ไมโทซิสคือการแบ่งเซลล์ทางอ้อม ไมโทซิส วัฏจักรเซลล์ เฟสของไมโทซิสและสิ่งที่เกิดขึ้นในเซลล์เหล่านั้น

ไมโทซิส (karyokinesis, การแบ่งทางอ้อม) เป็นกระบวนการของการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์มนุษย์ สัตว์ และพืช ตามด้วยการแบ่งไซโตพลาสซึมของเซลล์ ในระหว่างการแบ่งเคอร์เนลของเซลล์ (ดู) แยกแยะหลายขั้นตอน ในนิวเคลียสซึ่งอยู่ในช่วงระหว่างการแบ่งเซลล์ (เฟส) (ดู) มักจะแสดงด้วยเส้นบางยาว (รูปที่, a) พันกัน เปลือกของนิวเคลียสและนิวเคลียสจะมองเห็นได้ชัดเจน

นิวเคลียสในระยะต่าง ๆ ของไมโทซีส: a - นิวเคลียสที่ไม่แบ่งเฟสระหว่างเฟส; b - d - ระยะการพยากรณ์; อี - ระยะของเมตาเฟส; อี - ระยะของแอนนาเฟส; g และ h - ระยะเทโลเฟส; และ - การก่อตัวของนิวเคลียสของลูกสาวสองคน

ในระยะแรกของไมโทซิสที่เรียกว่าคำทำนายโครโมโซมจะมองเห็นได้ชัดเจน (รูปที่ b-d) พวกมันสั้นลงและหนาขึ้นช่องว่างปรากฏขึ้นตามโครโมโซมแต่ละอันแบ่งออกเป็นสองส่วนซึ่งคล้ายกันอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากโครโมโซมแต่ละตัวมีคู่ ในระยะต่อไปของไมโทซิส - เมตาเฟส เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะถูกทำลาย นิวเคลียสจะละลายและพบว่าโครโมโซมอยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์ (รูปที่ จ) โครโมโซมทั้งหมดถูกจัดเรียงเป็นแถวเดียวตามแนวเส้นศูนย์สูตร ทำให้เกิดแผ่นเส้นศูนย์สูตรที่เรียกว่า (ระยะดาว) centrosome ยังผ่านการเปลี่ยนแปลง มันถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนโดยแยกไปทางขั้วของเซลล์ระหว่างพวกมันก่อตัวเป็นเส้นใยสร้างแกนหมุนไม่มีสีสองรูปกรวย (รูปที่, e. f)

ไมโทซิส (จากภาษากรีก ไมโทส - เธรด) เป็นการแบ่งเซลล์ทางอ้อมซึ่งประกอบด้วยการกระจายแบบสม่ำเสมอของโครโมโซมจำนวนสองเท่าระหว่างเซลล์ลูกสาวสองเซลล์ที่ได้ (รูปที่) โครงสร้างสองประเภทเกี่ยวข้องกับกระบวนการของไมโทซิส: โครโมโซมและอุปกรณ์ที่ไม่มีสี ซึ่งรวมถึงศูนย์เซลล์และแกนหมุน (ดู เซลล์)

การแสดงแผนผังของนิวเคลียสระหว่างเฟสและระยะต่างๆ ของไมโทซิส: 1 - เฟส; 2 - พยากรณ์; 3 - โพรเมตาเฟส; 4 และ 5 - เมตาเฟส (4 - มุมมองจากเส้นศูนย์สูตร 5 - มุมมองจากขั้วของเซลล์); 6 - แอนนาเฟส; 7 - เทโลเฟส; 8 - telophase ปลาย, จุดเริ่มต้นของการสร้างนิวเคลียส; 9 - เซลล์ลูกสาวที่จุดเริ่มต้นของเฟส; NW - ซองจดหมายนิวเคลียร์ จามรี - นิวเคลียส; XP - โครโมโซม; C - เซนทริโอล; B - แกนหมุน

ขั้นตอนแรกของไมโทซิส - คำทำนาย - เริ่มต้นด้วยการปรากฏตัวในนิวเคลียสของเซลล์ของเส้นบาง ๆ - โครโมโซม (ดู) โครโมโซมพยากรณ์แต่ละโครโมโซมประกอบด้วยโครมาทิดสองอันที่อยู่ติดกันในความยาวอย่างใกล้ชิด หนึ่งในนั้นคือโครโมโซมของเซลล์แม่ ส่วนอีกส่วนหนึ่งถูกสร้างขึ้นใหม่เนื่องจากการทำซ้ำของ DNA ของมันบน DNA ของโครโมโซมของมารดาในเฟส (การหยุดชั่วคราวระหว่างสองไมโทส) เมื่อการพยากรณ์ดำเนินไป โครโมโซมจะหมุนเป็นวงรอบ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกมันสั้นลงและหนาขึ้น นิวเคลียสจะหายไปเมื่อสิ้นสุดการเผยพระวจนะ ในการพยากรณ์ การพัฒนาอุปกรณ์ achromatin ก็เกิดขึ้นเช่นกัน ในเซลล์สัตว์ ศูนย์เซลล์ (centrioles) แยกออกเป็นสองส่วน รอบตัวพวกเขาในไซโตพลาสซึมมีโซนที่หักเหแสงอย่างรุนแรง (centrospheres) การก่อตัวเหล่านี้เริ่มแตกต่างไปในทิศทางตรงกันข้าม ก่อตัวเป็นสองขั้วของเซลล์เมื่อสิ้นสุดการพยากรณ์ ซึ่งในเวลานี้มักจะได้รูปทรงกลม Centrioles ไม่มีอยู่ในเซลล์ของพืชที่สูงกว่า

