อินเตอร์เฟสคือช่วงเวลาของวัฏจักรของเซลล์ ความหมายและคุณลักษณะ ระยะของเฟส วัฏจักรของเซลล์ อินเตอร์เฟส อะมิโทซิส ไมโทซิสและไมโอซิส หลังจากระยะนี้มาถึงระยะระหว่างกัน

อินเตอร์เฟส อินเตอร์เฟส

(จากภาษาละตินระหว่าง - ระหว่างและกรีก phasis - ลักษณะ) ในการแบ่งเซลล์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรของเซลล์ระหว่างไมโทสที่ต่อเนื่องกันสองอัน ในเซลล์ที่สูญเสียความสามารถในการแบ่งตัว (เช่น เซลล์ประสาท) ระยะเวลาตั้งแต่ไมโทซิสครั้งสุดท้ายจนถึงการตายของเซลล์ I. ยังรวมถึงการออกจากเซลล์ชั่วคราว (สถานะพัก) ใน I. มีสารสังเคราะห์ กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเตรียมเซลล์สำหรับการแบ่งตัว และการสร้างความมั่นใจถึงความแตกต่างของเซลล์และประสิทธิภาพเฉพาะของเซลล์ การทำงานของเนื้อเยื่อ ตามกฎแล้วระยะเวลาของ I. สูงถึง 90% ของเวลาของวัฏจักรเซลล์ทั้งหมด คุณลักษณะเฉพาะของเซลล์ระหว่างเฟสคือสถานะของโครมาตินที่ถูกทำให้หมดไป (ยกเว้นโครโมโซมโพลีทีนของดิปเทอรันและพืชบางชนิดซึ่งคงอยู่ตลอดระยะเวลาทั้งหมด) (ดู MITOSIS) ที่ศิลปะ

.(ที่มา: “พจนานุกรมสารานุกรมชีวภาพ” หัวหน้าบรรณาธิการ M. S. Gilyarov; คณะกรรมการบรรณาธิการ: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin และคนอื่น ๆ - ฉบับที่ 2, แก้ไขแล้ว - M.: Sov. Encyclopedia, 1986.)

คำพ้องความหมาย:

ดูว่า "INTERPHASE" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

อินเตอร์เฟส... หนังสืออ้างอิงพจนานุกรมการสะกดคำ

- (จากภาษาละตินระหว่างระหว่างและเฟส) วงจรชีวิตเซลล์ระหว่างการแบ่งไมโทติคสองส่วนต่อเนื่องกัน (ดูไมโทซีส) ... ใหญ่ พจนานุกรมสารานุกรม

INTERPHASE คือช่วงเวลาหลังการแบ่งเซลล์ (MEIOSIS หรือ MITOSIS) ซึ่งเป็นช่วงที่นิวเคลียส "พัก" นิวเคลียสไม่แบ่งตัวและอยู่ในรูปแบบสุดท้ายในแต่ละเซลล์ลูกสาว... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

คำนาม จำนวนคำพ้องความหมาย: ระยะที่ 1 (45) พจนานุกรม ASIS ของคำพ้องความหมาย วี.เอ็น. ทริชิน. 2013… พจนานุกรมคำพ้องความหมาย

อินเตอร์เฟส- ระยะของวัฏจักรของเซลล์ระหว่างไมโทส 2 ไมโตสต่อเนื่องกัน ระยะพักของเซลล์ หรือระยะจากไมโทซิสครั้งสุดท้ายจนถึงการตายของเซลล์ ใน I. โครมาตินส่วนใหญ่จะหมดกำลังใจ (ตรงกันข้ามกับ interkinesis); ปกติ I. จะมีการแบ่งเซลล์เป็น 2 ระยะ... ... คู่มือนักแปลทางเทคนิค

อินเตอร์เฟส- * เฟส * เฟสพักหรือ r ระยะที่ 1 สถานะของเซลล์ในช่วงเวลาระหว่างการแบ่งตัวต่อเนื่องหรือไมโตส (ดู) ระยะพัก ในระยะนี้ กระบวนการเผาผลาญจะเกิดขึ้นโดยไม่มีเซลล์เม็ดเลือด สัญญาณของการแบ่งเซลล์ที่เห็นได้ชัดเจน 2. เวทีจาก... ... พันธุศาสตร์ พจนานุกรมสารานุกรม

- (จากภาษาละติน inter between และ Phase) ระยะของวงจรชีวิตของเซลล์ระหว่างการแบ่งไมโทติคสองส่วนต่อเนื่องกัน (ดูไมโทซีส) * * * INTERPHASE INTERPHASE (จากภาษาลาตินระหว่างระหว่างและเฟส (ดู PHASE)) ระยะของวงจรชีวิตของเซลล์ระหว่างสอง ... ... พจนานุกรมสารานุกรม

วัฏจักรของเซลล์(หรือวงจรไมโทติส) ลำดับเหตุการณ์ที่มีการประสานงานในทิศทางเดียวในระหว่างที่เซลล์ผ่านไปตามลำดับ ช่วงเวลาที่แตกต่างกันโดยไม่ข้ามหรือกลับไปสู่ขั้นตอนก่อนหน้า วัฏจักรของเซลล์สิ้นสุดลง... ... Wikipedia

- (lat. inter between + Phase) มิฉะนั้น ระยะ interkinez ของวงจรชีวิตของเซลล์ระหว่างการแบ่งไมโทซิสสองส่วนติดต่อกัน พจนานุกรมคำต่างประเทศใหม่ โดย EdwART, 2009. เฟส (te), s, g. - พจนานุกรมคำต่างประเทศในภาษารัสเซีย

อินเตอร์เฟส อินเตอร์เฟส. ระยะของวัฏจักรของเซลล์ระหว่างไมโทสสองครั้งติดต่อกัน ระยะพักของเซลล์ หรือระยะตั้งแต่ไมโทซิสสุดท้ายจนถึงการตายของเซลล์ ใน I. chromatin ส่วนใหญ่จะหมดกำลังใจ (ตรงกันข้ามกับ interkinesis ... ... อณูชีววิทยาและพันธุศาสตร์ พจนานุกรมอธิบาย

วัฏจักรของเซลล์

การเปลี่ยนแปลงเป็นประจำในลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์เมื่อเวลาผ่านไปจะประกอบขึ้นเป็นเนื้อหาของวงจรชีวิต (วัฏจักรของเซลล์) วัฏจักรของเซลล์คือระยะเวลาของการดำรงอยู่ของเซลล์ตั้งแต่ช่วงเวลาของการก่อตัวไปจนถึงการแบ่งเซลล์แม่จนกระทั่งการแบ่งตัวหรือการตายของเซลล์เอง

องค์ประกอบบังคับของวัฏจักรเซลล์คือวงจรไมโทติคซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่ซับซ้อนที่เชื่อมโยงถึงกันและกำหนดตามลำดับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในกระบวนการเตรียมเซลล์สำหรับการแบ่งตัวและระหว่างการแบ่งตัว วงจรไมโทติครวมถึงไมโทซิส เช่นเดียวกับช่วงพัก (G0) ระยะหลังไมโทติค (G1) ระยะระหว่างเฟสสังเคราะห์ (S) และพรีไมโทติค (G2)

ระยะระหว่างกัน (ช่วงเวลาและกระบวนการที่เกิดขึ้นที่นี่)

อินเตอร์เฟสคือช่วงเวลาระหว่างการแบ่งเซลล์สองเซลล์ ในระยะระหว่างเฟส นิวเคลียสจะมีขนาดกะทัดรัด ไม่มีโครงสร้างเด่นชัด และมองเห็นนิวคลีโอลีได้ชัดเจน ชุดของโครโมโซมระหว่างเฟสคือ โครมาติน- องค์ประกอบของโครมาตินประกอบด้วย: DNA, โปรตีนและ RNA ในอัตราส่วน 1: 1.3: 0.2 รวมถึงไอออนอนินทรีย์ โครงสร้างของโครมาตินนั้นแปรผันและขึ้นอยู่กับสถานะของเซลล์

ระยะเวลาพักเซลล์ ( ช 0)- ในช่วงที่อยู่เฉยๆ ยังไม่ทราบชะตากรรมของเซลล์ มันสามารถเริ่มเตรียมการแบ่งตัวหรือตายก็ได้

หลังเกิด ระยะเวลา ( ช 1 ) - เฟส G1 เป็นสถานะการทำงานหลักของเซลล์ ในสถานะนี้การถอดความและการแปลเกิดขึ้นปริมาตรและเนื้อหาภายในของเซลล์จะได้รับการฟื้นฟูพลาสติดและไมโตคอนเดรียจะถูกคูณ

ระยะเวลาสังเคราะห์ ( ส 1) นี่คือช่วงเวลาที่ DNA ในนิวเคลียสเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า การจำลองแบบดีเอ็นเอเริ่มต้นขึ้นในหลาย ๆ แห่ง แต่มีการกำหนดไว้อย่างเข้มงวด บางแห่งก่อนหน้านี้ บางแห่งในภายหลัง อย่างไรก็ตามเมื่อสิ้นสุดระยะ S โมเลกุล DNA แต่ละตัวจะเพิ่มเป็นสองเท่าโดยสมบูรณ์ ในระยะ S ฮิสโตนและโปรตีนโครมาตินอื่นๆ จะถูกสังเคราะห์อย่างแข็งขันในเซลล์

ในบรรดาโปรตีนโครมาตินนั้น มีส่วนที่เล็กมาก แต่มีความหลากหลายและสำคัญมาก นั่นคือตัวควบคุมยีนเฉพาะ (นี่คือตัวกดโปรตีนและตัวกระตุ้นที่เปิดและปิดยีน) มียีนนับหมื่น มีตัวควบคุมน้อยกว่า เนื่องจากแต่ละตัวเปิดหรือปิดยีนจำนวนมาก - ไม่เช่นนั้น เราก็จะมีตัวควบคุมของเราเองสำหรับแต่ละยีน และจะตกอยู่ในวงจรอุบาทว์ สิ่งสำคัญคือต้องเน้นว่าแต่ละเซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์มียีนทั้งหมดที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตนี้ แต่ในแต่ละเซลล์เฉพาะยีนเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้นที่ทำงาน ในขณะที่ส่วนที่เหลือจำเป็นในเซลล์ประเภทอื่นหรือในช่วงเวลาอื่นของ ชีวิต. ยีนจะถูกเปิดและปิดตามความจำเป็น แต่เมื่อเซลล์ประเภทใดประเภทหนึ่งแบ่งตัว สิ่งสำคัญคือโดยทั่วไปแล้วสถานะเปิดและปิดของลักษณะยีนของประเภทนั้นจะได้รับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ในระหว่างการจำลอง DNA จะเพิ่มเป็นสองเท่า และจำเป็นที่โปรตีนควบคุมไม่เพียงแต่จะถูกสังเคราะห์เพิ่มเติมในปริมาณเดียวกันกับที่เริ่มแรกเท่านั้น แต่ยังต้องอยู่ในที่เดิมด้วย สามารถทำได้โดยผ่าน ผลความร่วมมือซึ่งแสดงออกโดยโปรตีนควบคุม - การมีอยู่ของโมเลกุลโปรตีนควบคุมที่เกี่ยวข้องกับ DNA กระตุ้นให้เกิดการจับกันของโปรตีนชนิดเดียวกันในบริเวณใกล้เคียงกับบริเวณกฎข้อบังคับเดียวกันของ DNA ที่สังเคราะห์ใหม่ ปรากฏการณ์นี้มักถูกพูดถึงว่าเป็น การถ่ายทอดทางพันธุกรรมสถานะของยีน

และในเวลาเดียวกัน การจำลองแบบถือเป็นช่วงเวลาสำคัญอย่างยิ่ง เมื่อยีนจำนวนมากถูกปิดหรือเปิดในระหว่างการพัฒนาส่วนบุคคล ในช่วง G1 สารควบคุมใหม่สามารถสังเคราะห์ร่วมกับโปรตีนอื่นๆ ได้ และในช่วง S ก็สามารถแข่งขันกับโปรตีนเก่าสำหรับขอบเขตการควบคุม DNA ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ได้สำเร็จ หรือในทางกลับกัน หน่วยงานกำกับดูแลเก่าจะถูกสังเคราะห์น้อยเกินไป และผลที่ตามมาคือ ขอบเขตการกำกับดูแลที่สร้างขึ้นใหม่ของ DNA กลับกลายเป็นว่าไม่มีคนอยู่หรือถูกครอบครองโดยหน่วยงานกำกับดูแลซึ่งมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับพวกเขาน้อยกว่า นอกจากนี้ ตัวควบคุมโปรตีนแต่ละตัว ณ เวลาที่จำลองดีเอ็นเอจะถูกบังคับให้แข่งขันเพื่อแย่งชิงส่วนของ DNA ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ที่มีความเฉพาะเจาะจง โดยมีตัวยับยั้งการทำงานของยีนที่ไม่จำเพาะเจาะจง เช่น ลิงเกอร์ ฮิสโตน H1 (นี่คือฮิสโตนที่จับกับ DNA หลังจากฮิสโตนที่เหลือเกิดเม็ดบีดของนิวคลีโอโซม และจัดเรียงเป็นไฟบริลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 นาโนเมตร) ดังนั้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในการมีอยู่ของหน่วยงานกำกับดูแลในลำดับ DNA ของยีนบางชนิดในระหว่างการพัฒนาสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เซลล์จะได้รับคุณสมบัติใหม่

