في دورة حياة الخلية النباتية فأنّه يحدث انقسام هذه الخلايا لدى النباتات في خلايا النسيج الإنشائي وينطوي على جزأين وهما: الانقسام الخيطي الذي يتم فيه نسخ الكروموسومات وفرزها إلى نواتين، والحركة الخلوية حيث ينقسم جدار الخلية والسيتوبلازم والعضيات.
مراحل دورة الخلية النباتية
في الخلايا الإنشائية الخاملة تبقى الخلايا في طور (G0)، وعندما تكون الشروط صحيحة تبدأ الخلية في العمليات التي تؤدي إلى الانقسام، ويمكن اعتبار الدورة بأكملها على أنّها أربع مراحل وهي:
1- مرحلة (G1): أو طور النمو الأول و في المرحلة (G1) تتضاعف الخلية في الحجم وتتشكل عضيات ومواد جديدة لازمة لخليتين، وخلال هذه المرحلة تهاجر النواة إلى مركز الخلية وتحيط بها صفيحة من الخيوط السيتوبلازمية تسمى فراغموسوم (phragmosome) التي تقسم مركز الخلية في المستوى الذي تنقسم عبره.
2- مرحلة (S): أو طور التركيب تنتهي المرحلة السابقة بنقطة تفتيش (G1) / (S)، ويمكن أن تتوقف العملية عند هذه النقطة، أو تنتقل إلى المرحلة (S) التي يتم فيها نسخ الحمض النووي والبروتينات النووية المرتبطة به.
3- مرحلة (G2): أو طور النمو الثاني في نهاية المرحلة (S) تحتوي الخلية على نسختين كاملتين من معلوماتها الجينية، وينتقل إلى طور (G2) عندما تبدأ الكروموسومات في التكثيف والهياكل المطلوبة لشكل الانقسام، وتتشكل مجموعة متميزة من الأنابيب الدقيقة وهي الفرقة ما قبل الطور حول السيتوبلازم في حلقة حيث تقع حافة الفرغموسوم وتتنبأ مرة أخرى بمستوى انقسام الخلية، وتعد مراحل (G1) و(S) و(G2) من مرحلة الطور البيني لدى الخلية النباتية.
4- مرحلة (M): أو طور الانقسام المتساوي في نهاية (G2) يجب أن تمر الخلية بنقطة تفتيش أخرى (G2) / (M)، وفي أي مرحلة وإذا كانت الظروف مناسبة فإنّها تدخل المرحلة (M) التي تنقسم فيها الخلية، وتُعرف المراحل من (G1) إلى (G2) بالطور البيني، زيمكن تقسيم المرحلة (M) عند حدوث الانقسام إلى سلسلة من المراحل التي يمكن التعرف عليها عن طريق الفحص المجهري.
التحكم في دورة الخلية
في النسيج الإنشائي تنقسم باستمرار مجموعة من الخلايا تتميز بجدران خلوية رقيقة ونقص فجوات كبيرة، وقد تخضع الخلايا الوليدة لبضعة انقسامات أخرى ولكنها تفقد القدرة على الانقسام وبعد مرحلة من تضخم الخلية تتطور فجوات كبيرة بشكل عام.
من المعروف أنّ الهرمونات النباتية الأوكسين (Auxin) والسيتوكينين (cytokinin) تبدأ دورة الخلية، فيحفز الأوكسين تكرار الحمض النووي، بينما يبدأ السيتوكينين في أحداث الانقسام الفتيلي، ويتم التحكم في دورة الخلية أيضًا من خلال نشاط بروتينات الخلية المسماة الكيناز المعنمد على البروتين (cyclins and cyclindependent protein kinases – CDPKs) والكيناز هو إنزيم يقوم بفسفرة بروتين آخر.