Prometaphase มีลักษณะเฉพาะจากการหายตัวไปของเยื่อหุ้มนิวเคลียสและการก่อตัวของโครงสร้างเส้นใยที่มีรูปทรงแกนหมุน (แกนหมุนของโครมาติน) ในเซลล์ ซึ่งเกลียวบางเส้นเชื่อมต่อขั้วของอุปกรณ์ที่ไม่มีสี (เกลียวในแนวขวาง) และอื่น ๆ - แต่ละอัน ของโครมาทิดทั้งสองที่มีขั้วตรงข้ามของเซลล์ (ดึงเกลียว) โครโมโซมที่วางสุ่มอยู่ในนิวเคลียสพยากรณ์เริ่มเคลื่อนไปยังโซนกลางของเซลล์ซึ่งอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของแกนหมุน (metakinesis) ขั้นตอนนี้เรียกว่าเมตาเฟส

ระหว่างแอนนาเฟส คู่ของโครมาทิดแต่ละคู่จะแยกจากกันไปยังขั้วตรงข้ามของเซลล์เนื่องจากการหดตัวของเกลียวดึงของสปินเดิล นับแต่นั้นเป็นต้นมา โครมาทิดแต่ละตัวจะถูกตั้งชื่อเป็นโครโมโซมลูกสาว โครโมโซมที่แยกออกไปที่ขั้วจะประกอบเป็นกลุ่มเล็ก ๆ ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับไมโทซิสในระยะต่อไป - เทโลเฟส ในกรณีนี้ โครโมโซมเริ่มค่อยๆ หมดสภาพ สูญเสียโครงสร้างที่หนาแน่นไป เปลือกนิวเคลียร์ปรากฏขึ้นรอบตัวพวกเขา - กระบวนการสร้างนิวเคลียสเริ่มต้นขึ้น ปริมาณนิวเคลียสใหม่เพิ่มขึ้น นิวเคลียสปรากฏขึ้น (จุดเริ่มต้นของเฟสหรือระยะของ "นิวเคลียสพัก")

กระบวนการแยกสารนิวเคลียร์ของเซลล์ - karyokinesis - มาพร้อมกับการแบ่งไซโตพลาสซึม (ดู) - ไซโตไคเนซิส เซลล์สัตว์ในเทโลเฟสในบริเวณเขตเส้นศูนย์สูตรพัฒนาการหดตัวซึ่งลึกลงไปจะนำไปสู่การแบ่งไซโตพลาสซึมของเซลล์ดั้งเดิมออกเป็นสองส่วน ในเซลล์พืชในระนาบเส้นศูนย์สูตร ผนังกั้นเซลล์เกิดจากแวคิวโอลขนาดเล็กของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม ซึ่งแยกเซลล์ใหม่สองเซลล์ออกจากกัน

โดยหลักการแล้ว ใกล้กับไมโทซิสคือเอนโดไมโทซิส นั่นคือ กระบวนการเพิ่มจำนวนโครโมโซมในเซลล์เป็นสองเท่า แต่ไม่มีการแบ่งนิวเคลียส ภายหลังการเกิดเยื่อบุโพรงมดลูกเจริญผิดที่ อาจเกิดการแบ่งตัวโดยตรงของนิวเคลียสและเซลล์ที่เรียกว่า อะมิโทซิส

ดูเพิ่มเติมที่ คาริโอไทป์ นิวเคลียส

Mitosis แบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอนตามอัตภาพ: โพรเฟส เมตาเฟส แอนนาเฟส และเทโลเฟส

คำทำนายเซนทริโอลทั้งสองเริ่มแยกออกไปทางขั้วตรงข้ามของนิวเคลียส เยื่อหุ้มนิวเคลียสถูกทำลาย ในเวลาเดียวกัน โปรตีนชนิดพิเศษจะรวมกันเป็นไมโครทูบูลในรูปของเส้นใย เซนทริโอล ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ขั้วตรงข้ามของเซลล์ มีผลต่อการจัดระเบียบของไมโครทูบูล ซึ่งส่งผลให้เรียงเป็นแนวรัศมี ก่อตัวเป็นโครงสร้างที่คล้ายกับดอกแอสเตอร์ ("ดาว") เส้นใยอื่นๆ ของไมโครทูบูลขยายจากเซนทริโอลหนึ่งไปยังอีกเซนทริโอ ก่อตัวเป็นแกนหมุนฟิชชัน ในเวลานี้โครโมโซมจะหมุนวนและเป็นผลให้หนาขึ้น มองเห็นได้ชัดเจนภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการย้อมสี การอ่านข้อมูลทางพันธุกรรมจากโมเลกุลดีเอ็นเอจะเป็นไปไม่ได้: การสังเคราะห์อาร์เอ็นเอจะหยุดลง นิวเคลียสจะหายไป ในการพยากรณ์ โครโมโซมจะแยกออก แต่โครมาทิดยังคงเกาะติดกันเป็นคู่ในเขตเซนโทรเมียร์ เซนโทรเมียร์ยังมีผลต่อการจัดระเบียบของเกลียวสปินเดิล ซึ่งตอนนี้ขยายจากเซนทริโอลไปยังเซนโทรเมียร์ และจากเซนทริโอลอีกอันหนึ่ง

เมตาเฟสในเมตาเฟสการทำให้เป็นเกลียวของโครโมโซมถึงค่าสูงสุดและโครโมโซมที่สั้นลงจะพุ่งไปที่เส้นศูนย์สูตรของเซลล์โดยอยู่ห่างจากขั้วเท่ากัน ก่อตัวขึ้น เส้นศูนย์สูตรหรือเมตาเฟสจานในขั้นตอนนี้ของไมโทซิส โครงสร้างของโครโมโซมจะมองเห็นได้ชัดเจน ง่ายต่อการนับและศึกษาลักษณะเฉพาะของโครโมโซม โครโมโซมแต่ละตัวมีบริเวณที่เกิดการหดตัวหลัก - เซนโทรเมียร์ ซึ่งเกลียวแกนหมุนและแขนติดอยู่ระหว่างไมโทซิส ในระยะเมตาเฟส โครโมโซมประกอบด้วยโครมาทิดสองตัวที่เชื่อมต่อกันเฉพาะในบริเวณเซนโทรเมียร์

