronucleus بالإضافة إلي النواة الأخرى المحتوية علي بقية المجموعة الكروموسومية. 

 

(10) عدم القدرة علي إنقسام السيتوبلازم - Failure of cytokinesis:

 

قد لا تتم أو تحدث عملية تكوين الصفيحة الوسطي وتكوين أو ترسيب المواد المكونة للجدار الخلوي الذي يفصل بين النواتين الناتجتين من إنقسام النواة الأم أي في الطور النهائي، الأمر الذي يؤدي إلي تكوين خلية واحدة بها نواتين وتسمي في هذه الحالة بالخلية ثنائية الأنوية – Binucleated cell أو قد تتكون خلية كبيرة بها نواة واحدة يحدث فيها إندماج كامل للمجموعتين الكروموسوميتين وبالتالي يتضاعف عدد الكروموسومات في ذات النواة الواحدة الجديدة.

          وقد تتكون الكروموسومات في مجموعات مختلفة العدد وكل مجموعة تحاط بغشاء نووي وبالتالي تظهر الخلية متعددة الأنوية – Multinucleated cell.  

 

(11) النواة المعادة في الطور البيني Restitution nucleus in interphase.

 

          وتحدث عندما يثبط إنفصال الكروموسومات في طورها الإنفصالي، أو عندما لا يكتمل هذا الإنفصال، ومجموعتي الكروموسومات المنفصلة لا تنفصل إنفصالا كاملا، وتصبح قريبة أو متصلتين ببعضهما بغلاف نووي واحد بدلا من غلافين نوويين، فتتكون نواة واحدة متعددة الصبغيات (عديدة الصبغيات - Polyploidy). وفي الطور النهائي تكون بعض الكروموسومات مبعثرة علي إمتداد خيط المغزل بين مجموعات الكروموسومات، فتتكون نواة واحدة علي شكل – Dumbbell ، فيتكون ما يعرف بالنواة المعادة في الطور البيني -  Restitution nucleus.

 

(12) الخلية ثلاثية الأقطاب Tripolar cell:

 

قد يحدث في الطور الإنفصالي أن تظهر الخلية وقد تكون بها ثلاثة أقطاب بدلا من قطبين وذلك نتيجة تأثير المادة الكيميائية، وبالتالي تتكون ثلاث مجاميع كروموسومية تتوزع عشوائيا وتسمي الخلية بثلاثية الأقطاب. وقد يزداد العدد عن ثلاث مجاميع وتسمي الخلية في هذه الحالة بالخلية متعدة الأقطاب أو عديدة الأقطاب – Multipolar cell. ويلي ذلك بالطبع تكون غشاء نووي يحيط بكل مجموعة كروموسومية علي حده وتنشأ خلية إما ثلاثية الأنوية (من الخلية ثلاثية الأقطاب) أو متعددة الأنوية (من الخلية متعدة الأقطاب).   

 

(13) القنطرة الكروموسومية Chromosome bridge:

 

تتكون من كروموسوم أو أكثر يتصل بالمجموعتين الكروموسوميتين في الطور الإنفصالي علي شكل قنطرة – Bridge. وقد تنشأ هذه القنطرة نتيجة لتكوين كروموسوم ثنائي السنترومير – Dicentric chromosome أو Bicentric chromosome الذي يتصل فيه كل سنترومير بأحد القطبين المختلفين بالخلية، وبالتالي ينجذب إلي كلا القطبين في نفس الوقت. وينشأ هذا الكروموسوم ثنائي السنتروميرات نتيجة لحدوث كسر في كروموسومين مختلفين – Chromosome breakage، ثم إعادة الإلتحام مرة أخري في مواضع الكسر – Re-union.

 

 

 

 

 

 

 

 

 
   
 

 

 

 

 

 

 

 


Types of Abnormalities at Mitosis

 

 

Interphase 

 

 

Telophase 

 

 

Anaphase 

 

 

Metaphase

 

 

Prophase

 

Micronucleus

Disturbance

C- 
C- 
Disturbance

Macronucleus 

Diagonal 

Bridge

Star

Non-congression 

Stickiness 

Non-congression 

Disturbance 

Disturbance 

Vacuolated nucleus 

Vacuolated nucleus 

Stickiness 

Diagonal 

Diagonal 

 

Tri-nucleated

 

Lagging 

Non-congression 

 

Multi-nucleated

 

Stickiness 

Stickiness 

 

Bi-nucleated

 

Tri-polar

Polyploidy

 

 

 

Multi-polar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Types of Abnormalities at Mitosis

 

 