ในที่สุดก็มีโครงสร้างอื่นในเซลล์ที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในช่วง S นี่คือเซนโตรโซม ในช่วง G1 เซนโทรโซมจะมีลักษณะดังนี้:

รูปแบบอสัณฐาน ภายในมีเซนทริโอลสองตัวตั้งฉากกัน (แต่พืชไม่มีเซนทริโอล) เซนโตรโซมคือบริเวณที่เกิดองค์ประกอบของไซโตสเกเลทัล เช่น ไมโครทูบูล ในเฟสระหว่างเฟส ไมโรทูบูลจะเติบโตจากเซนโตรโซมไปจนถึงขอบของเซลล์ทั้งหมด บางส่วนไม่เสถียรและแยกชิ้นส่วนอย่างรวดเร็วเป็นโมเลกุลของ tubulin แต่ละอัน เมื่อสิ้นสุดช่วง G1 เซนทริโอลจะมีค่าต่างกันหลายไมครอน และในยุค S นั้น เซนทริโอลตัวที่สองจะถูกสร้างขึ้นถัดจากแต่ละเซนทริโอล และเซนโทรโซมนั้นจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

ระยะก่อนเกิด ( ช 2) - การเตรียมการสำหรับการแบ่ง. ในขั้นตอนนี้จะมีการผลิตโปรตีนบางชนิด ในเวลานี้ การก่อตัวของเซนโตรโซมสองตัวเสร็จสมบูรณ์ และระบบของไมโครทูบูลระหว่างเฟสเริ่มพังทลายลง และปล่อยทูบูลินออกมา ซึ่งมีไมโครทูบูลประกอบอยู่ ในเวลานี้โครโมโซมเริ่มที่จะควบแน่นมากขึ้น เซลล์ก็พร้อมที่จะแบ่งตัว

ค จริงๆ แล้ว ไมโทซิส

ไมโทซีสเป็นวิธีการหนึ่งของการแบ่งตัวของนิวเคลียสที่นำไปสู่การรวมตัวของทั้งสอง เซลล์ลูกสาวค่ะซึ่งแต่ละอันมีโครโมโซมชุดเดียวกันกับในเซลล์ต้นกำเนิดทุกประการ ไมโทซิสเองก็แบ่งออกเป็นหลายขั้นตอนเช่นกัน การแบ่งเซลล์เกิดขึ้นเมื่อมีปัจจัยกระตุ้นการแบ่งเซลล์แบบพิเศษปรากฏขึ้นในเซลล์ ซึ่งไม่สามารถเกิดขึ้นได้จนกว่าการจำลองดีเอ็นเอและกระบวนการเตรียมการอื่นๆ จะเสร็จสิ้นในเซลล์ ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยนี้จะกระตุ้นให้เกิดฟอสโฟรีเลชั่นของโปรตีนหลายชนิด ในสถานะฟอสโฟรีเลชั่นพวกมันจะเริ่มทำงานอย่างแข็งขัน โปรตีนฟอสโฟรีเลชั่นที่มีความเข้มข้นมากที่สุดชนิดหนึ่ง (มากถึง 6 กลุ่มฟอสเฟตต่อโมเลกุล) คือฮิสโตน H1 ในเวลาเดียวกัน มันก็สูญเสียความสัมพันธ์กับ DNA (เนื่องจากประจุบวกของมันได้รับการชดเชยบางส่วนโดยกลุ่มฟอสเฟตที่มีประจุลบ) และโปรตีนอื่น ๆ ที่เฉพาะเจาะจงสำหรับไมโทซีสจะจับกับมัน ซึ่งนำไปสู่การบรรจุโครโมโซมที่หนาแน่นกว่าในเฟสระหว่างกัน โปรตีนอีกชนิดหนึ่งที่มีฟอสโฟรีเลชั่นอยู่ในน้ำตกเดียวกันที่กระตุ้นให้เกิดไมโทซีสก็คือโคเฮซิน ในสถานะที่ไม่มีฟอสโฟรีเลชั่น มันจะรวมโครมาทิดน้องสาวสองตัวเข้าด้วยกันซึ่งเกิดขึ้นจากการจำลองดีเอ็นเอในเฟส S ทำให้เกิดวงแหวนชนิดหนึ่งรอบคู่โครมาทิด การเกิดฟอสโฟรีเลชั่นของโคเฮซินที่จุดเริ่มต้นของไมโอซิสนำไปสู่การเปิดของวงแหวนและการแยกโครมาทิดน้องสาว ยกเว้นเซนโทรเมียร์ มีกลไกที่ทำให้เกิดฟอสโฟรีเลท cohesin อีกครั้งในภูมิภาคนี้ ดังนั้นจึงเป็นที่นี่ที่น้องสาวโครมาทิดยังคงเชื่อมต่อถึงกัน

ระยะแรกของไมโทซีสคือ คำทำนาย- สิ่งสำคัญที่เกิดขึ้นในการทำนายคือบรรจุภัณฑ์เพิ่มเติม ( การควบแน่น) โครโมโซม จนถึงขนาดที่พวกเขาเริ่มดูเหมือนเส้นด้ายพันกันซึ่งมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

ในระหว่างการพยากรณ์ เหตุการณ์สำคัญก็เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมเช่นกัน ไมโครทูบูลที่อยู่ในเซลล์จะถูกดีโพลีเมอร์ไลซ์ ในกรณีนี้ เซลล์มักจะสูญเสียรูปร่างเฉพาะและกลายเป็นทรงกลม รอบเซนโทรโซมสิ่งที่เรียกว่า ดาว- ระบบของไมโครทูบูลที่แยกออกไปในแนวรัศมีซึ่งค่อยๆ ยาวขึ้น ในระหว่างไมโทซิส ไมโครทูบูลจะเริ่มต่ออายุตัวเองเร็วกว่าในระยะเฟสถึง 20 เท่า และไมโครทูบูลยาวจำนวนเล็กน้อยจะถูกแทนที่ด้วยไมโครทูบูลขนาดสั้นจำนวนมาก การประกอบและการแยกชิ้นส่วนไมโครทูบูลอย่างเข้มข้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการก้าวหน้าของไมโทซีสอย่างเหมาะสม

เมื่อไมโครทูบูลของดาวฤกษ์สองดวงมาบรรจบกัน เซนโตรโซมจะเริ่มแยกตัวไปยังปลายเซลล์ที่แตกต่างกันและกลายเป็นขั้วของมัน และไมโครทูบูลเองก็ก่อตัวขึ้นเอง แกนหมุน- ความจริงก็คือไมโครทูบูลจำนวนมากที่เล็ดลอดออกมาจากขั้วที่แตกต่างกันเข้าหากันนั้นเชื่อมต่อกันด้วยโปรตีนบางชนิดที่ทำให้พวกมันคงตัวและป้องกันไม่ให้พวกมันถูกสลายเป็นโพลีเมอร์

แล้วมา ระยะโพรเมตาซึ่งมีการทำเครื่องหมายไว้ เหตุการณ์ที่สำคัญที่สุด– เยื่อหุ้มนิวเคลียสจัดเรียงตัวเป็นถุงและนิวเคลียสหายไปเป็นโครงสร้าง สิ่งนี้ทำให้เกิดการสลายโพลีเมอร์ ลามิเนตโครงกระดูกนิวเคลียร์ประกอบด้วยเส้นใยของโปรตีนบางชนิดที่อยู่ใต้เยื่อหุ้มนิวเคลียส กระบวนการนี้ยังเกี่ยวข้องกับฟอสโฟรีเลชั่นของโปรตีนเหล่านี้ เนื้อหาของนิวเคลียสจะรวมกับไซโตพลาสซึม สิ่งนี้จะฟื้นฟูสถานะคล้ายโปรคาริโอตโดยที่ DNA อยู่ในช่องเดียวกับไรโบโซม ในระหว่างการแบ่งตัว นิวเคลียสจะหายไป สิ่งนี้บ่งชี้ชัดเจนว่านิวเคลียสเป็นโครงสร้างการทำงานชั่วคราวที่ออกแบบมาเพื่อแยกการถอดรหัสและการแปล อย่างน้อยก็แลกกับต้นทุนพลังงานจำนวนมากสำหรับการขนส่งนิวเคลียร์ และเพื่อกำจัดนิวเคลียสออกไปในระหว่างการแบ่งเซลล์ทุกครั้งและฟื้นฟูตามหลังเขา

ในระยะโพรเมตา โครโมโซมจะควบแน่นอย่างสมบูรณ์และอยู่ในรูปของการก่อตัวที่จับคู่กันซึ่งมีลักษณะคล้ายแท่งคู่หรือหนอน โดยแต่ละคู่จะเชื่อมต่อกันในบริเวณที่เกิดการหดตัว ซึ่งเรียกว่า โครโมโซมเมตาเฟส .

(เทโลเมียร์- นี่คือจุดสิ้นสุดของโครโมโซมที่มีลำดับนิวคลีโอไทด์จำเพาะ. การหดตัวรองสอดคล้องกับนิวเคลียส - นี่คือตำแหน่งที่ตั้งของยีน rRNA - มันไม่ได้ควบแน่นในระดับเดียวกับโครโมโซมที่เหลือ ดาวเทียม- นี่คือส่วนของโครโมโซม "ปกติ" ที่อยู่ด้านหลังการตีบครั้งที่สอง การหดตัวขั้นทุติยภูมิและด้วยเหตุนี้ จึงไม่มีดาวเทียมอยู่บนโครโมโซมทั้งหมด ดังนั้นจึงช่วยในการระบุโครโมโซมเหล่านั้น)

โครโมโซมเมตาเฟสคือโครโมโซมที่อยู่ในสถานะไม่ทำงาน ซึ่งบรรจุไว้สำหรับการแบ่งตัว ในสถานะการทำงานของมัน ซึ่งก็คือ ในระยะระหว่างเฟส โครโมโซมจะเป็นเยลลี่ที่ถูกสร้างขึ้นรอบๆ โมเลกุล DNA ที่เป็นเส้นตรง และคุณไม่สามารถมองเห็นมันได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์

โครโมโซมเมตาเฟสเป็นสองเท่า ส่วนประกอบขยายทั้งสองของมันสอดคล้องกับโมเลกุล DNA เชิงเส้นสองตัวที่เกิดขึ้นระหว่างการจำลองแบบ พวกเขาถูกเรียกว่า ซิสเตอร์โครมาทิด .

รอยต่อของโครมาทิดเรียกว่า เซนโทรเมียร์- มันเพิ่มขึ้นช้ากว่าส่วนอื่นๆ ของ DNA ถึงสองเท่า แต่ในเมตาเฟสโครโมโซม เซนโทรเมียร์ก็เหมือนกับโครโมโซมทั้งหมด ประกอบด้วยโครมาทิด 2 โครมาทิด เฉพาะในที่นี้เท่านั้นที่เชื่อมต่อกันด้วยโปรตีนบางชนิด ตำแหน่งของเซนโทรเมียร์บนโมเลกุลดีเอ็นเอ (โครโมโซม) จะถูกกำหนดโดยโครงสร้างหลักเฉพาะ เช่นเดียวกับสิ่งอื่นๆ ที่อยู่บนนั้น เซนโทรเมียร์ประกอบด้วยลำดับบางอย่างที่ทำซ้ำหลายครั้งตั้งแต่หัวจรดท้าย นี้ ตีคู่ซ้ำ- บนโครโมโซมมีหลายชนิด ต่างกัน บางชนิดมีความสามารถในการทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของการจัดระเบียบของเซนโทรเมียร์ และโครงสร้างของการเกิดซ้ำของเซนโทรเมียร์อาจแตกต่างกันไป ประเภทต่างๆและแม้กระทั่งบนโครโมโซมต่างชนิดกันของสปีชีส์เดียวกัน

ในระยะโพรเมตาจะเกิดสิ่งต่อไปนี้ ที่เซนโทรเมียร์ของแต่ละโครมาทิด จะเกิดโครงสร้างบางอย่างขึ้น เรียกว่า ไคเนโตชอร์(ดูภาพด้านล่าง) ประกอบด้วยโปรตีนบางชนิดอย่างที่คุณคงเดาได้ เราเน้นย้ำว่าโครโมโซมแต่ละตัวมีไคเนโตชอร์สองตัว หนึ่งอันสำหรับแต่ละโครมาทิดของมัน ไคเนโตชอร์แต่ละอันเชื่อมโยงกับปลายไมโครทูบูลที่กำลังเติบโตซึ่งยื่นออกมาจากขั้วของเซลล์ microtubules หลายโหลติดอยู่กับไคเนโตคอร์แต่ละอัน (แต่ในยีสต์มีเพียงอันเดียว)