ข้าว. 1. ไมโทซิสของเซลล์พืช แต่ -เฟส;
ข, ค, ง, ง-คำทำนาย; อี, W-เมตาเฟส; 3, ฉัน - แอนนาเฟส; เค, แอล, M-telophase

ที่ แอนนาเฟสความหนืดของไซโตพลาสซึมลดลง เซนโตรเมียร์แยกออกจากกัน และตั้งแต่นั้นมา โครมาทิดก็กลายเป็นโครโมโซมอิสระ เส้นใยสปินเดิลที่ติดอยู่กับเซนโทรเมียร์จะดึงโครโมโซมไปที่ขั้วของเซลล์ ในขณะที่แขนของโครโมโซมจะเดินตามเซนโทรเมียร์อย่างอดทน ดังนั้นในแอนนาเฟส โครมาทิดของโครโมโซมสองเท่าที่ยังคงอยู่ในเฟสจะแยกออกตรงไปยังขั้วของเซลล์ ในขณะนี้ มีโครโมโซมสองชุด (4n4c) ในเซลล์

ตารางที่ 1. วัฏจักรไมโทติคและไมโทซิส

เฟส	กระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์
อินเตอร์เฟส	ยุคพรีซินเทติก (G1)	การสังเคราะห์โปรตีน. RNA ถูกสังเคราะห์บนโมเลกุล DNA ที่ไม่พันกัน
สังเคราะห์ ระยะเวลา (S)	การสังเคราะห์ดีเอ็นเอคือการเพิ่มตัวเองเป็นสองเท่าของโมเลกุลดีเอ็นเอ การสร้างโครมาทิดที่สองซึ่งโมเลกุลดีเอ็นเอที่สร้างขึ้นใหม่ผ่านเข้าไป: ได้รับโครโมโซมสองโครมาทิด
ยุคหลังสังเคราะห์ (G2)	การสังเคราะห์โปรตีน การเก็บพลังงาน การเตรียมการแบ่งตัว
เฟส ไมโทซิส	คำทำนาย	โครโมโซมสองโครมาทิดหมุนเป็นเกลียว, นิวคลีโอลีละลาย, เซนทริโอลแยกจากกัน, เยื่อหุ้มนิวเคลียสละลาย, เกิดเส้นใยสปินเดิล
metaphase	เกลียวแกนหมุนยึดติดกับเซนโทรเมียร์ของโครโมโซม โครโมโซมสองโครมาทิดจะกระจุกตัวอยู่ที่เส้นศูนย์สูตรของเซลล์
อนาเฟส	เซนโทรเมียร์แบ่งโครโมโซมโครมาทิดเดี่ยวถูกยืดโดยเกลียวแกนไปยังขั้วของเซลล์
เทโลเฟส	โครโมโซมเดี่ยวที่มีโครมาทิดถูกขับออกจากกัน, นิวคลีโอลัสถูกสร้างขึ้น, ซองจดหมายนิวเคลียร์กลับคืนมา, พาร์ติชั่นระหว่างเซลล์เริ่มก่อตัวที่เส้นศูนย์สูตร, เกลียวแกนฟิชชันจะละลาย

ที่ telophaseโครโมโซมคลี่คลาย despiralize ซองจดหมายนิวเคลียร์ถูกสร้างขึ้นจากโครงสร้างเมมเบรนของไซโตพลาสซึม ในเวลานี้นิวเคลียสได้รับการฟื้นฟู สิ่งนี้ทำให้การแบ่งนิวเคลียส (karyokinesis) เสร็จสมบูรณ์ จากนั้นจึงเกิดการแบ่งตัวของเซลล์ (หรือ cytokinesis) เมื่อเซลล์สัตว์แบ่งตัว ร่องจะปรากฏขึ้นบนพื้นผิวของพวกมันในระนาบเส้นศูนย์สูตร ค่อยๆ ลึกขึ้นและแบ่งเซลล์ออกเป็นสองส่วน - เซลล์ลูกสาว ซึ่งแต่ละเซลล์มีนิวเคลียส ในพืช การแบ่งตัวเกิดขึ้นจากการก่อตัวของแผ่นเซลล์ที่เรียกว่าเซลล์ซึ่งแยกไซโตพลาสซึม: มันเกิดขึ้นในบริเวณเส้นศูนย์สูตรของแกนหมุน แล้วเติบโตในทุกทิศทาง ไปถึงผนังเซลล์ (กล่าวคือ เติบโตจากภายในสู่ภายนอก) . แผ่นเซลล์ถูกสร้างขึ้นจากวัสดุที่จัดหาโดยเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม จากนั้นเซลล์ลูกสาวแต่ละเซลล์จะสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ที่ด้านข้างและในที่สุดผนังเซลล์เซลลูโลสก็ก่อตัวขึ้นทั้งสองด้านของจาน คุณสมบัติของไมโทซิสในสัตว์และพืชแสดงไว้ในตารางที่ 2

ตารางที่ 2. คุณสมบัติของไมโทซิสในพืชและสัตว์

ดังนั้น เซลล์ลูกสาวสองเซลล์จึงถูกสร้างขึ้นจากเซลล์เดียว ซึ่งข้อมูลทางพันธุกรรมจะคัดลอกข้อมูลที่อยู่ในเซลล์แม่อย่างแม่นยำ เริ่มจากการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสครั้งแรกของไข่ที่ปฏิสนธิ (ไซโกต) เซลล์ลูกสาวทั้งหมดที่เกิดขึ้นจากการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสมีโครโมโซมชุดเดียวกันและมียีนเดียวกัน ดังนั้นไมโทซิสจึงเป็นวิธีการแบ่งเซลล์ ซึ่งประกอบด้วยการกระจายตัวของสารพันธุกรรมระหว่างเซลล์ลูกสาวอย่างแม่นยำ อันเป็นผลมาจากการแบ่งเซลล์ลูกสาวทั้งสองได้รับชุดโครโมโซมแบบดิพลอยด์

