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, 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 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 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. Từ tế bào mẹ có bộ nhiễm sắc thể kép (lưỡng bội), hai tế bào con giống hệt nhau phát sinh quá trình luôn giống nhau. Chúng cũng có một bộ nhiễm sắc thể kép, tuy nhiên, chúng 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 4 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 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 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 phân chia tế bào và do đó cũng là sinh sản 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 có độ dài khác nhau 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, bốn đến sáu giai đoạn được phân biệt.

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 tự sắp xếp trong mặt phẳng xích đạo, được mô tả là siêu âm. Giữa hai giai đoạn này, một số tác giả đề cập đến giai đoạn prometa. Tiếp theo, hai chromatid chị em được tách ra trong anaphase. Cuối cùng, một màng nhân mới được hình thành trong telophase và các nhiễm sắc thể lại lỏng ra. Trong một số cuốn sách, cái gọi là cytokinesis vẫn được coi là một giai đoạn riêng biệt. Trong quá trình cytokinesis, cơ thể tế bào mới co lại để 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?

Chuyển hóa là một thành phần của nguyên phân và do đó là một giai đoạn phân chia tế bào của các tế bào cơ thể. Đó là giai đoạn thứ ba của quá trình nguyên phân và tiếp theo giai đoạn prometa. Sau khi các NST ngưng tụ và màng nhân tan hết, bộ NST 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 ô 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 ngưng tụ và sắp xếp theo kiểu hoán vị ở mặt phẳng xích đạo, quá trình ngẫu phối tiếp theo. Trong bước này, các cromatid chị em được tách ra khỏi nhau bằng bộ máy trục và được kéo về các cực 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 chromatid. 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 bộ máy 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 vỏ nhân mới được hình thành từ các mảnh của màng nhân bị phân hủy. Sự phân chia nhiễm sắc thể này hiện được theo sau trong một bước tiếp theo bằng cytokinesis. Tại đây, một cơ thể tế bào co lại, do đó hai tế bào con độc lập nhưng giống hệt nhau hình thành.

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 giữa các giai đoạn, 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 giai đoạn giữa chịu trách nhiệm đặc biệt cho 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 của tế bào có thể được mô tả bằng 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 có 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 ống tiêu hóa cũng thường xuyên được thay mới nên tỷ lệ nguyên phân cao cũng có thể nhận thấy ở đây. Tuy nhiên, tỷ lệ phân bào cao cũng có thể chỉ ra các khối u ác tính đang phát triển nhanh chóng. Các tế bào thoái hóa này trốn tránh các điểm kiểm soát trong giai đoạn giữa các giai đoạn và nguyên phân và có thể phát triển mà không bị cản trở. Tỷ lệ phân bào tăng 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. Do đó, 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 như chất 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 này. Cơ chế của chất ức chế nguyên phân bao gồm liên kết với tubulin, chất 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 gây 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 meiosis 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 cho hai tế bào giống nhau và do đó rất cần thiết cho quá trình sinh sản của tế bào. Ngược lại, meiosis rất quan trọng đối với việc 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. 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, thậm chí vài thập kỷ (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 các pha là phần thứ hai của chu kỳ tế bào. Nó luôn nằm giữa hai lần phân bào và có 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 tăng trưởng 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 sản xuất. 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 quá trình 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 (mất khoảng một giờ). Hai điểm kiểm soát rất quan trọng trong giai đoạn giữa các pha, 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 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