เฟสในไมโอซิส 2 เกิดขึ้น วัฏจักรของเซลล์ อินเตอร์เฟส อะมิโทซิส ไมโทซิสและไมโอซิส ไมโอซิส - การแบ่งตรง

วัฏจักรของเซลล์ คือช่วงชีวิตของเซลล์จากการแบ่งตัวหนึ่งไปยังอีกส่วนหนึ่ง ประกอบด้วยช่วงระหว่างเฟสและช่วงแบ่ง ระยะเวลาของวัฏจักรของเซลล์ สิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันแตกต่างกัน (สำหรับแบคทีเรีย - 20-30 นาที, สำหรับเซลล์ยูคาริโอต - 10-80 ชั่วโมง)

อินเตอร์เฟส

อินเตอร์เฟส (ตั้งแต่ lat. อินเตอร์- ระหว่าง, เฟส– การเกิดขึ้น) คือช่วงเวลาระหว่างการแบ่งเซลล์หรือตั้งแต่การแบ่งจนถึงการตายของเซลล์ ระยะเวลาตั้งแต่การแบ่งเซลล์จนถึงการตายของเซลล์เป็นลักษณะของเซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่สูญเสียความสามารถในการทำเช่นนั้นหลังจากการแบ่งตัว (เม็ดเลือดแดง เซลล์ประสาทฯลฯ) เฟสระหว่างเฟสใช้เวลาประมาณ 90% ของวัฏจักรเซลล์

อินเตอร์เฟสประกอบด้วย:

1) ระยะเวลาสังเคราะห์ (G 1) – กระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพอย่างเข้มข้นเริ่มต้นขึ้น เซลล์จะเติบโตและเพิ่มขนาด ในช่วงเวลานี้เองที่เซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่สูญเสียความสามารถในการแบ่งตัวจะยังคงอยู่จนกระทั่งตาย

2) สังเคราะห์ (S) – DNA และโครโมโซมเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า (เซลล์กลายเป็นเตตระพลอยด์) เซนทริโอล (ถ้ามี) จะเพิ่มเป็นสองเท่า

3) โพสต์สังเคราะห์ (G 2) – โดยพื้นฐานแล้วกระบวนการสังเคราะห์ในเซลล์จะหยุดลง และเซลล์ก็เตรียมสำหรับการแบ่งตัว

การแบ่งเซลล์เกิดขึ้น โดยตรง(อะมิโทซิส) และ ทางอ้อม(ไมโทซิส, ไมโอซิส)

อะมิโทซิส

อะมิโทซิส – การแบ่งตรงเซลล์ซึ่งไม่ได้สร้างเครื่องมือการแบ่งตัว นิวเคลียสแบ่งตัวเนื่องจากการรัดรูปวงแหวน ไม่มีการกระจายข้อมูลทางพันธุกรรมที่สม่ำเสมอ ในธรรมชาติ Macronuclei (นิวเคลียสขนาดใหญ่) ของ ciliates และเซลล์รกในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะถูกแบ่งโดยอะไมโทซิส เซลล์มะเร็งสามารถแบ่งตัวได้ด้วยอะไมโทซิส

การแบ่งทางอ้อมเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเครื่องมือฟิชชัน อุปกรณ์การแบ่งตัวประกอบด้วยส่วนประกอบที่ทำให้แน่ใจถึงการกระจายตัวของโครโมโซมที่สม่ำเสมอระหว่างเซลล์ (สปินเดิลของการแบ่ง เซนโทรเมียร์ และเซนทริโอล หากมี) การแบ่งเซลล์สามารถแบ่งออกเป็นการแบ่งนิวเคลียร์ ( ไมโทซีส) และการแบ่งตัวของไซโตพลาสซึม ( ไซโตไคเนซิส- อย่างหลังเริ่มต้นในช่วงสิ้นสุดของการแยกตัวของนิวเคลียร์ ที่พบมากที่สุดในธรรมชาติคือไมโทซิสและไมโอซิส เกิดขึ้นเป็นบางครั้ง เยื่อบุโพรงมดลูก – การแบ่งทางอ้อมซึ่งเกิดขึ้นในแกนกลางโดยไม่ทำลายเปลือกของมัน

ไมโทซีส

ไมโทซีส คือการแบ่งเซลล์ทางอ้อมโดยเซลล์ลูกสาว 2 เซลล์ที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมเหมือนกันเกิดขึ้นจากเซลล์แม่

ระยะไมโทซิส:

1) คำทำนาย – การบดอัดของโครมาติน (การควบแน่น) เกิดขึ้น, โครมาทิดหมุนวนและสั้นลง (มองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง), นิวคลีโอลีและเยื่อหุ้มนิวเคลียสหายไป, เกิดแกนหมุนขึ้น, เกลียวของมันติดอยู่กับเซนโทรเมียร์ของโครโมโซม, เซนทริโอลแบ่งและแยกออกจากขั้ว ของเซลล์;

2) เมตาเฟส – โครโมโซมมีลักษณะเป็นเกลียวจนสุดและตั้งอยู่ตามแนวเส้นศูนย์สูตร (ในแผ่นเส้นศูนย์สูตร) ​​มีโครโมโซมคล้ายคลึงกันอยู่ใกล้ ๆ

3) แอนาเฟส - เกลียวสปินเดิลหดตัวพร้อมกันและยืดโครโมโซมออกไปที่ขั้ว (โครโมโซมกลายเป็นโมโนโครมาติด) ซึ่งเป็นระยะที่สั้นที่สุดของไมโทซิส

4) เทโลเฟส – โครโมโซม despiral นิวคลีโอลีและเยื่อหุ้มนิวเคลียสเกิดขึ้น การแบ่งตัวของไซโตพลาสซึมเริ่มต้นขึ้น

ไมโทซิสเป็นลักษณะเฉพาะของ เซลล์ร่างกาย- ไมโทซิสรักษาจำนวนโครโมโซมให้คงที่ ช่วยเพิ่มจำนวนเซลล์จึงสังเกตได้ในระหว่างการเจริญเติบโต การงอกใหม่ และการขยายพันธุ์พืช

