การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์

บทนำ

เนื้อเยื่อส่วนใหญ่ในร่างกายมีการผลัดเปลี่ยนตัวเองอยู่ตลอดเวลา การต่ออายุนี้ทำได้โดยการสร้างเซลล์ใหม่อย่างต่อเนื่อง การก่อตัวใหม่นี้ทำได้โดยการแบ่งตัวของเซลล์ การแบ่งเซลล์นี้ต้องการให้เซลล์สามารถแบ่งตัวได้ เซลล์ที่สามารถแบ่งตัวได้ในผู้ใหญ่เรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิดจากผู้ใหญ่ การแบ่งเซลล์ที่แท้จริงเรียกอีกอย่างว่าไซโตไคเนซิสนำหน้าด้วยการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ นิวเคลียสของเซลล์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยดีเอ็นเอ ดีเอ็นเอประกอบด้วยข้อมูลทางพันธุกรรม เพื่อให้เซลล์ที่ได้มีข้อมูลทั้งหมดดีเอ็นเอที่มีอยู่จะเพิ่มขึ้นสองเท่าก่อนที่นิวเคลียสของเซลล์จะแบ่งตัว กระบวนการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์เรียกอีกอย่างว่าไมโทซิส

กระบวนการแบ่งนิวเคลียร์

การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์เกิดขึ้นเป็น 5 ระยะ ในตอนท้ายของ 5 ขั้นตอนเหล่านี้แทนที่จะเป็นนิวเคลียสหนึ่งนิวเคลียสมีนิวเคลียสของเซลล์ที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์และเหมือนกันสองเซลล์ เพื่อให้เข้าใจถึงการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์สิ่งสำคัญคือ DNA จะถูกจัดอยู่ในโครโมโซม ข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดในมนุษย์และสัตว์แบ่งออกเป็นโครโมโซมหลายตัว มนุษย์มีสำเนาข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมด 2 ชุดในทุกเซลล์ของร่างกายยกเว้นเซลล์ไข่และอสุจิ สำเนาหนึ่งฉบับจากมารดาและหนึ่งฉบับจากบิดา

โดยรวมแล้วดีเอ็นเอในนิวเคลียสของเซลล์แบ่งออกเป็น 46 โครโมโซม ไมโทซิสนำหน้าด้วยการทำซ้ำข้อมูลทางพันธุกรรมในวัฏจักรเซลล์ที่เรียกว่าวัฏจักรชีวิตของเซลล์ ก่อนการทำซ้ำโครโมโซมจะปรากฏเป็นโครโมโซม 1 โครมาทิดหลังจากการทำซ้ำเป็นโครโมโซมสองโครโมโซม หลังจากที่นิวเคลียสของเซลล์แบ่งตัวแล้วจะมีโครโมโซมโครโมโซมเดี่ยวอีกครั้ง สิ่งนี้ควรทำให้ชัดเจนว่าข้อมูลทางพันธุกรรมเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าก่อนที่นิวเคลียสของเซลล์จะแบ่งตัวและไม่มีข้อมูลใดสูญหาย

การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์เริ่มจากการที่โครโมโซมถูกอัดแน่นมากขึ้น ที่จริงแล้วสิ่งเหล่านี้ไม่ได้เรียงลำดับในนิวเคลียสของเซลล์ การควบแน่นนี้ช่วยให้สามารถจดจำโครโมโซมแต่ละตัวได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงซึ่งไม่สามารถทำได้ก่อนหน้านี้เนื่องจากโครโมโซมไม่ได้เรียงลำดับก่อนหน้านี้และเติมนิวเคลียสของเซลล์ ในขณะเดียวกันเปลือกที่ล้อมรอบนิวเคลียสของเซลล์ก็สลายตัว จากนั้นโครโมโซมจะถูกจัดเรียงเป็นแนวโดยใช้อุปกรณ์แกนหมุน อุปกรณ์แกนหมุนประกอบด้วยโครงสร้างโปรตีนที่จัดเรียงในรูปแบบของเธรด microtubules โครงสร้างโปรตีนเหล่านี้สามารถเคลื่อนย้ายโครโมโซมและจัดเรียงในระนาบสำหรับขั้นตอนต่อไป เมื่อจัดเรียงโครโมโซมได้อย่างถูกต้องแล้วโครมาทิดที่เหมือนกันทั้งสองจะถูกดึงออกจากกันโดยอุปกรณ์แกนหมุน ดังนั้นตอนนี้โครโมโซมแบบ 1 โครมาทิดได้เกิดขึ้นอีกครั้ง ในตอนท้ายเปลือกของนิวเคลียสของเซลล์จะถูกสร้างขึ้นใหม่และมีนิวเคลียสของเซลล์ที่เหมือนกันสองอัน จากนั้นเซลล์จะแบ่งตัวและนิวเคลียสของเซลล์จะกระจายไปบนเซลล์ที่เกิดใหม่สองเซลล์ อย่างไรก็ตามกระบวนการนี้ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ แต่เป็นขั้นตอนแยกต่างหากและเรียกว่าการแบ่งเซลล์หรือไซโตไคเนซิส

