Nguyên phân

Nguyên phân Quá trình phân chia nhiễm sắc thể của nguyên phân trong tế bào. Nguyên phân là quá trình phân chia của tế bào nhân thực trong đó nhiễm sắc thể nằm trong nhân tế bào được chia ra làm hai phần giống nhau và giống về số lượng và thành phần của nhiễm sắc thể trong tế bào mẹ. Xảy ra cùng với nguyên phân là sự phân chia tế bào chất, các bào quan và màng nhân thành ra hai tế bào với thành phần bằng nhau. Nguyên phân và phân bào chia bào chất cùng được gọi là kì nguyên phân của chu kỳ tế bào - sự phân chia của tế bào mẹ thành hai tế bào giống hệt nhau và giống cả tế bào mẹ. Kì này chỉ chiếm 10% trong chu trình tế bào. Nguyên phân xảy ra hầu hết ở các tế bào nhân thực nhưng khác cơ chế ở một số loài. Ví dụ, những động vật phân chia theo lối nguyên phân mở, màng nhân sẽ tiêu biến sau đó nhiễm sắc thể tách đôi ra, trong khi ở nấm, men thì lại phân chia theo lối nguyên phân kín, nơi mà nhiễm sắc thể phân chia trong nhân tế bào. Ở động vật nhân sơ, tế bào không có nhân hay nhân không hoàn chỉnh thì quá trình phân chia diễn ra theo lối trực phân. Quá trình nguyên phân xảy ra vô cùng phức tạp. Những bước của quá trình được chia thành các kỳ, mỗi kỳ bắt đầu và kết thúc nối tiếp nhau. Các kỳ bao gồm: kỳ đầu, kỳ trước,kỳ giữa, kỳ sau và kỳ cuối. Trong suốt giai đoạn nguyên phân các cặp nhiễm sắc thể co xoắn và bám vào thoi vô sắc nơi mà các nhiễm sắc thể kép đối diện nhau được kéo gần lại. Tế bào sau đó được chia ra bởi giai đoạn phân bào để tạo ra hai tế bào riêng biệt giống nhau. Tuy nhiên có vài trường hợp giai đoạn nguyên phân và phân bào xảy ra độc lập với nhau. Mục lục  1 Tổng quan  2 Các kỳ của nguyên phân o 2.1 Kỳ trung gian (gian kỳ) o 2.2 Kỳ đầu o 2.3 Kỳ trước o 2.4 Kỳ giữa o 2.5 Kỳ sau o 2.6 Kỳ cuối o 2.7 Phân bào Tổng quan Điều căn bản đầu tiên của nguyên phân chính là sự phân chia của bộ gen của tế bào mẹ sang cho hai tế bào mới. Bộ gen bao gồm bộ nhiễm sắc thể chứa một số lượng lớn các chuỗi xoắn kép ADN nơi lưu trữ toàn bộ thông tin di truyền, rất quan trọng trong các chức năng của tế bào. Bởi vậy, kết quả của nguyên phân là tế bào con cần phải có bộ mã gen giống với tế bào mẹ, và tất nhiên là tế bào mẹ phải có sự sao chép mỗi nhiễm sắc thể trước khi nguyên phân. Điều này xảy ra trong suốt pha S, một pha nhỏ trong chu kỳ tế bào đóng góp việc chuẩn bị của nguyên phân. Mỗi nhiễm sắc thể kép chứa đựng hai bản sao giống hệt nhau gọi là nhiễm sắc thể đơnbám với nhau tại tâm động, trung tâm hoạt động của tế bào. Ở hầu hết các tế bào nhân thực, màng nhân chia cách ADN và tế bào chất. Các sợi siêu vi quan trọng trải rộng hai đầu của tế bào sau đó co ngắn lại kéo những nhiễm sắc thể kép đến trung tâm trên mặt phẳng xích đạo. Mỗi tế bào lấy ra 1 nhiễm sắc thể đơn tách ra từ những nhiễm sắc thể kép do đó mỗi tế bào có một bộ nhiễm sắc thể giống nhau và giống y hệt tế bào mẹ Các kỳ của nguyên phân Kỳ đầu: Trung tử nhân đôi tiến về hai cực tế bào. Nhân và màng nhân bắt đầu mờ dần. Sợi nhiễm sắc co ngắn và hiện rõ Kỳ trước: Màng nhân bị tiêu biến, and sợi siêu vi xâm chiếm không gian tế bào. Các sợi sêu vi bám vào các kinetochore. Kỳ giữa: Nhiễm sắc thể sắp xếp ở mặt phẳng thoi vô