การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์

บทนำ

เนื้อเยื่อส่วนใหญ่ในร่างกายมีการผลัดเปลี่ยนตัวเองอยู่ตลอดเวลา การต่ออายุนี้ทำได้โดยการสร้างเซลล์ใหม่อย่างต่อเนื่อง การก่อตัวใหม่นี้ทำได้โดยการแบ่งตัวของเซลล์ การแบ่งเซลล์นี้ต้องการให้เซลล์สามารถแบ่งตัวได้ เซลล์ที่สามารถแบ่งตัวได้ในผู้ใหญ่เรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิดจากผู้ใหญ่ การแบ่งเซลล์ที่แท้จริงเรียกอีกอย่างว่าไซโตไคเนซิสนำหน้าด้วยการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ นิวเคลียสของเซลล์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยดีเอ็นเอ ดีเอ็นเอประกอบด้วยข้อมูลทางพันธุกรรม เพื่อให้เซลล์ที่ได้มีข้อมูลทั้งหมดดีเอ็นเอที่มีอยู่จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าก่อนที่นิวเคลียสของเซลล์จะแบ่งตัว กระบวนการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์เรียกอีกอย่างว่าไมโทซิส

กระบวนการแบ่งนิวเคลียร์

การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์เกิดขึ้นเป็น 5 ระยะ ในตอนท้ายของ 5 ขั้นตอนเหล่านี้แทนที่จะเป็นนิวเคลียสหนึ่งนิวเคลียสมีนิวเคลียสของเซลล์ที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์และเหมือนกันสองเซลล์ เพื่อให้เข้าใจถึงการแบ่งนิวเคลียสสิ่งสำคัญคือดีเอ็นเอจะถูกจัดอยู่ในโครโมโซม ข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดในมนุษย์และสัตว์แบ่งออกเป็นโครโมโซมหลายตัว มนุษย์มีสำเนาข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมด 2 ชุดในทุกเซลล์ของร่างกายยกเว้นเซลล์ไข่และอสุจิ สำเนาหนึ่งฉบับจากมารดาและหนึ่งฉบับจากบิดา

โดยรวมแล้วดีเอ็นเอในนิวเคลียสของเซลล์แบ่งออกเป็น 46 โครโมโซม ไมโทซิสนำหน้าด้วยการทำซ้ำข้อมูลทางพันธุกรรมในวัฏจักรเซลล์ที่เรียกว่าวัฏจักรชีวิตของเซลล์ ก่อนการทำซ้ำโครโมโซมจะปรากฏเป็นโครโมโซมหนึ่งโครโมโซมหลังจากการทำซ้ำเป็นโครโมโซมสองโครโมโซม หลังจากนิวเคลียสของเซลล์แบ่งตัวแล้วจะมีโครโมโซมโครโมโซมเดี่ยวอีกครั้ง สิ่งนี้ควรทำให้ชัดเจนว่าข้อมูลทางพันธุกรรมจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าก่อนที่นิวเคลียสของเซลล์จะแบ่งตัวและไม่มีข้อมูลใดสูญหาย

การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์เริ่มจากการที่โครโมโซมถูกอัดแน่นมากขึ้น ที่จริงแล้วสิ่งเหล่านี้ไม่ได้เรียงลำดับในนิวเคลียสของเซลล์ ด้วยการควบแน่นนี้โครโมโซมแต่ละตัวสามารถรับรู้ได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงซึ่งไม่สามารถทำได้ล่วงหน้าเนื่องจากโครโมโซมก่อนหน้านี้ไม่ได้เรียงลำดับและเติมนิวเคลียสของเซลล์ ในขณะเดียวกันเปลือกที่ล้อมรอบนิวเคลียสของเซลล์ก็สลายตัว จากนั้นโครโมโซมจะถูกจัดเรียงเป็นแนวโดยใช้อุปกรณ์แกนหมุน อุปกรณ์สปินเดิลประกอบด้วยโครงสร้างโปรตีนที่จัดเรียงในรูปแบบของเธรด microtubules โครงสร้างโปรตีนเหล่านี้สามารถเคลื่อนย้ายโครโมโซมและจัดเรียงในระนาบสำหรับขั้นตอนต่อไป เมื่อจัดเรียงโครโมโซมได้อย่างถูกต้องแล้วโครมาทิดที่เหมือนกันทั้งสองจะถูกดึงออกจากกันโดยอุปกรณ์แกนหมุน ดังนั้นตอนนี้โครโมโซม 1 โครมาทิดได้เกิดขึ้นอีกครั้ง ในที่สุดเปลือกของนิวเคลียสของเซลล์จะถูกสร้างขึ้นใหม่และมีนิวเคลียสของเซลล์ที่เหมือนกันสองอัน จากนั้นเซลล์จะแบ่งตัวและนิวเคลียสของเซลล์จะกระจายระหว่างเซลล์ที่เกิดใหม่สองเซลล์ อย่างไรก็ตามกระบวนการนี้ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ แต่เป็นขั้นตอนแยกต่างหากและเรียกว่าการแบ่งเซลล์หรือไซโตไคเนซิส

