การแบ่งเซลล์ (Cell Division)
การเติบโตของสิ่งมีชีวิต การขยายพันธุ์ ล้วนเกิดขึ้นจากการเพิ่มจำนวนของหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต มันเกิดขึ้นในระดับที่เล็กที่สุด นั่นคือ เซลล์ และการแบ่งเซลล์ก็เกิดขึ้นตลอดเวลานับตั้งแต่ครั้งเซลล์ตัวอ่อนปฏิสนธิ ไปจวบจนกระทั่งตาย หากเปรียบเทียบกับคนซึ่งเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การแบ่งเซลล์ทำให้ตัวอ่อนในท้องแม่เติบโตจนคลอดออกมาเป็นทารก เติบโตไปสู่วัยเด็ก วัยรุ่น ผู้ใหญ่ จวบจนแก่ก็ยังมีการแบ่งเซลล์เกิดขึ้น และจะหยุดลงเมื่อเสียชีวิต
การแบ่งเซลล์ (Cell Division)
การแบ่งเซลล์ในสัตว์ประกอบด้วยขั้นตอนพื้นฐาน 2 ขั้นตอน ได้แก่
1) การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ (Karyokinesis) ซึ่งมี 2 รูปแบบ คือ
- การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (Mitosis) เป็นการแบ่งซึ่งทำให้นิวเคลียสที่ได้ทั้งหมดมีคุณภาพและปริมาณเหมือนกัน โครโมโซมหรือหน่วยพันธุกรรมภายในก็เท่าเดิมและเหมือนกันทุกประการ ส่วนเซลล์ที่ได้ในตอนท้ายของการแบ่งคือ 2 เซลล์ ซึ่งการแบ่งแบบนี้เป็นการแบ่งแบบพื้นฐานที่สุดในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด การเติบโตของร่างกายเราก็เป็นการแบ่งในรูปแบบนี้
- การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (Meiosis) เป็นการแบ่งเซลล์ที่มีความซับซ้อนและมีขั้นตอนมากกว่าการแบ่งแบบไมโทซิส สิ่งที่ได้คือนิวเคลียสที่มีหน่วยพันธุกรรมลดลงครึ่งหนึ่ง แต่เซลล์ที่ได้ในตอนท้ายของการแบ่งคือ 4 เซลล์ โดยการแบ่งแบบนี้ใช้ในการแบ่งเพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์อย่างไข่ในเพศหญิง และอสุจิในเพศชาย
1) การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ (Karyokinesis) ซึ่งมี 2 รูปแบบ คือ
- การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (Mitosis) เป็นการแบ่งซึ่งทำให้นิวเคลียสที่ได้ทั้งหมดมีคุณภาพและปริมาณเหมือนกัน โครโมโซมหรือหน่วยพันธุกรรมภายในก็เท่าเดิมและเหมือนกันทุกประการ ส่วนเซลล์ที่ได้ในตอนท้ายของการแบ่งคือ 2 เซลล์ ซึ่งการแบ่งแบบนี้เป็นการแบ่งแบบพื้นฐานที่สุดในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด การเติบโตของร่างกายเราก็เป็นการแบ่งในรูปแบบนี้
- การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (Meiosis) เป็นการแบ่งเซลล์ที่มีความซับซ้อนและมีขั้นตอนมากกว่าการแบ่งแบบไมโทซิส สิ่งที่ได้คือนิวเคลียสที่มีหน่วยพันธุกรรมลดลงครึ่งหนึ่ง แต่เซลล์ที่ได้ในตอนท้ายของการแบ่งคือ 4 เซลล์ โดยการแบ่งแบบนี้ใช้ในการแบ่งเพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์อย่างไข่ในเพศหญิง และอสุจิในเพศชาย
2) การแบ่งไซโทพลาซึม (Cytokinesis) โดยการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นตลอดเวลา และแม้ว่าเราจะมีกล้องจุลทรรศน์คุณภาพสูงซึ่งสามารถมองเห็นเซลล์และนิวเคลียสของมันได้ชัดเจน แต่เราก็ไม่อาจเห็นการทำงานหรือวัฏจักรของเซลล์ได้แน่ชัด
วัฏจักรของเซลล์ (Cell Cycle)
1. ระยะอินเทอร์เฟส (Interphase) เป็นระยะแรกของการแบ่งเซลล์ ซึ่งเรียกได้อีกอย่างว่า Resting phase เซลล์ในระยะนี้จะมีขนาดใหญ่ มีเมทาบอลิซึมสูง เพื่อเตรียมพร้อมที่จะแบ่งนิวเคลียสและไซโทพลาซึม โดยมีช่วงการเตรียมสารอาหารให้พร้อมต่อการแบ่งหน่วยพันธุกรรม เพื่อการสังเคราะห์กรดอะมิโน เอนไซม์ ตลอดจนแหล่งพลังงานต่าง ๆ ภายในเซลล์ เรียกขั้นย่อยในการเตรียมตัวนี้ว่า First Growth phase (G1 phase) ซึ่งโครโมโซมยังเป็นสายยาวพันเกี่ยวไปมา