กระบวนการทั้งหมดของไมโทซิสใช้เวลาส่วนใหญ่ตั้งแต่ 1 ถึง 2 ชั่วโมง ความถี่ของไมโทซิสในเนื้อเยื่อต่าง ๆ และในสปีชีส์ต่าง ๆ นั้นแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในไขกระดูกแดงของมนุษย์ ซึ่งมีการสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดง 10 ล้านเซลล์ทุก ๆ วินาที ไมโทส 10 ล้านตัวควรเกิดขึ้นทุกวินาที และในเนื้อเยื่อประสาท ไมโทสนั้นหายากมาก ตัวอย่างเช่น ในระบบประสาทส่วนกลาง โดยทั่วไปเซลล์จะหยุดแบ่งตัวในช่วงเดือนแรกหลังคลอด และในไขกระดูกแดง ในเยื่อบุผิวของระบบทางเดินอาหาร และในเยื่อบุผิวของท่อไต พวกมันจะแบ่งตัวไปตลอดชีวิต

ระเบียบของไมโทซิส, คำถามของกลไกการกระตุ้นของไมโทซิส.

ไม่ทราบปัจจัยที่กระตุ้นให้เซลล์เกิดการแบ่งเซลล์ แต่เชื่อกันว่าปัจจัยของอัตราส่วนของปริมาตรของนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม (อัตราส่วนนิวเคลียร์-พลาสมา) มีบทบาทสำคัญ ตามรายงานบางฉบับ เซลล์ที่กำลังจะตายจะผลิตสารที่สามารถกระตุ้นการแบ่งตัวของเซลล์ ปัจจัยโปรตีนที่รับผิดชอบสำหรับการเปลี่ยนไปใช้เฟส M ถูกระบุในขั้นต้นโดยอิงจากการทดลองการหลอมรวมของเซลล์ การหลอมรวมของเซลล์ที่ระยะใดๆ ของวัฏจักรเซลล์กับเซลล์ในระยะ M นำไปสู่การเข้าสู่นิวเคลียสของเซลล์แรกในเฟส M ซึ่งหมายความว่าในเซลล์ในระยะ M มีปัจจัยไซโตพลาสซึมที่สามารถกระตุ้นเฟส M ได้ ต่อมา ปัจจัยนี้ถูกค้นพบเป็นครั้งที่สองในการทดลองเกี่ยวกับการถ่ายโอนไซโตพลาสซึมระหว่างไข่ของกบในระยะต่างๆ ของการพัฒนา และได้รับการตั้งชื่อว่าปัจจัยส่งเสริมการเจริญเต็มที่ (MPF) การศึกษาเพิ่มเติมของ MPF พบว่าโปรตีนเชิงซ้อนนี้กำหนดเหตุการณ์ทั้งหมดของเฟส M รูปแสดงให้เห็นว่าการสลายตัวของเยื่อหุ้มนิวเคลียส การควบแน่นของโครโมโซม การประกอบแกนหมุน และไซโตไคเนซิสถูกควบคุมโดย MPF

ไมโทซิสถูกยับยั้งโดยอุณหภูมิสูง ปริมาณรังสีไอออไนซ์ที่สูง และพิษจากพืช หนึ่งพิษดังกล่าวเรียกว่าโคลชิซีน ด้วยความช่วยเหลือของมัน คุณสามารถหยุดไมโทซิสที่ระยะของเพลทเมตาเฟส ซึ่งช่วยให้คุณนับจำนวนโครโมโซมและให้แต่ละลักษณะเฉพาะ เช่น ดำเนินการคาริโอไทป์

Amitosis (จากภาษากรีก a - อนุภาคลบและไมโทซีส)- การแบ่งโดยตรงของนิวเคลียสระหว่างเฟสโดย ligation โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงของโครโมโซม ระหว่าง amitosis จะไม่มีความแตกต่างของ chromatids กับเสา และส่วนนี้ไม่รับประกันการก่อตัวของนิวเคลียสและเซลล์ที่เทียบเท่าทางพันธุกรรม เมื่อเทียบกับไมโทซิส อะมิโทซิสเป็นกระบวนการที่สั้นกว่าและประหยัดกว่า การแบ่ง Amitotic สามารถทำได้หลายวิธี อะมิโทซิสชนิดที่พบบ่อยที่สุดคือ ligation ของนิวเคลียสในสองส่วน กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยการแบ่งตัวของนิวเคลียส การหดตัวจะลึกขึ้นและนิวเคลียสถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน หลังจากนี้การแบ่งไซโตพลาสซึมเริ่มต้นขึ้น แต่ก็ไม่ได้เกิดขึ้นเสมอไป หากอะมิโทซิสถูกจำกัดโดยการแบ่งนิวเคลียร์เท่านั้น สิ่งนี้จะนำไปสู่การก่อตัวของเซลล์สองและเซลล์หลายนิวเคลียส ในช่วง amitosis การแตกหน่อและการกระจายตัวของนิวเคลียสอาจเกิดขึ้นได้

เซลล์ที่ได้รับ amitosis ภายหลังไม่สามารถเข้าสู่วัฏจักรไมโทติคปกติได้

Amitosis พบได้ในเซลล์ของเนื้อเยื่อพืชและสัตว์ต่างๆ ในพืช การแบ่งตัวแบบอะไมโทซิสนั้นพบได้บ่อยในเอนโดสเปิร์ม ในเซลล์รากพิเศษ และในเซลล์ของเนื้อเยื่อจัดเก็บ Amitosis ยังพบเห็นได้ในเซลล์ที่มีความเชี่ยวชาญสูงที่มีความมีชีวิตหรือความเสื่อมโทรมบกพร่อง ในกระบวนการทางพยาธิวิทยาต่างๆ เช่น การเจริญเติบโตที่ร้ายกาจ การอักเสบ ฯลฯ