ในกรณีนี้ ไคเนโตชอร์ของโครมาทิดต่าง ๆ ของโครโมโซมเดียวกันจะสื่อสารกับไมโครทูบูลที่ยื่นออกมาจากขั้วต่างกัน ในระยะโพรเมตาเฟส ตามกฎแล้วโครโมโซมจะเคลื่อนที่ไปทั่วไซโตพลาสซึม ในตอนแรก ไคเนโตชอร์ทั้งสองสามารถติดต่อกับไมโครทูบูลของขั้วหนึ่งได้ แต่ในไม่ช้าก็มีการปรับโครงสร้างการสัมผัสของไคเนโตชอร์กับไมโครทูบูลใหม่เกิดขึ้น ดังนั้นเซนโทรเมียร์ของโครมาทิดหนึ่งจึงสัมพันธ์กับไมโครทูบูลที่มาจากขั้วเดียวของสปินเดิล

ในระยะโพรเมตา ไมโครทูบูลจะเติบโตอย่างแข็งขันและแม่นยำจากส่วนปลายที่ติดอยู่กับไคเนโตชอร์ ในเมตาเฟส การเติบโตนี้จะได้รับการชดเชยด้วยดีพอลิเมอไรเซชันของปลายไมโครทูบูลที่เซนโตรโซม เพื่อให้โมเลกุลของทูบูลินค่อยๆ เคลื่อนจากปลายไปยังขั้ว และไมโครทูบูลยังคงตึงและรักษาความยาวคงที่

การสัมผัสกันระหว่างไคเนโตชอร์และไมโครทูบูลนั้นไม่เหมือนใคร ประการแรก มันทำให้ไมโครทูบูลมีความเสถียร ดังนั้นไมโครทูบูลที่เกี่ยวข้องกับโครโมโซมจะไม่ถูกดีพอลิเมอไรเซชันทั้งหมดที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ในช่วงสิ้นสุดของไมโทซีส ปลายของท่อที่ติดอยู่กับไคเนโตคอร์จะเริ่มแยกชิ้นส่วนออกอย่างแข็งขัน และในเวลาเดียวกัน ส่วนปลายแบบแอคทีฟเดียวกันซึ่งเติบโตหรือยุบตัว ยังคงเชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับไคเนโตคอร์ ซึ่งดูเหมือนจะยึดไมโครทูบูลจากด้านข้างไว้ แต่ใกล้จะถึงจุดสิ้นสุดอย่างแน่นอน ซึ่งเป็นตัวแทนของบางอย่างที่เหมือนกับคอเลื่อน

ในระยะโพรเมตา โครโมโซมซึ่งขับเคลื่อนโดยไมโครทูบูลจะทำการเต้นรำที่ซับซ้อน แต่เมื่อเริ่มเข้าสู่ระยะต่อไป - เมตาเฟส- โครโมโซมทั้งหมดอยู่ในนั้น ระนาบเส้นศูนย์สูตร(ระนาบที่อยู่ระหว่างเซนโตรโซมและตั้งฉากกับแกนหมุนอย่างเคร่งครัด) สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าดังที่การทดลองแสดงให้เห็นในขั้นตอนนี้ microtubules แม้จะมีการแลกเปลี่ยน tubulin ที่ปลายที่ติดกับไคเนโตชอร์อย่างแข็งขัน แต่ก็ดึงโครโมโซมเข้าหาตัวเอง ยิ่งไปกว่านั้น แรงโน้มถ่วงยังแปรผันตามความยาวของไมโครทูบูล กล่าวคือ พวกมันทำหน้าที่เหมือนสปริง แรงเหล่านี้จะเท่ากันเมื่อไมโครทูบูลที่มาจากขั้วต่างกันมีความยาวเท่ากัน

ในเมตาเฟส กระบวนการทั้งหมดในเซลล์ดูเหมือนจะหยุดนิ่ง โครโมโซมที่เรียงตัวกันในเพลตเมตาเฟสจะทำเพียงการเคลื่อนไหวแบบสั่นเท่านั้น เห็นได้ชัดว่าทำเพื่อรอโครโมโซมที่อาจล้าหลังด้วยเหตุผลหลายประการ และรับประกันว่าโครโมโซมจะเริ่มทำงานพร้อมกัน

ขั้นต่อไป – แอนาเฟส- เกิดขึ้นพร้อมกับการแยกเซนโทรเมียร์ของโครมาทิดสองตัวออกจากกันอย่างฉับพลันและพร้อมกัน สิ่งนี้เกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อความเข้มข้นของแคลเซียมไอออนในเซลล์ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วถึงสิบเท่า พวกมันถูกปล่อยออกมาจากถุงเมมเบรนที่อยู่รอบศูนย์กลางเซลล์ ความเข้มข้นเพิ่มขึ้นแคลเซียมกระตุ้นเอนไซม์บางตัวที่จะตัดวงแหวนโคเฮซินที่ยังคงอยู่ในเซนโทรเมียร์และเชื่อมต่อโครมาทิดน้องสาวเข้าด้วยกัน ในที่สุดพวกมันก็แยกออกจากกันที่นี่ ด้วยแรงดึงดูดของไมโครทูบูลผ่านไคเนโตชอร์ โครโมโซมจึงเริ่มแยกออกไปยังขั้วของเซลล์ทันที - โครมาทิดน้องสาวทั้งสองแต่ละตัวไปยังขั้วของมันเอง

การเคลื่อนไหวของโครโมโซมในแอนาเฟสเกิดขึ้นเนื่องจากสองกระบวนการ หลากหลายชนิด- ประการแรก การเกิดดีพอลิเมอไรเซชันของไมโครทูบูลที่เกี่ยวข้องกับไคเนโตชอร์เริ่มต้นขึ้น ซึ่งเกิดจากการที่ความตึงเครียดของไมโครทูบูลหายไป ซึ่งทำให้ปลายไมโครทูบูลคงที่

อย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่าอะไรที่ทำให้ไคเนโตชอร์เคลื่อนที่ได้อย่างแน่นอน - ความสัมพันธ์กับส่วนปลายของไมโครทูบูลโพลีเมอร์ เพื่อที่จะถูกบังคับให้เคลื่อนที่ในขณะที่มันถูกแยกชิ้นส่วน หรือตัวมันเอง "กิน" ไมโครทูบูลอย่างแข็งขัน - เคลื่อนที่ไปตามมัน และส่งเสริมการเกิดโพลิเมอไรเซชัน นอกจากนี้ยังมีมุมมองว่า microtubule เป็นเพียงราง แต่ไม่ใช่มอเตอร์และโครโมโซมเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของโปรตีนบางชนิดที่ไม่เกี่ยวข้องกับ microtubule (อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่แอคตินและไมโอซิน) มีแม้กระทั่งแบบจำลองที่โครโมโซมเคลื่อนที่บนคลื่นของการทำให้เป็นของเหลวของไซโตพลาสซึมในท้องถิ่น ซึ่งสัมพันธ์กับการเกิดพอลิเมอไรเซชันและดีพอลิเมอไรเซชันของโปรตีนบางชนิดอีกครั้ง นอกจากนี้ ในแอนาเฟส ดีพอลิเมอไรเซชันของไมโครทูบูลที่ขั้วจะดำเนินต่อไปและยังเร่งความเร็วอีกด้วย ซึ่งมีส่วนทำให้ไมโครทูบูลสั้นลงอย่างรวดเร็ว

ประการที่สอง เซนโตรโซมจะแยกออกจากกันในระหว่างระยะแอนาเฟส ซึ่งบางครั้งก็ค่อนข้างมีนัยสำคัญมาก สิ่งนี้เกิดขึ้นอีกครั้งผ่านหลายกระบวนการ ไมโครทิวบูลที่มาจากขั้วต่างกันและไม่ได้ยึดติดกับไคเนโตชอร์ แต่อยู่ติดกัน จะไม่ทำให้เมตาเฟสสั้นลง แต่ในทางกลับกัน จะเติบโตและยาวขึ้น เห็นได้ชัดว่าพวกเขาสามารถขับไล่ซึ่งกันและกันภายใต้อิทธิพลของโปรตีนพิเศษบางชนิดซึ่งคล้ายกับโปรตีนที่เคลื่อนย้ายแฟลเจลลาซึ่งสร้างขึ้นบนพื้นฐานของไมโครทูบูล ในที่สุด ไมโครทูบูลของดาวฤกษ์ซึ่งยื่นออกมาจากเซนโตรโซมในทิศทางที่ต่างกันและสัมพันธ์กับโครงร่างโครงกระดูกของบริเวณเยื่อหุ้มสมองใกล้กับเซนโตรโซม จะทำให้ความยาวสั้นลง โดยดึงเซนโทรโซมเข้าหาตัวเอง โดยใช้กลไกเดียวกันกับที่ดึงดูดโครโมโซม

ในขั้นตอนต่อไป - เทโลเฟส– ใกล้กับโครโมโซมที่รวมตัวกันรอบๆ เซนโตรโซมแต่ละอัน เปลือกนิวเคลียร์ใหม่จะเริ่มก่อตัวขึ้น เมมเบรนสองชั้นเกิดใหม่จากถุง โปรตีนลามินานิวเคลียร์ถูกลดระดับฟอสฟอรัสและสร้างโครงกระดูกนี้ขึ้นมาอีกครั้ง รูพรุนนิวเคลียร์จะถูกประกอบขึ้นใหม่จากส่วนที่เป็นส่วนประกอบ

ดังนั้นสาระสำคัญของระยะไมโทซิสที่เราพิจารณาคือการเพิ่มนิวเคลียสเป็นสองเท่า การเพิ่มขึ้นสองเท่านี้เริ่มต้นด้วยการเพิ่มโครโมโซมเป็นสองเท่าที่ซ่อนอยู่จากการมองเห็นในระยะระหว่างเฟส และดำเนินต่อไปผ่านการทำลายตัวเองในฐานะโครงสร้างระหว่างไมโทซีส เมื่อนิวเคลียสเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจำเป็นต้องแบ่งไซโตพลาสซึม - เพื่อดำเนินการ ไซโตไคเนซิส .

ในสัตว์ การแยกจากกันเกิดขึ้นเนื่องจากการหดตัวระหว่างเซลล์สองเซลล์ ขั้นแรกมีร่องปรากฏขึ้นบนพื้นผิวของเซลล์และสิ่งที่เรียกว่า แหวนหดตัว- มันถูกสร้างขึ้นจากเส้นใยแอกตินของเยื่อหุ้มสมอง (ส่วนประกอบของโครงกระดูกโครงร่างที่อยู่ใต้เยื่อหุ้มเซลล์) แหวนมันหดตัวจริงๆ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการทำงานร่วมกันของไมโครฟิลาเมนต์แอกตินกับไมโอซิน โปรตีนทั้งสองชนิดเดียวกันนี้เกี่ยวข้องกับการหดตัวของกล้ามเนื้อ

ตำแหน่งของร่องหลักและวงแหวนหดตัวจะถูกกำหนดโดยตำแหน่งของสปินเดิล เมื่อวงแหวนหดตัว เซลล์จะถูกแบ่งด้วยการรัดออกเป็นสองส่วน ซึ่งในที่สุดจะแยกออกจากกัน นอกจากนี้ ยังเหลือชิ้นส่วนเล็กๆ ที่เหลือไว้เบื้องหลัง ซึ่งเป็นชิ้นส่วนของไมโครทูบูลสปินเดิลที่อยู่ตรงข้ามกันที่เชื่อมต่อถึงกัน ซึ่งแต่เดิมอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตร

เซลล์ไม่ได้เกิดขึ้นเอง แต่จะเกิดขึ้นเมื่อเซลล์อื่นแบ่งตัวเท่านั้น

วัฏจักรของเซลล์คือชุดของกระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์ระหว่างการเตรียมการแบ่งตัวและระหว่างการแบ่งตัวเอง ซึ่งส่งผลให้เซลล์แม่ถูกแบ่งออกเป็นเซลล์ลูกสองเซลล์ วัฏจักรมีสองขั้นตอน: การสังเคราะห์อัตโนมัติหรือเฟสระหว่าง (การเตรียมเซลล์สำหรับการแบ่ง) รวมถึงช่วงก่อนสังเคราะห์ (G:, ช่องว่างภาษาอังกฤษ - ช่องว่าง), ช่วงเวลาสังเคราะห์ (S) และหลังการสังเคราะห์ (G2) และการแบ่งเซลล์ - ไมโทซีส

