การแบ งเซลล ( Cell division) ·...

38

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ สาขาชีววิทยา เอกสารประกอบการเรียนการสอนรายวิชา ว40142 ชีววิทยา 2 บทที่ 1 พันธุศาสตรและการแบงเซลล

เอกสารประกอบการเรียนการสอนฉบับน้ียังอยูระหวางดําเนินการปรับปรุงแกไข

การแบงเซลล ( Cell division) การเจริญและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตขึ้นอยูกับการเจรญิเตบิโตและการเพิ่มจํานวนเซลล ชวงชีวติและความสามารถของเซลลที่จะเติบโตไดอาจถูกจํากัดไว แตถามีการสืบพันธุของเซลล ชวงชีวติและการเจริญเติบโตของเซลลอาจยืดยาวขึ้น สิ่งมีชีวติจะมีอายุยืนยาวขึ้น ซึ่งถาไมมีการแบงเซลลแลวเซลลเหลานี้อาจตายไป และเซลลแตละเซลลตองมีการแลกเปลี่ยนสารกับสิ่งแวดลอมทางที่สารเขาออกก็ คือ เยื่อหุมเซลล (cell membrane) ซึ่งเปนพ้ืนที่ผวิของเซลลนั่นเอง เซลลที่มีพ้ืนที่ผิวมากแตมีปริมาตรนอย จะสามารถแลกเปลี่ยนสารไดดีกวาเซลลที่มีพ้ืนทีผ่ิวนอยแตมีปริมาตรมาก ดังนั้นเซลลที่มีอัตราสวนของพื้นที่ผิวตอปริมาตรมากจะแลกเปลี่ยนสารกับสิ่งแวดลอมไดดีกวาเซลลที่มีอัตราสวนของพ้ืนที่ผิวตอปริมาตรนอย เซลลที่มีขนาดใหญจะมีอัตราสวนของพืน้ที่ผิวตอปริมาตรนอยกวาเซลลที่มีขนาดเล็ก ดังนั้น เซลลโดยทั่วไปจึงมีขนาดเลก็เพื่อเพ่ิมอัตราสวนของพื้นที่ผิวตอปริมาตรใหสูงขึ้นกวาเดิม สมมติเซลลมีรูปรางเปนแบบสี่เหลีย่มลูกบาศก เม่ือเปรียบเทยีบอัตราสวนของพืน้ที่ผิวตอปริมาตรระหวางเซลลที่มีแตละดานยาว 1 เซนติเมตร กบัเซลลที่มีแตละดานยาว 2 และ 3 เซนติเมตร (ปริมาตรหาไดโดยสูตร กวาง x ยาว x สูง, พ้ืนที่ผิวหาไดโดยสูตร พ้ืนที่แตละดาน x จำนวนดาน)

ตารางที่ 4 แสดง การเพิ่มขนาดของลูกบาศกที่มีผลตออัตราสวนของพื้นที่ผิวตอปริมาตร

ดานยาว (cm) พ้ืนที่ผิว (cm2) ปริมาตร (cm

3) พ้ืนที่ผิว/ปริมาตร

1 2 3

6 24 54

1 8 27

6 : 1 3 : 1 2 : 1

ใชสําหรับโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณเทาน้ัน

39



ภาพที่ 1.26 การเพิ่มขนาดของลูกบาศกที่มีผลตออัตราสวนของพืน้ที่ผิวตอปริมาตร

จากรูปจะเห็นวาเซลลมีขนาดเล็กกวาจะมีอัตราสวนของพื้นที่ผิวตอปริมาตรมากกวาเซลลที่มีขนาดใหญ ซึ่งมีอัตราสวนของพื้นที่ผิวตอปริมาตรนอย นอกจากนี้นิวเคลียสในเซลลขนาดเล็กจะสามารถควบคุมกิจกรรมทั้งหมดของเซลลไดดีกวาเซลลที่มีขนาดใหญ ดังน้ันขนาดของเซลลจึงมีขนาดจํากัด การแบงเซลลจะชวยใหอัตราสวนของพื้นที่ผิวตอปริมาตรของเซลลใหมเพ่ิมขึ้น ซึ่งการเจริญเติบโต และการขยายขนาดของสิ่งมีชีวิตเกิดจากการเพิ่มจํานวนเซลล

