เรื่องที่ 2 กระบวนการแบ่งเซลล ์แบบไมโทซีส และไมโอซิส
การแบ่งเซลล์ของสิ่งมีชีวิต มี 2 แบบ ได้แก่
1. การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (Mitosis) เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ร่างกาย (somatic cell) ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ทำให้มีการเจริญเติบโต และเป็นการแบ่งเซลล์เพื่อการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและหลายเซลล์ เซลล์ก่อนการแบ่งเซลล์เรียก เซลล์แม่ (mother cell) มีโครโมโซม(chromosome)เป็นดิพลอยด์ (diploid) หรือ 2n เมื่อเซลล์แม่แบ่งเซลล์แบบไมโทซิสแล้วได้เซลล์ลูก 2 เซลล์ (daughter cell) โดยแต่ละเซลล์มีโครโมโซม เป็น 2n เท่ากับเซลล์แม่
การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส มีระยะต่าง ๆ ดังนี้
1. ระยะอินเตอร์เฟส (interphase) เป็นระยะที่เซลล์มีนิวเคลียสขนาดใหญ่ มีเมแทบอลิซึมสูง มีการจำลองโครโมโซมใหม่เหมือนเดิมทุกประการแนบชิดติดกับโครโมโซมเดิมเป็นเส้นบางๆมองเห็นไม่ชัดเจน
2. ระยะโพรเฟส (prophase) โครโมโซมหดตัวสั้นและหนาขึ้นทำให้เห็นชัดเจน โครโมโซมแตกออกจากกัน มีเซนโทรเมียร์เป็นปมเล็กๆ ยึดติดกันเอาไว้ และโครโมโซมที่แนบชิดกันเรียก โครมาทิด เซนทริโอลแยกจากกันไปอยู่ตรงกันข้ามหรือขั้วเซลล์ มีเส้นใยสปินเดิล ยึดที่ เซนโทเมียร์ ของโครโมโซมและขั้วเซลล์ ปลายระยะนี้เห็นโครโมโซมแยกเป็น 2 โครมาทิดอย่างชัดเจนแต่ที่เซนโทรเมียร์ยึดไว้ยังไม่หลุดจากกัน เยื่อหุ้มนิวเคลียสและ
นิวคลีโอลัสค่อยๆ สลายไป
3. ระยะเมทาเฟส (metaphase) ระยะนี้เยื่อหุ้มนิวเคลียส และนิวคลีโอลัสสลายไปหมดแล้ว โครโมโซมทั้งหมดจะมาเรียงตัวกันอยู่กลางเซลล์แต่ละโครโมโซมมี 2 โครมาทิด ระยะนี้เซนโทรเมียร์เริ่มแยกออกแต่ยังไม่หลุดออกจากกัน
4. ระยะแอนาเฟส (anaphase) เส้นใยสปินเดิลหดตัว และดึงเซนโทรเมียร์ให้โครมาทิดที่อยู่เป็นคู่แยกออกจากกันไปยังขั้วเซลล์ตรงกันข้าม
5. ระยะเทโลเฟส (telophase) มีกลุ่มโครมาทิดที่แยกออกจากกันแล้ว อยู่ขั้วเซลล์ทั้งสองข้างเกิดเยื่อหุ้มนิวเคลียสล้อมรอบโครมาทิดทั้ง 2 กลุ่ม และเกิดนิวคลีโอลัสใน 2 กลุ่มนั้นด้วย โครมาทิดในระยะนี้ คือ โครโมโซม ดังนั้นในระยะนี้แต่ละเซลล์มี 2นิวเคลียส แต่ละนิวเคลียสมีโครโมโซม เป็น 2n เท่าเซลล์เดิม ถือว่าเป็นการเสร็จสิ้นการแบ่งนิวเคลียส
2. การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (Meiosis) ไมโอซิสเป็นการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ที่เจริญเป็นเซลล์สืบพันธุ์ทั้งในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์มีการ เปลี่ยนแปลง 2 ครั้ง ติดต่อกันหลังจากแบ่งเซลล์เสร็จแล้วได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์แม่ โครโมโซมของเซลล์ใหม่แต่ละเซลล์จึงเป็นแฮพลอยด์ (haploid) หรือ n โครโมโซม คือมีโครโมโซมเพียงชุดเดียวเท่านั้น เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสครั้งแรกและครั้งที่สอง ประกอบด้วยระยะต่างๆ ดังนี้
ก. การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส ครั้งที่ 1 (meiosis I) มีระยะต่างๆ ดังนี้