เฟสคือลำดับของเหตุการณ์ที่เตรียมพร้อมสำหรับไมโทซีส - สิ่งที่สำคัญมากในเฟสระหว่างเฟสคือการสังเคราะห์ DNA ของเทมเพลตและการทำสำเนาโครโมโซม - เฟส S ช่วงเวลาระหว่างการแบ่งและการเริ่มต้นของระยะ S เรียกว่าระยะ Gt (ระยะหลังไมโทติคหรือระยะสังเคราะห์ล่วงหน้า) และระหว่างระยะ S และระยะไมโทซีส - ระยะ G2 (ระยะหลังการสังเคราะห์หรือระยะพรีไมโทติค) ในระหว่างระยะ G: เซลล์เป็นแบบดิพลอยด์ ในระหว่างระยะ S พลอยดีจะเพิ่มขึ้นเป็นสี่เซลล์ ในระยะ G2 เซลล์จะเป็นเตตระพลอยด์ ในเฟสระหว่างเฟส มวลของเซลล์และส่วนประกอบทั้งหมดจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และเซนทริโอลก็เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเช่นกัน

ในระหว่างระยะก่อนการสังเคราะห์ กระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพในเซลล์จะเข้มข้นขึ้นแล้ว และการเตรียมการสำหรับการเพิ่ม DNA สองเท่าจะเกิดขึ้น ในกรณีนี้ ออร์แกเนลล์ส่วนใหญ่พัฒนาขึ้นซึ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์เอนไซม์ ซึ่งในทางกลับกัน จะทำให้ DNA เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า (โดยหลักคือไรโบโซม) จำนวนดาวเทียมเพิ่มขึ้นบนเซนทริโอลแม่ของศูนย์เซลล์ ระยะ G: กินเวลาตั้งแต่หลายชั่วโมงจนถึงหนึ่งวันหรือมากกว่านั้น

การจำลองแบบ (Latin Replicatio - Repetition) เป็นกระบวนการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมที่จัดเก็บไว้ใน DNA ของผู้ปกครองโดยการทำซ้ำอย่างแม่นยำในเซลล์ลูก ในกรณีนี้ DNA ต้นกำเนิดแต่ละเส้นจะเป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์สายลูกสาว (การสังเคราะห์ DNA แม่แบบ)

การจำลองแบบจะขึ้นอยู่กับการจับคู่ฐานเสริม ในขั้นแรก ณ จุดหนึ่งใน DNA เส้นทั้งสองจะแยกออกจากกัน ก่อให้เกิด "ทางแยก" การจำลองแบบไม่สมมาตร เอนไซม์ DNA polymerase เร่งปฏิกิริยาการเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันของนิวคลีโอไทด์ในทิศทาง 5" ® 3" เท่านั้น ขอให้เราระลึกว่า DNA ทั้งสองเส้นนั้นขนานกัน ดังนั้นการสังเคราะห์ของหนึ่งในสายลูกสาวจะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง (สายนำ) และอีกสายหนึ่ง (สายที่ล้าหลัง) - ในรูปแบบของชิ้นส่วนแยกกันที่มีนิวคลีโอไทด์ 10 - 200 (ชิ้นส่วนโอคาซากิ) ต่อจากนั้นชิ้นส่วนเหล่านี้จะรวมกันภายใต้การกระทำของเอนไซม์ DNA ligase

การจำลองเริ่มต้นจากตรงกลางของแต่ละแขน จากขอบเขตที่เรียกว่าไซต์เริ่มต้นการจำลอง แพร่กระจายไปยังเทโลเมียร์ การจำลองแบบไปถึงและหยุดลง เมื่อเคลื่อนไปทางตรงกลางโครโมโซม การจำลองจะไปถึงเซนโทรเมียร์และหยุดด้วย แต่บริเวณเซนโทรเมอร์จะไม่เพิ่มเป็นสองเท่า ด้วยเหตุนี้ โครโมโซมแต่ละอันจึงมี DNA สองเส้น แต่ละสายที่มีโปรตีนล้อมรอบจะก่อให้เกิดโครมาทิดน้องสาว ระยะ S ใช้เวลาประมาณ 8-12 ชั่วโมง

ในแต่ละโครโมโซมในช่วงระยะเวลา S จะมีการสร้างกลุ่มของการจำลองแบบ "ทางแยก" (20 - 80) ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกันบนโครโมโซมทั้งหมด

ในกรณีนี้ "ส้อม" จะถูกจัดเรียงเป็นคู่ซึ่งเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามจนกระทั่งมาพบกับ "ส้อม" ที่อยู่ติดกันเพื่อให้เกิดเกลียวลูกสาวสองตัว จากการจำลองแบบ แต่ละโมเลกุล DNA ลูกสาวทั้งสองประกอบด้วยสายเก่าหนึ่งเส้นและสายใหม่หนึ่งเส้น

ในไซโตพลาสซึม ในระหว่างระยะ S ไม่เพียงแต่สายโซ่ DNA จะเพิ่มเป็นสองเท่าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแต่ละเซนทริโอลของศูนย์กลางเซลล์ด้วย

ในช่วงพรีไมโทติค G2 การสังเคราะห์ที่จำเป็นเพื่อสนับสนุนกระบวนการแบ่งตัวโดยตรงจะเกิดขึ้น ปริมาณ DNA และเซนทริโอลในเซลล์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าแล้ว เฟส G2 ใช้เวลานานถึง 6 ชั่วโมง เรียกว่าช่วงเวลาระหว่างการแบ่งเซลล์.

อินเตอร์เฟส นักเซลล์วิทยาบางคนแยกแยะเฟสระหว่างเฟสได้สองประเภท:เฮเทอโรสังเคราะห์ และ

สังเคราะห์อัตโนมัติ

ในระหว่างเฟสเฮเทอโรสังเคราะห์ เซลล์จะทำงานให้กับร่างกาย โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญของอวัยวะหรือเนื้อเยื่อเฉพาะ ในระหว่างเฟสการสังเคราะห์อัตโนมัติ เซลล์จะเตรียมพร้อมสำหรับไมโทซิสหรือไมโอซิส ในเฟสนี้ มีช่วงเวลาสามช่วงที่แตกต่างกัน: presynthetic - G 1, Synthetic - S และหลังสังเคราะห์ - G 2

ในช่วง G 2 การสังเคราะห์ RNA และโปรตีนยังคงดำเนินต่อไป (เช่น tubulin เพื่อสร้าง microtubules ของสปินเดิล) ATP สะสมเพื่อให้พลังงานสำหรับการแบ่งเซลล์ในภายหลัง ระยะนี้กินเวลา 2-4 ชั่วโมง

นอกจากเฟสระหว่างเฟสแล้ว เพื่อระบุลักษณะการจัดระเบียบชั่วคราวของเซลล์ แนวคิดต่างๆ เช่น วงจรชีวิตของเซลล์ วัฏจักรของเซลล์ และวงจรไมโทติส ก็มีความโดดเด่น ภายใต้ วงจรชีวิตเซลล์เข้าใจอายุขัยของเซลล์ตั้งแต่ช่วงเวลาที่กำเนิดหลังจากการแบ่งเซลล์แม่จนกระทั่งสิ้นสุดการแบ่งตัวของมันเองหรือจนกว่าจะตาย

วัฏจักรของเซลล์ –นี่คือชุดของกระบวนการที่เกิดขึ้นในเฟสการสังเคราะห์อัตโนมัติและไมโทซิสเอง

11. ไมโทซีส สาระสำคัญ ขั้นตอน ความสำคัญทางชีวภาพ- อะมิโทซิส

ไมโทซิส

ไมโทซีส(จากภาษากรีก mitos - ด้าย) หรือ karyokinesis (กรีก karyon - core, kinesis - การเคลื่อนไหว) หรือไม่ การแบ่งตรง- นี่เป็นกระบวนการที่โครโมโซมควบแน่นเกิดขึ้นและโครโมโซมลูกสาวมีการกระจายเท่าๆ กันระหว่างเซลล์ลูกสาว ไมโทซิสประกอบด้วยห้าระยะ: การพยากรณ์, โพรเมตาเฟส, เมตาเฟส, แอนาเฟส และเทโลเฟส ใน คำทำนายโครโมโซมควบแน่น (บิด) มองเห็นได้และเรียงตัวกันเป็นลูกบอล เซนทริโอลแบ่งออกเป็นสองส่วนและเริ่มเคลื่อนที่ไปทางขั้วเซลล์ ระหว่างเซนทริโอลจะมีเส้นใยที่ประกอบด้วยโปรตีนทูบูลินปรากฏขึ้น การก่อตัวของไมโทติสสปินเดิลเกิดขึ้น ใน ระยะโพรเมตาเยื่อหุ้มนิวเคลียสสลายตัวเป็นชิ้นเล็ก ๆ และโครโมโซมที่แช่อยู่ในไซโตพลาสซึมเริ่มเคลื่อนที่ไปทางเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ ในเมตาเฟสโครโมโซมจะถูกติดตั้งที่เส้นศูนย์สูตรของแกนหมุนและถูกบีบอัดให้แน่นที่สุด โครโมโซมแต่ละโครโมโซมประกอบด้วยโครมาทิด 2 โครมาทิดที่เชื่อมต่อถึงกันด้วยเซนโทรเมียร์ และปลายโครโมโซมจะแยกออกจากกัน และโครโมโซมจะรับ รูปตัว X. ในแอนาเฟสโครโมโซมลูกสาว (อดีตพี่สาวโครมาทิด) ย้ายไปที่ขั้วตรงข้าม สมมติฐานที่ว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากการหดตัวของเส้นใยของสปินเดิลยังไม่ได้รับการยืนยัน

รูปที่ 28- ลักษณะของไมโทซิสและไมโอซิส

นักวิจัยหลายคนสนับสนุนสมมติฐานของเส้นใยแบบเลื่อน ซึ่งไมโครทูบูลของสปินเดิลที่อยู่ติดกันซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันและโปรตีนที่หดตัว จะดึงโครโมโซมเข้าหาขั้ว ในเทโลเฟสโครโมโซมลูกสาวไปถึงขั้ว, สิ้นหวัง, เปลือกนิวเคลียร์ถูกสร้างขึ้น, และโครงสร้างเฟสของนิวเคลียสกลับคืนมา จากนั้นก็มาถึงการแบ่งส่วนของไซโตพลาสซึม - ไซโตไคเนซิส ในเซลล์สัตว์ กระบวนการนี้แสดงออกในการหดตัวของไซโตพลาสซึมเนื่องจากการหดตัวของพลาสมาเลมมาระหว่างนิวเคลียสของลูกสาวสองคน และใน เซลล์พืชถุง EPS ขนาดเล็กจะหลอมรวมกันเพื่อสร้างเยื่อหุ้มเซลล์จากภายในไซโตพลาสซึม ผนังเซลล์เซลลูโลสเกิดขึ้นเนื่องจากการหลั่งที่สะสมอยู่ในไดกโตโซม

ระยะเวลาของแต่ละระยะของไมโทซีสจะแตกต่างกัน ตั้งแต่หลายนาทีไปจนถึงหลายร้อยชั่วโมง ซึ่งขึ้นอยู่กับปัจจัยทั้งภายนอกและภายใน และประเภทของเนื้อเยื่อ

การละเมิดไซโตโตมีนำไปสู่การก่อตัวของเซลล์หลายนิวเคลียส หากการสืบพันธุ์ของเซนทริโอลถูกรบกวน อาจเกิดไมโตสหลายขั้วได้

อะมิโทซิส

นี่คือการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์โดยตรง ซึ่งคงโครงสร้างระหว่างเฟสไว้ ในกรณีนี้ ตรวจไม่พบโครโมโซม การสร้างแกนหมุนและการกระจายที่สม่ำเสมอจะไม่เกิดขึ้น แกนกลางถูกแบ่งโดยการรัดออกเป็นส่วนที่ค่อนข้างเท่ากัน พลาสซึมของไซโตพลาสซึมสามารถแบ่งตัวได้ด้วยการหดตัว จากนั้นจึงเกิดเซลล์ลูกสาว 2 เซลล์ แต่ไม่สามารถแบ่งตัวได้ และเกิดเซลล์ทวินิวคลีเอตหรือเซลล์หลายนิวเคลียสขึ้นมา

รูปที่ 29.อะมิโทซิส

Amitosis เป็นวิธีการแบ่งเซลล์สามารถเกิดขึ้นได้ในเนื้อเยื่อที่แตกต่างกัน เช่น กล้ามเนื้อโครงร่าง เซลล์ผิวหนัง และใน การเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาเนื้อเยื่อ อย่างไรก็ตามไม่พบในเซลล์ที่ต้องรักษาข้อมูลทางพันธุกรรมให้ครบถ้วน

12. ไมโอซิส ระยะ ความสำคัญทางชีวภาพ

ไมโอซิส

ไมโอซิส(กรีกไมโอซิส - การลดลง) เกิดขึ้นที่ระยะการเจริญเติบโตของเซลล์สืบพันธุ์ ต้องขอบคุณไมโอซิสที่ทำให้เซลล์สืบพันธุ์เดี่ยวเกิดขึ้นจากเซลล์สืบพันธุ์ที่ยังไม่เจริญเต็มที่: ไข่และสเปิร์ม ไมโอซิสประกอบด้วยสองแผนก: การลดน้อยลง(จิ๋ว) และ สมการ(การทำให้เท่าเทียมกัน) ซึ่งแต่ละระยะมีระยะเดียวกับไมโทซีส อย่างไรก็ตาม แม้ว่าเซลล์จะแบ่งตัวสองครั้ง แต่การเพิ่มสารพันธุกรรมเป็นสองเท่าจะเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวก่อนการแบ่งตัวรีดิวซ์ และจะหายไปก่อนการแบ่งตามสมการ

