Nguyên phân - Giải thích đơn giản!

Nguyên phân là gì?

Nguyên phân mô tả quá trình phân chia tế bào. Sự phân chia tế bào bắt đầu với sự nhân đôi của DNA và kết thúc bằng sự tách rời của tế bào mới. Bằng cách này, hai tế bào con giống hệt nhau được tạo ra từ một tế bào mẹ có chứa thông tin di truyền giống nhau. Trong toàn bộ quá trình nguyên phân, cả tế bào mẹ và hai tế bào con phát sinh đều có một nhân đôi (lưỡng bội) Bộ nhiễm sắc thể. Ngoài các kỳ phân bào, nguyên phân là một phần của chu kỳ tế bào và được sử dụng để nhân lên các tế bào cơ thể, chẳng hạn như tế bào da. Nguyên phân có thể được chia thành nhiều giai đoạn khác nhau và luôn tiến hành theo cùng một cách.

Bỏ nguyên phân

Nhiệm vụ của nguyên phân là phân chia tế bào và do đó là sự nhân lên của các tế bào cơ thể. Điều kiện tiên quyết cho quá trình nguyên phân là khoảng thời gian trước đó, trong đó DNA được nhân đôi. Tế bào mẹ có bộ nhiễm sắc thể kép (lưỡng bội) tạo ra hai tế bào con giống nhau trong một quá trình luôn giống nhau. Chúng cũng có một bộ nhiễm sắc thể kép, tuy nhiên chỉ bao gồm một nhiễm sắc thể. Quá trình nhân đôi của DNA lại diễn ra trong khoảng thời gian giữa các pha. Tuy nhiên, nguyên phân không diễn ra ở tất cả các tế bào trong cơ thể chúng ta. Có sự phân biệt giữa tế bào cơ thể và tế bào mầm, chúng không được tạo ra bởi nguyên phân mà là do meiosis. Kết quả của nguyên phân là bốn tế bào con có bộ nhiễm sắc thể đơn bội (đơn bội) sẵn sàng cho quá trình thụ tinh. Một điểm đặc biệt khác là các tế bào đã đạt đến dạng chuyên biệt cao và sau đó không còn phân chia nữa. Chúng bao gồm, ví dụ, tế bào thần kinh hoặc tế bào hồng cầu. Tuy nhiên, nguyên phân đóng một vai trò cực kỳ quan trọng đối với các tế bào giới hạn bề mặt, chẳng hạn như tế bào da hoặc tế bào bề mặt (tế bào biểu mô) trong đường tiêu hóa. Các tế bào này cần được thay mới thường xuyên, đó là công việc của quá trình nguyên phân. Quá trình nguyên phân liên tục trong các giai đoạn khác nhau và một số điểm kiểm soát trong giai đoạn giữa các giai đoạn đảm bảo rằng không có sai sót nào xảy ra trong quá trình phân chia tế bào.

Cũng đọc: DNA - bạn nên biết điều đó!

Nguyên phân gồm những pha nào?

Chu kỳ tế bào, chịu trách nhiệm cho sự phân chia tế bào và do đó cũng cho sự sinh sản của tế bào, có thể được chia thành các kỳ phân bào và nguyên phân. Trong khoảng thời gian giữa các pha, DNA được nhân đôi và tế bào được chuẩn bị cho quá trình nguyên phân sắp tới. Giai đoạn này của chu kỳ tế bào có thể thay đổi về độ dài và thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào loại tế bào. Nguyên phân là giai đoạn thứ hai của chu kỳ tế bào và liên quan đến sự phân chia vật chất di truyền và hình thành hai tế bào con giống hệt nhau từ một tế bào mẹ chung. Quá trình phân chia tế bào này có thể được chia thành các giai đoạn khác nhau, trong đó các quá trình đặc trưng luôn diễn ra. Tùy thuộc vào nguồn, sự phân biệt được thực hiện giữa bốn đến sáu giai đoạn.

