ลักษณะทางกายวิภาค-พจนานุกรม

ไมโอซิส

คำนิยาม

ไมโอซิสเป็นรูปแบบพิเศษของการแบ่งนิวเคลียสและเรียกอีกอย่างว่าไมโอซิส ประกอบด้วยสองแผนกที่เปลี่ยนเซลล์แม่แบบซ้ำให้กลายเป็นเซลล์ลูกสาวเดี่ยวสี่เซลล์

เซลล์ลูกสาวเหล่านี้แต่ละเซลล์มีโครโมโซม 1 โครโมโซมและไม่เหมือนกัน เซลล์สืบพันธุ์เหล่านี้จำเป็นสำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

บทนำ

ในผู้ชายเซลล์สืบพันธุ์คือเซลล์อสุจิที่สร้างขึ้นในอัณฑะ สิ่งที่เทียบเท่าในผู้หญิงคือเซลล์ไข่ที่เธอมีตั้งแต่แรกเกิด

เซลล์สืบพันธุ์เดี่ยวจากพ่อแม่แต่ละคนจะรวมกันเป็นชุดโครโมโซมคู่ซึ่งพบได้ในเซลล์อื่น ๆ ของร่างกาย

หากหนึ่งในสองแผนกผิดพลาดในระหว่างไมโอซิสความผิดปกติของโครโมโซมที่เป็นตัวเลขเช่นไตรโซมี 21 (เรียกว่าดาวน์ซินโดรม).

ไมโอซิสมีหน้าที่อะไร?

หน้าที่ของไมโอซิสคือการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตทั้งเพศหญิงและเพศชาย สิ่งเหล่านี้จำเป็นสำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและพบได้ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมนุษย์

หลังจากไมโอซิสเซลล์ที่มีคู่ (ซ้ำ) ชุดโครโมโซมสี่เซลล์แบบธรรมดา (เดี่ยว) ชุดโครโมโซม

การลดจำนวนโครโมโซมนี้มีความสำคัญมากเนื่องจากเซลล์สืบพันธุ์สองชุดที่มีโครโมโซมคู่จะหลอมรวมกันระหว่างการปฏิสนธิ ผลที่ตามมาคือการมีชีวิตอยู่กับสี่ครั้ง (tetraploid) ชุดโครโมโซม ความผิดปกติของโครโมโซมนี้คิดเป็นประมาณ 5% ของการแท้งทั้งหมด

นอกเหนือจากการลดจำนวนโครโมโซมและการผลิตเซลล์สืบพันธุ์แล้วไมโอซิสยังมีหน้าที่อีกอย่างหนึ่ง โดยการสุ่มกระจายโครมาทิดไปยังเซลล์ลูกสาวทั้งสี่เซลล์ไมโอซิสทำให้มั่นใจได้ถึงความหลากหลายทางพันธุกรรม

นอกจากการกระจายแบบสุ่มของจีโนมแล้วยังมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลทางพันธุกรรมระหว่างโครโมโซมของมารดาและบิดาอีกด้วย กระบวนการนี้เรียกว่าการข้ามและเพิ่มการรวมตัวทางพันธุกรรมและความหลากหลายอีกครั้ง

หัวข้อนี้อาจเป็นที่สนใจของคุณ: ภารกิจของนิวเคลียสของเซลล์

หลักสูตรไมโอซิสคืออะไร?

หลักสูตรของไมโอซิสนั้นเหมือนกันเสมอและสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนโดยคร่าวๆ ในทางกลับกันสิ่งเหล่านี้ประกอบด้วยหลายขั้นตอนซึ่งจะเหมือนกันในทั้งสองฝ่าย

การแบ่งไมโอซิสครั้งแรก

ไมโอซิสเริ่มต้นด้วยการเพิ่มโครโมโซมทั้งสองเป็นสองเท่าเพื่อให้เซลล์มีโครโมโซมคู่ที่มีโครมาทิดสี่ตัว ตามมาด้วยการแบ่งไมโอซิสครั้งแรกซึ่งโครโมโซมทั้งสองคู่จะแยกออกจากกัน

เซลล์ที่เกิดทั้งสองแต่ละเซลล์มีโครโมโซมที่มีโครมาทิดสองตัว การแบ่งนี้เรียกว่าการแบ่งส่วนลดลงเนื่องจากโครโมโซมชุดคู่จะลดลงครึ่งหนึ่ง มันทำงานในหลายขั้นตอนซึ่งมีชื่อเดียวกับในไมโทซิส:

แวะ
metaphase
anaphase
Telophase.