No

Type of Abnormalities

1

Sticky anaphase + chromatin bridge + micronucleus

2

Micronucleus

3

C-anaphase

4

Trinucleated cell

5

Diagonal telophase

6

Diagonal metaphase + lagging chromosome

7

Disturbed metaphase + diagonal metaphase

8

Vacuolated nucleus

9

Diagonal anaphase

10

Diagonal anaphase

11

C-metaphase

12

Binucleated cell (micronucleus) + dumbbell-shape nucleus

13

Diagonal telophase

14

Disturbed anaphase

15

Interphase with lagging chromosome

16

Micronucleus

17

Macronucleus

18

Multinucleated cell

19

Lagging chromosome at prophase

20

C-anaphase

21

Diagonal + disturbed anaphase

Disturbed prophase

Diagonal + disturbed metaphase with lagging chromosome

22

Disturbed + diagonal metaphase

23

C-metaphase

24

Disturbed anaphase + chromosome bridge

25

Disturbed metaphase

26

Disturbed anaphase

Disturbed prophase

Disturbed + diagonal metaphase with lagging chromosome

27

Tripolar cell

 

 

 

الكاريوتيب

Chromosome Karyotypes

 

          نعلم أن لكل كروموسوم شكلا خاصا يحدده طول الكروموسوم وسمكه وموقع السنترومير – centromer position والإنغماد الثانوي – secondary constriction ووجود وعدد الحبيبات الطرفية – (SAT) وشكلها وغير ذلك من صفات مميزة كما أن الكروموسومات توجد بأعداد ثابتة مميزة لكل نوع من الكائنات الحية.

 

          فقد أطلق علي مجموعة التكوين الكروموسومي في النواة من حيث عدد الكروموسومات وأشكالها في مجموعة كروموسومية واحدة بالكاريوتيب – Karyotype. أي أن الكاريوتيب هو مظهر وعدد الكروموسومات في الطور الإستوائي الكولشيسيني – .C- metaphase. كما يطلق علي الخطوط البيانية التي تمثل مورفولوجية كل كروموسوم علي حده في مجموعة كروموسومية بالإيديوجرام -  Idiogramأو البيان التخطيطي الفردي للكروموسومات. ومن معرفة الإيديوجرام يمكن المقارنة بين الأنواع المختلفة من الكائنات.

 

طريقة عمل الكاريوتيب:

 

1-   يمكن لكروموسومات المجموعة الأحادية (n) لأي كائن أن تمثل تمثيلا تخطيطيا – Schematic representation وذلك برسم خطا أفقيا يمثل موضع السنترومير.

2-     ترسم الكروموسومات في مجاميع وفق أطوالها وأشكالها وبعض مميزات أخري فبها.

3-   ترتب ترتيبا تنازليا تبعا لطواها وتقسم حسب موضع السنترومير: وسطية - Metacentric أو تحت وسطية Sub-metacentric أو تحت طرفية Acrocentric أو طرفية Telocentric.

 

كما أنها قد تقسم أيضا حسب موضع الحبيبة الطرفية والإنغماد الثانوي.

 

 

 

 

 

عد الكروموسومات والكاريوتيب

Chromosome Count and Karyotypes

 

          توجد الكروموسومات عادة في أزواج متشابهة – Homologous pairs  في الخلايا الجسدية، وكل شبيه أو قرين كروموسومي يتطابق في الطول وموضع السنترومير والخصائص المورفولوجية مع قرينه بدرجة كبيرة. وفي الطور الإستوائي الكولشيسيني – C- metaphase أثناء الإنقسام الميتوزي تظهر الكروموسومات بشكل يسهل معه عملية عدها ووصفها مورفولوجيا.

 

          والخصائص الكروموسومية ثابتة دائما للنوع الواحد شأنها شأن الخصائص المورفولوجية مثل عدد السبلات والبتلات والأسدية …..إلخ من الصفات. ولتسهيل عملية دراسة خصائص الأزواج الكروموسومية للكائن سواء كان نباتي أو حيواني فقد أقترح علماء الخلية ما يعرف بأسم الإيديوجرام للكاريوتيب – Idiogram for karyotype

 

الكاريوتيب Karyotype (الهيئة الصبغية):

 

          هو الطرز المظهري (Phenotype) للمجموعة الصبغية الثنائية (2n) للكائن الحي، حيث يحدد مجموعة الخصائص التي من أهمها العدد، والطول، والشكل الظاهري للكروموسومات.

 

الإيديوجرام Idiogram:

 

          هو التمثيل التخطيطي للمجموعة الصبغية الأحادية (n) للكائن الحي، ويستخدم للمقارنة بين (Karyotypes) الهيئات الصبغية للأنواع المختلفة.

 

الشكل الظاهري للكروموسوم Chromosome Morphology:

 

          يتم تقسيم الكروموسومات بالإعتماد علي موضع السنترومير (Centromere Position) بها إلي:

  1- وسطية السنترومير – Metacentric.

                      2- تحت وسطية السنترومير – Sub-metacentric.

                      3- تحت طرفية السنترومير – Acrocentric.

                      4- طرفية السنترومير – Telocentric.