Ở đầu có tiên tri, trong đó hai nhiễm sắc thể ngưng tụ và bộ máy trục quay cũng phát sinh. Tiếp theo, hai nhiễm sắc thể cô đặc tối đa xếp thành hàng trong mặt phẳng xích đạo, được mô tả là chuyển động (metaphase). Giữa hai giai đoạn này, một số tác giả đề cập đến giai đoạn prometa. Tiếp theo, hai cromatid chị em được tách ra trong anaphase. Cuối cùng, một màng nhân mới hình thành trong telophase và các nhiễm sắc thể lại nới lỏng. Trong một số cuốn sách, cái gọi là cytokinesis vẫn được coi là một giai đoạn riêng biệt. Trong quá trình tạo tế bào, cơ thể tế bào mới co lại, để cuối cùng tạo ra hai tế bào con giống hệt nhau.

Bạn cũng có thể quan tâm: Chức năng của nhân tế bào

Phép ẩn dụ là gì?

Quá trình chuyển hóa là một phần của nguyên phân và do đó là một giai đoạn trong quá trình phân chia các tế bào trong cơ thể. Đó là giai đoạn thứ ba của quá trình nguyên phân và sau giai đoạn prometa. Sau khi các nhiễm sắc thể cô đặc và màng nhân tan hết, bộ nhiễm sắc thể kép sắp xếp theo mặt phẳng xích đạo. Chuyển thể cũng là giai đoạn nguyên phân duy nhất mà các nhiễm sắc thể được nhìn thấy rõ ràng dưới kính hiển vi. Điều này là do DNA đã giả định dạng nhỏ gọn nhất của nó trong giai đoạn phân chia tế bào này. Hai nhiễm sắc thể 2 crômatid lúc này nằm cạnh nhau trên mặt phẳng xích đạo của tế bào. Mặt phẳng này cách cả hai cực tế bào một khoảng bằng nhau. Vị trí này được đảm bảo bởi bộ máy trục chính có chức năng tách các crômatit chị em với nhau trong quá trình nguyên phân tiếp theo.

Anaphase là gì?

Giai đoạn anaphase là giai đoạn thứ tư của quá trình nguyên phân và do đó là một bước trong quá trình phân chia tế bào của các tế bào có nhân. Sau khi các nhiễm sắc thể đã cô đặc và sắp xếp theo kiểu hoán vị ở mặt phẳng xích đạo, quá trình anaphase diễn ra sau đó. Trong bước này, các cromatid chị em được tách ra khỏi nhau bởi bộ máy trục và được kéo về các cực của tế bào đối diện. Do đó, sự phân chia nhiễm sắc thể thực sự bắt đầu trong giai đoạn tương đồng. Bằng cách này, một bộ nhiễm sắc thể vẫn kép được tạo ra từ một tế bào mẹ ban đầu với bộ đôi gồm 2 nhiễm sắc thể crômatid. Tuy nhiên, hiện nay nó chỉ bao gồm hai nhiễm sắc thể 1 chromatid. Anaphase được theo sau bởi telophase.

Cũng đọc: Bộ nhiễm sắc thể người

Telophase là gì?

Telophase mô tả bước cuối cùng của quá trình nguyên phân, trong đó thông tin di truyền của các tế bào có nhân được chia sẻ để cho phép tế bào nhân lên. Telophase tiếp sau anaphase. Các chromatid chị em được kéo từ mặt phẳng xích đạo đến các cực của tế bào đối diện với sự hỗ trợ của thiết bị trục chính. Trong telophase, các nhiễm sắc thể đã từng đến cực tế bào của chúng và bộ máy trục quay tan biến. Đồng thời, một lớp vỏ nhân mới được hình thành từ các mảnh của màng nhân bị phân huỷ. Sự phân chia nhiễm sắc thể này hiện đang được tiếp tục trong một bước tiếp theo bằng cytokinesis. Cơ thể tế bào co lại ở đây, để tạo ra hai tế bào con độc lập nhưng giống hệt nhau.