ผลลัพธ์ทางเซลล์พันธุศาสตร์ของไมโอซิส (การก่อตัวของเซลล์เดี่ยวและการรวมตัวกันใหม่ของสารพันธุกรรม) เกิดขึ้นในระหว่างการแบ่งส่วนแรก (การลดลง) ประกอบด้วย 4 ระยะ ได้แก่ โพรเฟส เมตาเฟส แอนาเฟส และเทโลเฟส

โพรเฟส Iแบ่งออกเป็น 5 ระยะ คือ
leptonema (ระยะเส้นใยบาง)
ไซโกเนมา
ระยะของ pachynema (เส้นใยหนา)
เวทีประกาศนียบัตร
ขั้นตอนของ diakinesis

รูปที่ 31ไมโอซิส กระบวนการที่เกิดขึ้นระหว่างการแบ่งการลด

ในระยะของ leptonema โครโมโซมจะหมุนวนและระบุตัวตนในรูปแบบของเส้นบาง ๆ ที่มีความหนาตามความยาว ที่ระยะไซโกนีมา การบดอัดของโครโมโซมจะดำเนินต่อไป และโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันจะมารวมกันเป็นคู่และคอนจูเกต: แต่ละจุดของโครโมโซมหนึ่งจุดจะรวมกับจุดที่สอดคล้องกันของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน (ซินซิส) โครโมโซมสองอันที่อยู่ติดกันก่อตัวเป็นไบวาเลนต์

ใน pachynema การแลกเปลี่ยนบริเวณที่คล้ายคลึงกัน (การข้าม) สามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างโครโมโซมที่ประกอบเป็นไบวาเลนต์ ในขั้นตอนนี้ เห็นได้ชัดเจนว่าคอนจูเกตโครโมโซมแต่ละโครโมโซมประกอบด้วยโครมาทิด 2 โครมาทิด และไบวาเลนต์แต่ละโครโมโซมประกอบด้วยโครโมโซม 4 โครมาทิด (เตตราด)

Diplonema มีลักษณะเฉพาะคือการปรากฏตัวของกองกำลังที่น่ารังเกียจของคอนจูเกตโดยเริ่มจากเซนโทรเมียร์แล้วในพื้นที่อื่น ๆ โครโมโซมยังคงเชื่อมต่อถึงกันเฉพาะเมื่อข้ามจุดเท่านั้น

ในระยะไดอะคิเนซิส (การเคลื่อนตัวของเส้นคู่) โครโมโซมที่จับคู่จะแยกจากกันบางส่วน การก่อตัวของสปินเดิลฟิชชันเริ่มต้นขึ้น

ในเมตาเฟส 1 คู่โครโมโซม (ไบวาเลนต์) จะเรียงตัวกันตามแนวเส้นศูนย์สูตรของแกนหมุน ทำให้เกิดแผ่นเมตาเฟส

ในแอนาเฟส 1 โครโมโซมคล้ายคลึงกันแบบไบโครมาติดจะแยกตัวไปที่ขั้ว และชุดเดี่ยวของพวกมันจะสะสมที่ขั้วเซลล์ ในเทโลเฟส 1 การตัดเซลล์และการฟื้นฟูโครงสร้างของนิวเคลียสระหว่างเฟสเกิดขึ้น ซึ่งแต่ละโครโมโซมมีจำนวนเดี่ยว แต่มีปริมาณ DNA ซ้ำ (1n2c) หลังจากการหารแบบรีดิวซ์ เซลล์จะเข้าสู่เฟสระหว่างเฟสสั้น ซึ่งในระหว่างนั้นจะไม่เกิดคาบ S และการแบ่งอิเควทอเรียล (ที่ 2) จะเริ่มต้นขึ้น มันดำเนินไปเหมือนไมโทซิสปกติ ส่งผลให้เกิดเซลล์สืบพันธุ์ที่มีโครโมโซมโครมาติดเดี่ยวชุดเดียว (1n1c)

รูปที่ 32- ไมโอซิส การหารสมการ

ดังนั้นในระหว่างการแบ่งไมโอติกครั้งที่สอง ปริมาณของ DNA จะถูกปรับให้ตรงกับจำนวนโครโมโซม

12. การสร้างเซลล์สืบพันธุ์: ovo และการสร้างอสุจิ
การสืบพันธุ์หรือการสืบพันธุ์ด้วยตนเองเป็นลักษณะที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของธรรมชาติและมีอยู่ในสิ่งมีชีวิต ออกอากาศ สารพันธุกรรมจากพ่อแม่สู่รุ่นต่อไปในกระบวนการสืบพันธุ์ช่วยให้มั่นใจถึงความต่อเนื่องของการดำรงอยู่ของกลุ่ม กระบวนการสืบพันธุ์ในมนุษย์เริ่มต้นตั้งแต่วินาทีที่เซลล์สืบพันธุ์เพศชายทะลุผ่านเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิง

การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เป็นกระบวนการต่อเนื่องที่รับประกันการสืบพันธุ์ การเจริญเติบโต และการสุกเต็มที่ของเซลล์สืบพันธุ์ใน ร่างกายชาย(การสร้างอสุจิ) และเพศหญิง (การสร้างไข่)

การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เกิดขึ้นในอวัยวะสืบพันธุ์ - การสร้างอสุจิในอัณฑะในผู้ชายและการสืบพันธุ์ในรังไข่ในสตรี อันเป็นผลมาจากการสร้างเซลล์สืบพันธุ์เซลล์สืบพันธุ์เพศหญิง - ไข่ - ถูกสร้างขึ้นในร่างกายของผู้หญิงและเซลล์สืบพันธุ์เพศชาย - สเปิร์ม - ถูกสร้างขึ้นในผู้ชาย
เป็นกระบวนการของการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ (การสร้างสเปิร์ม การสร้างเซลล์สืบพันธุ์) ที่ช่วยให้ชายและหญิงสามารถสืบพันธุ์ได้

เฟสใช้เวลาอย่างน้อย 90% ของวงจรชีวิตของเซลล์ เธอ ประกอบด้วยสามช่วง(รูปที่ 27): postmitotic หรือ presynthetic (G 1), สังเคราะห์ (S), premitotic หรือหลังสังเคราะห์ (G 2)

ในวัฏจักรเซลล์มีสิ่งที่เรียกว่า "จุดตรวจ" ซึ่งเป็นไปได้เฉพาะเมื่อขั้นตอนก่อนหน้าเสร็จสมบูรณ์ตามปกติและไม่มีการแยกย่อย มีจุดดังกล่าวอย่างน้อยสี่จุด: จุดในช่วง G1, จุดในช่วง S, จุดในช่วง G2 และ "จุดตรวจสอบการประกอบแกนหมุน" ในช่วงไมโทติค

ระยะเวลาหลังคลอด. ระยะหลังไมโทติค (presynthetic, G 1) เริ่มต้นหลังจากการแบ่งเซลล์แบบไมโทติคเสร็จสิ้น และกินเวลาตั้งแต่หลายชั่วโมงไปจนถึงหลายวัน โดดเด่นด้วยการสังเคราะห์โปรตีนและการสังเคราะห์ RNA ที่เข้มข้นทำให้จำนวนออร์แกเนลล์เพิ่มขึ้นผ่านการฟิชชันหรือการประกอบตัวเอง และผลที่ตามมาก็คือ การเติบโตอย่างแข็งขันทำให้เกิดการฟื้นตัว ขนาดปกติเซลล์ ในช่วงเวลานี้ สิ่งที่เรียกว่า "โปรตีนกระตุ้น" จะถูกสังเคราะห์ขึ้น ซึ่งเป็นตัวกระตุ้นของช่วง S พวกเขาตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซลล์ถึงเกณฑ์ที่กำหนด (จุดจำกัด R) หลังจากนั้นเซลล์จะเข้าสู่ช่วง S(รูปที่ 28) การควบคุมที่จุดเปลี่ยน R จำกัดความเป็นไปได้ของการเพิ่มจำนวนเซลล์ที่ไม่ได้รับการควบคุม เมื่อผ่านจุด R เซลล์จะเปลี่ยนไปสู่การควบคุมโดยปัจจัยภายในซึ่งจะทำให้มีการแบ่งไมโทติค

เซลล์อาจไม่ถึงจุด R และออกจากวัฏจักรของเซลล์ โดยเข้าสู่ช่วงการสงบของระบบสืบพันธุ์ (G0) สาเหตุของการออกนี้อาจเป็น: 1) ความจำเป็นในการสร้างความแตกต่างและปฏิบัติหน้าที่เฉพาะ 2) ความจำเป็นในการเอาชนะช่วงเวลาของสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยหรือ ผลกระทบที่เป็นอันตรายสิ่งแวดล้อม; 3) ความจำเป็นในการฟื้นฟู DNA ที่เสียหาย จากช่วงการพักตัวของระบบสืบพันธุ์ (G0) เซลล์บางส่วนสามารถกลับไปสู่วัฏจักรของเซลล์ได้ ในขณะที่เซลล์อื่นๆ สูญเสียความสามารถนี้ในระหว่างการสร้างความแตกต่าง ในเรื่องนี้ จำเป็นต้องมีช่วงเวลาที่ปลอดภัยในการยุติวัฏจักรของเซลล์ ซึ่งกลายเป็นจุด R สันนิษฐานว่ากลไกการควบคุมการเจริญเติบโตของเซลล์ รวมถึงจุด R ที่เฉพาะเจาะจง อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากสภาพความเป็นอยู่หรือการมีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์อื่น ที่ต้องยุติความแตกแยก กล่าวกันว่าเซลล์ที่ถูกจับกุมในสภาวะนิ่งนี้เข้าสู่ระยะ G0 ของวัฏจักรเซลล์แล้ว

ระยะเวลาสังเคราะห์ การทำสำเนา DNA ด้วยตนเอง ช่วงเวลาสังเคราะห์ (S) มีลักษณะพิเศษคือการเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า (การจำลอง) ของโมเลกุล DNA เช่นเดียวกับการสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นฮิสโตน ส่วนหลังเมื่อเข้าสู่นิวเคลียสจะมีส่วนร่วมในการบรรจุ DNA ที่สังเคราะห์ใหม่ลงในเกลียวนิวคลีโอโซม พร้อมกันด้วย การเพิ่มปริมาณ DNA เป็นสองเท่าส่งผลให้จำนวนเซนทริโอลเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

ความสามารถของ DNA ในการสืบพันธุ์ตัวเอง (การจำลองตัวเอง) ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต การพัฒนาสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จากไข่ที่ปฏิสนธิ และการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมจากรุ่นสู่รุ่น กระบวนการสืบพันธุ์ DNA ด้วยตนเองมักเรียกว่า

การจำลองแบบ (การทำซ้ำ) ของ DNA ดังที่ทราบกันดีว่าข้อมูลทางพันธุกรรม เขียนในสายโซ่ DNA เป็นลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่ตกค้างซึ่งมีเบสเฮเทอโรไซคลิกหนึ่งในสี่เบส: อะดีนีน (A), กัวนีน (G), ไซโตซีน (C) และไทมีน (T) แบบจำลองโครงสร้าง DNA ในรูปแบบของเกลียวคู่ปกติที่เสนอโดย J. Watson และ F. Crick ในปี 1953 (รูปที่ 29) ทำให้สามารถชี้แจงหลักการของ DNA สองเท่าได้ เนื้อหาข้อมูลของสาย DNA ทั้งสองสายเหมือนกัน เนื่องจากแต่ละสายมีลำดับนิวคลีโอไทด์ที่สอดคล้องกับลำดับของสายโซ่อีกสายหนึ่งอย่างเคร่งครัด การโต้ตอบนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากมีพันธะไฮโดรเจนระหว่างฐานของโซ่สองเส้นที่มุ่งเข้าหากัน: G-C หรือ A-T มันไม่ยากที่จะจินตนาการว่า การเพิ่ม DNA เป็นสองเท่าเกิดขึ้นเนื่องจากการที่สายโซ่แยกออกจากกัน จากนั้นแต่ละสายโซ่จะทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับประกอบสายโซ่ DNA ใหม่ที่มาประกอบเข้าด้วยกัน ผลที่ได้คือโมเลกุลที่มีเกลียวคู่ลูกสาวสองคนเกิดขึ้น โดยมีโครงสร้างที่แยกไม่ออกจาก DNA ต้นกำเนิด แต่ละสายประกอบด้วยหนึ่งสายของโมเลกุล DNA ต้นกำเนิดดั้งเดิมและสายที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่หนึ่งสาย (รูปที่ 30) เช่นกลไกการจำลองดีเอ็นเอ ซึ่งหนึ่งในสองสายโซ่ที่ประกอบเป็นโมเลกุลดีเอ็นเอแม่ถูกส่งผ่านจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง พิสูจน์การทดลองในปี 1958 โดย M. Meselson และ F. Stahl และได้รับชื่อ การสังเคราะห์ดีเอ็นเอก็มีลักษณะที่ตรงกันข้ามและมีขั้วเดียวเช่นกัน DNA แต่ละสายมีการวางแนวที่เฉพาะเจาะจง: ปลายด้านหนึ่งมีหมู่ไฮดรอกซิล (OH) ติดอยู่กับคาร์บอน 3′ (C 3) ในดีออกซีไรโบส และปลายอีกด้านหนึ่งของสายมีสารตกค้าง กรดฟอสฟอริกที่ตำแหน่ง 5' (C 5) ของดีออกซีไรโบส (รูปที่ 30) สายโซ่ของโมเลกุล DNA ต่างกันไปตามทิศทางของโมเลกุลดีออกซีไรโบส: ตรงข้ามกับปลาย 3' (C 3) ของสายโซ่หนึ่งคือปลาย 5' (C 5) ของโมเลกุลของสายโซ่อีกสายหนึ่ง

