الانشطار (علم الأحياء)

يُعدّ بروتين FtsZ متماثلًا مع بروتين بيتا-توبولين ، وهو الوحدة البنائية للهيكل الخلوي للأنابيب الدقيقة المستخدمة أثناء الانقسام المتساوي في حقيقيات النوى. ^{[ 5 ]} يُعتقد أن FtsZ هو أول بروتين يتمركز في موقع الانقسام المستقبلي في البكتيريا، حيث يتجمع في حلقة Z، مثبتة ببروتينات رابطة لـ FtsZ، ويحدد مستوى الانقسام بين الخليتين البنتين. ^{[ 6 ] [ 5 ]} يعمل كل من MinC و MinD معًا كمثبطات للانقسام، حيث يمنعان تكوين حلقة FtsZ. يوقف MinE نشاط MinCD في منتصف الخلية، مما يسمح لـ FtsZ بالسيطرة على عملية الانشطار الثنائي. ^{[ 7 ]}

وبشكل أكثر تحديداً، تحدث الخطوات التالية:

1. تكون البكتيريا قبل الانشطار الثنائي عندما يكون الحمض النووي ملتفًا بإحكام.
2. لقد انفك الحمض النووي للبكتيريا وتضاعف.
3. يتم سحب الحمض النووي إلى قطبي البكتيريا المنفصلين مع ازدياد حجمها استعدادًا للانقسام.
4. يبدأ نمو جدار الخلية الجديد في فصل البكتيريا (الذي يتم تحفيزه بواسطة بلمرة FtsZ وتكوين "حلقة Z") ^{[ 8 ]}
5. يتطور جدار الخلية الجديد ( الحاجز ) بشكل كامل، مما يؤدي إلى الانقسام الكامل للبكتيريا.
6. تحتوي الخلايا البنت الجديدة على قضبان DNA ملتفة بإحكام، وريبوسومات ، وبلازميدات ؛ وهذه الآن كائنات حية جديدة تمامًا.

تشير الدراسات التي أُجريت على بكتيريا مُعدّلة وراثيًا لا تُنتج جدارًا خلويًا، تُسمى بكتيريا الشكل L ، إلى أن بروتين FtsZ يحتاج إلى جدار خلوي ليعمل. لا يُعرف الكثير عن كيفية انقسام البكتيريا التي لا تُنتج جدارًا خلويًا بشكل طبيعي، ولكن يُعتقد أن انقسامها يُشبه عملية التبرعم في بكتيريا الشكل L، والتي تتضمن إخراجًا وانفصالًا. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

الانشطار الثنائي سريع عمومًا، وإن كانت سرعته تختلف بين الأنواع. ففي بكتيريا الإشريكية القولونية ، تنقسم الخلايا عادةً كل 20 دقيقة تقريبًا عند درجة حرارة 37  درجة مئوية. ^{[ 11 ]} ولأن الخلايا الجديدة ستخضع بدورها للانشطار الثنائي تلقائيًا، فإن الوقت اللازم للانشطار الثنائي هو نفسه الوقت الذي تحتاجه المزرعة البكتيرية لمضاعفة عدد خلاياها. ولذلك، يُشار إلى هذه الفترة الزمنية بزمن التضاعف . قد يكون لبعض الأنواع الأخرى غير الإشريكية القولونية أزمنة تضاعف أسرع أو أبطأ: فبعض سلالات المتفطرة السلية قد يكون لها أزمنة تضاعف تقارب 100 ساعة. ^{[ 12 ]} يتأثر نمو البكتيريا بعوامل منها توافر المغذيات والمساحة المتاحة، لذا يحدث الانشطار الثنائي بمعدلات أقل بكثير في المزارع البكتيرية بمجرد دخولها مرحلة الثبات في النمو.

لا تمتلك الثيرموبروتيوتات (المعروفة سابقًا باسم الكريناركيوتات ) جدارًا خلويًا ولا آلية FtsZ. تستخدم هذه الكائنات نسخة بدائية من نظام ESCRT -III حقيقي النواة (المعروف أيضًا باسم Cdv ) للتحكم في الغشاء وفصله، وذلك تحديدًا عن طريق التواجد في منتصف الخليتين البنتين المتشكلتين. ^{[ 13 ] [ 10 ]} تستخدم اليورياركيوتات FtsZ كما تفعل البكتيريا. ^{[ 5 ] [ 14 ]}

في شعبة الأبيكومبلكسان ، وهي شعبة من الطلائعيات الطفيلية، تُنتَج ذرية متعددة عادةً من خلال انقسام نووي متكرر يتبعه تبرعم منسق وانقسام سيتوبلازمي يقسم السيتوبلازم إلى خلايا ابنة عديدة. تُسمى هذه العملية بالتكاثر الميروزويتي عندما تُنتَج الميروزويتات ، والتكاثر البوغي عندما تُنتَج الأبواغ ، والتكاثر المشيجي الصغير عندما تُنتَج الأمشاج الصغيرة . الميروزويتات هي خلايا ابنة متعددة تنشأ داخل غشاء الخلية نفسه. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

تستطيع الطحالب الخضراء الانقسام إلى أكثر من خليتين بنويتين. ويعتمد العدد الدقيق للخلايا البنوية على نوع الطحالب، ويتأثر بدرجة الحرارة والضوء. ^{[ 24 ]}