ขั้นตอนของการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์

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

ในระยะแรกการทำนายส่วนใหญ่จะเกิดการควบแน่นของโครโมโซม ก่อนระยะนี้โครโมโซมแต่ละตัวจะไม่สามารถแยกแยะได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง พวกมันจะมองเห็นได้เฉพาะในสภาพที่ควบแน่นเป็นโครโมโซมเดี่ยว นอกเหนือจากการควบแน่นแล้วการแตกตัวของเปลือกที่ล้อมรอบแกนกลางจะเริ่มขึ้น

ในระยะต่อไปเฟสโพรเมตาซองนิวเคลียร์จะสลายตัวจนหมดและอุปกรณ์แกนหมุนก็พัฒนาขึ้นด้วย

อุปกรณ์แกนหมุนมีความสำคัญในระยะต่อมาคือเมตาเฟส ในระยะนี้โครโมโซมจะถูกจัดเรียง

ระยะต่อไปเรียกว่า anaphase ในการนี้โครโมโซมจะถูกแยกออกเพื่อให้มีการสร้างโครโมโซมลูกสาวที่เหมือนกัน 2 ตัว นอกจากนี้โครโมโซมที่เกิดจะเคลื่อนออกจากกัน

ระยะสุดท้ายของไมโทซิสคือเทโลเฟสซึ่งในระหว่างนั้นซองจดหมายนิวเคลียร์จะถูกเรียกคืน นอกจากนี้การควบแน่นของโครโมโซมจะกลับกัน ในตอนท้ายของเทโลเฟสมีนิวเคลียสของเซลล์ที่ใช้งานได้สองอัน

คุณอาจสนใจในหัวข้อนี้: หน้าที่ของนิวเคลียสของเซลล์

เหตุใดจึงมีการแบ่งนิวเคลียส

การแบ่งนิวเคลียสเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อสร้างเซลล์สำหรับเนื้อเยื่อที่มีการผลัดเปลี่ยนตัวเองอยู่ตลอดเวลา ความสามารถของร่างกายในการทำงานและการรักษาขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าเซลล์ที่ตายแล้วสามารถถูกแทนที่ด้วยเซลล์ใหม่ได้ อย่างไรก็ตามมีความแตกต่างในความสามารถในการแบ่งระหว่างเนื้อเยื่อต่างๆ บางส่วนของร่างกายมีการสร้างตัวเองใหม่อยู่ตลอดเวลารวมทั้งผิวหนังหรือเยื่อเมือกและเซลล์ของเลือด ผิวหนังและเซลล์เม็ดเลือดจะถูกสร้างซ้ำอย่างต่อเนื่องเมื่อเซลล์ต้นกำเนิดที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะแบ่งตัว การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์เป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้ อย่างไรก็ตามยังมีอวัยวะในร่างกายที่เซลล์ไม่แบ่งตัวอีกต่อไป ซึ่งรวมถึงหัวใจและสมอง เนื่องจากไม่มีการสร้างเซลล์ใหม่ที่นี่ความเสียหายจึงสามารถถูกแทนที่ได้ด้วยเนื้อเยื่อแผลเป็นเท่านั้นไม่ใช่เนื้อเยื่อเดิม

การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ใช้เวลานานแค่ไหน?

ระยะเวลาของการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์จะแตกต่างกันสำหรับเซลล์ทุกประเภท ขึ้นอยู่กับว่าเซลล์แบ่งตัวเร็วหรือช้า ไมโทซิสอาจใช้เวลาไม่กี่นาที แต่มีเซลล์ที่ไมโทซิสใช้เวลาหลายชั่วโมง นิวเคลียสของเซลล์แบ่งตัวเร็วที่สุดในอวัยวะที่มีการสร้างเซลล์ใหม่อยู่ตลอดเวลา ซึ่งรวมถึงผิวหนังเยื่อเมือกและไขกระดูก การสร้างเลือดเกิดขึ้นในไขกระดูก ดังนั้นการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์จึงต้องเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วที่นี่

นิวเคลียสของเซลล์แบ่งตัวบ่อยแค่ไหน?