เมื่อสารตั้งต้นพร้อมแล้วก็จะเริ่มการสังเคราะห์โครโมโซม เรียกว่า Synthetic phase (S phase) ในระยะนี้หากสังเกตดี ๆ หรือมีการย้อมสีโครโมโซมจะเห็นโครมาติด (Chromatid) เพิ่มขึ้น จำนวนโครโมโซมเพิ่มขึ้นและพร้อมจะแยกตัว ก่อนที่จะเข้าระยะ Second Growth phase (G2 phase) ซึ่งเป็นการตรวจสอบความถูกต้องของโครโมโซมที่แยกตัวออกและพร้อมที่จะแบ่งนิวเคลียสต่อไป
2 ระยะที่มีการแบ่งแบบไมโทซิสหรือ M phrase ระยะนี้มีการแบ่งนิวเคลียสเกิดขึ้น ตามด้วยการแบ่งไซโทพลาซึม โดยแบ่งเป็นระยะย่อย ๆ ได้ 4 ระยะ คือ
2.1 ระยะโพรเฟส (Prophase) ในระยะนี้เส้นใยโครมาตินในนิวเคลียสเริ่มหดสั้นลง โครโมโซมจะเข้าคู่กันและมีโครงสร้างเป็นรูปตัว x สามารถมองเห็นได้ชัดเจนเมื่อดูผ่านกล้องจุลทรรศน์ นิวคลีโอลัสซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสจะเริ่มหายไป ส่วนเซนโทรโซม (Centrosome) ซึ่งเป็นออร์แกเนลล์ในไซโทพลาซึมจะเริ่มสร้างเส้นใยสปินเดิล (Spindle Fiber) ที่มีความแข็งแรง เนื่องจากส่วนนี้จะเป็นส่วนโครงสร้างของเซลล์ โดยจะประกอบไปด้วยไมโครทูบูลส์ (Microtubules) และโปรตีนอื่น ๆ จากนั้นเเซนโทรโซมจะค่อย ๆ เคลื่อนไปยังขั้วทั้งสองของเซลล์ ทำให้เส้นใยสปินเดิลยืดออก
2.2 ระยะเมทาเฟส (Metaphase) ในระยะนี้ไมโครทูบูลส์ในเส้นใยสปินเดิลจะจับกับโครโมโซมทั้งหมดที่ไคนีโทคอร์ (Kinetochore) ซึ่งเป็นโปรตีนที่อยู่ใกล้กับตำแหน่งของเซนโทรเมียร์ และดึงให้โครโมโซมเรียงตัวอยู่ในแนวเดียวกันบริเวณกลางเซลล์ เรียกระนาบที่โครโมโซมเรียงตัวกันนี้ว่า เมทาเฟสเพลท (Metaphase Plate) ในระยะเมทาเฟสนี้เป็นระยะที่เห็นโครโมโซมได้ชัดเจนที่สุด
2.3 ระยะแอนาเฟส (Anaphase) คู่โครโมโซมจะถูกเส้นใยสปินเดิลที่หดสั้นลงดึงให้โครมาทิดแต่ละอันแยกออกจากกัน โดยโครมาทิดจะถูกดึงเข้าหาขั้วเซลล์คนละด้าน เป็นกระบวนการแบ่งเพื่อให้เกิดเซลล์ใหม่ 2 เซลล์
2.4 ระยะเทโลเฟส (Telophase) โครมาทิดถูกดึงมายังบริเวณขั้วเซลล์และเกาะกลุ่มกัน เส้นใยสปินเดิลสลายตัวไป มีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียส นิวคลีโอลัสกลับมาให้เห็นในนิวเคลียสใหม่อีกครั้ง โครโมโซมเริ่มยืดยาวออกทำให้เส้นบางลงและเห็นได้ไม่ชัดเจน
เมื่อนิวเคลียสได้รับการแบ่งแล้วไม่ว่าจะเป็นในรูปแบบใดก็ตาม จะตามมาด้วยการแบ่งไซโตพลาสซึมหรือการแบ่งส่วนอื่น ๆ ของเซลล์เพื่อแยกเซลล์ออกจากกัน (Cytokinesis หรือ Cytoplasmic division) ก็มี 2 แบบเช่นกันคือ การแยกแบบ Furrow type ซึ่งเยื่อหุ้มเซลล์จะคอดกิ่วจากสองข้างเข้าสู่ใจกลางเซลล์ซึ่งเป็นการแบ่งไซโทพลาซึมของเซลล์สัตว์ และแบบที่มีการสร้างผนังกั้นเซลล์ ที่เรียกว่าเซลล์เพลท Cell plate ขึ้นตรงกลางและแยกนิวเคลียสออกจากกัน เรียกว่า Cell plate type โดยพบได้ในพืช
สำหรับการแบ่งนิวเคลียสแบบไมโอซิส แม้ว่าจะไม่ได้เกิดในลักษณะของวัฏจักรเซลล์ แต่ก็มีระยะอินเทอร์เฟส โพรเฟส เมทาเฟส แอนาเฟส และเทโลเฟส เช่นเดียวกับการแบ่งนิวเคลียสแบบไมโทซิส แต่มีการแบ่งนิวเคลียส 2 ครั้ง ดังนั้น การแบ่งในครั้งแรกจึงเรียก ไมโอซิส I ประกอบด้วย โพรเฟส I เมทาเฟส I แอนาเฟส I และเทโลเฟส I ส่วนการแบ่งในครั้งที่สองเรียก ไมโอซิส II ประกอบด้วย โพรเฟส II เมทาเฟส II แอนาเฟส II และเทโลเฟส II และมีการแบ่งไซโทพลาซึมในลักษณะเดียวกับการแบ่งแบบไมโทซิส
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น