Quá trình nguyên phân và phân chia tế bào chất

Nguyên phân là quá trình phân tách các nhiễm sắc thể đã nhân đôi thành hai nhân riêng biệt một cách đồng đều, và phân chia tế bào chất là quá trình phân chia tế bào chất để hoàn tất việc hình thành hai tế bào con.

Definition

Nguyên phân là sự phân chia của một nhân đã nhân đôi thành hai nhân giống hệt nhau về mặt di truyền; phân chia tế bào chất là sự phân chia tế bào chất tạo ra hai tế bào con riêng biệt.

Scope

Chủ đề này bao gồm các giai đoạn của quá trình nguyên phân từ kỳ đầu đến kỳ cuối, sự lắp ráp và động lực học của thoi phân bào, sự gắn kết và di chuyển của nhiễm sắc thể, điểm kiểm soát lắp ráp thoi phân bào, và cơ chế phân chia tế bào chất ở tế bào động vật và thực vật.

Core questions

• Điều gì xảy ra ở mỗi giai đoạn của quá trình nguyên phân?
• Thoi phân bào được hình thành như thế nào và nó bắt giữ nhiễm sắc thể ra sao?
• Điểm kiểm soát lắp ráp thoi phân bào ngăn chặn sự phân ly sai lệch như thế nào?
• Tế bào chất được phân chia như thế nào trong quá trình phân chia tế bào chất?

Key theories

Sự không ổn định động học của vi ống

Các vi ống thoi phân bào chuyển đổi ngẫu nhiên giữa sự phát triển và co rút nhanh chóng, một hành vi động học cho phép thoi phân bào tìm kiếm và bắt giữ nhiễm sắc thể cũng như tạo ra lực cho sự di chuyển của chúng.

Mechanisms

Sau khi nhiễm sắc thể cô đặc ở kỳ đầu, màng nhân bị phá vỡ và thoi phân bào lưỡng cực hình thành từ các vi ống không ổn định động học được tạo nhân tại các trung thể. Các tâm động trên mỗi nhiễm sắc thể bắt giữ các vi ống để các nhiễm sắc tử chị em gắn vào các cực đối diện, và các nhiễm sắc thể xếp thẳng hàng tại mặt phẳng xích đạo. Điểm kiểm soát lắp ráp thoi phân bào ngăn chặn kỳ sau cho đến khi sự gắn kết hoàn tất; sau đó, sự gắn kết bị cắt đứt và các nhiễm sắc tử chị em di chuyển đến các cực đối diện. Phân chia tế bào chất diễn ra sau đó, với một vòng co rút actomyosin thắt chặt tế bào động vật và một vách ngăn tế bào hình thành ở tế bào thực vật.

Clinical relevance

Nguyên phân và phân chia tế bào chất đảm bảo sự di truyền trung thực của nhiễm sắc thể và là cơ sở cho sự tăng trưởng và đổi mới mô, khiến chúng trở thành trung tâm của sinh học tế bào. Cách trình bày ở đây mang tính mô tả và không mang tính kê đơn.

History

Những quan sát của Flemming vào thế kỷ XIX đã đặt tên và mô tả quá trình nguyên phân; việc Mitchison và Kirschner phát hiện ra sự không ổn định động học của vi ống vào năm 1984 đã giải thích cách thoi phân bào lắp ráp và bắt giữ nhiễm sắc thể, làm nền tảng cho cơ chế phân chia.

Key figures

• Walther Flemming
• Tim Mitchison
• Marc Kirschner

Seminal works

• mitchison1984
• alberts2014

Frequently asked questions

Thoi phân bào là gì?

Đó là một cấu trúc lưỡng cực gồm các vi ống gắn vào nhiễm sắc thể và kéo các bản sao đã nhân đôi về phía các cực đối diện của tế bào.

Sự phân chia tế bào chất khác nhau như thế nào giữa tế bào động vật và thực vật?

Tế bào động vật thắt lại thành hai bằng cách sử dụng một vòng co rút gồm actin và myosin, trong khi tế bào thực vật, có thành tế bào cứng, xây dựng một vách ngăn tế bào mới phát triển ra ngoài để phân tách các tế bào con.