การแบ่งเซลล์
การแบ่งเซลล์เป็นการเพิ่มจำนวนเซลล์ ผลของการแบ่งเซลล์ทำให้เซลล์มีขนาดเล็กลง ทำให้สิ่งมีชีวิตชนิดนั้นเจริญเติบโต เซลล์โพรคาริโอต เช่น เซลล์แบคทีเรียมีการแบ่งเซลล์แบบไบนารีฟิชชัน (binary fission) คือเป็นการแบ่งแยกตัวจาก 1 เป็น 2 เซลล์พวกยูคาริโอต การแบ่งไมโอซิส (meiosis)
ไมโอซิสเป็นการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ที่เจริญเป็นเซลล์สืบพันธุ์ทั้งในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์มีการเปลี่ยนแปลง 2 ครั้ง ติดต่อกันหลังจากแบ่งเซลล์เสร็จแล้วได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์ แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์แม่ โครโมโซมของเซลล์ใหม่แต่ละเซลล์จึงเป็นแฮพลอยด์ (haploid) หรือ n โครโมโซม คือมีโครโมโซมเพียงชุดเดียวเท่านั้น เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสครั้งแรกและครั้งที่สอง ประกอบด้วยระยะต่างๆ ดังนี้
1 การแบ่งไมโอซิสครั้งแรก (meiosis I) มีระยะต่างๆ ดังนี้
ระยะอินเตอร์เฟส I (interphase I) การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในระยะนี้มีการเตรียมสารต่างๆ เช่นโปรตีน เอนไซม์ เพื่อใช้ในระยะต่อไป จึงมีเมแทบอลิซึมสูงมีนิวเคลียสใหญ่ มีการจำลองโครโมโซมใหม่แนบชิดกับโครโมโซมเดิมและเหมือนเดิมทุกประการ โครโมโซมเป็นเส้นบางยาวๆ พันกันเป็นกลุ่มร่างแห
ระยะโพรเฟส I (prophase I)ใช้เวลานานและซับซ้อนมากที่สุด มีเหตุการณ์ที่สำคัญ คือ
- โครโมโซมหดสั้นเป็นแท่งหนาขึ้น
- โครโมโซมคู่เหมือน (homologous chromosome) มาจับคู่กันเป็นคู่ๆ แนบชิดกันเรียกไซแนพซิส(synapsis) คู่ของโครโมโซมแต่ละคู่เรียก ไบวาเลนท์ (bivalant) แต่ละโครโมโซมที่เข้าคู่กัน มี 2 โครมาทิด มีเซนโทรเมียร์ยึดไว้ ดังนั้น 1 ไบวาเลนท์มี 4 โครมาทิด
- โครมาทิดที่แนบชิดกันเกิดมีการไขว้กัน เรียก การไขว้เปลี่ยน (crossing over) ตำแหน่งที่ไขว้ทับกัน เรียกไคแอสมา (chiasma)
- เซนทริโอแยกไปยังขั้วเซลล์ทั้ง 2 ข้าง
- มีเส้นใยสปินเดิล ยึดเซนโทรเมียร์ของแต่ละโครโมโซมกับขั้วเซลล์
- โครโมโซมหดตัวสั้นและหนามากขึ้น เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสค่อยๆ สลายไป
ระยะเมทาเฟส I (mataphase I) แต่ละไบวาเลนท์ของโครโมโซม มาเรียงอยู่กลางเซลล์ เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสสลายไปหมดแล้ว
ระยะแอนาเฟส I (anaphase I) โครโมโซมคู่เหมือนที่จับคู่กัน ถูกแรงดึงจากเส้นใยสปินเดิลให้แยกตัวออกจากกันไปยังขั้วเซลล์ที่อยู่ตรงข้าม การแยกนั้นแยกไปทั้งโครโมโซมที่มี 2โครมาทิด และการแยกโครโมโซมนี้มีผลทำให้การสลับชิ้นส่วนของโครมาทิดตรงบริเวณที่มีการไขว้เปลี่ยนช่วยทำให้เกิดการแปรผัน (variation) ของลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งมีประโยชน์ในแง่วิวัฒนาการจากการแยกกันของโครโมโซมไปยังขั้วเซลล์แต่ละข้างมีโครโมโซมเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม
ระยะเทโลเฟส I (telophase I) ในระยะนี้จะมีโครโมโซม 2 กลุ่มแต่ละกลุ่มจะมีจำนวนโครโมโซมเพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเป็นแฮพลอยด์
2 ไมโอซีส ครั้งที่ 2 (meiosis II)
ไมโอซีสครั้งที่ 2เกิดต่อเนื่องไปเลยไม่มีพักและผ่านระยะอินเทอร์เฟสไป ไม่มีการจำลองโครโมโซมใหม่อีก เริ่มมีการเปลี่ยนแปลงดังนี้