ไมโอซิส

ไมโอซิส (จากภาษากรีก ไมโอซิส- การลดลง) คือการแบ่งเซลล์แบบรีดิวซ์ทางอ้อม โดยเซลล์ลูกสี่เซลล์ถูกสร้างขึ้นจากเซลล์แม่ซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมที่ไม่เหมือนกัน

มีสองแผนก: ไมโอซิส 1 และไมโอซิส II เฟส I คล้ายกับเฟสก่อนไมโทซีส ในช่วงหลังการสังเคราะห์ของเฟสระหว่างเฟส กระบวนการสังเคราะห์โปรตีนจะไม่หยุดและดำเนินต่อไปในการพยากรณ์ของการแบ่งส่วนแรก

ไมโอซิส 1:

– คำทำนาย I – เกลียวโครโมโซม นิวเคลียสและเปลือกนิวเคลียสหายไป แกนหมุนก่อตัวขึ้น โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันเข้ามาใกล้และเกาะติดกันตามโครมาทิดน้องสาว (เหมือนฟ้าผ่าในปราสาท) – เกิดขึ้น การผันคำกริยาจึงก่อตัวขึ้น เตตราด, หรือ ไบวาเลนต์เกิดการครอสโอเวอร์ของโครโมโซมและการแลกเปลี่ยนส่วนต่างๆ - ข้ามไปจากนั้นโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันจะผลักกัน แต่ยังคงเชื่อมโยงกันในบริเวณที่มีการข้ามเกิดขึ้น กระบวนการสังเคราะห์เสร็จสมบูรณ์

– เมตาเฟส I – โครโมโซมตั้งอยู่บนเส้นศูนย์สูตร มีลักษณะคล้ายคลึงกัน – โครโมโซมไบโครมาติดตั้งอยู่ตรงข้ามกันทั้งสองข้างของเส้นศูนย์สูตร

– แอนาเฟส I – เส้นใยของสปินเดิลหดตัวและยืดไปตามโครโมโซมไบโครมาติดที่คล้ายคลึงกันหนึ่งโครโมโซมเข้าหาขั้ว

– เทโลเฟส I (ถ้ามี) - โครโมโซม despiral, นิวเคลียสและเยื่อหุ้มนิวเคลียสถูกสร้างขึ้น, ไซโตพลาสซึมจะถูกกระจาย (เซลล์ที่เกิดขึ้นนั้นเป็นเดี่ยว)

อินเตอร์เฟส II(ถ้ามี): ไม่เกิดการจำลองดีเอ็นเอ

ไมโอซิส II:

– คำทำนาย II – โครโมโซมมีความหนาแน่นมากขึ้น นิวเคลียสและเยื่อหุ้มนิวเคลียสหายไป เกิดฟิชชันสปินเดิลขึ้น

– เมตาเฟส II – โครโมโซมตั้งอยู่ตามแนวเส้นศูนย์สูตร

– แอนาเฟส II - โครโมโซมที่มีการหดตัวพร้อมกันของเกลียวสปินเดิล แยกออกไปที่ขั้ว

– เทโลเฟส II - โครโมโซม despiral เกิดนิวคลีโอลัสและเยื่อหุ้มนิวเคลียส และไซโตพลาสซึมแบ่งตัว

ไมโอซิสเกิดขึ้นก่อนการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ ช่วยให้สามารถหลอมรวมเซลล์สืบพันธุ์เพื่อรักษาจำนวนโครโมโซมของสายพันธุ์ (คาริโอไทป์) ให้คงที่ ให้ความแปรปรวนแบบผสมผสาน

ไมโอซิสเป็นวิธีการแบ่งเซลล์ในยูคาริโอตที่สร้างเซลล์เดี่ยว สิ่งนี้แตกต่างจากไมโอซิสไปจนถึงไมโทซิสซึ่งสร้างเซลล์ซ้ำ

นอกจากนี้ ไมโอซิสยังเกิดขึ้นในสองแผนกต่อเนื่องกัน ซึ่งเรียกว่าแผนกแรก (ไมโอซิส I) และแผนกที่สอง (ไมโอซิส II) ตามลำดับ หลังจากการแบ่งส่วนแรกแล้ว เซลล์จะมีโครโมโซมชุดเดียว เช่น ฮาพลอยด์ ดังนั้นจึงมักเรียกหมวดที่ 1 ว่า ผู้ลดขนาด- แม้ว่าบางครั้งจะใช้คำว่า "การแบ่งส่วน" ที่เกี่ยวข้องกับไมโอซิสทั้งหมด

แผนกที่สองเรียกว่า สมการและกลไกการเกิดมันก็คล้ายกับไมโทซิส ในไมโอซิสที่ 2 โครมาทิดน้องสาวจะเคลื่อนไปทางขั้วเซลล์

ไมโอซิสเช่นเดียวกับไมโทซิสจะนำหน้าในระยะระหว่างเฟสด้วยการสังเคราะห์ DNA - การจำลองแบบหลังจากนั้นแต่ละโครโมโซมประกอบด้วยโครมาทิดสองตัวอยู่แล้วซึ่งเรียกว่าซิสเตอร์โครมาทิด ไม่มีการสังเคราะห์ DNA ระหว่างดิวิชั่นที่หนึ่งและสอง

หากเป็นผลมาจากไมโทซิสจะมีเซลล์สองเซลล์เกิดขึ้นจากนั้นก็เป็นผลมาจากไมโอซิส - 4 อย่างไรก็ตามหากร่างกายผลิตไข่ก็จะเหลือเพียงเซลล์เดียวเท่านั้นซึ่งมีสารอาหารเข้มข้นอยู่ในตัวเอง

