Bộ phận tế bào: Những lưu ý hữu ích về bộ phận tế bào ở động vật (2071 từ)

Đọc bài viết này để tìm hiểu về quá trình phân chia tế bào ở động vật!

Một tế bào đơn tăng dần kích thước và nhận dinh dưỡng từ môi trường bằng cách khuếch tán và các quá trình hóa lý khác. Khi tế bào được mở rộng đủ, khoảng cách giữa màng tế bào và nhân được tăng lên đến mức mà dinh dưỡng của tế bào bằng cách khuếch tán phải chịu. Do đó, việc phân chia tế bào thành hai tế bào con nhỏ là một nhu cầu sinh học để cung cấp dinh dưỡng công bằng cho tế bào.

Hình ảnh lịch sự: edupic.net/Images/Mitosis/telophase_3D.png

Sự kích thích cho sự phân chia tế bào bắt nguồn từ các gen của DNA hạt nhân tổ chức tổng hợp các phân tử vĩ mô protein thông qua RNA. Một hợp chất hóa học được gọi là chopol được phát hiện cục bộ trong mô bình thường, ức chế sự phân chia tế bào ở một giai đoạn nhất định. Khi mô bị tổn thương một phần, mức độ của chater rơi xuống và các tế bào phân chia cho đến khi quần thể tế bào bình thường của mô được phục hồi.

Sự phân chia tế bào có thể là trực tiếp hoặc gián tiếp.

Bộ phận trực tiếp (Amitosis):

Quá trình này rất nhanh chóng, hoàn thành trong vài phút. Lúc đầu, nhân co lại ở giữa, sau đó phân chia sau đó là sự phân chia tế bào chất của tế bào (Hình 3-1)

Có thể sự phân chia amitotic không diễn ra ở các loài động vật có vú, trừ khi các tế bào là bệnh lý.

Bộ phận gián tiếp:

Nó trình bày hai loại - Mitosis và Meiosis. Trong cả hai loại phân chia tế bào, hai quá trình có liên quan - karyokinesis hoặc phân chia hạt nhân và phân bào hoặc phân bào.

Nguyên phân

Đây là phương pháp phân chia tế bào phổ biến nhất và xảy ra ở tất cả các tế bào soma và tế bào mầm chưa trưởng thành. Hai tế bào con giống hệt nhau về số lượng nhiễm sắc thể và sự phân bố gen như trong tế bào mẹ. Do đó nguyên phân được gọi là phân chia đồng nhất hoặc phân chia.

Quá trình này mất khoảng 1 đến 2 _1/2 giờ để hoàn thành. Nguyên phân có thể là đối xứng hoặc không đối xứng. Trong nguyên phân đối xứng, tiềm năng chức năng của các tế bào con là tương tự nhau. Tuy nhiên, trong nguyên phân không đối xứng, một tế bào con có sự khác biệt hơn so với tế bào khác.

Đây là cơ sở của sự biệt hóa tế bào từ các tế bào gốc không phân biệt. Trước khi tế bào phân chia, tồn tại một giai đoạn được gọi là xen kẽ trong đó các nhiễm sắc thể riêng lẻ không thể nhìn thấy được vì chúng không được xếp vào các cấu trúc rất dài, hẹp để chúng ở dưới giới hạn độ phân giải của kính hiển vi ánh sáng. Trong quá trình xen kẽ, nhân của tế bào sở hữu một lớp vỏ hạt nhân và chứa một mạng lưới các sợi hoặc hạt nhiễm sắc và một hạt nhân. Sự sao chép DNA diễn ra trong nhiễm sắc thể. Bên ngoài lớp vỏ hạt nhân, hai máy ly tâm được ghép đôi nằm trong tế bào chất.

Nguyên phân bao gồm bốn quá trình liên tiếp: tiên tri, metaphase, anaphase và telophase. (Hình 3-2)

Lời tiên tri:

Nó được đặc trưng bởi các tính năng sau đây

(i) Các nhiễm sắc thể riêng lẻ được hình dung đầu tiên dưới kính hiển vi dưới dạng các sợi mỏng dài vì chúng được cuộn chặt dọc theo toàn bộ chiều dài. Mỗi nhiễm sắc thể phân chia theo chiều dọc thành hai nhiễm sắc thể ngoại trừ ở tâm động.

(ii) Hai tâm ly hợp được tách ra khỏi nhau bằng cách kéo dài các vi ống liên tục của trục chính và chiếm các cực đối diện của hạt nhân. Các vi ống liên tục được tổ chức bởi các trung tâm.