ระยะโพรเฟส II (prophase II) แต่ละโครโมโซมในนิวเคลียส แยกเป็น 2 โครมาทิดมีเซนโทรเมียร์ยึดไว้ เซนทริโอลแยกออกไปขั้วเซลล์ทั้ง 2 ข้าง มีเส้นใยสปินเดิลยึดเซนโทรเมียร์กับขั้วเซลล์ เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสสลายไป
ระยะเมทาเฟส II (metaphase II) โครโมโซมทั้งหมดมารวมอยู่กลางเซลล์
ระยะแอนาเฟส II (anaphase II) เส้นใยสปินเดิลหดตัวสั้นเข้าและดึงให้โครมาทิดของแต่ละโครโมโซมแยกออกจากกันไปขั้วเซลล์ตรงกันข้าม
ระยะเทโลเฟส II (terophase II) เกิดนิวคลีโอลัส เยื่อหุ้มนิวเคลียสล้อมรอบโครมาทิดกลุ่มใหญ่ แต่ละโครมาทิดก็คือ โครโมโซม นั้นเอง เมื่อจบการแบ่งเซลล์ในระยะเทโลเฟส 2 แล้วได้เซลล์ใหม่ 4เซลล์ แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเป็นแฮพลอยด์
การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (mitosis)
การแบ่งเซลล์แบบนี้ทำให้เกิดการเพิ่มจำนวนเซลล์ในร่างกาย (somatic cell) ทำให้สัตว์และพืชมีการเจริญเติบโต และเป็นการแบ่งเซลล์เพื่อการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและหลายเซลล์เซลล์ก่อนการแบ่งเซลล์เรียก เซลล์แม่ (mother cell) มีโครโมโซม (chromosome) เป็นดิพลอยด์ (diploid) หรือ 2n (n = ชนิดของโครโมโซม) 2n หมายความว่า มีโครโมโซมชนิดที่เหมือนกัน 2 แท่ง เช่นคนมีโครโมโซม 46 แท่ง มี 23 คู่ เมื่อเซลล์แม่แบ่งเซลล์แบบไมโทซิสแล้วได้เซลล์ลูก 2 เซลล์ (daughter cell) แต่ละเซลล์มีโครโมโซม เป็น 2n เท่ากับเซลล์แม่ การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส มีระยะต่างๆ ดังนี้
1.ระยะอินเตอร์เฟส(interphase)เป็นระยะที่เซลล์มีนิวเคลียสขนาดใหญ่มีเมแทบอลิซึมสูงมีการจำลองโครโมโซมใหม่เหมือนเดิมทุกประการแนบชิดติดกับโครโมโซมเดิมเป็นเส้นบางๆมองเห็นไม่ชัดเจน
2. ระยะโพรเฟส (prophase) โครโมโซมหดตัวสั้นและหนาขึ้นทำให้เห็นชัดเจน โครโมโซมแตกออกจากกัน มีเซนโทรเมียร์ (centromere) หรือ คิเนโตคอร์ (kinetochore) เป็นปมเล็กๆ ยึดติดกันเอาไว้ และโครโมโซมที่แนบชิดกันเรียก โครมาทิด (chromatid) เซนทริโอลแยกจากกันไปอยู่ตรงกันข้ามหรือขั้วเซลล์ มีเส้นใยสปินเดิล (spindle fiber) ยึดที่ เซนโทเมียร์ ของโครโมโซมและขั้วเซลล์ ปลายระยะนี้เห็นโครโมโซมแยกเป็น 2 โครมาทิดอย่างชัดเจน แต่ที่เซนโทรเมียร์ยึดไว้ยังไม่หลุด จากกัน เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสค่อยๆ สลายไป
3. ระยะเมทาเฟส (metaphase) ระยะนี้เยื่อหุ้มนิวเคลียส และนิวคลีโอลัสสลายไปหมดแล้ว โครโมโซมทั้งหมดจะมารวมเรียงตัวกันอยู่กลางเซลล์แต่ละโครโมโซมมี 2โครมาทิด ระยะนี้เซนโทรเมียร์เริ่มแยกออกแต่ยังไม่หลุดออกจากกัน
4. ระยะแอนาเฟส (anaphase) เส้นใยสปินเดิลหดตัว และดึงเซนโทรเมียร์ให้โครมาทิดที่อยู่เป็นคู่แยกออกจากกันไปยังขั้วเซลล์ตรงกันข้าม
5. ระยะเทโลเฟส (telophase) มีกลุ่มโครมาทิดที่แยกออกจากกันแล้ว อยู่ขั้วเซลล์ทั้งสองข้างเกิดเยื่อหุ้มนิวเคลียสล้อมรอบโครมาทิดทั้ง 2 กลุ่ม และเกิดนิวคลีโอลัสใน 2 กลุ่มนั้นด้วย โครมาทิดในระยะนี้คือ โครโมโซมนั้นเอง ดังนั้นในระยะนี้แต่ละเซลล์มี 2 นิวเคลียส แต่ละนิวเคลียสมีโครโมโซม เป็น 2 n เท่าเซลล์เดิม ถือว่าเป็นการเสร็จสิ้นการแบ่งนิวเคลียส