Bạn cũng có thể quan tâm: Chức năng của nhân tế bào

Thời gian nguyên phân

Nguyên phân kéo dài trung bình khoảng một giờ, do đó người ta có thể nói về sự phân chia tế bào nhanh chóng. So với interphase, nguyên phân mất ít thời gian hơn. Ngoài ra, tùy thuộc vào loại tế bào, thời gian giữa các pha có thể kéo dài từ vài giờ đến vài tháng, thậm chí vài năm. Các pha G1 và G0 trong khoảng thời gian giữa các pha đặc biệt chịu trách nhiệm về điều này. Trong pha G1, nhiều loại protein và bào quan tế bào khác nhau được tạo ra và trong pha G0, tế bào chuyển sang trạng thái không hoạt động. Nhiều tế bào vẫn ở trong pha G0 trong nhiều năm hoặc thậm chí nhiều thập kỷ.

Tỉ lệ nguyên phân là bao nhiêu?

Tốc độ phân chia tế bào có thể được mô tả với sự trợ giúp của tốc độ phân bào. Điều này cho phép rút ra kết luận về tốc độ sinh sản của một số mô nhất định. Tỷ lệ phân bào được xác định với sự trợ giúp của kính hiển vi. Với một số lượng tế bào nhất định, ví dụ 1.000 tế bào, người ta xác định được bao nhiêu tế bào trong số chúng đang ở giai đoạn nguyên phân. Tỷ lệ phân bào được cho dưới dạng phần trăm và do đó là một con số tương đối. Mô được đổi mới đặc biệt thường có tỷ lệ phân bào cao. Chúng bao gồm tủy xương, da (biểu bì) và màng nhầy của ruột non. Tủy xương chịu trách nhiệm hình thành máu và liên tục sản xuất các tế bào máu mới. Da và màng nhầy của đường tiêu hóa cũng thường xuyên được thay mới, do đó tỷ lệ phân bào cao cũng có thể được tìm thấy ở đây. Tuy nhiên, tỷ lệ nguyên phân cao cũng có thể chỉ ra các khối u ác tính đang phát triển nhanh chóng. Các tế bào bị thoái hóa này trốn tránh các điểm kiểm soát trong giai đoạn giữa và nguyên phân và có thể phát triển mà không bị cản trở. Tỷ lệ phân bào tăng lên cũng có thể được sử dụng như một phương pháp điều trị, vì các khối u phát triển nhanh đặc biệt nhạy cảm với các chất ức chế nguyên phân và có thể được điều trị với cơ hội phục hồi cao hơn.

Đọc thêm về chủ đề: Khối u - bạn nên biết điều đó!

Chất ức chế nguyên phân là gì?

Chất ức chế nguyên phân là những chất có tác dụng kìm hãm quá trình nguyên phân. Các chất ức chế nguyên phân ngăn không cho nhân phân chia và do đó ngăn tế bào nhân lên. Những chất độc này được sử dụng làm thuốc kìm tế bào trong điều trị khối u. Các bệnh bạch huyết và bệnh bạch cầu đặc biệt đáp ứng tốt với hình thức hóa trị liệu này. Cơ chế của chất ức chế nguyên phân bao gồm liên kết với tubulin, cần thiết để xây dựng bộ máy trục chính. Tubulin là protein mà từ đó các vi ống của bộ máy trục chính được cấu tạo. Nếu không có protein này do sự liên kết của chất ức chế nguyên phân thì không có bộ máy trục chính nào có thể được xây dựng và nhân tế bào không phân chia. Tuy nhiên, các chất ức chế nguyên phân như vinca alkaloids hoặc taxanes có thể có những tác dụng phụ nguy hiểm có thể làm tổn thương hệ thần kinh nói riêng.

Đọc thêm về chủ đề: Khối u - bạn nên biết điều đó!

Sự khác biệt giữa nguyên phân và giảm phân là gì?