ดีเอ็นเอโพลีเมอเรส เอนไซม์ที่สังเคราะห์สาย DNA ใหม่เรียกว่า DNA polymerase DNA polymerase ถูกค้นพบครั้งแรกและอธิบายไว้ใน Escherichia coli โดย A. Kornberg (1957) จากนั้นจึงระบุ DNA polymerases ในสิ่งมีชีวิตอื่น สารตั้งต้นของเอนไซม์เหล่านี้ทั้งหมดคือดีออกซีไรโบนิวคลีโอไซด์ไตรฟอสเฟต (dNTPs) ซึ่งเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์บนเทมเพลต DNA เส้นเดี่ยว DNA polymerase จะขยายสายโซ่ DNA ตามลำดับ โดยเพิ่มการเชื่อมโยงต่อไปนี้ไปในทิศทางจาก 5′ ไปยังปลาย 3′ ทีละขั้นตอนยิ่งไปกว่านั้น การเลือกนิวคลีโอไทด์ถัดไปจะถูกกำหนดโดยเมทริกซ์

โดยปกติเซลล์จะมี DNA polymerase หลายประเภทซึ่งทำหน้าที่ต่างกันและมีโครงสร้างที่แตกต่างกัน โดยสามารถสร้างขึ้นจากสายโปรตีน (หน่วยย่อย) จำนวน (1-10) จำนวนที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม พวกมันทั้งหมดทำงานสำหรับลำดับนิวคลีโอไทด์ของเทมเพลต โดยทำหน้าที่เดียวกัน นั่นคือการประกอบสำเนาของเทมเพลตที่ตรงกันทุกประการ การสังเคราะห์โซ่เสริมจะมีขั้วเดียวเสมอ นั่นคือ ในทิศทาง 5′→3′ นั่นเป็นเหตุผล ในระหว่างกระบวนการจำลองแบบ การสังเคราะห์เชนใหม่พร้อมกันจะเกิดขึ้น ตรงกันข้ามในบางกรณี DNA polymerase สามารถ "ย้อนกลับ" โดยเคลื่อนที่ไปในทิศทาง 3'→5' สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อหน่วยนิวคลีโอไทด์สุดท้ายที่ถูกเพิ่มระหว่างการสังเคราะห์กลายเป็นว่าไม่เข้ากันกับนิวคลีโอไทด์ของสายโซ่เทมเพลต ในระหว่าง "การเคลื่อนที่แบบย้อนกลับ" ของ DNA polymerase มันจะถูกแทนที่ด้วยนิวคลีโอไทด์เสริมเมื่อแยกนิวคลีโอไทด์ออกซึ่งไม่เป็นไปตามหลักการเสริมกัน DNA polymerase ยังคงสังเคราะห์ต่อไปในทิศทาง 5′→3′ ความสามารถในการแก้ไขข้อผิดพลาดนี้เรียกว่า ฟังก์ชั่นการพิสูจน์อักษรของเอนไซม์

ความแม่นยำในการจำลองแบบถึงอย่างไรก็ตาม ขนาดใหญ่สารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตถูกจำลองแบบด้วยความแม่นยำสูง โดยเฉลี่ยแล้ว จะเกิดข้อผิดพลาดไม่เกิน 3 ครั้งในกระบวนการสร้างจีโนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งประกอบด้วยคู่นิวคลีโอไทด์ 3 พันล้านคู่ของ DNA ในเวลาเดียวกัน DNA จะถูกสังเคราะห์อย่างรวดเร็ว (อัตราการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันอยู่ในช่วงตั้งแต่ 500 นิวคลีโอไทด์ต่อวินาทีในแบคทีเรียจนถึง
50 นิวคลีโอไทด์ต่อวินาทีในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) ความแม่นยำในการจำลองสูง พร้อมด้วยความเร็วสูง มั่นใจได้ด้วยกลไกพิเศษที่ช่วยขจัดข้อผิดพลาด สาระสำคัญของกลไกการแก้ไขนี้คือ DNA polymerase พวกเขาตรวจสอบสองครั้งว่านิวคลีโอไทด์แต่ละตัวสอดคล้องกับเทมเพลตหรือไม่:หนึ่งครั้งก่อนที่จะรวมเข้ากับห่วงโซ่การเจริญเติบโต และครั้งที่สองก่อนที่จะรวมนิวคลีโอไทด์ถัดไปพันธะฟอสโฟไดสเตอร์ถัดไปจะถูกสังเคราะห์ก็ต่อเมื่อนิวคลีโอไทด์สุดท้าย (3′-terminal) ของสายโซ่ DNA ที่กำลังเติบโตนั้นสร้างคู่ที่ถูกต้อง (เป็นส่วนเสริม) กับนิวคลีโอไทด์ที่สอดคล้องกันของเมทริกซ์ หากในขั้นตอนก่อนหน้าของปฏิกิริยา มีการเชื่อมต่อฐานที่ผิดพลาดเกิดขึ้น การเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันเพิ่มเติมจะหยุดลงจนกว่าความคลาดเคลื่อนดังกล่าวจะหมดไป เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เอนไซม์จะเคลื่อนที่ไปที่ ทิศทางย้อนกลับและตัดลิงก์ที่เพิ่มล่าสุดออก หลังจากนั้นนิวคลีโอไทด์ของสารตั้งต้นที่ถูกต้องก็สามารถเข้ามาแทนที่ได้ เพราะฉะนั้น, นอกเหนือจากกิจกรรมการสังเคราะห์ 5′-3′ ของ DNA โพลีเมอเรสจำนวนมากแล้ว ยังมีกิจกรรมการไฮโดรไลซ์ 3′- อีกด้วย ซึ่งช่วยให้มั่นใจในการกำจัดนิวคลีโอไทด์ที่ไม่ได้เป็นส่วนเสริมของเทมเพลต

การเริ่มต้นของสายดีเอ็นเอ DNA polymerase ไม่สามารถเริ่มการสังเคราะห์ DNA บนเทมเพลตได้ แต่สามารถเพิ่มหน่วยดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์ใหม่ไปที่ปลายสายโซ่พอลินิวคลีโอไทด์ที่ 3 ที่มีอยู่เท่านั้น เรียกว่าสายโซ่ที่เตรียมไว้ล่วงหน้าซึ่งมีการเติมนิวคลีโอไทด์ เมล็ดพันธุ์ไพรเมอร์ RNA แบบสั้นถูกสังเคราะห์จากไรโบนิวคลีโอไซด์ ไตรฟอสเฟต โดยเอนไซม์ DNA ไพรเมสกิจกรรมของไพรเมสสามารถครอบครองได้โดยเอนไซม์ที่แยกจากกันหรือโดยหน่วยย่อยหนึ่งของ DNA polymerase ไพรเมอร์ที่สังเคราะห์โดยเอนไซม์นี้แตกต่างจากส่วนที่เหลือของสาย DNA ที่สังเคราะห์ใหม่เนื่องจากประกอบด้วยไรโบนิวคลีโอไทด์

ขนาดของไพรเมอร์ไรโบนิวคลีโอไทด์ (มากถึง 20 นิวคลีโอไทด์) มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับขนาดของสายโซ่ DNA ที่เกิดจาก DNA polymerase ไพรเมอร์ RNA ซึ่งทำหน้าที่ของมันได้ถูกกำจัดออกโดยเอนไซม์พิเศษและช่องว่างที่เกิดขึ้นในกรณีนี้จะถูกกำจัดโดย DNA polymerase โดยใช้ปลาย 3′-OH ของชิ้นส่วน DNA ที่อยู่ติดกันเป็นไพรเมอร์ การกำจัดไพรเมอร์ RNA ที่รุนแรงออก ซึ่งประกอบกับปลาย 3′ ของทั้งสองสายของโมเลกุล DNA หลักเชิงเส้น นำไปสู่ความจริงที่ว่าสายลูกสาวนั้นสั้นกว่านิวคลีโอไทด์ 10-20(ขนาดของไพรเมอร์ RNA แตกต่างกันไปตามสายพันธุ์) นี่คือสิ่งที่เรียกว่า ปัญหา "การจำลองส่วนปลายของโมเลกุลเชิงเส้นน้อยเกินไป" ในกรณีของการจำลอง DNA ของแบคทีเรียแบบวงกลม ปัญหานี้ไม่มีอยู่ เนื่องจากไพรเมอร์ RNA ตัวแรกที่ก่อตัวจะถูกกำจัดออกโดยเอนไซม์ที่
เติมเต็มช่องว่างที่เกิดขึ้นไปพร้อม ๆ กันโดยสร้างขึ้น
ปลาย 3´-OH ของสาย DNA ที่กำลังเติบโต มุ่งไปที่ "หาง" ของไพรเมอร์ที่ต้องการเอาออก ปัญหาของการจำลองโมเลกุล DNA เชิงเส้นตรงปลาย 3' ต่ำเกินไปได้รับการแก้ไขในยูคาริโอตโดยการมีส่วนร่วมของเอนไซม์เทโลเมอเรส

ฟังก์ชันเทโลเมอเรส เทโลเมอเรส (DNA nucleotidyl exotransferase หรือ telomeric terminal transferase) ถูกค้นพบในปี 1985 ใน equiciliate ciliates และต่อมาในยีสต์ พืช และสัตว์ เทโลเมอเรสทำให้โมเลกุล DNA ของโครโมโซมเชิงเส้นตรงปลาย 3″ สมบูรณ์ด้วยลำดับการทำซ้ำสั้น ๆ (6-8 นิวคลีโอไทด์) (TTAGGG ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง) นอกจากส่วนของโปรตีนแล้ว เทโลเมอเรสยังมี RNA ซึ่งทำหน้าที่เป็นเทมเพลตสำหรับขยายการทำซ้ำของ DNA การมีอยู่ของลำดับในโมเลกุล RNA ซึ่งกำหนดการสังเคราะห์เทมเพลตของส่วนของสายโซ่ DNA ช่วยให้เทโลเมอเรสสามารถจัดประเภทเป็นทรานสคริปเตสแบบย้อนกลับได้ กล่าวคือ เอนไซม์ที่สามารถสังเคราะห์ DNA จากเทมเพลต RNA

ผลจากการลดขนาดลงหลังการจำลองแต่ละครั้งของสาย DNA รุ่นลูกด้วยขนาดของไพรเมอร์ RNA ตัวแรก (10-20 นิวคลีโอไทด์) ทำให้ปลายสายแม่สายเดี่ยว 3′ ที่ยื่นออกมานั้นเกิดขึ้น พวกมันได้รับการยอมรับจากเทโลเมอเรส ซึ่งเพิ่มสายโซ่แม่อย่างต่อเนื่อง (ในมนุษย์ หลายร้อยครั้ง) โดยใช้ปลาย 3´-OH เป็นไพรเมอร์ และ RNA รวมอยู่ในเอนไซม์เป็นแม่แบบ ในทางกลับกันผลลัพธ์ที่เป็นเกลียวเดี่ยวที่ยาวจะทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์โซ่ลูกสาวตามหลักการเสริมตามปกติ