(iii) Sau đó, màng nhân và nucleolus biến mất. Các nhiễm sắc thể hiện đang bị vướng vào một lưới các vi ống liên tục. Giai đoạn này có thể được gọi là pro-metaphase. Lời tiên tri mất khoảng 1 _1/2 giờ để hoàn thành.

Siêu hình:

Trong khi đó, vùng tâm động của mỗi nhiễm sắc thể biểu hiện một kinetochores giống như đĩa song phương. Từ kinetochores, một bộ vi ống nhiễm sắc thể được tổ chức và mở rộng song phương về phía các trung tâm đối diện. Sự tăng trưởng của các vi ống nhiễm sắc thể cho phép các tâm động của các nhiễm sắc thể riêng lẻ với các nhiễm sắc thể được ghép nối của chúng để chiếm mặt phẳng xích đạo của trục chính. Điều này thể hiện bức tranh cổ điển về sự hình thành aster trong metaphase. Metaphase tồn tại trong khoảng 20 phút.

Colchicine bắt giữ sự phân chia tế bào tại metaphase, vì nó ngăn chặn sự hình thành các vi ống của trục chính và kết hợp hữu cơ với protein tubulin. Trong colchicine được xử lý metaphase (C-metaphase) các nhiễm sắc thể được tìm thấy để tập hợp xung quanh các trung tâm. Ứng dụng colchicine trong nuôi cấy tế bào đóng vai trò là một công cụ quan trọng trong nghiên cứu karyotype.

Phản vệ:

Ở đây các tâm động tràn ra theo chiều dọc và hai nhiễm sắc thể tách ra để tạo thành hai nhiễm sắc thể mới. Khi các sợi trục chính co lại, mỗi cặp nhiễm sắc thể mới hình thành sẽ tách ra và di chuyển đến cực đối diện của trục chính. Cuối cùng, hai bổ sung nhiễm sắc thể giống hệt nhau và hoàn chỉnh được hình thành. Việc tách các nhiễm sắc thể để tạo thành hai nhiễm sắc thể mới diễn ra bằng sự co lại của các vi ống nhiễm sắc thể, tác dụng lực ly tâm lên vùng tâm động của nhiễm sắc thể từ các tâm ly tâm đối diện. Đồng thời, các vi ống liên tục của các máy ly tâm đối diện di chuyển vào bên trong tạo thành phần giữa ở khu vực trung tâm của tế bào đang phân chia, nơi xuất hiện rãnh phân tách.

Telophase:

Đây là một thời kỳ tổ chức lại. Các nhiễm sắc thể con gái được bao bọc bởi màng nhân mới và nucleolus xuất hiện trở lại. Các nhiễm sắc thể trở nên không được bọc và danh tính cá nhân của chúng bị mất. Cuối cùng, tế bào chất phân chia và hai tế bào hoàn chỉnh được hình thành.

Trong quá trình phân bào, rãnh phân tách phát triển xung quanh mặt phẳng xích đạo trước đây của trục chính sắc nét hiện đang bị chiếm giữ bởi cơ thể ở giữa. Có thể sự co lại của các thành phần fibrillar của tế bào chất giúp co thắt trong giờ thủy tinh của sự phân tách. Đôi khi tàn dư của cơ thể ở giữa được tìm thấy dưới dạng ngưng tụ tế bào chất nhỏ bên dưới màng tế bào của mỗi tế bào con sau khi tách hoàn toàn.

Chu kỳ tế bào:

Khi các tế bào cùng loại được nuôi cấy trong tế bào nuôi cấy, chúng sẽ nhân lên liên tục bằng quá trình nguyên phân. Những thay đổi theo chu kỳ của một tế bào, liên quan đến xen kẽ và giảm phân, được gọi là chu kỳ tế bào. Interphase bao gồm ba giai đoạn (Hình 3-3) -

(a) Giai đoạn G ₁ (Gap 1), trong đó tế bào xâm nhập ngay sau khi hoàn thành quá trình nguyên phân và hoạt động trao đổi chất để tổng hợp enzyme, protein cấu trúc và các bào quan khác;

(b) Giai đoạn S (Tổng hợp), trong đó quá trình sao chép DNA diễn ra để truyền tất cả thông tin di truyền của loài. Điều này bao gồm khoảng thời gian khoảng 7 giờ và dẫn đến sự hình thành hai nhiễm sắc thể mang lại cho mỗi nhiễm sắc thể cấu hình hình chữ X đặc trưng. Khi một tế bào bước vào giai đoạn S, nó được cam kết hoàn thành quá trình nguyên phân;

(c) Giai đoạn G ₂ (Gap 2) xuất hiện trước khi bắt đầu quá trình nguyên phân tiếp theo. Bộ máy trục chính được tổng hợp trong giai đoạn này.