ปริมาณของ DNA ก่อนการแบ่งส่วนแรกมักจะแสดงเป็น 2n 4c ในที่นี้ n หมายถึงโครโมโซม, c – โครมาทิด ซึ่งหมายความว่าแต่ละโครโมโซมมีคู่ที่คล้ายคลึงกัน (2n) ในขณะที่แต่ละโครโมโซมประกอบด้วยโครโมโซมสองตัวในเวลาเดียวกัน เมื่อคำนึงถึงการมีอยู่ของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน จะได้โครมาทิดสี่โครมาทิด (4c)

หลังจากการแบ่งครั้งแรกและก่อนการแบ่งที่สอง ปริมาณ DNA ในแต่ละเซลล์ลูกสาวทั้งสองจะลดลงเหลือ 1n 2c นั่นคือโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันจะกระจายไปยังเซลล์ต่าง ๆ แต่ยังคงประกอบด้วยโครมาทิดสองตัว

หลังจากการหารที่สอง เซลล์สี่เซลล์จะถูกสร้างขึ้นด้วยชุด 1n 1c กล่าวคือ แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเพียงอันเดียวจากคู่ที่คล้ายคลึงกันและประกอบด้วยโครมาทิดเพียงอันเดียว

ด้านล่างคือ คำอธิบายโดยละเอียดการแบ่งไมโอติกที่หนึ่งและสอง การกำหนดเฟสจะเหมือนกับในไมโทซิส: การทำนาย, เมตาเฟส, แอนาเฟส, เทโลเฟส อย่างไรก็ตาม กระบวนการที่เกิดขึ้นในระยะเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการทำนายระยะที่ 1 จะแตกต่างกันบ้าง

ไมโอซิส I

โพรเฟส I

โดยปกติจะเป็นระยะไมโอซิสที่ยาวที่สุดและซับซ้อนที่สุด ใช้เวลานานกว่าช่วงไมโทซิสมาก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในเวลานี้โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันเข้ามาใกล้และแลกเปลี่ยนส่วนของ DNA (การผันและการข้ามเกิดขึ้น)

การผันคำกริยา- กระบวนการเชื่อมโยงของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน ข้ามไป- การแลกเปลี่ยนบริเวณที่เหมือนกันระหว่างโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน โครโมโซมที่ไม่ใช่พี่น้องของโครโมโซมคล้ายคลึงกันสามารถแลกเปลี่ยนส่วนที่เท่ากันได้ ในสถานที่ที่เกิดการแลกเปลี่ยนเช่นนี้เรียกว่า เชียสมา.

โครโมโซมคู่เดียวกันเรียกว่า ไบวาเลนต์, หรือ สมุดบันทึก- การเชื่อมต่อจะคงอยู่จนกระทั่งแอนนาเฟส I และรับรองโดยเซนโทรเมียร์ระหว่างซิสเตอร์โครมาทิดและไคแอสมาตาระหว่างโครมาทิดที่ไม่ใช่ซิสเตอร์

ในการพยากรณ์ โครโมโซมจะหมุนวนเป็นเกลียว ดังนั้นเมื่อสิ้นสุดระยะ โครโมโซมจะได้รูปร่างและขนาดที่เป็นลักษณะเฉพาะ

ในระยะหลังของการพยากรณ์ที่ 1 เปลือกนิวเคลียร์จะสลายตัวเป็นถุงและนิวคลีโอลีจะหายไป แกนหมุนไมโอติกเริ่มก่อตัว ไมโครทูบูลสปินเดิลสามประเภทเกิดขึ้น บางส่วนติดอยู่กับ kinetochores บางส่วนติดอยู่กับท่อที่เติบโตจากขั้วตรงข้าม (โครงสร้างทำหน้าที่เป็นตัวเว้นวรรค) ยังมีบางชนิดที่สร้างโครงสร้างรูปดาวและยึดติดกับโครงกระดูกเมมเบรนซึ่งทำหน้าที่เป็นส่วนรองรับ

เซนโตรโซมที่มีเซนทริโอลแยกตัวไปทางขั้ว ไมโครทูบูลจะเจาะเข้าไปในบริเวณนิวเคลียสเดิมและเกาะติดกับไคเนโตชอร์ที่อยู่ในบริเวณเซนโทรเมียร์ของโครโมโซม ในกรณีนี้ ไคเนโตชอร์ของซิสเตอร์โครมาทิดจะรวมกันและทำหน้าที่เป็นหน่วยเดียว ซึ่งทำให้โครโมโซมของโครโมโซมหนึ่งแยกจากกันไม่ได้ และต่อมาเคลื่อนเข้าหากันที่ขั้วใดขั้วหนึ่งของเซลล์

เมตาเฟส I

ในที่สุดแกนหมุนฟิชชันก็ก่อตัวขึ้น โครโมโซมคล้ายคลึงกันคู่หนึ่งอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตร พวกมันเรียงตัวตรงข้ามกันตามแนวเส้นศูนย์สูตรของเซลล์เพื่อให้ระนาบเส้นศูนย์สูตรอยู่ระหว่างคู่โครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน

แอนาเฟส I

โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันจะแยกออกจากกันและเคลื่อนไปยังขั้วต่าง ๆ ของเซลล์ เนื่องจากการข้ามที่เกิดขึ้นระหว่างการทำนาย โครมาทิดของพวกมันจึงไม่เหมือนกันอีกต่อไป

เทโลเฟส I

เมล็ดพืชได้รับการฟื้นฟู โครโมโซมสลายไปเป็นโครมาตินบางๆ เซลล์แบ่งออกเป็นสองส่วน ในสัตว์มีการรุกรานของเยื่อหุ้มเซลล์ พืชก่อตัวเป็นผนังเซลล์