 

              1-

 

              2-

 

              3-

 

              4-

 

            (شكل تخطيطي يوضح مواضع السنترومير المحتملة علي الكروموسومات)

 

          وبالإعتماد علي موضع السنترومير يتم تقسيم الكروموسوم نفسه إلي ذراعين أحدهما قصير – Short arm – والآخر طويل – Long arm – وقد يتساويان تماما. ويتم قياس أطوال الأذرع ويعبر عنها بالنسبة الذراعية وتمثل ناتج قسمة طول الذراع الطويل علي الذراع القصير (Arm ratio).

 

Length of long arm
Arm ratio =

Length of short arm 

 

طريقة عمل الكاريوتيب:

 

          لتجهيز الكاريوتيب يتم تصوير الطور الإستوائي الكولشيسيني –  C- metaphaseلعدد من الخلايا جيدة الفرد، ومن خلال طبع الصور بتكبير محدد يتم قياس طول كل كروموسوم وطول أذرعه ثم يتم حساب النسبة الذراعية – Arm ratio لكل كروموسوم. ثم يتم قص صورة كل كروموسوم علي حده وترتيبها في أزواج متشابهة بالإعتماد علي أطوالها وموضع السنترومير بها – وبمعني آخر يوضع كل كروموسومين متشابهين في الأطوال مع بعضهما البعض في زوج واحد ويتم ترتيب الأزواج تنازليا حسب الطول وإذا تساوت الأطوال يتم وضع الزوج وسطي السنترومير أولا يليه تحت الوسطي ثم تحت الطرفي ثم الطرفي بالإعتماد علي النسبة الذراعية الأقل فالأكبر.

 

          ولعمل الإيديوجرام يتم جمع طول الذراعين القصيرين وكذلك جمع طول الذراعين الطويلين في كل زوج ثم رسم الإيديوجرام أو يمكن إختيار مقياس رسم مناسب مع حجم الكروموسوم الأصلي.

 

 

 

 

Description 

Magnification 

Lenses

No. 

 

 

 

1 

 

 

 

2 

 

 

 

3 

 

 

 

4 

 

 

 

5 

 

 

 

6 

 

 

 

7 

 

 

 

8 

 

 

 

9 

 

 

 

10 

 

 

 

11 

 

 

 

12 

 

 

 

13 

 

 

 

14 

 

 

 

15 

 

 

 

16 

 

 

 

17 

 

 

 

18 

 

 

 

19 

 

 

 

20 

 

 

 

21 

 

 

 

22 

 

 

 

23 

 

 

 

24 

 

 

 

25 

 

 

 

26 

 

 

 

27 

 

 

 

28 

 

 

 

29 

 

 

 

30 

 

 

 

31 

 

 

 

32 

 

 

 

33 

 

 

 

34 

 

 

 

35 

 

 

 

36 

 

 

 

37 

 

 

 

38 

 

 

Telophase

Anaphase 

Metaphase 

Prophase 

Total No. of Examined Cell 

No. Of 

Field 

Abnormal 

Normal 

Abnormal 

Normal 

Abnormal 

Normal 

Abnormal 

Normal 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Total

 

At (x = 2000)

   1 mm = 0.333                card = 10 X 15 cm.

1 mm = 0.400                card = 9 X 13 cm

 

Table (  ): The cytological characteristics of …….. …….. ……… .

 

Species number:

Scientific Name:

 

Chr. Pair

Chr. Length

Relative Length

Short Arm

Long Arm

R. value

Relative R. value

Chromosome Type

 
 

mm

?m

mm

?m

mm

?m

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Total

 

 

 

 

 

 

 

 

Mean ±

SE

 

 

 

 

 

 

 

 

2 n

 

n

 

 

SAT

 

TF%

 

 

A 1

 

A 2

 

 

SE

 

 

 

 

 

 

Determination of mitotic index (M I), P/M ratio and frequency of different mitotic stages.

 

Divided Stages
Non Divided Stages

No. Of 

Fields 

Anaphase

+

Telophase 

Metaphase

Prophase 

Interphase

 

 

 

 

1 

 

 

 

 

2 

 

 

 

 

3 

 

 

 

 

4 

 

 

 

 

5 

 

 

 

 

6 

 

 

 

 

7 

 

 

 

 

8 

 

 

 

 

9 

 

 

 

 

10 

 

 

 

 

11 

 

 

 

 

12 

 

 

 

 

13 

 

 

 

 

14 

 

 

 

 

15 

 

 

 

 

16 

 

 

 

 

17 

 

 

 

 

18 

 

 

 

 

19 

 

 

 

 

20 

 

 

 

 

Total 

X 100
Total Divided
M. I. =

Total Cell Examined

…. : 1 

No. of Prophase. 

P/M = 

No. of Metaphase. 

X 100

No. of Prophase. 

P % = 

Total Divided 

X 100

No. of Metaphase. 

M % = 

Total Divided 

X 100

No. of Anaphase + Telophase. 

A + T % = 

Total Divided