Phân chia nhân tế bào

Giới thiệu

Hầu hết các mô trong cơ thể liên tục tự đổi mới. Sự đổi mới này đạt được thông qua sự hình thành liên tục của các tế bào mới. Sự hình thành mới này đạt được nhờ sự phân chia của các tế bào. Sự phân chia tế bào này đòi hỏi các tế bào phải có khả năng phân chia. Các tế bào có thể phân chia ở người lớn được gọi là tế bào gốc trưởng thành. Sự phân chia thực tế của tế bào, còn được gọi là cytokinesis, trước sự phân chia của nhân tế bào. Phần lớn nhân tế bào chứa DNA. DNA chứa thông tin di truyền. Để các tế bào tạo thành chứa tất cả thông tin, DNA mà nó chứa được nhân đôi trước khi nhân tế bào phân chia. Quá trình phân chia nhân tế bào còn được gọi là quá trình nguyên phân.

Quá trình phân chia hạt nhân

Sự phân chia nhân tế bào diễn ra trong 5 pha. Vào cuối 5 giai đoạn này, có hai nhân tế bào đầy đủ chức năng và giống hệt nhau thay vì một nhân. Để hiểu sự phân chia nhân tế bào, điều quan trọng là DNA được tổ chức trong nhiễm sắc thể. Tất cả thông tin di truyền ở người và động vật được chia thành một số nhiễm sắc thể. Con người có 2 bản sao của tất cả thông tin di truyền trong tất cả các tế bào của cơ thể, ngoại trừ tế bào trứng và tinh trùng. Một bản từ mẹ và một bản từ cha.

Nhìn chung, DNA trong nhân tế bào được chia thành 46 nhiễm sắc thể. Nguyên phân diễn ra trước sự sao chép thông tin di truyền trong cái gọi là chu kỳ tế bào, tức là chu kỳ sống của tế bào. Trước khi nhân đôi, các nhiễm sắc thể hiện diện dưới dạng nhiễm sắc thể một nhiễm sắc thể, sau khi nhân đôi là nhiễm sắc thể hai nhiễm sắc thể. Sau khi nhân tế bào phân chia, lại có các nhiễm sắc thể crômatid đơn. Điều này sẽ làm rõ ràng rằng thông tin di truyền được nhân đôi trước khi nhân tế bào phân chia và không có thông tin nào bị mất.

Sự phân chia nhân tế bào bắt đầu với việc các nhiễm sắc thể được đóng gói chặt chẽ hơn. Trên thực tế, chúng không được sắp xếp trong nhân tế bào. Sự ngưng tụ này cho phép các nhiễm sắc thể riêng lẻ được nhận dạng dưới kính hiển vi ánh sáng, điều này không thể thực hiện trước được, vì các nhiễm sắc thể trước đó không được sắp xếp và lấp đầy nhân tế bào. Đồng thời, lớp vỏ bao quanh nhân tế bào cũng tan rã. Sau đó, các nhiễm sắc thể được sắp xếp thành một dòng bởi bộ máy thoi. Bộ máy trục chính bao gồm các cấu trúc prôtêin được sắp xếp theo dạng sợi chỉ, các vi ống. Các cấu trúc protein này có thể di chuyển các nhiễm sắc thể và sắp xếp chúng trên một mặt phẳng cho các bước tiếp theo. Bây giờ các nhiễm sắc thể được sắp xếp chính xác, hai crômatit giống hệt nhau được kéo ra xa bởi bộ máy trục chính. Vì vậy, bây giờ các nhiễm sắc thể một nhiễm sắc thể đã xuất hiện trở lại. Vào cuối vỏ của nhân tế bào được xây dựng lại và có hai nhân tế bào giống nhau. Sau đó tế bào phân chia và nhân tế bào được phân bố trên hai tế bào mới xuất hiện. Tuy nhiên, quá trình này không phải là một phần của quá trình phân chia nhân tế bào, mà là một bước riêng biệt và được gọi là phân chia tế bào hoặc cytokinesis.

Các giai đoạn phân chia nhân tế bào

Sự phân chia nhân tế bào có thể được chia thành 5 giai đoạn. Các giai đoạn được gọi là prophase, prometaphase, metaphase, anaphase và telophase.

Trong giai đoạn đầu, diễn ra quá trình prophase, chủ yếu là sự ngưng tụ của các nhiễm sắc thể. Trước pha này, các nhiễm sắc thể riêng lẻ không thể được phân biệt với nhau dưới kính hiển vi ánh sáng. Chúng chỉ trở nên rõ ràng dưới dạng các nhiễm sắc thể riêng lẻ khi chúng được cô đặc lại. Ngoài sự ngưng tụ, sự phân hủy của lớp vỏ bao quanh lõi bắt đầu.

Trong giai đoạn tiếp theo, giai đoạn tiền nhân, vỏ nhân tan rã hoàn toàn, và bộ máy trục chính cũng phát triển.

Bộ máy trục chính trở nên quan trọng trong giai đoạn tiếp theo, giai đoạn chuyển tiếp. Trong giai đoạn này, các nhiễm sắc thể được sắp xếp theo thứ tự.

Giai đoạn tiếp theo được gọi là anaphase. Trong đó các nhiễm sắc thể được tách ra để tạo ra 2 nhiễm sắc thể con giống hệt nhau. Ngoài ra, các nhiễm sắc thể kết quả di chuyển ra xa nhau.