ไมโอซิส II

เฟสระหว่างการแบ่งไมโอติกสองส่วนเรียกว่า ความสัมพันธ์ระหว่างกันมันสั้นมาก ไม่เหมือนกับเฟสระหว่างเฟสตรงที่ DNA จะไม่เกิดขึ้น ในความเป็นจริง มันเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าแล้ว เพียงแต่ว่าแต่ละเซลล์จากทั้งสองเซลล์มีโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันตัวใดตัวหนึ่ง ไมโอซิส II เกิดขึ้นพร้อมกันในสองเซลล์ที่เกิดขึ้นหลังจากไมโอซิส I แผนภาพด้านล่างแสดงการแบ่งเซลล์เพียงเซลล์เดียวจากสองเซลล์

คำทำนายครั้งที่สอง

สั้น. นิวเคลียสและนิวคลีโอลีหายไปอีกครั้ง และโครมาทิดหมุนวน แกนหมุนเริ่มก่อตัว

เมตาเฟส II

โครโมโซมแต่ละอันประกอบด้วยโครมาทิด 2 โครมาทิดติดอยู่กับแกนหมุน 2 เส้น ด้ายหนึ่งเส้นจากเสาหนึ่ง อีกเส้นหนึ่งจากอีกขั้วหนึ่ง Centromeres ประกอบด้วยไคเนโตชอร์สองตัวที่แยกจากกัน แผ่นเมตาเฟสถูกสร้างขึ้นในระนาบตั้งฉากกับเส้นศูนย์สูตรของเมตาเฟส 1 นั่นคือหากฉันแบ่งเซลล์ต้นกำเนิดในไมโอซิสออกไป ตอนนี้สองเซลล์ก็จะแบ่งตัวขวางกัน

แอนาเฟส II

โปรตีนที่จับกับซิสเตอร์โครมาทิดจะแยกตัวออกจากกันและเคลื่อนไปยังขั้วต่างๆ ตอนนี้ซิสเตอร์โครมาทิดเรียกว่าซิสเตอร์โครโมโซม

เทโลเฟส II

คล้ายกับเทโลเฟส 1 โครโมโซมหดหาย แกนหมุนหายไป นิวเคลียสและนิวคลีโอลีก่อตัว และเกิดไซโตไคเนซิส

ความหมายของไมโอซิส

ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ มีเพียงเซลล์เพศเท่านั้นที่แบ่งโดยไมโอซิส ดังนั้นความสำคัญหลักของไมโอซิสก็คือ ความปลอดภัยกลไกกการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศโดยที่จำนวนโครโมโซมในสายพันธุ์คงที่.

ความหมายอีกประการหนึ่งของไมโอซิสคือการรวมตัวกันใหม่ของข้อมูลทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นในการทำนายที่ 1 กล่าวคือ ความแปรปรวนแบบรวมกัน อัลลีลที่รวมกันใหม่จะถูกสร้างขึ้นในสองกรณี 1. เมื่อเกิดการข้ามข้าม นั่นคือโครมาทิดที่ไม่ใช่น้องสาวของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันจะแลกเปลี่ยนกัน 2. ด้วยความแตกต่างของโครโมโซมที่เป็นอิสระต่อขั้วในการแบ่งไมโอติกทั้งสอง กล่าวอีกนัยหนึ่ง แต่ละโครโมโซมสามารถปรากฏในเซลล์เดียวโดยใช้ร่วมกับโครโมโซมอื่น ๆ ที่ไม่คล้ายคลึงกัน

หลังจากไมโอซิส 1 เซลล์จะมีความแตกต่างกัน ข้อมูลทางพันธุกรรม- หลังจากการแบ่งครั้งที่สอง ทั้งสี่เซลล์จะแตกต่างกัน นี่เป็นข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างไมโอซิสและไมโทซิสซึ่งผลิตเซลล์ที่เหมือนกันทางพันธุกรรม

การข้ามและความแตกต่างแบบสุ่มของโครโมโซมและโครมาทิดในแอนาเฟส I และ II ทำให้เกิดการผสมผสานใหม่ของยีนและ เป็นหนึ่งเดียวจากสาเหตุของความแปรปรวนทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตขอบคุณที่ทำให้วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเป็นไปได้.

การแบ่งเซลล์ผ่านไมโอซิสเกิดขึ้นในสองขั้นตอนหลัก: ไมโอซิส I และไมโอซิส II ในตอนท้ายของกระบวนการไมโอติกจะเกิดสี่รูปแบบขึ้น ก่อนที่เซลล์ที่ถูกแบ่งจะเข้าสู่ไมโอซิส มันจะผ่านช่วงที่เรียกว่าเฟสระหว่างกัน

อินเตอร์เฟส

• เฟส G1:ขั้นตอนการพัฒนาเซลล์ก่อนการสังเคราะห์ DNA ในขั้นตอนนี้ เซลล์ที่กำลังเตรียมการแบ่งตัวจะมีมวลเพิ่มขึ้น
• S-เฟส:ช่วงเวลาที่ DNA ถูกสังเคราะห์ สำหรับเซลล์ส่วนใหญ่ ระยะนี้จะใช้เวลาช่วงสั้นๆ
• เฟส G2:ระยะเวลาหลังจากการสังเคราะห์ DNA แต่ก่อนเริ่มการทำนาย เซลล์ยังคงสังเคราะห์โปรตีนเพิ่มเติมและเพิ่มขนาดต่อไป

ในระยะสุดท้ายของเฟส เซลล์ยังคงมีนิวคลีโอลีอยู่ ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียส และโครโมโซมของเซลล์มีการทำซ้ำแต่อยู่ในรูปแบบ ทั้งสองคู่เกิดจากการจำลองแบบของคู่เดียว ตั้งอยู่นอกนิวเคลียส เมื่อสิ้นสุดเฟส เซลล์จะเข้าสู่ระยะแรกของไมโอซิส

ไมโอซิส 1:

โพรเฟส I

ในการทำนายระยะที่ 1 ของไมโอซิส การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้เกิดขึ้น:

