מיטוזה

מיטוזה (Mitosis; בעברית: חֲלֻקַּת גַּרְעִין הַתָּא) היא תהליך במחזור התא שבו מתחלק גרעין התא לשני גרעינים זהים גנטית לגרעין האם ובכל אחד מהם אותו מספר כרומוזומים כבתא האם. לאחר המיטוזה מתרחשת בדרך כלל התחלקות הציטופלסמה, ולבסוף מתחלק התא כולו לשני תאי בת (נקראים גם "תאי צאצא") זהים לחלוטין לתא האם. תהליך המיטוזה הוא הבסיס לגדילה, לרגנרציה ולרבייה אל-זוויגית בתאים איקריוטיים. התהליך המקביל בתאים פרוקריוטיים נקרא פליגה. שגיאה במיטוזה יכולה לגרום לייצור שלושה או יותר תאי בת במקום השניים הרגילים. הדבר מכונה מיטוזה טריפולרית ומיטוזה רב קוטבית, בהתאמה. שגיאות אלו יכולות להיות הגורם לעוברים שאינם ברי קיימא שלא מצליחים לשרוד. שגיאות אחרות במהלך מיטוזה יכולות לגרום לאסון מיטוטי (אנ'), אפופטוזה (מוות תאי מתוכנת) או לגרום למוטציות. סוגים מסוימים של סרטן עלולים לנבוע ממוטציות כאלה. במהלך המאות ה-18 וה-19, נכתבו תיאורים רבים של חלוקת תאים בדרגות שונות של דיוק. בשנת 1835, הבוטנאי הגרמני הוגו פון מוהל, תיאר את חלוקת התאים באצה הירוקה (אנ') Cladophora glomerata, וקבע כי ריבוי תאים מתרחש באמצעות חלוקת תאים. בשנת 1838, מתיאס שליידן אישר כי "היווצרות תאים חדשים בתוך תוכם היא כלל כללי להתרבות תאים בצמחים", דעה זו נדחתה מאוחר יותר לטובת המודל של מוהל, בשל תרומתם של רוברט רמק ואחרים. בתאי בעלי חיים התגלתה חלוקת תאים עם מיטוזה בתאי קרנית של צפרדעים, ארנבות וחתולים בשנת 1873, ותוארה לראשונה על ידי ההיסטולוג הפולני וואצלב מייזל (אנ') בשנת 1875. כבר לפני המיטוזה, בשלב מקדים לתהליך, הנקרא "אינטרפאזה" או שְׁלַב מְנוּחָה, מוכפל ה-DNA שבגרעין תא ההורה וכעת כל כרומוזום מורכב משתי כרומטידות אחיות הקשורות זו לזו באזור הנקרא צנטרומר. לאחר מכן מתחילה סדרה של שלבים המתרחשים ברצף עד לקבלת שני גרעינים. פרופאזה או שָׁלָב תְּחִלִּי, הוא השלב המתחיל את תהליך המיטוזה. המאפיין הראשון של התחלת המיטוזה הוא הסתדרות הכרומטידות כחוטים דקיקים (מכאן השם "מיטוזה") המסתדרים אט אט למקלונים דקים. המיקרוטובולים מתפרקים לתת-יחידות, הנקראות טובולינים. הטובולינים מסתדרים מחדש, בקרבת הגרעין, למיקרוטובולים חדשים בדוגמת סיבי כישור החלוקה. סיבי הכישור הם סיבים אשר תפקידם לנתב את תנועת הכרומוזומים בזמן המיטוזה. הסיבים נמתחים משני קטבים (קטבי הכישור), בדרך כלל צנטריולים, רובם מתחברים לצנטרומר של אחד הכרומוזומים (אחד מכל צד) והשאר חופפים זה את זה באזור הנקרא מישור המשווה של הכישור. בתחילת הפרופאזה אחד משני זוגות הצנטריולים נע לעברו השני של התא. ממברנת הגרעין עדיין קיימת בתחילת הפרופאזה ולכן הכישור עדיין לא יכול להיקשר אל הכרומוזומים, אך בסיום הפרופאזה הממברנה מתחילה להיקרע ולהפוך לבועיות גדולות. הוא מצב המעבר מהפרופאזה למטפאזה, ואינה מהווה שלב בפני עצמו על אף שהיא עשירה מאוד באירועים. בפרומטפאזה ממברנת הגרעין נעלמת כליל. חלק מסיבי הכישור נקשרים לצנטרומר של הכרומוזומים, שאר הכישור לא נוגע בכרומוזומים אלא נועד להרחקת הקטבים זה מזה. כדי שתא יעבור משלב הפרופאזה למטפאזה: ישנם למינים המייצבים את הממברנה של הגרעין, ה-CDK של המיטוזה מזרחן את הלמינים וזה גורם לפירוק של קרום הגרעין ומיקרוטובולים יכולים להיכנס כעת לאזור הגרעין ולקשור את הכרומוזומים. מטפאזה או שָׁלָב אֶמְצָעִי, הוא השלב בו בעקבות אירועי הפרומטפאזה נדחפים ונמשכים הכרומוזומים עד להתייצבותם במישור המשווה כשכל כרומטידה בכרומוזום פונה לעבר קוטב אחר. אנפאזה או שְׁלַב קִטּוּב, הוא השלב בו נפרדות הכרומטידות האחיות זו מזו, וכל אחת מוסעת לעבר הקוטב אליו פנתה במטפאזה. לתנועות אלה אחראים שני מנגנונים: סיבי הכישור הקשורים לאזורי הצנטרומר מתקצרים ומושכים עמם את הכרומטידה (לאחר מכן כל אחת נחשבת לכרומוזום בפני עצמו) אל הקטבים. סיבי הכישור שבאזור החפיפה נעים אלה כנגד אלה ודוחפים את הקטבים לכיוונים מנוגדים. טלופאזה או שָׁלָב סוֹפִי, הוא השלב בו מגיעות הכרומטידות האחיות אל קטבי התא, הכישור מתפרק הבועיות שנוצרו בשלבים הקודמים מממברנת הגרעין מתהוות שוב לשתי ממברנות חדשות, שעוטפות כל קבוצת כרומוזומים, ויוצרות למעשה שני גרעינים. במקביל לתהליך זה מתבצע בדרך כלל תהליך נוסף הנקרא ציטוקינזה, במהלכו נפרד התא לשני תאי בת נפרדים. תהליך זה אינו נחשב לחלק מהמיטוזה. פליגה מיוזה אנימציה של שלבי המיטוזה (באנגלית) ארז גרטי, איך תאים מתחלקים?, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 30 ביולי 2009 מיטוזה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) מיטוסיס, דף שער בספרייה הלאומית