Một số tế bào cơ thể, trong quá trình biệt hóa để thực hiện chức năng chuyên biệt, rời khỏi chu trình tế bào và không đi vào giai đoạn S. Các tế bào như vậy được cho là đang ở giai đoạn G _O.

Các loại tế bào cơ thể:

Các tế bào cơ thể thuộc ba loại chung.

Loại 1:

Nó bao gồm những tế bào cơ thể không phân chia trong cuộc sống sau khi sinh. Các tế bào thần kinh là ví dụ cổ điển của thể loại này. Với sự tiến bộ của tuổi tác, họ dần dần bị giảm số lượng. Do đó, các tế bào thần kinh không đi qua chu kỳ tế bào.

Loại 2:

Một số tế bào cơ thể chuyên biệt, như biểu mô ruột và biểu bì của da, liên tục bị mất khỏi bề mặt cơ thể do hao mòn và chết tế bào. Để bổ sung sự mất mát, các tế bào mới cùng loại được tái tạo liên tục bằng nguyên phân từ một số tế bào gốc hoặc tế bào tiền thân. Do đó, trong loại thứ hai, trạng thái ổn định của quần thể tế bào được duy trì nhờ một quá trình đảo lộn tế bào.

Loại 3:

Một số tế bào cơ thể thuộc loại này có tính chuyên biệt cao và thường không phân chia. Họ sở hữu tuổi thọ dài. Các tế bào gan là ví dụ của thể loại này. Khi hai phần ba gan bị loại bỏ, các tế bào gan chuyên biệt trải qua quá trình nguyên phân trong điều kiện thay đổi cho đến khi thể tích ban đầu của gan được phục hồi.

Bệnh teo cơ:

Meiosis là quá trình phân chia tế bào tạo ra các tế bào con đơn bội từ một tế bào bố mẹ lưỡng bội. Nó được gọi là phân chia dị hợp tử và chỉ xảy ra trong các tế bào giới tính trong quá trình trưởng thành của giao tử. Nó bao gồm hai bộ phận liên tiếp (Hình 3-4)

Bộ phận Meiotic đầu tiên

Lời tiên tri:

Nó được kéo dài và bao gồm năm giai đoạn sau:

Leptotene:

Các nhiễm sắc thể riêng lẻ có thể nhìn thấy khi các sợi mỏng dài và các nhiễm sắc thể hạt đặc trưng xuất hiện dọc theo chiều dài của chúng. Một đầu của mỗi nhiễm sắc thể được gắn vào màng nhân.

Hợp tử:

Các nhiễm sắc thể tương đồng được sắp xếp theo cặp theo chiều dọc, thiết lập mối quan hệ điểm tới điểm. Quá trình này được gọi là khớp thần kinh. Một thành viên của cặp là mẹ và thành viên khác có nguồn gốc.

Pachytene:

Mỗi nhiễm sắc thể phân chia theo chiều dọc thành hai nhiễm sắc thể ngoại trừ ở tâm động. Do đó bốn chromatids được lắp ráp ở những nơi. Hiện tượng này được gọi là sự hình thành tetrad. Trong suốt quá trình tiên tri, các nhiễm sắc thể trải qua quá trình xoắn ốc dọc theo
chiều dài của chúng; do đó chúng dần dần được rút ngắn và dày lên.

Ngoại giao:

Trong giai đoạn này, các nhiễm sắc thể không phải chị em của một tetrad giao nhau tại một hoặc nhiều điểm tạo thành chi-asma. Tại điểm vượt qua các nhiễm sắc thể phá vỡ với sự trợ giúp của một endonuclease enzyme, và sau đó kết hợp với một đoạn nhiễm sắc thể không chị em của nhiễm sắc thể tương đồng, được xúc tác bởi một enzyme khác, ligase. Hiện tượng này được gọi là chéo. Sự lai chéo cho phép tái định hình liên tục các gen, do đó các kết hợp mới và đôi khi có lợi có thể diễn ra. Điều này tạo thành cơ sở cấu trúc của sự đa dạng di truyền giữa các cá nhân đến từ cùng một nguồn gốc.

Diakinesis:

Bây giờ các tâm động tương đồng kéo ra và các nhiễm sắc thể được tách ra sau khi không ghép. Trong khi đó màng nhân và nucleolus biến mất.

Metaphase I:

Sau khi vượt qua, các cặp nhiễm sắc thể tương đồng thẳng hàng trong mặt phẳng xích đạo của trục chính.