เซลล์สืบพันธุ์โดยการหาร การแบ่งมีสองประเภท: ไมโทซิสและไมโอซิส

ไมโทซิส(จากกรีกไมโทส - เธรด) หรือการแบ่งเซลล์ทางอ้อมเป็นกระบวนการที่ต่อเนื่องซึ่งเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในครั้งแรกจากนั้นจึงกระจายวัสดุทางพันธุกรรมที่มีอยู่ในโครโมโซมระหว่างเซลล์ผลลัพธ์ทั้งสองอย่างสม่ำเสมอ นี่คือความสำคัญทางชีวภาพ การแบ่งนิวเคลียสทำให้เกิดการแบ่งตัวของเซลล์ทั้งหมด กระบวนการนี้เรียกว่า cytokinesis (จากภาษากรีก cytos - เซลล์)

สถานะของเซลล์ระหว่างสองไมโทสเรียกว่าอินเตอร์เฟสหรืออินเตอร์ไคเนซิสและการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกิดขึ้นในระหว่างการเตรียมไมโทซิสและในช่วงระยะเวลาของการแบ่งตัวเรียกว่าไมโทติคหรือเซลล์วัฏจักร

เซลล์ต่าง ๆ มีวัฏจักรไมโทติคต่างกัน โดยส่วนใหญ่ เซลล์จะอยู่ในสถานะ interkinesis ไมโทซีสจะอยู่ได้ในเวลาอันสั้น ในรอบไมโทติกทั่วไป ไมโทซิสเองใช้เวลา 1/25-1/20 ของเวลา และในเซลล์ส่วนใหญ่ ไมโทซิสใช้เวลา 0.5 ถึง 2 ชั่วโมง

ความหนาของโครโมโซมมีขนาดเล็กมากจนเมื่อตรวจสอบนิวเคลียสระหว่างเฟสในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงจะมองไม่เห็น ทำได้เพียงแยกแยะแกรนูลโครมาตินในโหนดของการบิดตัวเท่านั้น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทำให้สามารถตรวจจับโครโมโซมในนิวเคลียสที่ไม่แบ่งตัวได้ แม้ว่าในเวลานั้นจะยาวมากและประกอบด้วยโครมาทิดสองเส้น ซึ่งแต่ละเส้นมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 0.01 ไมครอน ดังนั้นโครโมโซมในนิวเคลียสจึงไม่หายไป แต่จะอยู่ในรูปแบบของเส้นไหมที่ยาวและบางจนแทบมองไม่เห็น

ระหว่างไมโทซิส นิวเคลียสจะผ่านสี่ระยะต่อเนื่องกัน: การพยากรณ์ เมตาเฟส แอนาเฟส และเทโลเฟส

คำทำนาย(จากภาษากรีกโปร - ก่อนหน้าเฟส - การสำแดง) นี่เป็นระยะแรกของการแบ่งนิวเคลียส ในระหว่างที่องค์ประกอบโครงสร้างปรากฏขึ้นภายในนิวเคลียสที่ดูเหมือนเส้นใยคู่บางๆ ซึ่งนำไปสู่ชื่อของการแบ่งประเภทนี้ - ไมโทซิส อันเป็นผลมาจากการทำให้โครโมโซมเป็นวงก้นหอย โครโมโซมในการพยากรณ์จะหนาแน่นขึ้น สั้นลง และมองเห็นได้ชัดเจน เมื่อสิ้นสุดการพยากรณ์ เราสามารถสังเกตได้อย่างชัดเจนว่าโครโมโซมแต่ละโครโมโซมประกอบด้วยโครมาทิดสองอันที่สัมผัสกันอย่างใกล้ชิด ในอนาคต โครมาทิดทั้งสองจะเชื่อมต่อกันด้วยจุดร่วม - เซนโทรเมียร์ และเริ่มค่อยๆ เคลื่อนเข้าหาเส้นศูนย์สูตรของเซลล์

ในช่วงกลางหรือตอนท้ายของการพยากรณ์ เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลีจะหายไป เซนทริโอลเป็นสองเท่าและเคลื่อนเข้าหาขั้ว จากวัสดุของไซโตพลาสซึมและนิวเคลียส แกนหมุนของดิวิชั่นจะเริ่มก่อตัวขึ้น ประกอบด้วยเกลียวสองประเภท: การสนับสนุนและการดึง (โครโมโซม) เกลียวรองรับเป็นพื้นฐานของแกนหมุนซึ่งยืดจากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง การดึงเส้นใยเชื่อมต่อโครมาทิดเซนโตรเมียร์กับขั้วของเซลล์ และทำให้แน่ใจได้ว่าโครโมโซมเคลื่อนที่เข้าหาพวกมันในเวลาต่อมา เครื่องมือไมโทติคของเซลล์นั้นไวต่ออิทธิพลภายนอกต่างๆ มาก ภายใต้อิทธิพลของรังสี สารเคมี และอุณหภูมิสูง แกนหมุนของเซลล์สามารถถูกทำลายได้ และความผิดปกติทุกประเภทในการแบ่งเซลล์ก็เกิดขึ้น

metaphase(จากเมตากรีก - หลัง, เฟส - การสำแดง). ในเมตาเฟส โครโมโซมจะถูกบีบอัดอย่างแน่นหนาและมีลักษณะรูปร่างที่แน่นอนของสปีชีส์นี้ โครมาทิดลูกสาวในแต่ละคู่จะถูกคั่นด้วยกรีดตามยาวที่มองเห็นได้ชัดเจน โครโมโซมส่วนใหญ่มีแขนสองข้าง สถานที่ผันผวน - เซนโทรเมียร์ - ติดอยู่กับเกลียวแกนหมุน โครโมโซมทั้งหมดอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ ปลายอิสระของโครโมโซมมุ่งตรงไปยังศูนย์กลางของเซลล์ นี่คือช่วงเวลาที่สังเกตและนับโครโมโซมได้ดีที่สุด แกนหมุนของเซลล์ยังมองเห็นได้ชัดเจนมาก