Cả nguyên phân và nguyên phân đều chịu trách nhiệm cho sự phân chia cốt lõi, với cả hai quá trình khác nhau về quá trình và kết quả của chúng. Nguyên phân tạo ra hai tế bào con giống hệt nhau với bộ nhiễm sắc thể kép (lưỡng bội) từ tế bào mẹ. Ngược lại với meiosis, chỉ cần một lần phân chia nhiễm sắc thể. Nhìn chung, nguyên phân có chức năng phân phối toàn bộ thông tin di truyền dưới dạng DNA giữa hai tế bào giống nhau và do đó rất cần thiết cho quá trình sinh sản của tế bào. Ngược lại, meiosis quan trọng đối với sự hình thành các tế bào mầm để sinh sản hữu tính. Vì tế bào mầm có bộ nhiễm sắc thể đơn bội (đơn bội) nên quá trình meiosis đòi hỏi hai lần phân chia nhân. Trong kỳ phân bào đầu tiên, một bộ nhiễm sắc thể kép được hình thành. Lần phân chia tương đương thứ hai bây giờ tách các crômatit chị em với nhau, do đó chúng ta có tổng cộng 4 tế bào con, mỗi tế bào có một bộ nhiễm sắc thể đơn giản. Như vậy, nguyên phân và nguyên phân khác nhau về số lần phân chia, về số lượng và loại tế bào con và thời gian tồn tại của chúng. Quá trình nguyên phân mất khoảng một giờ để hoàn thành. Meiosis, mặt khác, mất nhiều thời gian hơn. Chỉ riêng việc dự báo meiosis mất khoảng 24 giờ (hình thành tinh trùng) ở nam giới và vài năm đến hàng chục năm (hình thành và trưởng thành của tế bào trứng) ở phụ nữ.

Cũng đọc: Bộ nhiễm sắc thể người

Interphase là gì?

Bên cạnh nguyên phân, giữa pha là phần thứ hai của chu kỳ tế bào. Nó luôn nằm giữa hai lần phân bào và có những nhiệm vụ khác nhau. Trong khoảng thời gian giữa các pha, DNA giảm một nửa trong nguyên phân được nhân đôi một lần nữa. Ngoài ra, có sự phát triển tế bào chung của hai tế bào con và chúng được chuẩn bị cho quá trình nguyên phân mới. Cũng giống như nguyên phân, giữa các giai đoạn có thể được chia thành nhiều giai đoạn. Ngay sau khi nguyên phân, pha G1 nối tiếp pha giữa các pha. Bộ nhiễm sắc thể kép trong các tế bào con chỉ gồm một nhiễm sắc thể. Trong giai đoạn này, các tế bào con phát triển và nhiều protein và enzym được tạo ra. Giai đoạn tiếp theo được gọi là giai đoạn S (giai đoạn tổng hợp). Tại đây DNA được nhân đôi để chúng ta vẫn có một bộ nhiễm sắc thể kép, mà bây giờ cũng bao gồm hai nhiễm sắc thể. Ở kì cuối của kì giữa, pha G2, cả hai tế bào con đều phát triển trở lại và sẽ chuẩn bị cho lần nguyên phân sắp tới. Hai tế bào con lúc này đã tạo ra tế bào mẹ mới có thể phân chia trong nguyên phân. Thời gian giữa các pha kéo dài trung bình khoảng 18 giờ và do đó mất nhiều thời gian hơn so với nguyên phân (thời gian khoảng một giờ). Hai điểm kiểm soát rất quan trọng trong giai đoạn giữa các pha, chúng nằm ở giai đoạn chuyển từ pha G1 sang pha S và từ pha G2 sang nguyên phân. Tại đây tế bào và đặc biệt là thông tin di truyền được kiểm tra các lỗi có thể xảy ra. Nếu một lỗi được tìm thấy, nó sẽ được sửa trước khi ô phân chia. Nếu lỗi không được nhận ra và loại bỏ, nó sẽ tiếp tục sinh sản trong nhiều tế bào thông qua nguyên phân.

Bạn cũng có thể quan tâm: Đột biến nhiễm sắc thể