• โครโมโซมควบแน่นและเกาะติดกับเปลือกนิวเคลียส
• Synapsis เกิดขึ้น (นำโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันมารวมกันเป็นคู่) และเกิด tetrad แต่ละเตตราดประกอบด้วยสี่โครมาทิด
• การรวมตัวกันทางพันธุกรรมอาจเกิดขึ้นได้
• โครโมโซมควบแน่นและหลุดออกจากเปลือกนิวเคลียร์
• ในทำนองเดียวกัน เซนทริโอลจะย้ายออกจากกัน และเปลือกนิวเคลียร์และนิวคลีโอลีจะถูกทำลาย
• โครโมโซมเริ่มอพยพไปยังแผ่นเมตาเฟส (เส้นศูนย์สูตร)

เมื่อสิ้นสุดการพยากรณ์ I เซลล์จะเข้าสู่เมตาเฟส I

เมตาเฟส I

ใน metaphase I ของไมโอซิส การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้เกิดขึ้น:

• เตตราดถูกจัดเรียงบนแผ่นเมตาเฟส
• โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันนั้นวางตัวอยู่ที่ขั้วตรงข้ามของเซลล์

เมื่อสิ้นสุดเมตาเฟส 1 เซลล์จะเข้าสู่แอนาเฟส 1

แอนาเฟส I

ใน Anaphase I ของไมโอซิส การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้จะเกิดขึ้น:

• โครโมโซมเคลื่อนไปยังปลายอีกด้านของเซลล์ เช่นเดียวกับไมโทซิส ไคเนโตชอร์โต้ตอบกับไมโครทูบูลเพื่อย้ายโครโมโซมไปยังขั้วของเซลล์
• ต่างจากไมโทซีส พวกมันจะอยู่รวมกันหลังจากเคลื่อนไปขั้วตรงข้าม

เมื่อสิ้นสุดแอนาเฟส I เซลล์จะเข้าสู่เทโลเฟส I

เทโลเฟส I

ใน telophase I ของไมโอซิส การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้เกิดขึ้น:

• เส้นใยสปินเดิลจะเคลื่อนโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันไปยังขั้วต่อไป
• เมื่อการเคลื่อนไหวเสร็จสิ้น แต่ละขั้วของเซลล์จะมีจำนวนโครโมโซมเดี่ยว
• ในกรณีส่วนใหญ่ ไซโตไคเนซิส (การแบ่ง) เกิดขึ้นพร้อมกันกับเทโลเฟส 1
• เมื่อสิ้นสุดเทโลเฟส 1 และไซโตไคเนซิส จะมีการสร้างเซลล์ลูกสาว 2 เซลล์ โดยแต่ละเซลล์จะมีโครโมโซมเพียงครึ่งหนึ่งของจำนวนโครโมโซมของเซลล์ต้นกำเนิด
• กระบวนการที่แตกต่างกันอาจเกิดขึ้นเพื่อเตรียมการสำหรับไมโอซิส II ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ อย่างไรก็ตาม สารพันธุกรรมจะไม่ถูกทำซ้ำอีก

เมื่อสิ้นสุดเทโลเฟส 1 เซลล์จะเข้าสู่ระยะโพรเฟส 2

ไมโอซิส II:

คำทำนายครั้งที่สอง

ในการพยากรณ์ระยะที่ 2 ของไมโอซิส การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้เกิดขึ้น:

• นิวเคลียสและนิวเคลียสจะถูกทำลายในขณะที่แกนหมุนฟิชชันปรากฏขึ้น
• โครโมโซมจะไม่ทำซ้ำอีกต่อไปในระยะนี้
• โครโมโซมเริ่มย้ายไปยังแผ่นเมตาเฟส II (ที่เส้นศูนย์สูตรของเซลล์)

ในตอนท้ายของการพยากรณ์ II เซลล์จะเข้าสู่เมตาเฟส II

เมตาเฟส II

ใน metaphase II ของไมโอซิส การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้เกิดขึ้น:

• โครโมโซมเรียงตัวกันบนแผ่นเมตาเฟส II ที่อยู่ตรงกลางเซลล์
• เส้นไคเนโตชอร์ของซิสเตอร์โครมาทิดแยกจากกันไปยังขั้วตรงข้าม

เมื่อสิ้นสุดเมตาเฟส II เซลล์จะเข้าสู่แอนาเฟส II

แอนาเฟส II

ใน Anaphase II ของไมโอซิส การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้เกิดขึ้น:

• ซิสเตอร์โครมาทิดแยกจากกันและเริ่มเคลื่อนไปยังปลายด้านตรงข้าม (ขั้ว) ของเซลล์ เส้นใยสปินเดิลที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับโครมาทิดจะทำให้เซลล์ยาวและยาวขึ้น
• เมื่อซิสเตอร์โครมาทิดที่จับคู่ถูกแยกออกจากกัน แต่ละโครโมโซมจะถือเป็นโครโมโซมที่สมบูรณ์ เรียกว่า โครโมโซม
• เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับระยะต่อไปของไมโอซิส ขั้วของเซลล์ทั้งสองจะเคลื่อนออกจากกันในระหว่างแอนนาเฟส II ในตอนท้ายของแอนาเฟส II แต่ละขั้วจะมีการรวบรวมโครโมโซมที่สมบูรณ์

หลังจากแอนนาเฟส II เซลล์จะเข้าสู่เทโลเฟส II

เทโลเฟส II

ใน telophase II ของไมโอซิส การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้เกิดขึ้น:

• นิวเคลียสที่แยกจากกันจะเกิดขึ้นที่ขั้วตรงข้าม
• Cytokinesis เกิดขึ้น (การแบ่งไซโตพลาสซึมและการสร้างเซลล์ใหม่)
• เมื่อสิ้นสุดไมโอซิสที่ 2 จะมีการสร้างเซลล์ลูกสาวสี่เซลล์ แต่ละเซลล์มีจำนวนโครโมโซมเพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์ต้นกำเนิด