อนาเฟส(จากภาษากรีก ana - up, phase - manifestation) ในแอนนาเฟส หลังจากแบ่งเซนโทรเมียร์ โครมาทิดซึ่งตอนนี้กลายเป็นโครโมโซมที่แยกจากกัน เริ่มแยกออกเป็นขั้วตรงข้าม ในกรณีนี้ โครโมโซมจะมีลักษณะเหมือนขอเกี่ยวต่าง ๆ โดยให้ปลายของมันหันไปทางศูนย์กลางของเซลล์ เนื่องจากโครมาทิดที่เหมือนกันทุกประการเกิดขึ้นจากโครโมโซมแต่ละโครโมโซม จำนวนโครโมโซมในเซลล์ลูกสาวทั้งสองที่เป็นผลลัพธ์จะเท่ากับจำนวนซ้ำของเซลล์แม่ต้นกำเนิด

กระบวนการแบ่งเซนโทรเมียร์และเคลื่อนไปยังขั้วต่างๆ ของโครโมโซมคู่ที่ก่อตัวใหม่ทั้งหมดนั้นมีความสอดคล้องกันเป็นพิเศษ

ในตอนท้ายของแอนนาเฟส เส้นใยโครโมนมัลเริ่มคลายออก และโครโมโซมที่เคลื่อนไปที่ขั้วจะมองไม่เห็นชัดเจนอีกต่อไป

เทโลเฟส(จากภาษากรีก telos - end, phase - manifestation) ใน telophase การ despiralization ของโครโมโซมยังคงดำเนินต่อไป และโครโมโซมจะค่อยๆ บางลงและยาวขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งเข้าใกล้สถานะที่พวกมันอยู่ในระยะพยากรณ์ รอบโครโมโซมแต่ละกลุ่มจะเกิดซองจดหมายนิวเคลียร์ขึ้นและนิวเคลียสจะก่อตัวขึ้น ในเวลาเดียวกันการแบ่งไซโตพลาสซึมเสร็จสิ้นและกะบังของเซลล์จะปรากฏขึ้น เซลล์ลูกสาวใหม่ทั้งสองเข้าสู่ช่วงเวลาระหว่างเฟส

กระบวนการทั้งหมดของไมโทซิสตามที่ระบุไว้แล้วใช้เวลาไม่เกิน 2 ชั่วโมง ระยะเวลาขึ้นอยู่กับประเภทและอายุของเซลล์ตลอดจนสภาพภายนอกที่พวกมันตั้งอยู่ (อุณหภูมิ แสง ความชื้นในอากาศ ฯลฯ .) อุณหภูมิที่สูง การฉายรังสี ยาต่างๆ และสารพิษจากพืช (โคลชิซีน อะซีแนฟทีน ฯลฯ) ส่งผลเสียต่อการแบ่งตัวตามปกติของเซลล์

การแบ่งเซลล์แบบไมโทติคนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยความแม่นยำและความสมบูรณ์แบบระดับสูง กลไกของไมโทซิสถูกสร้างขึ้นและปรับปรุงเป็นเวลาหลายล้านปีของการพัฒนาวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ในไมโทซิส หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของเซลล์ในฐานะระบบทางชีววิทยาที่มีชีวิตที่ปกครองตนเองและสืบพันธุ์ได้เองพบการสำแดงของมัน

หากคุณพบข้อผิดพลาด โปรดเน้นข้อความและคลิก Ctrl+Enter.