ขั้นตอนของการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์

การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์สามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ระยะ ขั้นตอนนี้เรียกว่า prophase, prometaphase, metaphase, anaphase และ telophase

ในระยะแรกการทำนายส่วนใหญ่จะเกิดการควบแน่นของโครโมโซม ก่อนระยะนี้โครโมโซมแต่ละตัวจะไม่สามารถแยกแยะได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง พวกเขาจะมองเห็นเป็นโครโมโซมเดี่ยวเมื่อมีการควบแน่นเท่านั้น นอกจากการควบแน่นแล้วการแตกตัวของเปลือกที่ล้อมรอบแกนกลางจะเริ่มขึ้น

ในระยะต่อไปเฟสโพรเมตาซองนิวเคลียร์จะสลายตัวจนหมดและอุปกรณ์แกนหมุนก็พัฒนาขึ้นด้วย

อุปกรณ์แกนหมุนมีความสำคัญในระยะต่อมาคือเมตาเฟส ในระยะนี้จะมีการเรียงลำดับโครโมโซม

ระยะต่อไปเรียกว่า anaphase ในการนี้โครโมโซมจะถูกแยกออกเพื่อสร้างโครโมโซมลูกสาวที่เหมือนกัน 2 ตัว นอกจากนี้โครโมโซมที่เกิดจะเคลื่อนออกจากกัน

ระยะสุดท้ายของไมโทซิสคือเทโลเฟสซึ่งซองบรรจุนิวเคลียร์ได้รับการฟื้นฟู นอกจากนี้การควบแน่นของโครโมโซมจะกลับกัน ในตอนท้ายของเทโลเฟสมีนิวเคลียสของเซลล์ทำงานสองอัน

คุณอาจสนใจในหัวข้อนี้: ภารกิจของนิวเคลียสของเซลล์

เหตุใดจึงมีการแบ่งนิวเคลียส

การแบ่งนิวเคลียสเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อสร้างเซลล์สำหรับเนื้อเยื่อที่มีการผลัดเปลี่ยนตัวเองอยู่ตลอดเวลา ความสามารถของร่างกายในการทำงานและการรักษาขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าเซลล์ที่ตายแล้วสามารถถูกแทนที่ด้วยเซลล์ใหม่ได้ อย่างไรก็ตามมีความแตกต่างในความสามารถในการแบ่งระหว่างเนื้อเยื่อต่างๆ บางส่วนของร่างกายมีการสร้างตัวเองใหม่อยู่ตลอดเวลารวมทั้งผิวหนังหรือเยื่อเมือกและเซลล์ของเลือด ผิวหนังและเซลล์เม็ดเลือดจะถูกสร้างซ้ำอย่างต่อเนื่องเมื่อเซลล์ต้นกำเนิดที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะแบ่งตัว การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์จำเป็นสำหรับสิ่งนี้ อย่างไรก็ตามยังมีอวัยวะในร่างกายที่เซลล์ไม่แบ่งตัวอีกต่อไป ซึ่งรวมถึงหัวใจและสมอง เนื่องจากไม่มีการสร้างเซลล์ใหม่ขึ้นที่นี่ความเสียหายจึงสามารถถูกแทนที่ได้ด้วยเนื้อเยื่อแผลเป็นเท่านั้นไม่ใช่เนื้อเยื่อเดิม

การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ใช้เวลานานแค่ไหน?

ระยะเวลาของการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์จะแตกต่างกันสำหรับเซลล์ทุกประเภท ขึ้นอยู่กับว่าเซลล์แบ่งตัวเร็วหรือช้า ไมโทซิสอาจใช้เวลาไม่กี่นาที แต่มีเซลล์ที่ไมโทซิสใช้เวลาหลายชั่วโมง นิวเคลียสของเซลล์แบ่งตัวเร็วที่สุดในอวัยวะที่มีการสร้างเซลล์ใหม่อยู่ตลอดเวลา ซึ่งรวมถึงผิวหนังเยื่อเมือกและไขกระดูก การสร้างเลือดเกิดขึ้นในไขกระดูก การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์จึงต้องเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วที่นี่

นิวเคลียสของเซลล์แบ่งตัวบ่อยแค่ไหน?