ผลลัพธ์ของไมโอซิส

ผลลัพธ์สุดท้ายของไมโอซิสคือการผลิตเซลล์ลูกสาวสี่เซลล์ เซลล์เหล่านี้มีโครโมโซมครึ่งหนึ่งของเซลล์ต้นกำเนิด ในช่วงไมโอซิสจะมีการผลิตเฉพาะอวัยวะทางเพศเท่านั้น บ้างก็แบ่งผ่านไมโทซีส เมื่อเพศรวมกันระหว่างการปฏิสนธิ พวกมันจะกลายเป็น เซลล์ดิพลอยด์มีโครโมโซมคล้ายคลึงกันครบชุด

ในบรรดาสิ่งที่น่าสนใจและเพียงพอ หัวข้อที่ยากในทางชีววิทยาควรเน้นสองกระบวนการของการแบ่งเซลล์ในร่างกาย - ไมโอซิสและไมโทซิส- ในตอนแรกอาจดูเหมือนว่ากระบวนการเหล่านี้เหมือนกัน เนื่องจากในทั้งสองกรณีการแบ่งเซลล์เกิดขึ้น แต่ในความเป็นจริงมีความแตกต่างกันมาก ก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจเรื่องไมโทซีสก่อน กระบวนการนี้คืออะไร ระยะระหว่างไมโทซีสคืออะไร และมีบทบาทอย่างไร ร่างกายมนุษย์- เราจะกล่าวถึงรายละเอียดเพิ่มเติมในบทความนี้

กระบวนการทางชีววิทยาที่ซับซ้อนซึ่งมาพร้อมกับการแบ่งเซลล์และการกระจายของโครโมโซมระหว่างเซลล์เหล่านี้ - ทั้งหมดนี้สามารถพูดได้เกี่ยวกับไมโทซีส ด้วยเหตุนี้ โครโมโซมที่มี DNA จึงมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอระหว่างเซลล์ลูกสาวของร่างกาย

กระบวนการไมโทซิสมี 4 ขั้นตอนหลัก พวกมันทั้งหมดเชื่อมโยงถึงกัน เนื่องจากขั้นตอนต่างๆ จะเปลี่ยนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้อย่างราบรื่น ความชุกของไมโทซีสในธรรมชาติเกิดจากการที่มีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการแบ่งเซลล์ทั้งหมด รวมถึงกล้ามเนื้อ เส้นประสาท และอื่นๆ

สั้น ๆ เกี่ยวกับเฟส

ก่อนที่จะเข้าสู่สภาวะไมโทซีส เซลล์ที่แบ่งตัวจะเข้าสู่ระยะระหว่างกัน นั่นคือเซลล์จะเติบโต ระยะเวลาของเฟสระหว่างเฟสอาจกินเวลามากกว่า 90% ของเวลารวมของการทำงานของเซลล์ในโหมดปกติ.

Interphase แบ่งออกเป็น 3 ช่วงเวลาหลัก:

• เฟส G1;
• S-เฟส;
• เฟส G2

ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในลำดับที่แน่นอน มาดูแต่ละขั้นตอนแยกกัน

เฟส - ส่วนประกอบหลัก (สูตร)

เฟส G1

ช่วงนี้มีลักษณะเฉพาะคือการเตรียมเซลล์เพื่อการแบ่งตัว โดยจะเพิ่มปริมาตรในระยะต่อไปของการสังเคราะห์ DNA

เฟส S

นี่คือขั้นตอนต่อไปในกระบวนการระหว่างเฟส ซึ่งเป็นช่วงที่เซลล์ของร่างกายแบ่งตัว ตามกฎแล้ว การสังเคราะห์เซลล์ส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ หลังจากการแบ่งเซลล์ เซลล์จะไม่เพิ่มขนาด แต่ระยะสุดท้ายจะเริ่มต้นขึ้น

เฟส G2

ขั้นตอนสุดท้ายของเฟสระหว่างเฟส ซึ่งเป็นช่วงที่เซลล์สังเคราะห์โปรตีนต่อไปในขณะที่มีขนาดเพิ่มขึ้น ในช่วงเวลานี้ยังมีนิวคลีโอลีอยู่ในเซลล์ นอกจากนี้ในส่วนสุดท้ายของเฟสจะเกิดการทำซ้ำของโครโมโซมและพื้นผิวของนิวเคลียสในเวลานี้ถูกปกคลุมไปด้วยเปลือกพิเศษที่มีฟังก์ชั่นการป้องกัน

บันทึก!เมื่อสิ้นสุดระยะที่ 3 จะเกิดไมโทซิสขึ้น นอกจากนี้ยังรวมถึงหลายขั้นตอนหลังจากนั้นการแบ่งเซลล์เกิดขึ้น (กระบวนการในทางการแพทย์นี้เรียกว่าไซโตไคเนซิส)

ขั้นตอนของไมโทซิส

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ ไมโทซิสแบ่งออกเป็น 4 ระยะ แต่บางครั้งอาจมีมากกว่านั้น ด้านล่างนี้คือรายการหลัก

โต๊ะ. คำอธิบายของขั้นตอนหลักของไมโทซีส

สำคัญ!ระยะเวลาของกระบวนการไมโทซีสโดยสมบูรณ์ตามกฎคือไม่เกิน 1.5-2 ชั่วโมง ระยะเวลาอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทเซลล์ที่ถูกแบ่ง ระยะเวลาของกระบวนการยังได้รับผลกระทบจาก ปัจจัยภายนอกเช่นโหมดแสง อุณหภูมิ เป็นต้น

ไมโทซิสมีบทบาททางชีววิทยาอย่างไร?

ทีนี้ลองมาทำความเข้าใจถึงคุณสมบัติของไมโทซีสและความสำคัญของมันในวงจรทางชีววิทยา ก่อนอื่นเลย, ช่วยให้มั่นใจได้ถึงกระบวนการสำคัญต่างๆ ของร่างกาย รวมถึงการพัฒนาของตัวอ่อน.