sắc Kỳ sau: Kinetochore bám vào sợi siêu vi, các nhiễm sắc thể tách ra đi về hai phía cực thoi vô sắc, các sợi siêu vi ngắn dần. Kỳ cuối: Các nhiễm sắc thể bắt đầu tháo xoắn, nhân và màng nhân xuất hiện trở lại. Quá trình phân bào bắt đầu, nếp gấp bắt đầu xuất hiện. Kỳ trung gian (gian kỳ) Kỳ trung gian là một giai đoạn trong chu kỳ tế bào, do đó có thể nói kì trung gian không phải là một kỳ nằm trong giai đoạn nguyên phân. Kỳ trung gian chia ra là ba kỳ chính G1,S,G2. Trong suốt các kì này tế bào tích trữ một số lớn các nguyên liệu từ ngoài môi trường, gia tăng cả về thể tích lẫn khối lượng. Đặc biệt kỳ S là giai đoạn mà các sợi nhiễm sắc bắt đầu 'nhân đôi' để bước vào kì M (kì nguyên phân) Kỳ đầu Các sợi nhiễm sắc co xoắn lại tạo nên nhiễm sắc thể kép bao gồm hai nhiễm sắc thể đơn bám với nhau tại tâm động. Nhân con và màng nhân bị tiêu biến dần đi. Trung tử nhân đôi sau đó di chuyển đến hai cực của tế bào chuẩn bị cho sự hình thành thoi vô sắc. Kỳ trước Sợi siêu vi của thoi vô sắc xâm chiếm không gian tế bào. Tập tin:Mitotic spindle color micrograph.gif Ảnh miêu tả nhiễm sắc thể co xoắn màu xanh lam và thoi vô sắc màu canh lá cây trong suốt kỳ trước của nguyên phân Các nhiễm sắc thể giờ đây co xoắn đạt tới mức tối đa có thể nhìn rõ dưới kính hiển vi quang học. Mỗi nhiễm sắc thể kép bám vào hai kinetochore, mỗi kinetochore bám vào một nhiễm sắc thể đơn. Kinetochore là một loại phức hợp cấu trúc protein đồng dạng hình nhẫn. Nó cũng chính là điểm gắn giữa nhiễm sắc thể và thoi vô sắc. Khi kinetochore trượt trên thoi vô sắc, nó khởi động sử dụng năng lượng từ ATP có sẵn để tiến tới hai cực thoi vô sắc. Kỳ giữa Các kinetochore giúp nhiễm sắc thể di chuyển về mặt phẳng của thoi vô sắc. Các nhiễm sắc thể kép di chuyển tới mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc, các nhiễm sắc thể lần lượt xếp thành 1 hàng dọc. Bởi vì các nhiễm sắc thể đòi hỏi tất cả kinetochore phải bám vào những sợi thoi vô sắc đây chính là bước kiểm tra cho việc xảy ra kỳ sau, tránh việc sai lệch cho việc phân chia nhiễm sắc thể khiến cho việc đột biến số lượng nhiễm sắc thể rất khó xảy ra. Kỳ sau Tất cả kinetochore bám vào những sợi siêu vi và nhiễm sắc thể xếp hàng trên mặt phẳng xích đạo. Đầu tiên, những protein gắn liền những nhiễm sắc thể đơn gọi là cohesin. Những cohesin ở giai đoạn này bị tách ra khỏi nhiễm sắc thể kép cho phép các nhiễm sắc thể đơn tách ra làm hai phía cực của thoi vô sắc. Các sợi siêu vi của thoi vô sắc co ngắn lại đẩy các tâm động của nhiễm sắc thể đơn ra hai đầu của tế bào. Lực đẩy nhiễm sắc thể đơn đến bây giờ vẫn chưa rõ. Tùy theo mức độ phân chia các kỳ có thể khác nhau. Kỳ cuối Kỳ cuối thực sự là sự đảo ngược của kỳ đầu. Ở kỳ cuối, các nhiễm sắc thể giờ đây đã tập hợp về hai cực của tế bào. Các nhân con và màng nhân đã hình thành trở lại chia tách một nhân tế bào mẹ thành hai nhân tế bào con giống nhau. Các nhiểm săc thể của hai tế bào con tháo xoắn thành sợi nhiễm sắc. Nguyên phân hoàn thành, nhưng tế bào phân chia vẫn chưa hoàn chỉnh. Phân bào Quá trình phân bào thường hay nhầm lẫn với kỳ cuối của nguyên phân, tuy nhiên, quá trình phân bào được diến ra song song với kỳ cuối.