การทำให้ DNA ของนิวเคลียสของเซลล์สั้นลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปในระหว่างการจำลองแบบทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาหนึ่งในทฤษฎีของเซลล์ "อายุ"ต่อเนื่องกันหลายชั่วอายุคน (ในอาณานิคมของเซลล์) ดังนั้น, ในปี พ.ศ. 2514 Olovnikov ในตัวเขา ทฤษฎีมาร์โกโตมีชี้ให้เห็นว่าการทำให้ DNA สั้นลงอาจจำกัดศักยภาพในการแบ่งเซลล์ตามที่นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียกล่าวว่าปรากฏการณ์นี้ถือได้ว่าเป็นหนึ่งในคำอธิบายที่ก่อตั้งขึ้นในช่วงต้นทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ยี่สิบ "ขีด จำกัด ของ Highflick" สาระสำคัญของสิ่งหลังซึ่งตั้งชื่อตามผู้แต่ง - นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Leonardo Hayflick มีดังนี้: เซลล์มีลักษณะเป็นข้อจำกัดในจำนวนการแบ่งที่เป็นไปได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการทดลองของเขา เซลล์ที่นำมาจากทารกแรกเกิดแบ่ง 80-90 ครั้งในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อในขณะที่ เซลล์ร่างกายจากคนอายุ 70 ​​ปี - เพียง 20-30 ครั้ง

ขั้นตอนและกลไกของการจำลองแบบดีเอ็นเอ คลี่คลายโมเลกุลดีเอ็นเอเนื่องจากการสังเคราะห์สาย DNA รุ่นลูกเกิดขึ้นบนเทมเพลตแบบสายเดี่ยว จึงต้องมีการสังเคราะห์นำหน้าด้วย บังคับชั่วคราว
การแบ่งตัวของ DNA สองสาย(รูปที่ 30) การวิจัยดำเนินการในช่วงเริ่มต้น
การจำลองโครโมโซมในยุค 60 ทำให้สามารถระบุบริเวณการจำลองแบบพิเศษและจำกัดอย่างชัดเจน (ความแตกต่างเฉพาะที่ของสายโซ่ทั้งสองของมัน) ซึ่งเคลื่อนที่ไปตามเกลียวดีเอ็นเอของผู้ปกครอง นี้ บริเวณที่ DNA polymerase สังเคราะห์โมเลกุล DNA ลูกสาวถูกเรียกว่าทางแยกการจำลองเนื่องจากมีรูปร่างเป็นรูป Y การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนในการจำลอง DNA สามารถพิสูจน์ได้ว่าบริเวณที่ถูกจำลองนั้นมีลักษณะเหมือนตาภายใน DNA ที่ไม่ได้จำลอง ตาจำลองจะเกิดขึ้นเฉพาะในสถานที่ที่มีลำดับนิวคลีโอไทด์จำเพาะเท่านั้น ลำดับเหล่านี้เรียกว่าต้นกำเนิดของการจำลองแบบ ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ประมาณ 300 ตัว การเคลื่อนไหวตามลำดับของทางแยกการจำลองนำไปสู่การขยายของดวงตา

DNA double helix มีความเสถียรมาก: เพื่อที่จะคลายตัวจึงจำเป็นต้องมีโปรตีนพิเศษ เอนไซม์ DNA helicase พิเศษ ด้วยการใช้พลังงานของ ATP ไฮโดรไลซิส พวกมันจะเคลื่อนที่ไปตามสาย DNA เส้นเดียวอย่างรวดเร็ว พบกับส่วนของเกลียวคู่ระหว่างทางพวกเขา ทำลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างฐาน แยกเกลียวออก และพัฒนาทางแยกการจำลอง ตามนี้ครับ โปรตีนที่ทำให้เสถียรแบบเกลียวพิเศษจับกับสาย DNA เดี่ยวและป้องกันไม่ให้สาย DNA เดี่ยวปิดอย่างไรก็ตาม พวกมันไม่ครอบคลุมถึงเบส DNA ทำให้พวกมันพร้อมสำหรับการเชื่อมต่อกับเบสเสริมในภายหลัง

เนื่องจากความจริงที่ว่าสาย DNA เสริมนั้นถูกบิดเป็นเกลียว เพื่อให้ทางแยกการจำลองเคลื่อนไปข้างหน้า ส่วนที่ไม่ถูกทำซ้ำของ DNA จะต้องหมุนอย่างรวดเร็ว ปัญหาทอพอโลยีนี้แก้ไขได้โดย ก่อตัวเป็นเกลียวอันแปลกประหลาด "บานพับ"ปล่อยให้สาย DNA คลี่คลาย โปรตีนชนิดพิเศษที่เรียกว่า ดีเอ็นเอโทพอยโซเมอเรสทำให้เกิดการแตกตัวของสายเดี่ยวหรือคู่ในสายโซ่ DNA ทำให้สาย DNA แยกออกจากกัน จากนั้นจึงกำจัดการแตกแยกเหล่านี้ยังเกี่ยวข้องกับการแยกวงแหวนเกลียวคู่ที่เชื่อมต่อกันซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการจำลองดีเอ็นเอเกลียวคู่แบบวงกลม ด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์เหล่านี้ DNA double helix ในเซลล์สามารถอยู่ในรูปแบบ "ไม่บิดเบี้ยว" โดยมีการหมุนน้อยลง ซึ่งทำให้ DNA ทั้งสองเส้นแยกจากกันได้ง่ายขึ้นที่ทางแยกการจำลอง

การสังเคราะห์ DNA ที่ไม่ต่อเนื่องการจำลองแบบ DNA สันนิษฐานว่าในขณะที่ทางแยกการจำลองเคลื่อนที่ จะมีการเติมนิวคลีโอไทด์ทีละนิวคลีโอไทด์อย่างต่อเนื่องของสายใหม่ (ลูกสาว) ทั้งสอง ในกรณีนี้ เนื่องจากเกลียวทั้งสองเส้นในเกลียว DNA นั้นตรงกันข้ามกัน ดังนั้นหนึ่งในเกลียวคู่จึงต้องเติบโตไปในทิศทาง 5′-3′ และอีกเส้นหนึ่งอยู่ในทิศทาง 3′-5′ แต่ในความเป็นจริงกลับกลายเป็นว่า โซ่ลูกสาวจะเติบโตในทิศทาง 5'-3' เท่านั้น เหล่านั้น. ปลายเมล็ดขนาด 3′ จะขยายออกเสมอ เมื่อมองแวบแรก สิ่งนี้ขัดแย้งกับข้อเท็จจริงที่ระบุไว้แล้วว่าการเคลื่อนที่ของทางแยกการจำลองพร้อมกับการอ่านเส้นที่ขนานกันสองเส้นพร้อมกันนั้นเกิดขึ้นในทิศทางเดียวกัน อย่างไรก็ตามในความเป็นจริง การสังเคราะห์ DNA เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเท่านั้น
ไปยังวงจรเมทริกซ์อันใดอันหนึ่ง บนสายแม่แบบ DNA เส้นที่สอง
สังเคราะห์ออกมาเป็นชิ้นค่อนข้างสั้น(ความยาวตั้งแต่ 100 ถึง
นิวคลีโอไทด์ 1,000 ตัว ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์) ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ผู้ค้นพบพวกมัน ชิ้นส่วนของโอคาซากิ เรียกว่าโซ่ที่ขึ้นรูปใหม่ซึ่งสังเคราะห์อย่างต่อเนื่อง ชั้นนำ,และอีกอันประกอบจากเศษของโอคาซากิ - ห่วงโซ่ที่ล้าหลังการสังเคราะห์แต่ละชิ้นส่วนเหล่านี้เริ่มต้นด้วยไพรเมอร์ RNA หลังจากนั้นครู่หนึ่ง ไพรเมอร์ RNA จะถูกลบออก ช่องว่างจะถูกเติมเต็มด้วย DNA polymerase และชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกเย็บเป็นสายโซ่ต่อเนื่องกันโดยชิ้นส่วนพิเศษของ DNA ligase

ปฏิกิริยาระหว่างโปรตีนและเอนไซม์ของส้อมจำลองจากที่กล่าวมาข้างต้น อาจดูเหมือนว่าโปรตีนแต่ละชนิดทำงานอย่างเป็นอิสระจากกันในการจำลองแบบ ในความเป็นจริง โปรตีนเหล่านี้ส่วนใหญ่จะรวมกันเป็นสารเชิงซ้อนที่เคลื่อนที่ไปตาม DNA อย่างรวดเร็ว และดำเนินกระบวนการจำลองแบบร่วมกันด้วยความแม่นยำสูงคอมเพล็กซ์นี้ถูกเปรียบเทียบกับ "จักรเย็บผ้า" ขนาดเล็ก: "ชิ้นส่วน" ของมันคือโปรตีนแต่ละตัว และแหล่งพลังงานคือปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของนิวคลีโอไซด์ ไตรฟอสเฟต เกลียวดีเอ็นเอคลี่ออก เฮลิเคสดีเอ็นเอ กระบวนการนี้ได้รับการช่วยเหลือ ดีเอ็นเอโทพอยโซเมอเรส คลายสายโซ่ DNA และโมเลกุลมากมาย โปรตีนที่ไม่เสถียร ผูกพันกับ DNA สายเดี่ยวทั้งสองเส้น ในบริเวณทางแยกของโซ่นำและโซ่ล้าหลังมีสองอัน ดีเอ็นเอโพลีเมอเรส บนเส้นใยชั้นนำ DNA polymerase ทำงานอย่างต่อเนื่อง และบนเส้นใยที่ล้าหลัง เอนไซม์จะหยุดชะงักเป็นครั้งคราวและกลับมาทำงานอีกครั้งโดยใช้ไพรเมอร์ RNA สั้น ๆ ที่สังเคราะห์ขึ้น ดีเอ็นเอไพรเมส โมเลกุล DNA primase เชื่อมโยงโดยตรงกับ DNA helicase สร้างโครงสร้างที่เรียกว่า พรีโมโซมา ไพรโมโซมเคลื่อนที่ไปในทิศทางของการเปิดของทางแยกการจำลอง และระหว่างทางจะสังเคราะห์ไพรเมอร์ RNA สำหรับชิ้นส่วน Okazaki DNA polymerase สายชั้นนำและถึงแม้จะมองแวบแรกเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการ แต่ DNA polymerase สายที่ล้าหลังจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกัน ในการทำเช่นนี้ เชื่อกันว่าสายหลังวางซ้อนสาย DNA ซึ่งทำหน้าที่เป็นเทมเพลตบนตัวมันเอง ซึ่งทำให้ DNA polymerase ของสายที่ล้าหลังหมุนได้ 180 องศา การเคลื่อนไหวที่ประสานกันของ DNA polymerase ทั้งสองช่วยให้แน่ใจว่าการจำลองแบบประสานงานของทั้งสองสาย ดังนั้น, ที่ทางแยกการจำลอง โปรตีนประมาณ 20 ชนิด (ซึ่งกล่าวถึงเพียงบางส่วนเท่านั้น) ทำงานพร้อมกัน ทำให้เกิดกระบวนการจำลองดีเอ็นเอที่ซับซ้อน ได้รับคำสั่งสูงและใช้พลังงานมาก

ความสอดคล้องกันระหว่างกลไกการจำลองดีเอ็นเอและการแบ่งเซลล์ในเซลล์ยูคาริโอต ก่อนแต่ละการแบ่งตัว จะต้องสังเคราะห์สำเนาของโครโมโซมทั้งหมด การจำลองดีเอ็นเอของโครโมโซมยูคาริโอตเกิดขึ้นโดยการแบ่งโครโมโซมออกเป็นแบบจำลองหลายตัว อย่างไรก็ตาม แบบจำลองดังกล่าวไม่ได้เปิดใช้งานพร้อมกัน การแบ่งเซลล์ต้องนำหน้าด้วยการจำลองแบบครั้งเดียวที่บังคับของแต่ละรายการ ปรากฏว่า ส้อมสำหรับการจำลองแบบจำนวนมากสามารถเคลื่อนที่อย่างเป็นอิสระจากกันไปตามโครโมโซมยูคาริโอตในเวลาใดก็ตาม ความก้าวหน้าของส้อมจะหยุดเฉพาะเมื่อมันชนกับส้อมอีกอันที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามหรือเมื่อถึงปลายโครโมโซมเป็นผลให้ในเวลาอันสั้น DNA ของโครโมโซมทั้งหมดจะถูกจำลองแบบ ในเวลาเดียวกัน บล็อกของเฮเทอโรโครมาตินที่ควบแน่น รวมถึงส่วน DNA ใกล้กับเซนโทรเมียร์ ทำซ้ำที่ปลายสุดของช่วง S เช่นเดียวกับโครโมโซม X ที่ไม่ทำงานของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ควบแน่น (ตรงข้ามกับโครโมโซม X ที่ใช้งานอยู่) ให้เป็นเฮเทอโรโครมาตินทั้งหมด เป็นไปได้มากว่าบริเวณของคาริโอไทป์ซึ่งมีโครมาตินควบแน่นน้อยที่สุด ดังนั้นโปรตีนและเอนไซม์ที่เข้าถึงได้มากที่สุดของส้อมการจำลองจะถูกจำลองก่อนหลังจากที่โมเลกุล DNA ถูกบรรจุด้วยโปรตีนโครโมโซมแล้ว โครโมโซมแต่ละคู่จะถูกแบ่งอย่างเป็นระเบียบระหว่างเซลล์ลูกสาวระหว่างการแบ่งเซลล์