มีสี่ขั้นตอนของไมโทซิส: โพรเฟส เมตาเฟส แอนนาเฟส และเทโลเฟส. ที่ คำทำนายมองเห็นได้ชัดเจน centrioles- การก่อตัวตั้งอยู่ในศูนย์เซลล์และมีบทบาทในการแบ่งโครโมโซมของสัตว์ในลูกสาว (จำได้ว่าพืชชั้นสูงไม่มีเซนทริโอลในศูนย์เซลล์ซึ่งจัดการแบ่งตัวของโครโมโซม) เราจะพิจารณาไมโทซิสโดยใช้ตัวอย่างของเซลล์สัตว์ เนื่องจากการมีอยู่ของเซนทริโอลทำให้กระบวนการแบ่งโครโมโซมชัดเจนขึ้น Centrioles แบ่งและแยกออกเป็นขั้วต่าง ๆ ของเซลล์ ไมโครทูบูลขยายออกจากเซนทริโอล ทำให้เกิดเส้นใยสปินเดิล ซึ่งควบคุมความแตกต่างของโครโมโซมไปยังขั้วของเซลล์ที่แบ่งตัว
ในตอนท้ายของการพยากรณ์ เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะสลายตัว นิวเคลียสจะค่อยๆ หายไป โครโมโซมจะหมุนเป็นเกลียว และเป็นผลให้สั้นลงและหนาขึ้น และสามารถสังเกตได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง พวกมันมองเห็นได้ดียิ่งขึ้นในขั้นต่อไปของไมโทซีส - metaphase.
ในเมตาเฟส โครโมโซมจะอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ จะเห็นได้ชัดเจนว่าแต่ละโครโมโซมประกอบด้วยสองโครมาทิดมีการหดตัว - centromere. โครโมโซมถูกยึดด้วยเซนโตรเมียร์กับเกลียวแกนหมุน หลังจากแบ่งเซนโทรเมียร์ โครมาทิดแต่ละตัวจะกลายเป็นโครโมโซมลูกสาวอิสระ
แล้วก็มาถึงขั้นตอนต่อไปของไมโทซิส - แอนนาเฟสในระหว่างที่โครโมโซมลูกสาว (โครมาทิดของโครโมโซมหนึ่ง) แยกจากกันไปยังขั้วต่าง ๆ ของเซลล์
ขั้นต่อไปของการแบ่งเซลล์คือ telophase. มันเริ่มต้นหลังจากโครโมโซมลูกสาวซึ่งประกอบด้วยโครมาทิดหนึ่งอันไปถึงขั้วของเซลล์ ในขั้นตอนนี้ โครโมโซมจะสลายไปอีกครั้งและได้รูปแบบเดียวกันกับที่เคยมีมาก่อนการแบ่งเซลล์จะเริ่มขึ้นในเฟส (เส้นใยบางยาว) ซองจดหมายนิวเคลียร์เกิดขึ้นรอบตัวพวกเขาและนิวเคลียสจะก่อตัวขึ้นในนิวเคลียสซึ่งไรโบโซมถูกสังเคราะห์ขึ้น ในกระบวนการแบ่งไซโตพลาสซึม ออร์แกเนลล์ทั้งหมด (ไมโตคอนเดรีย กอลจิคอมเพล็กซ์ ไรโบโซม ฯลฯ) จะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันระหว่างเซลล์ลูกสาว
ดังนั้น อันเป็นผลมาจากการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส ทำให้ได้เซลล์สองเซลล์จากเซลล์เดียว ซึ่งแต่ละเซลล์มีจำนวนลักษณะและรูปร่างของโครโมโซมเฉพาะสำหรับสิ่งมีชีวิตประเภทหนึ่งๆ และด้วยเหตุนี้จึงมีปริมาณดีเอ็นเอคงที่
กระบวนการทั้งหมดของไมโทซิสใช้เวลาเฉลี่ย 1-2 ชั่วโมง ระยะเวลาค่อนข้างแตกต่างกันสำหรับเซลล์ประเภทต่างๆ นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับสภาวะของสภาพแวดล้อมภายนอก (อุณหภูมิ การควบคุมแสง และตัวชี้วัดอื่นๆ)
ความสำคัญทางชีวภาพของไมโทซิสอยู่ที่ความจริงที่ว่ามันทำให้จำนวนโครโมโซมคงที่ในทุกเซลล์ของร่างกาย เซลล์โซมาติกทั้งหมดเกิดขึ้นจากการแบ่งเซลล์แบบไมโทติค ซึ่งช่วยให้แน่ใจในการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต ในกระบวนการของไมโทซิส สารของโครโมโซมของเซลล์แม่จะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันระหว่างเซลล์ลูกสาวทั้งสองที่เกิดขึ้นจากมัน อันเป็นผลมาจากการแบ่งเซลล์ ทุกเซลล์ของร่างกายได้รับข้อมูลทางพันธุกรรมเดียวกัน

• 1) ในการพยากรณ์ปริมาตรของนิวเคลียสจะเพิ่มขึ้นและเนื่องจากการเกิดเกลียวของโครมาตินจึงทำให้เกิดโครโมโซม ในตอนท้ายของการพยากรณ์ แต่ละโครโมโซมจะประกอบด้วยโครมาทิดสองอัน นิวคลีโอลีและเยื่อหุ้มนิวเคลียสจะค่อยๆ ละลาย และโครโมโซมจะสุ่มอยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์ ในไซโตพลาสซึมของเซลล์มีร่างกายเป็นเม็ดเล็ก ๆ ที่เรียกว่าเซนทริโอล ในช่วงเริ่มต้นของการพยากรณ์ เซนทริโอลจะแบ่งออก และเซนทริโอลลูกสาวจะเคลื่อนไปยังปลายอีกด้านของเซลล์ เส้นใยบาง ๆ ในรูปของรังสีแยกตัวออกจาก Centriole แต่ละอันก่อตัวเป็นดาว แกนหมุนเกิดขึ้นระหว่าง centrioles ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยโปรโตพลาสซึมจำนวนหนึ่งที่เรียกว่าเส้นใยแกนหมุน เส้นใยเหล่านี้สร้างขึ้นจากโปรตีนที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับโปรตีนหดตัวของเส้นใยกล้ามเนื้อ พวกมันถูกจัดเรียงในรูปแบบของกรวยสองอันพับจากฐานถึงฐาน เพื่อให้แกนหมุนแคบที่ปลายหรือเป็นเสา ใกล้เซนทริโอล และกว้างตรงกลางหรือที่เส้นศูนย์สูตร เกลียวของสปินเดิลยืดจากเส้นศูนย์สูตรถึงเสา ประกอบด้วยโปรโตพลาสซึมที่หนาแน่นกว่าของนิวเคลียส แกนหมุนเป็นโครงสร้างเฉพาะ: ด้วยความช่วยเหลือของไมโครแมนิพัลเตอร์ เข็มบางๆ สามารถแทรกเข้าไปในเซลล์และเคลื่อนย้ายแกนหมุนไปกับมันได้ แกนหมุนที่แยกได้จากเซลล์ที่แบ่งตัวมีโปรตีน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นโปรตีนชนิดหนึ่ง รวมทั้งอาร์เอ็นเอจำนวนเล็กน้อย เมื่อเซนทริโอลแยกออกจากกันและก่อตัวเป็นแกนหมุน โครโมโซมในนิวเคลียสจะสั้นลง สั้นลงและหนาขึ้น ถ้าก่อนหน้านี้ไม่เห็นว่ามันประกอบด้วยสององค์ประกอบ ตอนนี้ก็เห็นได้ชัดเจนแล้ว
• 2) Prometaphase เริ่มต้นด้วยการสลายตัวอย่างรวดเร็วของซองจดหมายนิวเคลียร์เป็นชิ้นเล็ก ๆ แยกไม่ออกจากชิ้นส่วนของเอนโดพลาสมิกเรติเคิล โครโมโซมในแต่ละด้านของเซนโทรเมียร์ในโปรเมตาเฟสสร้างโครงสร้างพิเศษที่เรียกว่า kinetochores พวกมันยึดติดกับไมโครทูบูลกลุ่มพิเศษที่เรียกว่า kinetochore filaments หรือ kinetochore microtubules เส้นใยเหล่านี้ขยายจากทั้งสองด้านของโครโมโซมแต่ละตัว วิ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม และโต้ตอบกับเส้นใยของแกนหมุนสองขั้ว ในกรณีนี้ โครโมโซมจะเริ่มเคลื่อนที่อย่างเข้มข้น
• 3) เมตาเฟส Chromatids ติดอยู่กับเส้นใยแกนหมุนโดย kinetochores เมื่อเชื่อมต่อกับเซนโตรโซมทั้งสองแล้ว โครมาทิดจะเคลื่อนไปยังเส้นศูนย์สูตรของแกนหมุนจนกว่าเซนโทรเมียร์ของพวกมันจะเรียงตามแนวเส้นศูนย์สูตรของแกนหมุนที่ตั้งฉากกับแกนของมัน ซึ่งช่วยให้โครมาทิดเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระไปยังขั้วของพวกมัน ตำแหน่งของโครโมโซมที่มีลักษณะเฉพาะของเมตาเฟสมีความสำคัญมากสำหรับการแยกโครโมโซม กล่าวคือ การแยกตัวของซิสเตอร์โครมาทิด หากโครโมโซมแต่ละตัว "ช้าลง" ในการเคลื่อนที่ไปทางเส้นศูนย์สูตรของแกนหมุน การเริ่มต้นของแอนนาเฟสมักจะล่าช้าเช่นกัน Metaphase จบลงด้วยการแยกตัวของ Sister chromatids
• 4) Anaphase มักใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที Anaphase เริ่มต้นด้วยการแยกโครโมโซมแต่ละอันอย่างกะทันหัน ซึ่งเกิดจากการแยกของซิสเตอร์โครมาทิดที่รอยต่อที่เซนโทรเมียร์