1. ระยะอินเตอร์เฟส I (interphase I) การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในระยะนี้มีการเตรียมสารต่างๆ เช่น โปรตีน เอนไซม์ เพื่อใช้ในระยะต่อไป จึงมีเมแทบอลิซึมสูง มีนิวเคลียสใหญ่ มีการจำลองโครโมโซมใหม่แนบชิดกับโครโมโซมเดิมและเหมือนเดิมทุกประการ โครโมโซมเป็นเส้นบางยาวๆ พันกันเป็นกลุ่มร่างแห
2. ระยะโพรเฟส I (prophase I) ใช้เวลานานและซับซ้อนมากที่สุด มีเหตุการณ์ที่สำคัญ คือ
1.) โครโมโซมหดสั้นเป็นแท่งหนาขึ้น
2.) โครโมโซมคู่เหมือน (homologous chromosome) มาจับคู่กันเป็นคู่ๆ แนบชิดกันเรียกไซแนพซิส (synapsis) คู่ของโครโมโซมแต่ละคู่เรียก ไบวาเลนท์(bivalant) แต่ละโครโมโซมที่เข้าคู่กัน มี 2 โครมาทิด มีเซนโทรเมียร์ยึดไว้ ดังนั้น 1 ไบวาเลนท์มี 4 โครมาทิด
3.) โครมาทิดที่แนบชิดกันเกิดมีการไขว้กัน เรียก การไขว้เปลี่ยน (crossing over) ตำแหน่งที่ไขว้ทับกันเรียกไคแอสมา (chiasma)
4.) เซนทริโอแยกไปยังขั้วเซลล์ทั้ง 2 ข้าง
5.) มีเส้นใยสปินเดิล ยึดเซนโทรเมียร์ของ แต่ละโครโมโซม กับขั้วเซลล์
6.) โครโมโซมหดตัวสั้นและหนามากขึ้น เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสค่อยๆ สลายไป
3.ระยะเมทาเฟส I (mataphase I) แต่ละไบวาเลนท์ ของโครโมโซม มาเรียงอยู่กลางเซลล์เยื่อหุ้มนิวเคลียสและ นิวคลีโอลัสสลายไปหมดแล้ว
4.ระยะแอนาเฟส I (anaphase I) โครโมโซมคู่ เหมือน ที่จับคู่กัน ถูกแรงดึงจากเส้นใยสปินเดิลให้แยกตัวออกจากกันไปยังขั้วเซลล์ที่อยู่ตรงข้ามการแยกนั้นแยกไปทั้งโครโมโซมที่มี 2 โครมาทิดและการแยกโครโมโซมนี้ มีผลทำให้การสลับชิ้นส่วนของโครมาทิดตรงบริเวณ ที่มีการไขว้เปลี่ยนช่วยทำให้เกิดการแปรผัน (variation)
ของลักษณะต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งมีประโยชน์ในแง่วิวัฒนาการจากการแยกกันของโครโมโซมไปยัง ขั้วเซลล์แต่ละข้างมีโครโมโซมเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม
5.ระยะเทโลเฟส I (telophase I) ในระยะนี้จะมี โครโมโซม 2 กลุ่มแต่ละกลุ่มจะมีจำนวนโครโมโซมเพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเป็นแฮพลอยด์
ข. การแบ่งแบบไมโอซิส ครั้งที่ 2 (meiosis II) มีระยะต่างๆ ดังนี้
การแบ่งแบบไมโอซิส ครั้งที่ 2 (meiosis II) มีระยะต่างๆ ดังนี้ ไมโอซิสครั้งที่ 2 เกิดต่อเนื่องไปเลยไม่มีพักและผ่านระยะอินเทอร์เฟสไป ไม่มีการจำลองโครโมโซมใหม่อีก เริ่มมีการเปลี่ยนแปลงดังนี้
1.ระยะโพรเฟส II (prophase II) แต่ละโครโมโซมในนิวเคลียส แยกเป็น 2 โครมาทิดมีเซนโทรเมียร์ยึดไว้
เซนทริโอลแยกออกไป ขั้วเซลล์ทั้ง 2 ข้าง มีเส้นใยสปินเดิลยึดเซนโทร-เมียร์กับขั้วเซลล์ เยื่อหุ้มนิวเคลียสและ
นิวคลีโอลัสสลายไป
2.ระยะเมทาเฟส II (metaphase II) โครโมโซมทั้งหมดมารวมอยู่กลางเซลล์
3.ระยะแอนาเฟส II (anaphase II) เส้นใยสปินเดิลหดตัวสั้นเข้าและดึงให้โครมาทิดของแต่ละโครโมโซมแยกออกจากกันไปขั้วเซลล์ตรงกันข้าม
4.ระยะเทโลเฟส II (terophase II) เกิดนิวคลี-โอลัส เยื่อหุ้มนิวเคลียสล้อมรอบโครมาทิดกลุ่มใหญ่ แต่ละโครมาทิดก็คือ โครโมโซม นั้นเองเมื่อจบการแบ่งเซลล์ในระยะเทโลเฟส 2 แล้วได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์ แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเป็น แฮพลอยด์( n )