โครโมโซมในเซลล

การแบงเซลลมีเหตุการณสําคัญ คือ การแบงโครโมโซม เพ่ือใหเซลลใหมมีจํานวนโครโมโซมลดลงคร่ึงหรือเทาเดิมทุกครั้งของการแบงเซลล ดังน้ันเราควรจะรูจักโครโมโซมไวในเบื้องตนเพ่ือความเขาใจในการเรียนเรื่องการแบงเซลล เซลลสิ่งมีชีวิตตางๆมีจํานวนโครโมโซมและลักษณะโครโมโซมตางๆกันและเปนลักษณะเฉพาะตัว เชน เซลลรางกายของมนุษยมีจํานวนโครโมโซมทั้งสิ้น 46 แทง (2n) เม่ือนํามาจัดเปนคูที่มีลักษณะเหมือนกัน (มีความยาวเทากันและมีเซนโทรเมียรตรงกัน) จะได 22 คู กับโครโมโซมเพศอีก 2 แทง ในเพศชายจะมีลักษณะของโครโมโซมเพศที่ไมเหมือนกันประกอบ โครโมโซม X และโครโมโซม Y สวนในเพศหญิง โครโมโซมจะเปนโครโมโซม X ทั้งคู


40



ภาพที่ 1.27 รูปรางของโครโมโซมและโครมาทิด

ภาพที่ 1.28 โครโมโซมของเซลลรางกายเพศหญิงและเพศชาย

เซลลสืบพันธุของมนุษย (ไขและสเปรม) จะมีจํานวนโครโมโซมครึ่งหนึ่งของเซลลรางกายคือ 23 แทง (n)

ชนิดของเซลล เพศชาย เพศหญิง เซลลรางกาย เซลลสืบพันธุ

44 + XY 22 + X หรือ 22 + Y (สเปรม)

44 + XX 22 + X (ไข)

การแบงเซลลในสิ่งมชีีวติพวกโพรคารโิอต

ในสิ่งมีชีวติพวกโพรคาริโอต (Procaryote) ไดแก แบคทีเรียและสาหรายสีเขียวแกมน้ําเงิน สารพันธุกรรม DNA จะอยูรวมกับโปรตนีเปนองคประกอบที่เรียกวา จีโนฟอร (genophore) และมีขั้นตอนการแบงเซลลดังนี้

1. DNA มีลักษณะเปนวงจะเคลือ่นที่เขาไปตดิเยื่อหุมเซลล 2. DNA เกิดการคลายเกลียวและสังเคราะห DNA ใหมขึ้นมา 3. DNA ทั้งสองวงจะเคลื่อนยายออกจากกัน


41



4. เกิดการแบงที่กึ่งกลางเซลลไดเปน 2 เซลลใหม

ภาพที่ 1.29 การแบงเซลลของสิ่งมีชีวติพวกโพรคาริโอต

การแบงเซลลในสิ่งมชีีวติพวกยูคาริโอต การแบงเซลลประกอบไปดวยกระบวนการพื้นฐานที่สาํคัญ 2 ขั้นตอนคือ

1. การแบงนิวเคลียส (Karyokinesis หรือ nuclear division) สามารถจําแนกออก 2 ลักษณะไดแก 1.1 ไมโทซิส (Mitosis) เปนการแบงนวิเคลียสที่มีการเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอนตอเน่ืองกัน

ทําใหโครโมโซมในนิวเคลียสแยกจากกัน หลังจากการแบงแลวนิวเคลียสของเซลลใหมจะเหมือนนิวเคลียสเซลลเดิมกอนแบงทุกประการ พบไดในสิ่งมีชีวติทุกชนิด