ความแตกแยกที่แยกไคเนโตชอร์นี้ไม่ขึ้นกับเหตุการณ์ไมโทติกอื่นๆ และเกิดขึ้นแม้ในโครโมโซมที่ไม่ได้ติดอยู่กับแกนไมโทติค อนุญาตให้แรงเชิงขั้วของสปินเดิลที่กระทำบนเพลตเมตาเฟสเริ่มเคลื่อนโครมาทิดแต่ละตัวไปทางเสาสปินเดิลตามลำดับในอัตราประมาณ 1 µm/นาที หากไม่มีเกลียวแกนหมุน โครโมโซมจะถูกผลักไปในทุกทิศทาง แต่เนื่องจากการมีอยู่ของเกลียวเหล่านี้ โครโมโซมลูกสาวครบชุดหนึ่งชุดจึงถูกรวบรวมไว้ที่ขั้วหนึ่งและอีกอันอยู่ที่ขั้วอื่น ระหว่างการเคลื่อนที่ไปที่เสา โครโมโซมมักจะเป็นรูปตัววี โดยให้ส่วนบนของพวกมันหันไปทางเสา เซนโทรเมียร์ตั้งอยู่ที่ด้านบน และแรงที่ทำให้โครโมโซมเคลื่อนไปที่ขั้วจะถูกนำไปใช้กับเซนโทรเมียร์ โครโมโซมที่สูญเสียเซนโทรเมียร์ระหว่างไมโทซิสจะไม่เคลื่อนไหวเลย

5) Telophase เริ่มต้นหลังจากโครโมโซมลูกสาวซึ่งประกอบด้วยโครมาทิดหนึ่งตัวไปถึงขั้วของเซลล์ ในขั้นตอนนี้ โครโมโซมจะสลายไปอีกครั้งและได้รูปแบบเดียวกันกับที่เคยมีมาก่อนการแบ่งเซลล์จะเริ่มขึ้นในเฟส (เส้นใยบางยาว) ซองจดหมายนิวเคลียร์เกิดขึ้นรอบตัวพวกเขาและนิวเคลียสจะก่อตัวขึ้นในนิวเคลียสซึ่งไรโบโซมถูกสังเคราะห์ขึ้น ในกระบวนการแบ่งไซโตพลาสซึม ออร์แกเนลล์ทั้งหมดจะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันระหว่างเซลล์ลูกสาว การแบ่งส่วนนิวเคลียร์เสร็จสมบูรณ์ เรียกอีกอย่างว่าคาริโอคิเนซิส จากนั้นเซลล์จะแบ่งตัวหรือไซโตไคเนซิส

ตารางที่ 2. ระยะของไมโทซิส

ในกรณีส่วนใหญ่ กระบวนการทั้งหมดของไมโทซิสจะใช้เวลา 1 ถึง 2 ชั่วโมง ในพืช การแบ่งตัวเกิดขึ้นจากการก่อตัวของแผ่นเซลล์ที่เรียกว่าเซลล์ซึ่งแยกไซโตพลาสซึม มันเกิดขึ้นในบริเวณเส้นศูนย์สูตรของแกนหมุนแล้วเติบโตในทุกทิศทางไปถึงผนังเซลล์ วัสดุแผ่นเซลล์ผลิตโดยเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม จากนั้นเซลล์ลูกสาวแต่ละเซลล์จะสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมที่ด้านข้างของแผ่นเซลล์ และในที่สุด ผนังเซลล์เซลลูโลสจะก่อตัวขึ้นที่ด้านข้างของแผ่นทั้งสอง

ความถี่ของไมโทสในเนื้อเยื่อต่าง ๆ และในสปีชีส์ต่าง ๆ แตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ในไขกระดูกของมนุษย์ซึ่งมีเซลล์เม็ดเลือดแดง 10,000,000 เซลล์ทุกวินาที ไมโทส 10,000,000 ตัวควรเกิดขึ้นทุกวินาที