ความถี่ของการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ขึ้นอยู่กับว่าเซลล์แบ่งตัวเร็วแค่ไหน การแบ่งเซลล์เกิดขึ้นบ่อยในเซลล์ที่แบ่งอย่างรวดเร็ว ในเซลล์ที่แบ่งตัวช้าจะมีจำนวนการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์น้อยกว่า สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่ามีเซลล์ในร่างกายที่ไม่แบ่งตัวอีกต่อไป เซลล์เหล่านี้เรียกว่าเซลล์ที่แตกต่างกัน ในที่สุดสิ่งเหล่านี้ก็ตายและต้องเปลี่ยนใหม่ นี่คือหน้าที่ของเซลล์ต้นกำเนิด พวกมันยังสามารถแบ่งตัวและบางส่วนกลายเป็นเซลล์ที่แตกต่างกันได้ซึ่งจะไม่สามารถแบ่งตัวได้อีกต่อไป

จะเกิดอะไรขึ้นถ้านิวเคลียสของเซลล์แบ่งตัวไม่ถูกต้อง?

มีจุดควบคุมหลายจุดในวัฏจักรเซลล์ที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันข้อผิดพลาดที่จะเกิดขึ้นระหว่างการแบ่งเซลล์ จุดตรวจเหล่านี้ตั้งอยู่ตามจุดต่างๆที่มีกระบวนการสำคัญเกิดขึ้น ระยะวิกฤตที่สุดในการแบ่งนิวเคลียสคือการแยกโครโมโซม หากข้อผิดพลาดเกิดขึ้นที่นี่อาจเกิดโครโมโซมสองตัวที่แตกต่างกัน เซลล์ที่เกิดจะมีข้อบกพร่องและเซลล์เนื้องอกสามารถพัฒนาได้ จุดตรวจของไมโทซิสอยู่ในเมตาเฟสซึ่งเป็นระยะที่โครโมโซมเรียงเป็นแถว วิธีการทำงานของจุดตรวจคือขั้นตอนต่อไปจะไม่เริ่มต้นจนกว่าโครโมโซมทั้งหมดจะถูกจัดเรียงอย่างเหมาะสม หากมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นในกรณีที่ดีที่สุด mitosis จะหยุดลงและการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์จะหยุดลง

อย่างไรก็ตามอาจเกิดข้อผิดพลาดที่จุดควบคุมนี้ได้ หากนิวเคลียสของเซลล์ที่มีโครโมโซมแตกต่างกันเกิดขึ้นเซลล์อาจถูกทำลายโดยร่างกายหรือเซลล์ที่พัฒนาขึ้นโดยมีความเสี่ยงสูงต่อการเสื่อมสภาพ

นั่นก็น่าสนใจสำหรับคุณเช่นกัน: การกลายพันธุ์ของโครโมโซม

เนื้องอกพัฒนาได้อย่างไร?

คำว่าเนื้องอกหมายถึงอาการบวมอย่างแท้จริงและสามารถถูกกระตุ้นโดยกระบวนการต่างๆ สาเหตุส่วนใหญ่ของอาการบวมคือการอักเสบซึ่งทำให้บวมจากการกักเก็บน้ำมากเกินไป เนื้องอกที่เกิดจากการเพิ่มจำนวนของเซลล์ที่ไม่ได้ตรวจสอบเรียกอีกอย่างว่าเนื้องอก เนื้องอกมีหลายรูปแบบที่เกิดขึ้นจากเซลล์ต่างๆ โดยทั่วไปเนื้องอกเป็นผลมาจากการสูญเสียการควบคุมการเจริญเติบโตและการแบ่งตัวของเซลล์ เซลล์มีโปรตีนหลายชนิดที่ทำให้มั่นใจได้ว่าเซลล์จะไม่เติบโตอย่างควบคุมไม่ได้ โปรตีนเหล่านี้สามารถถูก จำกัด ในการทำงานได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของยีนที่เป็นแม่แบบของโปรตีนเหล่านี้ การสูญเสียฟังก์ชันการควบคุมนี้นำไปสู่การเจริญเติบโตที่ไม่ถูกตรวจสอบและเซลล์ที่เสื่อมสภาพ

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งนี้: เนื้องอก