นอกจากนี้ในส่วนของไมโอซิสนี้สารพันธุกรรมยังรวมตัวกันใหม่ภายในโครโมโซม เป็นการแลกเปลี่ยนดีเอ็นเอบางส่วนระหว่างโครโมโซมทั้งสองซึ่งเรียกว่าการข้าม

ส่วนที่สองของไมโอซิส

ส่วนที่สองของไมโอซิสประกอบด้วยส่วนที่เรียกว่าการแบ่งสมการ ที่นี่โครมาทิดสองพี่น้องถูกแยกออกจากกัน เซลล์สืบพันธุ์ทั้งหมดสี่เซลล์ถูกสร้างขึ้นซึ่งในฐานะสารพันธุกรรมมีโครมาทิดเพียงตัวเดียว

เช่นเดียวกับในการแบ่ง Meiotic แรกสี่ขั้นตอน (Prophase, metaphase, anaphase, telophase) พบอีกครั้ง

การแยกโครมาทิดของน้องสาวในส่วนที่สองของไมโอซิสสามารถเปรียบเทียบได้กับไมโทซิสเนื่องจากมีการแยกโครมาทิดและดึงไปยังขั้วเซลล์ตรงข้าม

ขั้นตอนของไมโอซิสคืออะไร?

ไมโอซิสมีความสำคัญต่อการพัฒนาเซลล์สืบพันธุ์และสามารถแบ่งออกเป็นระยะต่างๆ ก่อนอื่นต้องแยกความแตกต่างระหว่างไมโอซิส I และไมโอซิส II การแบ่งนี้มีเหตุผลเนื่องจากการแบ่งเซลล์สองเซลล์เกิดขึ้นในช่วงไมโอซิส

การแบ่งส่วนแรกเรียกว่าการแบ่งส่วนลดเนื่องจากโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันทั้งสองถูกแยกออกจากกัน สิ่งนี้จะสร้างโครโมโซมชุดเดียวจากโครโมโซมคู่

ไมโอซิสแรกนี้สามารถแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอน:

ทำนาย I
Metaphase I.
Anaphase I.
Telophase I.

เซลล์เดิมมีโครโมโซมสองชุดที่ซ้ำกันโดยการจำลองแบบ ผลลัพธ์คือเซลล์ที่มีสี่โครมาทิด

ในการทำนายโครโมโซมจะถูกบีบอัดและเข้าหากัน ความใกล้ชิดเชิงพื้นที่ของโครโมโซมทั้งสองนี้มีความสำคัญต่อการข้ามผ่านต่อไปนี้ โครโมโซมทั้งสองแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมซึ่งจะเพิ่มความหลากหลายทางพันธุกรรม

ถัดมาคือ metaphase ซึ่งโครโมโซมที่เหมือนกันทั้งสองจะถูกจัดเรียงในระนาบเส้นศูนย์สูตร ในเวลาเดียวกันอุปกรณ์แกนหมุนจะถูกสร้างขึ้น

ในอะนาเฟสคู่โครโมโซมจะแยกออกจากกันและลากไปยังขั้วของเซลล์ที่อยู่ตรงข้ามกัน

ในระยะสุดท้ายเทโลเฟสเยื่อหุ้มเซลล์จะหดตัวเพื่อให้สร้างเซลล์ลูกสาวสองเซลล์ โครโมโซมเหล่านี้มีชุดโครโมโซมธรรมดา ๆ แต่ประกอบด้วยโครโมโซมสองตัว

ถัดมาเป็นส่วนที่สองของไมโอซิส สิ่งนี้เรียกว่าการแบ่งสมการและมีผลต่อเซลล์ลูกสาวเดี่ยวทั้งสอง ในระหว่างการแบ่งตัวนี้โครมาทิดน้องสาวจะถูกแยกออกจากกันดังนั้นเซลล์ทั้งหมดสี่เซลล์ที่มีผลลัพธ์โครมาทิดหนึ่ง

ไมโอซิส II มีความคล้ายคลึงกับไมโทซิสมากและยังสามารถแบ่งออกเป็นระยะเดียวกันได้:

คำทำนาย II
Metaphase II
อนาเฟส II
เทโลเฟส II

ในการทำนายโครมาทิดของน้องสาวจะควบแน่นและอุปกรณ์แกนหมุนเริ่มก่อตัวขึ้น

ในเมตาเฟสโครมาทิดจะถูกจัดเรียงในระนาบเส้นศูนย์สูตรเพื่อให้โครมาทิดทั้งสองอยู่ห่างจากขั้วเซลล์เท่ากันโดยประมาณ

