Tabla de Contenidos
Sinh sản tế bào là cách các tế bào của sinh vật nhân lên hoặc cách chúng sinh sản. Nó bao gồm việc tạo ra hai tế bào con từ sự phân chia của tế bào mẹ. Có hai quá trình tạo ra sự phân chia tế bào: nguyên phân và giảm phân. Trong trường hợp giảm phân, có hai lần phân chia liên tiếp tạo ra bốn tế bào con khi hoàn thành quá trình. Ở các sinh vật sinh sản hữu tính, giảm phân là cơ chế tạo ra giao tử, nghĩa là tế bào sinh dục, tinh trùng và tế bào trứng. Nguyên phân là cơ chế phân chia tế bào liên quan đến sự phát triển và sửa chữa các mô, và trong sinh sản vô tính: nguyên phân dưới hình thức sinh sản của các tế bào giống hệt nhau về mặt di truyền.
nguyên phân
Nguyên phân là giai đoạn của chu kỳ tế bào liên quan đến sự phân chia của nhân tế bào và sự phân tách của các nhiễm sắc thể . Quá trình phân chia tế bào được hoàn thành với quá trình phân bào, khi tế bào chất của tế bào phân chia, hoàn thành việc hình thành hai tế bào con biệt hóa.
Trước khi bắt đầu quá trình nguyên phân , tế bào chuẩn bị cho quá trình phân chia bằng cách tăng khối lượng và nhân đôi tất cả các cấu trúc mà sau này sẽ tạo nên hai tế bào con; DNA được sao chép, nhân đôi các nhiễm sắc thể và số lượng bào quan cũng được nhân đôi. Giai đoạn của chu kỳ tế bào trước khi nguyên phân được gọi là xen kẽ . Sau khi sao chép DNA, tế bào sẽ có hai bộ DNA giống hệt nhau tạo nên thông tin di truyền của hai tế bào con, chúng sẽ phân tách trong quá trình nguyên phân. Đối với điều này, một quá trình quan trọng khác cũng xảy ra ở giai đoạn này: sự biến đổi chất nhiễm sắc thành nhiễm sắc thể.
Nguyên phân xảy ra trong năm giai đoạn. Đầu tiên là giai đoạn tiên tri , giai đoạn trong đó các trung thể được nhân đôi, di chuyển đến các đầu đối diện của tế bào, xung quanh đó các vi ống bắt đầu phát triển, như thể hiện trong hình trước. Trong giai đoạn này, nhân của tế bào biến mất. Prometaphase là giai đoạn thứ hai của quá trình nguyên phân, mặc dù đôi khi nó được coi là một phần của tiên tri; ở giai đoạn này các vi ống mở rộng từ hai trung thể.
Trong kỳ giữa của quá trình nguyên phân, các nhiễm sắc thể sắp xếp trên đĩa giữa kỳ giữa hoặc mặt phẳng xích đạo, như thể hiện trong sơ đồ thứ ba của hình trước. Giai đoạn tiếp theo, kỳ sau , rất quan trọng trong quá trình nguyên phân; Nó bao gồm sự phân tách các nhiễm sắc thể để tạo thành hai bản sao giống hệt nhau của vật liệu di truyền của tế bào mẹ. Nguyên phân được hoàn thành trong telophase : vỏ bọc của nhân tế bào tái cấu trúc xung quanh các nhiễm sắc thể mới, mở ra để tạo thành chất nhiễm sắc.
Bằng cách này, các tế bào con lưỡng bội được tạo ra, chứa hai bộ nhiễm sắc thể giống hệt nhau, giống hệt mẹ về mặt di truyền, với cùng số lượng và loại nhiễm sắc thể. Các tế bào soma là những ví dụ về các tế bào sử dụng cơ chế nguyên phân để nhân lên. Tế bào soma là tất cả các loại tế bào trong cơ thể con người, không bao gồm tế bào sinh dục . Số lượng nhiễm sắc thể của các tế bào soma của con người là 46 trong khi số lượng nhiễm sắc thể của các tế bào giới tính là 23.
giảm phân
Giảm phân là hình thức nhân lên của các tế bào sinh dục, tinh trùng và tế bào trứng, ở các sinh vật sinh sản hữu tính. Giảm phân liên quan đến hai lần phân chia tế bào, được gọi là giảm phân I và giảm phân II, như thể hiện trong sơ đồ sau.
Hai quá trình phân chia tế bào phát triển trong các giai đoạn được mô tả cho quá trình nguyên phân. Trong giảm phân I, các cặp nhiễm sắc thể tương đồng được hình thành từ cặp nhiễm sắc thể 2n của tế bào bố mẹ bắt đầu ở kỳ đầu, tạo thành cấu trúc protein cho phép tái tổ hợp các nhiễm sắc thể tương đồng. Nhiễm sắc thể kết cụm ở tấm xích đạo trong kỳ giữa dẫn đến sự di chuyển của n nhiễm sắc thể đến mỗi trung thể. Trong giảm phân II, các nhiễm sắc thể tương đồng của mỗi nhiễm sắc thể phân chia và tạo thành nhân của các tế bào con. Giữa giảm phân I và II không có sự sao chép DNA.