ความถี่ของการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับว่าเซลล์แบ่งตัวเร็วแค่ไหน การแบ่งเซลล์เกิดขึ้นบ่อยในเซลล์ที่แบ่งอย่างรวดเร็ว ในเซลล์ที่แบ่งตัวช้าจะมีจำนวนการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์น้อยกว่า สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่ามีเซลล์ในร่างกายที่ไม่แบ่งตัวอีกต่อไป เซลล์เหล่านี้เรียกว่าเซลล์ที่แตกต่างกัน ในที่สุดสิ่งเหล่านี้ก็ตายไปและต้องเปลี่ยนใหม่ นี่คือหน้าที่ของเซลล์ต้นกำเนิด พวกมันยังคงสามารถแบ่งตัวและบางส่วนกลายเป็นเซลล์ที่แตกต่างซึ่งจะไม่สามารถแบ่งตัวได้อีกต่อไป

จะเกิดอะไรขึ้นถ้านิวเคลียสของเซลล์แบ่งตัวไม่ถูกต้อง?

มีจุดควบคุมหลายจุดในวัฏจักรของเซลล์ที่มีไว้เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดข้อผิดพลาดระหว่างการแบ่งเซลล์ จุดตรวจเหล่านี้ตั้งอยู่ตามจุดต่างๆที่มีกระบวนการสำคัญเกิดขึ้น ระยะวิกฤตที่สุดในการแบ่งนิวเคลียสคือการแยกโครโมโซม หากข้อผิดพลาดเกิดขึ้นที่นี่อาจเกิดโครโมโซมสองตัวที่แตกต่างกัน เซลล์ที่เกิดจะมีข้อบกพร่องและสามารถพัฒนาเซลล์เนื้องอกได้ จุดควบคุมของไมโทซิสอยู่ในเมตาเฟสซึ่งเป็นระยะที่โครโมโซมเรียงเป็นแถว วิธีการทำงานของจุดตรวจคือขั้นตอนต่อไปจะไม่เริ่มต้นจนกว่าโครโมโซมทั้งหมดจะได้รับการจัดเรียงอย่างเหมาะสม หากมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นในกรณีที่ดีที่สุด mitosis จะหยุดและนิวเคลียสของเซลล์จะแตกออก

อย่างไรก็ตามอาจเกิดข้อผิดพลาดที่จุดควบคุมนี้ได้ หากนิวเคลียสของเซลล์ที่มีโครโมโซมแตกต่างกันเกิดขึ้นเซลล์อาจถูกทำลายโดยร่างกายหรือเซลล์ที่พัฒนาขึ้นโดยมีความเสี่ยงสูงต่อการเสื่อมสภาพ

นั่นอาจเป็นที่สนใจของคุณเช่นกัน: การกลายพันธุ์ของโครโมโซม

เนื้องอกพัฒนาได้อย่างไร?

คำว่าเนื้องอกหมายถึงอาการบวมอย่างแท้จริงและสามารถเกิดขึ้นได้จากกระบวนการต่างๆ สาเหตุส่วนใหญ่ของอาการบวมคือการอักเสบซึ่งเกิดอาการบวมจากการกักเก็บน้ำมากเกินไป เนื้องอกที่เกิดจากการเพิ่มจำนวนของเซลล์ที่ไม่ได้ตรวจสอบเรียกอีกอย่างว่าเนื้องอก เนื้องอกมีหลายรูปแบบที่เกิดขึ้นจากเซลล์ต่างๆ โดยทั่วไปเนื้องอกเป็นผลมาจากการสูญเสียการควบคุมการเจริญเติบโตและการแบ่งตัวของเซลล์ เซลล์มีโปรตีนหลายชนิดที่ทำให้มั่นใจได้ว่าเซลล์จะไม่เติบโตอย่างควบคุมไม่ได้ โปรตีนเหล่านี้สามารถถูก จำกัด ในการทำงานได้โดยการเปลี่ยนแปลงของยีนที่เป็นแม่แบบของโปรตีนเหล่านี้ การสูญเสียฟังก์ชั่นการควบคุมนี้นำไปสู่การเจริญเติบโตที่ไม่ถูกตรวจสอบและเซลล์ที่เสื่อมสภาพ

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งนี้: เนื้องอก