ในอะนาเฟสโครมาทิดของน้องสาวจะแยกออกจากกันและย้ายไปที่ขั้วเซลล์

ในเทโลเฟสนั้นเยื่อหุ้มเซลล์จะหดตัวลงอีกครั้งและเกิดซองใหม่ขึ้น

ส่งผลให้มีเซลล์ลูกสาวทั้งหมดสี่เซลล์ที่มีชุดโครโมโซมธรรมดาในรูปของโครมาทิดเป็นสารพันธุกรรม

เซลล์สืบพันธุ์เซลล์เพศหรือเซลล์สืบพันธุ์เหล่านี้สร้างขึ้นแตกต่างกันในทั้งสองเพศ

ในผู้หญิงเซลล์ไข่มีอยู่ตั้งแต่แรกเกิด แต่จะอยู่ในโหมดอยู่เฉยๆจนถึงวัยแรกรุ่น เมื่อเริ่มมีวุฒิภาวะทางเพศเซลล์ไข่จะเจริญเติบโตทุกเดือนซึ่งสามารถปฏิสนธิได้

ในผู้ชายการผลิตสเปิร์มในอัณฑะจะไม่เริ่มขึ้นจนกว่าจะเข้าสู่วัยแรกรุ่น ตรงกันข้ามกับผู้หญิงผู้ชายยังสามารถสร้างเซลล์สืบพันธุ์ได้ดีในวัยชรา

ความแตกต่างของไมโทซิสคืออะไร?

ไมโอซิสมีความคล้ายคลึงกับไมโทซิสเกี่ยวกับการแบ่งไมโอติกที่สอง แต่มีความแตกต่างบางประการระหว่างการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ทั้งสอง

ผลลัพธ์

ผลลัพธ์ของไมโอซิสคือเซลล์สืบพันธุ์ที่มีชุดโครโมโซมธรรมดาที่เหมาะสำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ในไมโทซิสจะมีการสร้างเซลล์ลูกสาวที่เหมือนกันพร้อมโครโมโซมสองชุด เซลล์เหล่านี้ไม่มีหน้าที่ในการสืบพันธุ์ แต่จะแทนที่เซลล์ของร่างกายที่เก่าตายหรือไม่สามารถทำงานได้เต็มที่อีกต่อไป

จำนวนหน่วยงาน

ความแตกต่างอีกอย่างระหว่างไมโอซิสและไมโทซิสคือจำนวนแผนกที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องมีสองแผนกในไมโอซิส ในการลดขั้นแรกโครโมโซมสองคู่จะถูกแยกออกจากกันในการแบ่งสมการต่อไปนี้โครมาทิดน้องสาวทั้งสองจะถูกแยกออกจากกัน

ในทางตรงกันข้ามกับไมโทซิสการแบ่งหนึ่งส่วนก็เพียงพอแล้ว ในส่วนนี้โครมาทิดของน้องสาวจะถูกแยกออกจากกันเพื่อให้เซลล์ลูกสาวสองเซลล์ที่เหมือนกันทางพันธุกรรมเกิดขึ้น

ระยะเวลา

อย่างไรก็ตามไมโอซิสและไมโทซิสไม่เพียง แต่แตกต่างกันในหน้าที่และจำนวนแผนกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระยะเวลาด้วย Mitosis เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างรวดเร็วซึ่งใช้เวลาประมาณหนึ่งชั่วโมง ในทางกลับกันไมโอซิสใช้เวลานานกว่ามากและสามารถหยุดนิ่งในระยะเดียวเป็นเวลาหลายปีหรือหลายทศวรรษ

เป็นกรณีของเซลล์ไข่ที่สร้างขึ้นแล้วตั้งแต่แรกเกิด แต่ทั้งหมดจะอยู่ในโหมดสลีปจนกว่าจะถึงวัยเจริญพันธุ์

การพัฒนาของเซลล์เพศชายอสุจิก็ใช้เวลาประมาณ 64 วัน ในจำนวนนี้ประมาณ 24 วันตกสู่ไมโอซิส

คุณสามารถค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ได้ที่: Mitosis - อธิบายง่ายๆ!

การข้ามผ่านคืออะไร?

การข้ามจะอธิบายถึงการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมระหว่างโครมาทิดสองตัว ในกระบวนการเหล่านี้เข้าหากันข้ามและแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนดีเอ็นเอบางอย่าง

กระบวนการนี้เกิดขึ้นระหว่างการแบ่งเซลล์สืบพันธุ์ (ไมโอซิส) แทน. การข้ามผ่านสามารถกำหนดให้เป็นคำทำนาย I ซึ่งแบ่งได้เป็นห้าระยะ

ก่อนที่การแบ่งไมโอซิสแรกจะเริ่มขึ้นดีเอ็นเอจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเพื่อให้มีโครมาทิดสี่ตัวในเซลล์ ระยะแรกของการทำนายฉันก็คือ Leptoteneซึ่งโครโมโซมจะควบแน่นและมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

นี่คือขั้นต่อไป Zygoteneซึ่งโครโมโซมเข้าหากันและสร้างการจับคู่โครโมโซมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ความใกล้ชิดเชิงพื้นที่ของโครโมโซมทั้งสองนี้เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับความสามารถในการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรม ในแบบคู่ขนานจะมีการสร้าง Synaptonemal complex นี่คือความซับซ้อนของโปรตีนหลายชนิดที่เกิดขึ้นระหว่างโครโมโซมและทำให้แน่ใจว่าตำแหน่งที่แน่นอนของสิ่งเหล่านี้

ดังต่อไปนี้ Pachytan ตอนนี้การข้ามผ่านเกิดขึ้นจริง มีการแตกของดีเอ็นเอในสองระยะก่อนหน้านี้แล้ว ตอนนี้โครมาทิดสองตัวข้ามกันและซ่อมแซมจุดแตกหักแล้ว โครโมโซมของมารดาและบิดาแลกเปลี่ยนดีเอ็นเอส่วนเล็ก ๆ ภาพไขว้เหล่านี้สามารถมองเห็นได้ในชื่อ Chiasmata ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

ใน ประกาศนียบัตร synaptonemal complex จะสลายไปและโครโมโซมจะเชื่อมต่อกันที่ Chiasmata เท่านั้น

ในช่วงสุดท้ายของการทำนาย I, Diakinesisเมมเบรนนิวเคลียร์สลายไปแกนหมุนไมโทซิสเริ่มสร้างขึ้นและไมโอซิสสามารถเกิดขึ้นตามลำดับปกติ

การผสมข้ามสายพันธุ์ใช้สำหรับการรวมตัวกันภายในเซลล์และร่วมกับการกำหนดสารพันธุกรรมแบบสุ่มให้กับเซลล์สืบพันธุ์มีบทบาทสำคัญในความหลากหลายของลักษณะ

Trisomy 21 เกิดขึ้นได้อย่างไร?

Trisomy 21 เป็นโรคที่เกิดจากการมีโครโมโซมที่ 21 อยู่สามตัว ในเซลล์ที่แข็งแรงจะมีโครโมโซมที่ซ้ำกันดังนั้นมนุษย์จึงมีโครโมโซมทั้งหมด 46 ตัว ผู้ป่วยที่มี trisomy 21 มีโครโมโซม 47 แท่งและมีดาวน์ซินโดรม

การปรากฏตัวสามเท่าของโครโมโซมที่ 21 ส่วนใหญ่เกิดจากความผิดพลาดในไมโอซิส

ไมโอซิสเปลี่ยนเซลล์ที่มี 4 โครมาทิดให้เป็นเซลล์สืบพันธุ์ 4 เซลล์โดยแต่ละโครมาทิดแต่ละเซลล์จะมีสองส่วน อย่างไรก็ตามข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้ทั้งในระยะเวลาครบกำหนด เป็นผลให้โครเมียมกระจายไปทั่วเซลล์สืบพันธุ์และเซลล์สืบพันธุ์ไม่ถูกต้องโดยมีโครมาทิดสองตัวตามมา

เซลล์สืบพันธุ์เหล่านี้มีโครโมโซมเดี่ยวที่ซ้ำกันในกลุ่มอาการดาวน์โครโมโซมที่ 21 หากเซลล์ไข่ดังกล่าวหลอมรวมกับสเปิร์มที่แข็งแรงตัวอ่อนจะมีโครโมโซมที่ 21 ในสามชุด

อาการของความผิดปกติของโครโมโซมที่เป็นตัวเลขนี้มีความหลากหลายและอาจมีความรุนแรงแตกต่างกันไป เด็กเหล่านี้มักจะปัญญาอ่อนแคระแกรนและมีความบกพร่องของหัวใจ แต่กำเนิด

ความเสี่ยงของการเกิดโรคจะเพิ่มขึ้นตามอายุของมารดาดังนั้นหญิงตั้งครรภ์ที่มีอายุมากหลายคนจึงชอบที่จะทำการตรวจน้ำคร่ำ

หากคุณมีความสนใจเพิ่มเติมในหัวข้อนี้โปรดอ่านบทความถัดไปด้านล่าง: ดาวน์ซินโดรม