ระยะก่อนเกิด ระยะพรีไมโทติค (หลังสังเคราะห์ G 2) เริ่มต้นเมื่อสิ้นสุดระยะสังเคราะห์และดำเนินต่อไปจนกระทั่งเริ่มมีไมโทซีส (รูปที่ 27) เขา รวมถึงกระบวนการเตรียมเซลล์โดยตรงสำหรับการแบ่งตัว: การจัดเก็บพลังงานใน ATP, การสุกของเซนทริโอล, การสังเคราะห์ mRNA และโปรตีน (โดยหลักคือทูบูลิน)ระยะเวลาของช่วงก่อนเกิดคือ 2-4 ชั่วโมง (10-20% ของระยะเวลาวงจรชีวิต) นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่กล่าวว่าการเปลี่ยนเซลล์จากช่วง G 2 ไปเป็นช่วง G 0 นั้นเป็นไปไม่ได้

การเข้าสู่ไมโทซิสของเซลล์จะถูกควบคุมโดยปัจจัย 2 ประการ:
ปัจจัยความล่าช้า M ป้องกันไม่ให้เซลล์เข้าสู่ไมโทซิสจนกว่าการจำลองดีเอ็นเอจะเสร็จสมบูรณ์และ ปัจจัยกระตุ้น M กระตุ้นให้เกิดการแบ่งเซลล์แบบไมโทติสเมื่อมีโปรตีนไซคลิน ซึ่งถูกสังเคราะห์ตลอดวงจรชีวิตของเซลล์และสลายตัวระหว่างไมโทซีส

ระยะไมโทติค ระยะไมโทติคมีลักษณะเฉพาะคือการแบ่งเซลล์แบบไมโทติค (ทางอ้อม) รวมถึงการแบ่งนิวเคลียส (คาริโอไคเนซิส) และการแยกไซโตพลาสซึม (ไซโตไคเนซิส) ไมโทซิสซึ่งครอบครอง 5-10% ของวงจรชีวิตและดำเนินต่อไปเช่นใน เซลล์สัตว์ 1-2 ชั่วโมง แบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอนหลัก(รูปที่ 27): การทำนาย เมตาเฟส แอนาเฟส และเทโลเฟส

คำทำนายเป็นระยะที่ยาวที่สุดของไมโทซีส มันเริ่มต้นขึ้น กระบวนการควบแน่นของโครโมโซม (รูปที่ 31) ซึ่งเมื่อมองผ่านกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง จะมีลักษณะคล้ายเกลียวสีเข้ม โครโมโซมแต่ละตัวประกอบด้วยโครมาทิดสองตัวที่วางขนานกันและเชื่อมต่อกันที่เซนโทรเมียร์ พร้อมกันกับการควบแน่นของโครโมโซม กำลังเกิดขึ้น การกระจายตัวหรือการพ่นนิวคลีโอลีซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงซึ่งเกิดจากการรวมตัวจัดระเบียบนิวเคลียสไว้ในองค์ประกอบของโครโมโซมคู่ต่างๆยีนที่เกี่ยวข้องที่เข้ารหัส rRNA จะถูกปิดใช้งาน

ตั้งแต่กลางคำทำนาย คาริโอเลมมาเริ่มพังทลายแตกออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ แล้วกลายเป็นถุงเมมเบรนขนาดเล็ก ตาข่ายเอนโดพลาสมิกแบบละเอียดแตกตัวออกเป็นถังเก็บน้ำขนาดสั้นและแวคิวโอลบนเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งจำนวนไรโบโซมลดลงอย่างรวดเร็ว จำนวนโพลีโซมที่อยู่ทั้งบนเยื่อหุ้มเซลล์และในไฮยาพลาสซึมของเซลล์จะลดลงประมาณหนึ่งในสี่ การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวทำให้ระดับการสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์แบ่งลดลงอย่างรวดเร็ว

กระบวนการที่สำคัญที่สุดคำทำนายคือ การก่อตัวของไมโทติสสปินเดิล เซนทริโอลซึ่งเกิดขึ้นใหม่ในช่วง S จะเริ่มแยกตัวไปยังปลายด้านตรงข้ามของเซลล์ ซึ่งต่อมาขั้วของสปินเดิลจะก่อตัวขึ้น นักการทูต (สองคนเซนทริโอล) เคลื่อนตัวไปแต่ละขั้ว ในเวลาเดียวกัน จะเกิดไมโครทูบูลขึ้น โดยยื่นออกมาจากหนึ่งเซนทริโอลของแต่ละนักการทูต(รูปที่ 32) ผลที่ได้จะมีรูปร่างคล้ายแกนหมุนในเซลล์สัตว์ จึงเรียกว่า "แกนหมุนแบ่ง" ของเซลล์ มัน ประกอบด้วย 3 โซน ได้แก่ เซนโตสเฟียร์สองโซนที่มีเซนทริโอลอยู่ข้างในและ

ตั้งอยู่ระหว่างพวกเขา โซนเส้นใยแกนหมุน ทั้งสามโซนประกอบด้วย จำนวนมากไมโครทูบูล ส่วนหลังเป็นส่วนหนึ่งของเซนโตสเฟียร์ซึ่งอยู่รอบๆ เซนทริโอล ก่อตัวเป็นเส้นใย จอประสาทตาและเข้าใกล้เซนโทรเมียร์ของโครโมโซมด้วย (รูปที่ 33) ไมโครทูบูลที่ทอดยาวจากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง (ไม่ยึดติดกับเซนโทรเมียร์ของโครโมโซม) เรียกว่า ไมโครทูบูลขั้วโลกไมโครทูบูลที่ยื่นออกมาจากไคเนโตโช คูเมือง (centromere) ของแต่ละโครโมโซมถึงขั้วสปินเดิลเรียกว่า ไมโครทูบูลของไคเนโตชอร์(หัวข้อ) ไมโครทูบูลที่เป็นส่วนหนึ่งของเซนโทรสเฟียร์และอยู่นอกแกนหมุน เรียงจากเซนทริโอลไปจนถึงพลาสมาเลมมา เรียกว่าไมโครทูบูล ไมโครทูบูลบนดาว,หรือ ไมโครทูบูลแห่งความกระจ่างใส (รูปที่ 33) ไมโครทูบูลของสปินเดิลทั้งหมดอยู่ในสมดุลแบบไดนามิกระหว่างการประกอบและการถอดชิ้นส่วน ในกรณีนี้โมเลกุลของทูบูลินประมาณ 10 8 โมเลกุลจะถูกจัดเป็นไมโครทูบูล Centromeres (kinetochores) เองก็สามารถกระตุ้นการประกอบไมโครทูบูลได้ เพราะฉะนั้น, Centrioles และโครโมโซม centromeres เป็นศูนย์กลางของการจัดระเบียบของ microtubules แกนหมุนในเซลล์สัตว์เซนทริโอล (แม่) เพียงตัวเดียวเท่านั้นที่มีส่วนร่วมในการกระตุ้นการเติบโตของไมโครทูบูลในบริเวณขั้วแบ่ง

เมตาเฟสใช้เวลาประมาณหนึ่งในสามของเวลาของไมโทซิสทั้งหมด ในช่วงนี้ การก่อตัวของแกนหมุนสิ้นสุดลงและบรรลุระดับสูงสุดของการควบแน่นของโครโมโซม ส่วนหลังเรียงตัวกันในบริเวณเส้นศูนย์สูตรของไมโทติคสปินเดิล(รูปที่ 31, 34) ก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "แผ่นเมตาเฟส (เส้นศูนย์สูตร)"(มุมมองด้านข้าง) หรือ "แม่ดาว"(มุมมองจากเสาเซลล์)โครโมโซมถูกยึดไว้ในระนาบเส้นศูนย์สูตรโดยความตึงเครียดที่สมดุลของไมโครทูบูลเซนโทรเมอริก (ไคเนโตชอร์) เมื่อสิ้นสุดเมตาเฟส การแยกซิสเตอร์โครมาทิดจะเสร็จสมบูรณ์:ไหล่ของพวกเขาวางขนานกันและมองเห็นช่องว่างที่แยกระหว่างพวกเขา จุดสัมผัสสุดท้ายระหว่างโครมาทิดคือเซนโทรเมียร์

แอนาเฟสเป็นระยะที่สั้นที่สุด โดยกินเวลาเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของไมโทซีส เธอ เริ่มต้นด้วยการสูญเสียการเชื่อมต่อระหว่างโครมาทิดน้องสาวในบริเวณเซนโทรเมียร์และการเคลื่อนที่ของโครโมโซม
matids (โครโมโซมลูกสาว) ไปยังขั้วตรงข้ามของเซลล์
(รูปที่ 31, 34) ความเร็วของการเคลื่อนที่ของโครมาทิดตามท่อสปินเดิลคือ 0.2-0.5 ไมโครเมตร/นาที การโจมตีของแอนาเฟสเริ่มต้นจากความเข้มข้นของ Ca 2+ ไอออนที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในไฮยาโลพลาสซึม ซึ่งหลั่งออกมาจากถุงเมมเบรนที่สะสมอยู่ที่ขั้วของแกนหมุน

การเคลื่อนที่ของโครโมโซมประกอบด้วยสองกระบวนการ: การเบี่ยงเบนไปทางขั้วและความแตกต่างเพิ่มเติมของขั้วเองข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับการหดตัว (การแยกชิ้นส่วนด้วยตนเอง) ของไมโครทูบูลซึ่งเป็นกลไกในการแยกโครโมโซมในไมโทซีสไม่ได้รับการยืนยัน ดังนั้นนักวิจัยหลายคนจึงสนับสนุนสมมติฐาน "เกลียวเลื่อน" ซึ่งไมโครทูบูลที่อยู่ใกล้เคียงมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน (เช่น โครโมโซมและโพล) และโปรตีนที่หดตัว (ไมโอซิน, ไดนีน) ดึงโครโมโซมไปที่ขั้ว

Anaphase จบลงด้วยการสะสมที่ขั้วเซลล์ของโครโมโซมชุดเดียวที่เหมือนกันทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "ดาราลูกสาว". เมื่อสิ้นสุดระยะแอนาเฟส การหดตัวของเซลล์จะเริ่มก่อตัวขึ้นในเซลล์สัตว์ และลึกลงไปอีกในระยะต่อไป และนำไปสู่การตัดเซลล์ (ไซโตไคเนซิส) การก่อตัวของมันเกี่ยวข้องกับแอคตินไมโอฟิลาเมนต์ซึ่งมีความเข้มข้นรอบเส้นรอบวงของเซลล์ในรูปแบบของ "วงแหวนที่หดตัว"

ในเทโลเฟส - ขั้นตอนสุดท้ายของไมโทซีส - เยื่อหุ้มนิวเคลียสเกิดขึ้นรอบๆ กลุ่มขั้วของโครโมโซมแต่ละกลุ่ม (ดาวลูกสาว):ชิ้นส่วนของคาริโอเลมมา (ถุงเยื่อหุ้มเซลล์) จับกับพื้นผิวของโครโมโซมแต่ละตัวล้อมรอบบางส่วนและหลังจากนั้นก็รวมกันจนกลายเป็นซองจดหมายนิวเคลียร์ที่สมบูรณ์ (รูปที่ 31, 34) หลังจากการฟื้นฟูเยื่อหุ้มนิวเคลียส การสังเคราะห์ RNA ดำเนินการต่อจากส่วนที่เกี่ยวข้อง (ตัวจัดระเบียบนิวเคลียส) ของโครโมโซม นิวเคลียสก่อตัวและโครมาตินลดลงกลายเป็นสถานะกระจัดกระจายตามแบบฉบับของเฟส

นิวเคลียสของเซลล์จะค่อยๆ ขยายใหญ่ขึ้น และโครโมโซมจะค่อยๆ ลดลงและหายไป ในเวลาเดียวกัน การหดตัวของเซลล์จะลึกขึ้น และสะพานไซโตพลาสซึมจะเชื่อมต่อพวกมันเข้ากับกลุ่มของไมโครทูบูลภายในแคบ (รูปที่ 31) การติดตามผล ligation ของไซโตพลาสซึมทำให้การแยกไซโตพลาสซึมสมบูรณ์ (cytokinesis)การแบ่งออร์แกเนลล์ที่สม่ำเสมอระหว่างเซลล์ลูกสาวได้รับการอำนวยความสะดวกด้วยจำนวนมากในเซลล์ (ไมโตคอนเดรีย) หรือการสลายตัวระหว่างไมโทซิสออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ และถุงเมมเบรน

เมื่อสปินเดิลเสียหายก็อาจเกิดขึ้นได้ ไมโทซิสผิดปกติ ทำให้เกิดการกระจายตัวของสารพันธุกรรมระหว่างเซลล์ไม่สม่ำเสมอ (aneuploidy)ไมโตสที่ผิดปกติบางชนิดซึ่งไม่มีการตัดเซลล์ ส่งผลให้เกิดเซลล์ขนาดยักษ์ ไมโทสที่ผิดปกติมักเป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์ เนื้องอกร้ายและเนื้อเยื่อที่ถูกฉายรังสี