Khi hoàn thành quá trình giảm phân, bốn tế bào đơn bội, có một bộ nhiễm sắc thể n, được tạo ra từ một tế bào mẹ lưỡng bội, chứa hai bộ nhiễm sắc thể 2n giống hệt nhau. Các tế bào con đơn bội không đồng nhất về mặt di truyền với tế bào mẹ. Trong sinh sản hữu tính, các giao tử đơn bội sẽ hợp nhất trong quá trình thụ tinh để tạo ra hợp tử lưỡng bội. Sau đó, hợp tử sẽ phân chia theo nguyên phân, một quá trình phân chia sẽ tiếp tục với các tế bào tiếp theo cho đến khi một cá thể mới phát triển.
Tế bào con và sự phân chia nhiễm sắc thể
Làm thế nào các tế bào con được đảm bảo có số lượng nhiễm sắc thể thích hợp sau khi phân chia tế bào? Để trả lời câu hỏi này, cần phải đi sâu vào các quá trình phân chia tế bào, đặc biệt là trong cái gọi là bộ máy trục chính , thoi vô sắc, thoi giảm phân hoặc thoi phân bào.. Đây là tập hợp các vi ống sẽ được đề cập bắt đầu phát triển trong giai đoạn tiên tri, cùng với các protein cụ thể, điều khiển các nhiễm sắc thể trong quá trình phân chia tế bào. Các sợi trục chính gắn vào các nhiễm sắc thể sao chép bằng cách di chuyển chúng ra xa nhau vào thời điểm thích hợp. Các vi ống di chuyển các nhiễm sắc thể về phía các trung thể, đảm bảo rằng mỗi tế bào con có số lượng nhiễm sắc thể chính xác. Các cấu trúc này cũng xác định vị trí của tấm metaphase hoặc mặt phẳng xích đạo, nghĩa là mặt phẳng mà tế bào phân chia.
tế bào học
Như có thể thấy trong các sơ đồ trước, quá trình phân chia tế bào được hoàn thành với quá trình phân bào. Quá trình này bắt đầu trong quá trình phản vệ của nguyên phân và kết thúc sau telophase. Trong phân bào, quá trình phân chia tế bào mẹ thành hai tế bào con được hoàn thành với sự tham gia của các vi ống.
Bộ máy trục chính có các đặc điểm khác biệt trong tế bào học tùy thuộc vào việc đó là tế bào động vật hay thực vật. Ở tế bào động vật, bộ máy trục chính xác định vị trí của một cấu trúc quan trọng trong quá trình phân chia tế bào được gọi là vòng co bóp. Vòng co bóp được tạo thành từ protein và sợi vi ống actin cùng với protein vận động myosin. Myosin co vòng sợi actin, tạo thành rãnh sâu gọi là rãnh phân cắt. Khi vòng hợp đồng tiếp tục co lại, nó phân chia tế bào chất và làm xẹp tế bào, chia đôi tế bào dọc theo rãnh phân cắt.
Trong tế bào thực vật, rãnh phân cắt không được hình thành trong phân bào. Thay vào đó, các tế bào con trải rộng trên một tấm tế bào được tạo thành từ các túi được giải phóng từ các bào quan trong bộ máy Golgi. Tấm tế bào mở rộng sang hai bên và hợp nhất với thành tế bào, tạo thành vách ngăn giữa các tế bào con đã hình thành. Khi tấm tế bào trưởng thành, nó trở thành thành tế bào.
Bệnh ung thư
Sự phân chia nguyên phân của các tế bào được điều hòa chặt chẽ để đảm bảo rằng các lỗi được sửa chữa và các tế bào phân chia với số lượng nhiễm sắc thể chính xác. Nếu xảy ra lỗi trong hệ thống xác minh, các tế bào con thu được có thể khác nhau. Trong khi các tế bào bình thường tạo ra hai tế bào giống hệt nhau trong quá trình nguyên phân, các tế bào ung thư có thể tạo ra nhiều hơn hai tế bào con; Ba hoặc nhiều tế bào con có thể phát triển từ các tế bào ung thư đang phân chia, trong khi các tế bào này được sản xuất với tốc độ cao hơn các tế bào bình thường. Do các tế bào ung thư phân chia bất thường nên các tế bào con do chúng tạo ra có thể có số lượng nhiễm sắc thể khác với bình thường.
Các tế bào ung thư thường là kết quả của đột biến gen kiểm soát sự phát triển của tế bào hoặc gen tiêu diệt tế bào ung thư. Những tế bào này phát triển ngoài tầm kiểm soát, làm cạn kiệt chất dinh dưỡng từ môi trường của chúng. Một số tế bào ung thư di chuyển đến các bộ phận khác của cơ thể thông qua hệ tuần hoàn hoặc hệ bạch huyết, nơi chúng tiếp tục sinh sản không kiểm soát.
nguồn
Giới thiệu về sinh học tế bào . Biên tập Y khoa Panamerican, 2011.
Neil A. Campbell, Jane B. Reece. Sinh học Campbell. Tái bản lần thứ chín. Pearson/Benjamin Cummings, 2011.