ไมโทซีสยังมีหน้าที่ซ่อมแซมเนื้อเยื่อและ อวัยวะภายในร่างกายหลังจากนั้น ประเภทต่างๆความเสียหายส่งผลให้เกิดการฟื้นฟู ในกระบวนการทำงานเซลล์จะค่อยๆตาย แต่ด้วยความช่วยเหลือของไมโทซิสความสมบูรณ์ของโครงสร้างของเนื้อเยื่อจะยังคงอยู่อย่างต่อเนื่อง

ไมโทซิสช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเก็บรักษาโครโมโซมจำนวนหนึ่ง (สอดคล้องกับจำนวนโครโมโซมในเซลล์แม่)

วิดีโอ - คุณสมบัติและประเภทของไมโทซิส

ความสูงของร่างกายมนุษย์เกิดจากการเพิ่มขนาดและจำนวนเซลล์ ซึ่งภายหลังเกิดจากกระบวนการแบ่งตัวหรือไมโทซิส การเพิ่มจำนวนเซลล์เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของปัจจัยการเจริญเติบโตนอกเซลล์ และเซลล์เองก็ประสบกับลำดับเหตุการณ์ซ้ำๆ ที่เรียกว่าวัฏจักรของเซลล์

มีสี่หลัก เฟส: G1 (สังเคราะห์ล่วงหน้า), S (สังเคราะห์), G2 (หลังสังเคราะห์) และ M (ไมโทติค) ตามด้วยการแยกไซโตพลาสซึมและพลาสมาเมมเบรน ส่งผลให้มีเซลล์ลูกสาวที่เหมือนกันสองเซลล์ เฟส Gl, S และ G2 เป็นส่วนหนึ่งของเฟส การจำลองโครโมโซมเกิดขึ้นในระหว่างระยะสังเคราะห์หรือระยะ S
ส่วนใหญ่ เซลล์ไม่อยู่ภายใต้การแบ่งตัวแบบแอคทีฟ กิจกรรมไมโทติคของพวกมันถูกระงับในระหว่างระยะ GO ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระยะ G1

ระยะเวลาของเฟส Mคือ 30-60 นาที ในขณะที่วงจรของเซลล์ทั้งหมดจะเกิดขึ้นในเวลาประมาณ 20 ชั่วโมง เซลล์ปกติ (ที่ไม่ใช่เนื้องอก) ของมนุษย์จะเกิดวงจรไมโทติคมากถึง 80 รอบ ขึ้นอยู่กับอายุ

กระบวนการ วัฏจักรของเซลล์ถูกควบคุมโดยการกระตุ้นและการเลิกใช้งานซ้ำๆ ตามลำดับของเอนไซม์หลักที่เรียกว่าโปรตีนไคเนสที่ขึ้นกับไซคลิน (CDPK) รวมถึงโคแฟคเตอร์ของพวกมัน ไซคลิน ในกรณีนี้ภายใต้อิทธิพลของฟอสโฟไคเนสและฟอสฟาเตสทำให้เกิดฟอสโฟรีเลชั่นและดีฟอสโฟรีเลชั่นของคอมเพล็กซ์ไซโคล - CZK พิเศษซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในการเริ่มต้นของบางช่วงของวงจร

นอกจากนี้ในเรื่องที่เกี่ยวข้อง ระยะคล้ายกับโปรตีน CZKทำให้เกิดการบดอัดของโครโมโซม การแตกของเปลือกนิวเคลียส และการจัดโครงสร้างไมโครทูบูลของเซลล์โครงร่างใหม่เพื่อสร้างแกนหมุนไมโทติค

ระยะ G1 ของวัฏจักรเซลล์

เฟส G1- ระยะกลางระหว่างระยะ M และ S ซึ่งเป็นช่วงที่ปริมาณไซโตพลาสซึมเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ เมื่อสิ้นสุดระยะ G1 จะพบจุดตรวจแรกซึ่งมีการซ่อมแซม DNA และตรวจสภาพ สิ่งแวดล้อม(มีความเอื้ออำนวยเพียงพอสำหรับการเปลี่ยนผ่านสู่เฟส S)

ในกรณีนิวเคลียร์ ดีเอ็นเอเมื่อได้รับความเสียหาย กิจกรรมของโปรตีน p53 จะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะช่วยกระตุ้นการถอดรหัสของ p21 อย่างหลังจับกับสารเชิงซ้อน cyclin-CZK เฉพาะ ซึ่งทำหน้าที่ถ่ายโอนเซลล์ไปยังเฟส S และยับยั้งการแบ่งตัวของมันที่ระยะ Gl ช่วยให้เอนไซม์ซ่อมแซมเพื่อแก้ไขชิ้นส่วน DNA ที่เสียหายได้

หากมีโรคเกิดขึ้น การจำลองโปรตีน p53 ของ DNA ที่มีข้อบกพร่องอย่างต่อเนื่องซึ่งช่วยให้การแบ่งเซลล์สะสมการกลายพันธุ์และมีส่วนช่วยในการพัฒนากระบวนการเนื้องอก นี่คือสาเหตุที่โปรตีน p53 มักถูกเรียกว่า "ผู้พิทักษ์จีโนม"

เฟส G0 ของวัฏจักรเซลล์

การเพิ่มจำนวนเซลล์ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีเซลล์ที่หลั่งออกมาจากเซลล์อื่นมีส่วนร่วมเท่านั้น ปัจจัยการเจริญเติบโตนอกเซลล์ซึ่งออกฤทธิ์ผ่านการส่งสัญญาณแบบเรียงซ้อนของโปรโต-ออนโคยีน หากในระหว่างระยะ G1 เซลล์ไม่ได้รับสัญญาณที่เหมาะสม เซลล์ก็จะออกจากวงจรของเซลล์และเข้าสู่สถานะ G0 ซึ่งสามารถคงอยู่ได้นานหลายปี