Giai đoạn cuối cùng của quá trình nguyên phân là telophase, trong đó các bao nhân được phục hồi. Ngoài ra, sự ngưng tụ của các nhiễm sắc thể bị đảo ngược. Vào cuối telophase có hai nhân tế bào chức năng.

Bạn cũng có thể quan tâm đến chủ đề này: Nhiệm vụ của nhân tế bào

Tại sao có sự phân chia hạt nhân?

Sự phân chia hạt nhân là cần thiết để tạo ra các tế bào cho các mô liên tục tự đổi mới. Khả năng hoạt động và chữa lành của cơ thể dựa trên thực tế là các tế bào chết có thể được thay thế bằng những tế bào mới. Tuy nhiên, có sự khác biệt về khả năng phân chia giữa các mô khác nhau. Một số bộ phận của cơ thể liên tục tự đổi mới, bao gồm da hoặc màng nhầy và các tế bào máu. Da và các tế bào máu liên tục được tái tạo khi các tế bào tiền thân chưa trưởng thành phân chia. Sự phân chia nhân tế bào là cần thiết cho việc này. Tuy nhiên, cũng có những cơ quan trong cơ thể mà tế bào không còn phân chia. Điều này bao gồm tim và não. Vì không có tế bào mới nào được tái tạo ở đây nên tổn thương chỉ có thể được thay thế bằng mô sẹo chứ không phải mô ban đầu.

Quá trình phân chia nhân tế bào diễn ra trong bao lâu?

Thời gian phân chia nhân tế bào là khác nhau đối với tất cả các loại tế bào. Tùy thuộc vào việc các tế bào đang phân chia nhanh hay chậm. Quá trình nguyên phân có thể kéo dài vài phút, nhưng có những tế bào mà quá trình nguyên phân phải mất vài giờ. Nhân tế bào phân chia nhanh nhất trong các cơ quan, trong đó các tế bào mới liên tục được hình thành. Điều này bao gồm da, màng nhầy và tủy xương. Quá trình tạo máu diễn ra trong tủy xương. Sự phân chia nhân tế bào do đó phải diễn ra đặc biệt nhanh chóng ở đây.

Các nhân tế bào thường phân chia như thế nào?

Tần số phân chia nhân tế bào chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ phân chia của tế bào. Sự phân chia tế bào xảy ra thường xuyên hơn ở những tế bào phân chia nhanh. Trong các tế bào phân chia chậm, có số lần phân chia nhân tế bào tương ứng ít hơn. Điều quan trọng cần lưu ý là có những tế bào trong cơ thể không còn phân chia. Những tế bào này được gọi là tế bào đã biệt hóa. Những thứ này cuối cùng chết đi và phải được thay thế. Đây là chức năng của các tế bào tiền thân. Chúng vẫn có thể phân chia và sau đó một phần trở thành các tế bào đã biệt hóa, do đó không thể phân chia được nữa.

Điều gì xảy ra nếu nhân tế bào phân chia không chính xác?

Có một số điểm kiểm soát trong chu kỳ tế bào được thiết kế để ngăn ngừa lỗi xảy ra trong quá trình phân chia tế bào. Các trạm kiểm soát này được đặt tại các điểm khác nhau nơi diễn ra các quá trình quan trọng. Giai đoạn quan trọng nhất trong quá trình phân chia nhân là sự phân tách của các nhiễm sắc thể. Nếu một sai sót xảy ra ở đây, hai nhiễm sắc thể khác nhau có thể phát sinh. Tế bào kết quả sẽ bị lỗi và tế bào khối u có thể phát triển. Điểm kiểm tra của nguyên phân là ở giai đoạn chuyển dạng, giai đoạn mà các nhiễm sắc thể được sắp xếp thành một hàng. Cách thức hoạt động của trạm kiểm soát là bước tiếp theo không bắt đầu cho đến khi tất cả các nhiễm sắc thể được sắp xếp đúng cách. Nếu một lỗi xảy ra, trong trường hợp tốt nhất, nguyên phân sẽ bị dừng lại và quá trình phân chia nhân tế bào dừng lại.

Tuy nhiên, có thể xảy ra lỗi tại điểm kiểm soát này. Nếu nhân tế bào có hàm lượng nhiễm sắc thể khác nhau phát sinh, tế bào có thể bị cơ thể tiêu diệt hoặc tế bào phát triển với nguy cơ thoái hóa cao hơn.

Điều đó cũng có thể thú vị với bạn: Đột biến nhiễm sắc thể

Làm thế nào để một khối u phát triển?

Từ khối u theo nghĩa đen có nghĩa là sưng và có thể được kích hoạt bởi các quá trình khác nhau. Nguyên nhân phổ biến nhất của sưng tấy là do viêm, gây sưng tấy do giữ nước quá nhiều. Một khối u gây ra bởi sự tăng sinh không được kiểm soát của các tế bào còn được gọi là ung thư. Có nhiều dạng ung thư khác nhau phát sinh từ các tế bào khác nhau. Nói chung, ung thư là kết quả của sự mất kiểm soát đối với sự phát triển và phân chia của tế bào. Tế bào chứa nhiều protein khác nhau đảm bảo rằng tế bào không phát triển ngoài tầm kiểm soát. Các protein này có thể bị hạn chế chức năng của chúng do những thay đổi trong gen là khuôn mẫu cho các protein này. Sự mất chức năng kiểm soát này dẫn đến sự phát triển không được kiểm soát và các tế bào bị thoái hóa.

Đọc thêm về điều này: khối u