يتم تصنيع مجموعة واحدة من السيكلينات وهي سيكلين (G1) بواسطة الخلية في (G1) وتنشيط (CDPKs) التي تحفز تخليق الحمض النووي عند نقطة التحكم (G1) / (S)، وإذا لم يتم تكوين عدد كافٍ من السيكلين (G1) فلن تتقدم الخلية إلى (S)، وبعد تجاوز هذه النقطة تتحلل سيكلينات (G1) ويتم إنتاج عائلة جديدة من السيكلين والانقسامات الانقسامية أو سيكلين (M)، وتقوم هذه بتنشيط مجموعة ثانية من (CDPKs) التي تسمح للخلية بتمرير نقطة التحكم (G2) / (M) إلى الانقسام.
في حين أنّ الخلايا الحيوانية التي تمر (G1) / (S) ملتزمة بالخضوع للانقسام فإنّ الخلايا النباتية ليست كذلك، هذا يعني أنّ العديد من الخلايا النباتية تستمر في تكرار الحمض النووي دون انقسام، ويُعرف هذا باسم التكرار الداخلي والذي يظهر في أكثر من 80٪ من جميع الخلايا النباتية وخاصة الخلايا ذات النشاط الأيضي العالي والمتطلب لتخليق البروتين.
الانقسام الاختزالي
يحدث الانقسام الاختزالي في الأنسجة التناسلية للنبات، وللقيام بذلك يجب أن يؤدي إلى خفض عدد الكروموسومات إلى النصف، بحيث تحتوي كل خلية على مجموعة واحدة فقط (أحادية العدد بدلاً من المجموعتين المعتادتين ثنائية الصبغيات) من الكروموسومات، وتتم استعادة المجموعة الكاملة من الكروموسومات بعد الإخصاب عندما تتحد المجموعتان (واحدة من كل مشيج).
في الطور البيني يحدث تخليق الحمض النووي ويوجد كل كروموسوم كزوج من الكروماتيدات الشقيقة المرتبطة بمركز مركزي، وفي الطور الأول تتزاوج الكروموسومات المتجانسة (في الأصل من الخلايا التوليدية للأم والأب) لإعطاء المعقّد المشبكيّ الخيطيّ (synaptonemal)، ويمكن رؤية أنّ كل كروموسوم يتكون من كروماتيدات، وتنضم الكروماتيدات عند نقاط تسمى تصالبات (chiasmata) حيث يمكن للمادة الوراثية أن تعبر من كروماتيد إلى آخر، ويمكن أن يكون هذا بين كروماتيدات متجانسة أو بين كروماتيدات شقيقة.
في الطور الأول تتحرك الكروموسومات المقترنة معًا في لوحة الطور، وفي الطور الأول تكون الكروموسومات متجانسة ولكل منها كروماتيداتها منفصلة عن أعمدة المغزل ومرسومة بواسطة الأنابيب الدقيقة، ونوى الابنة لديها الآن مجموعة أحادية العدد من الكروموسومات، ويحتوي كل كروموسوم على كروماتيدات (وبالمقارنة مع الانقسام الفتيلي حيث يتم فصل الكروماتيدات في هذه المرحلة بحيث يكون لكل كروموسوم واحد فقط)، وبدلاً من تكوين نوى جديدة وإيقاف الانقسام تنتقل الخلايا إلى مرحلة أخرى من الانقسام.
في الطور الثاني تتشكل لوحة طورية جديدة في الخلايا الوليدة وتصطف الكروموسومات عند خط استواء الخلية، وفي الطور الثاني تنفصل الكروماتيدات وتتحرك إلى القطبين، وبحلول المرحلة الثانية من الطور النهائي تكون الكروموسومات قد أكملت الحركة وتم تشكيل أربع نوى جديدة كل منها يحتوي على نصف العدد الأصلي للكروموسومات الفردية، ونظرًا لحدوث فترة واحدة فقط من تكرار الكروموسوم تكون النتيجة أربع خلايا أحادية العدد، وفي تكوين حبوب اللقاح تبقى جميع الخلايا الأربع، حبق في تكوين البويضات ثلاثة منها تُجهض عادة وتترك واحدة لتكوين البويضة.