บล็อก G0 เกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของโปรตีน - ตัวยับยั้งไมโทซีสซึ่งหนึ่งในนั้นคือ โปรตีนเรติโนบลาสโตมา(โปรตีน Rb) เข้ารหัสโดยอัลลีลปกติของยีนเรติโนบลาสโตมา โปรตีนนี้เกาะติดกับโปรตีนควบคุมที่บิดเบี้ยว ขัดขวางการกระตุ้นการถอดรหัสยีนที่จำเป็นสำหรับการเพิ่มจำนวนเซลล์

ปัจจัยการเจริญเติบโตนอกเซลล์จะทำลายบล็อกโดยการกระตุ้น คอมเพล็กซ์ cyclin-CZK เฉพาะ Glซึ่งฟอสโฟรีเลตโปรตีน Rb และเปลี่ยนโครงสร้างของมันซึ่งเป็นผลมาจากการที่การเชื่อมต่อกับโปรตีนตามกฎระเบียบขาดไป ในเวลาเดียวกัน ยีนหลังจะกระตุ้นการถอดความของยีนที่เข้ารหัส ซึ่งทำให้เกิดกระบวนการแพร่กระจาย

ระยะ S ของวัฏจักรเซลล์

ปริมาณมาตรฐาน ดีเอ็นเอเอนริเก้คู่ในแต่ละเซลล์ ชุดโครโมโซมสายเดี่ยวแบบซ้ำที่สอดคล้องกันมักจะถูกกำหนดให้เป็น 2C ชุด 2C จะถูกคงไว้ตลอดระยะ G1 และเพิ่มเป็นสองเท่า (4C) ในระหว่างระยะ S เมื่อมีการสังเคราะห์โครโมโซม DNA ใหม่

เริ่มต้นจากจุดสิ้นสุด เฟส Sและจนถึงระยะ M (รวมถึงระยะ G2) โครโมโซมที่มองเห็นแต่ละอันจะมีโมเลกุล DNA สองโมเลกุลที่ถูกผูกไว้อย่างแน่นหนาที่เรียกว่าซิสเตอร์โครมาทิด ดังนั้น ในเซลล์ของมนุษย์ ตั้งแต่ปลายระยะ S จนถึงกลางระยะ M จะมีโครโมโซม 23 คู่ (46 หน่วยที่มองเห็นได้) แต่มีเกลียวคู่ 4C (92) ของ DNA นิวเคลียร์

อยู่ระหว่างดำเนินการ ไมโทซีสชุดโครโมโซมที่เหมือนกันมีการกระจายระหว่างสองชุด เซลล์ลูกสาวแต่ละโมเลกุลจึงมีโมเลกุล DNA 2C จำนวน 23 คู่ ควรสังเกตว่าระยะ G1 และ G0 เป็นเพียงระยะเดียวของวัฏจักรเซลล์ซึ่งมีโครโมโซม 46 โครโมโซมในเซลล์สอดคล้องกับโมเลกุล DNA ชุด 2C

ระยะ G2 ของวัฏจักรเซลล์

ที่สอง จุดควบคุมที่ทดสอบขนาดของเซลล์ จะอยู่ที่ส่วนท้ายของระยะ G2 ซึ่งอยู่ระหว่างระยะ S และไมโทซิส นอกจากนี้ ในขั้นตอนนี้ ก่อนที่จะไปสู่ไมโทซีส จะมีการตรวจสอบความสมบูรณ์ของการจำลองแบบและความสมบูรณ์ของดีเอ็นเอ ไมโทซีส (M-phase)

1. คำทำนาย- โครโมโซมซึ่งแต่ละโครโมโซมประกอบด้วยโครมาทิดที่เหมือนกันสองตัวจะเริ่มควบแน่นและมองเห็นได้ภายในนิวเคลียส ที่ขั้วตรงข้ามของเซลล์ อุปกรณ์คล้ายแกนหมุนเริ่มก่อตัวประมาณสองเซนโทรโซมจากเส้นใยทูบูลิน

2. โพรเมตาเฟส- เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะแบ่งตัว Kinetochores ก่อตัวรอบๆ เซนโทรเมียร์ของโครโมโซม เส้นใยทูบูลินเจาะเข้าไปในนิวเคลียสและมีสมาธิใกล้กับไคเนโตชอร์ โดยเชื่อมต่อกับเส้นใยที่เล็ดลอดออกมาจากเซนโตรโซม

3. เมตาเฟส- ความตึงของเส้นใยทำให้โครโมโซมเรียงตัวอยู่กึ่งกลางระหว่างแกนหมุน ทำให้เกิดแผ่นเมตาเฟส

4. แอนาเฟส- DNA ของเซนโทรเมียร์ซึ่งมีการแบ่งปันกันระหว่างโครมาทิดน้องสาวนั้นถูกทำซ้ำ และโครมาทิดจะแยกจากกันและเคลื่อนตัวออกจากกันใกล้กับขั้วมากขึ้น

5. เทโลเฟส- ซิสเตอร์โครมาทิดที่แยกออกจากกัน (ซึ่งจากจุดนี้ไปถือเป็นโครโมโซม) จะไปถึงขั้ว เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะปรากฏขึ้นรอบๆ แต่ละกลุ่ม โครมาตินที่ถูกบดอัดจะกระจายไปและเกิดเป็นนิวคลีโอลี

6. ไซโตไคเนซิส- เยื่อหุ้มเซลล์หดตัวและมีร่องที่แตกแยกเกิดขึ้นตรงกลางระหว่างขั้ว ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปจะแยกเซลล์ลูกสาวทั้งสองออกจากกัน

วงจรเซนโตรโซม

ใน เวลาเฟส G1เซนทริโอลคู่หนึ่งที่เชื่อมโยงกับเซนโทรโซมแต่ละอันจะแยกออกจากกัน ในระหว่างระยะ S และ G2 เซนทริโอลลูกสาวตัวใหม่จะถูกสร้างขึ้นทางด้านขวาของเซนทริโอลตัวเก่า ที่จุดเริ่มต้นของระยะ M เซนโทรโซมจะแบ่งตัว และเซนโทรโซมลูกสาวสองคนจะเคลื่อนไปทางขั้วเซลล์