Phản vệ tôi:

Centome không phân chia và các cặp nhiễm sắc thể tương đồng tách biệt với nhau và di chuyển đến các cực đối diện của trục chính mang cặp nhiễm sắc thể của chúng.

Telophase I:

(i) Mỗi ​​trong hai tế bào con biểu hiện một nửa số lượng nhiễm sắc thể ban đầu (đơn bội). Bộ phận meotic đầu tiên đôi khi được gọi là bộ phận giảm;

(ii) Có sự phân phối lại vật liệu di truyền do lai chéo.

Bộ phận Meiotic thứ hai:

Mỗi tế bào con của phân chia thứ nhất đi thẳng vào Metaphase II và các nhiễm sắc thể thẳng hàng trong các mặt phẳng xích đạo mới của trục chính. Sự sao chép DNA không diễn ra giữa phân chia meogen thứ nhất và thứ hai.

Phản vệ II:

Các tâm động phân chia và các nhiễm sắc thể tách ra để tạo thành các nhiễm sắc thể mới di chuyển đến các cực đối diện của trục chính.

Telophase II:

Bốn giao tử được hình thành từ hai tế bào phân chia meogen đầu tiên, mỗi tế bào có số lượng nhiễm sắc thể đơn bội. Điều này được liên kết với sự tổng hợp của một chuỗi polynucleotide để khôi phục mô hình xoắn kép điển hình của phân tử DNA. Phân chia meotic thứ hai là một phân chia tương đương của phân chia thứ nhất đã giảm.

Đặc thù trong bệnh teo cơ:

(a) Không giống như nguyên phân, sự xuất hiện của các nhiễm sắc thể và ghép cặp nhiễm sắc thể tương đồng ở dạng khớp thần kinh được quan sát thấy trong lời tiên tri đầu tiên của phân chia meotic đầu tiên.

(b) Vượt qua các phân đoạn tương đồng giữa bốn sắc tố, trong lời tiên tri muộn, là một điều mới lạ. Việc lai chéo cho phép tái cấu trúc liên tục các gen để có thể xảy ra các kết hợp mới và đôi khi có lợi.

(c) Trong Anaphase I, centromeres không phân chia và điều này dẫn đến sự phân chia giảm phân bào đầu tiên với số lượng nhiễm sắc thể đơn bội.

(d) Trong Anaphase II, centromeres phân chia và điều này duy trì số lượng nhiễm sắc thể đơn bội. Bốn tế bào đơn bội được hình thành từ một tế bào mẹ ngoại giao. Các sản phẩm meomon này sau đó được chuyển thành giao tử chức năng - tinh trùng và ova,

(e) Sự phân chia giảm trong bệnh teo là cần thiết, bởi vì khi noãn được thụ tinh bởi tinh trùng, hợp tử thu được biểu hiện số lượng nhiễm sắc thể lưỡng bội, không đổi đối với loài.

(f) Trong oogenesis, meiosis tôi bắt đầu trong tế bào trứng chính trong cuộc sống trong tử cung và hoàn thành ngay trước khi rụng trứng. Sau khi rụng trứng, noãn bào thứ cấp hoàn thành Meiosis II để hình thành một noãn trưởng thành, chỉ khi quá trình thụ tinh diễn ra. Đây chỉ là một ví dụ trong nhân loại, trong đó việc hoàn thành Meiosis tôi cần khoảng 15 đến 45 năm để hoàn thành. Thời gian mắc bệnh này kéo dài ở phụ nữ cao tuổi có thể là một yếu tố không phân biệt trong quá trình tạo giao tử.

Một noãn bào nguyên sinh (lưỡng bội) thường tạo ra một noãn trưởng thành (đơn bội) sau hai lần phân chia liên tiếp. Các tế bào con đơn bội khác từ hai hoặc ba cơ thể cực bị trơ về mặt sinh học vì chúng có lượng tế bào chất tối thiểu.

(g) Quá trình sinh tinh trùng diễn ra ở tuổi dậy thì và một tế bào sinh tinh nguyên phát (lưỡng bội) tạo ra bốn tinh trùng đơn bội hoạt động sau hai lần phân chia meogen liên tiếp.

(h) Các đặc điểm chính của bệnh teo cơ là:

tôi. Không có sự sao chép DNA giữa Meiosis I và Meiosis II.

ii. Trao đổi vật liệu di truyền giữa các nhiễm sắc thể tương đồng diễn ra ở Meiosis I.

iii. Toàn bộ quá trình meiosis có thể mất nhiều năm, thay vì hàng giờ.