1.2 ไมโอซิส (Meiosis) เปนการแบงนิวเคลียสที่มีการเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอนตอเน่ืองกันแตซับซอนมากกวาไมโทซสิ หลังจากแบงเซลลแลวทําใหโครโมโซมลดลงเหลือครึง่หนึ่งของเซลลเดิมกอนแบง การแบงนิวเคลียสนี้เปนการแบงเพื่อสรางเซลลสืบพันธุเพ่ือใชในกระบวนการสืบพันธุแบบอาศัยเพศ 2. การแบงไซโทพลาสซึม (Cytokinesis หรือ cytoplasmic division)


42



การแบงเซลลแบบไมโทซิส(Mitosis) การแบงเซลลแบบไมโทซิส (mitotic division) เปนการแบงเซลลเพ่ือการสืบพนัธุในสิ่งมีชวีติเซลลเดียว (unicellular organism) ซึ่งมีโครโมโซมเพียงชุดเดียว (monoploid) และเปนการแบงเพื่อเพ่ิมจํานวนของเซลลรางกาย (somatic cells) ที่มีโครโมโซม 2 ชุด (diploid) โดยมีเซลลเริ่มตน 1 เซลล (mother cell) เม่ือแบงเสรจ็สิ้นกระบวนการแบงเซลลแลวจะใหเซลลลูก 2 เซลล (daughter cells) ซึ่งมีจํานวนโครโมโซมและสารพนัธุกรรมในเซลลใหมเหมือนในเซลลเริ่มตนทุกประการ

ชวงระยะเวลาที่เซลลเตรียมตัวที่จะแบงเซลลและเกิดกระบวนการแบงเซลลจนกระทัง่เสร็จสิ้น เรียกวา วัฏจกัรเซลล (Cell cycle) ซึง่ประกอบดวย 2 ชวงระยะใหญๆ คือ ชวงระยะอินเตอรเฟส (Interphase) และชวงระยะการแบงเซลลแบบไมโทซิส (Mitosis phase)

ภาพที่ 1.30 วฏัจักรของเซลล ลูกศรแสดงทิศทางของเซลลที่จะผานเขาระยะตาง ๆ ตามลําดับ

ระยะอินเตอรเฟส (Interphase)

เปนระยะที่เซลลมีการเตรียมพรอมสําหรับการแบงเซลล ระยะนี้มีการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีมากที่สุด ในชวงตนของระยะอินเตอรเฟส โครมาทิน (Chromatin) ซึ่งมีลักษณะเปนสายยาวพันกันยุง


43



เหยิง จนดูคลายมีลักษณะเปนกอนกลมๆอยูในนิวเคลียสของเซลล มีการจําลองดีเอ็นเอ (DNA duplication) ในชวงปลายของระยะอินเตอรเฟส จะเสร็จสิ้นสมบูรณ ทําใหได โครมาทิน เพ่ิมขึ้นอีก 1 ชดุ แตก็ยังคงมีลักษณะพันกันอยู ระยะอินเตอรเฟสยังแบงยอยออกเปน 3 ระยะคือ

1)ระยะจี 1 (G1 phase) คือระยะกอนสังเคราะหดีเอ็นเอ (DNA replication) เซลลมีขนาดใหญขึ้นจากเดิม เซลลจะมีการสรางและสะสมเอนไซมรวมทั้งสารอื่นๆที่จะใชในการสังเคราะห DNA ระยะนี้เซลลมีการสราง RNA และโปรตีนและมีปริมาณของ DNA ปกติเทากับเซลลอ่ืนๆทั่วไป

2) ระยะเอส (S or Synthesis phase) เปนระยะที่เซลลมีการสังเคราะห DNA ทําใหเซลลมี DNA เพ่ิมขึ้นจากเดิม ทําให 1 โครโมโซมประกอบไปดวย 2 โครมาติดซึ่งจะติดกันตรงตําแหนงเซนโทรเมียร ระยะนี้เซลลมีการสราง DNA RNA และโปรตีนมากที่สุด

3) ระยะจี 2 (G2 phase) เปนระยะที่เซลลเตรียมพรอมเพ่ือที่จะแบงเซลลในระยะถัดไป เซลลมีการสรางและสะสมพลังงานสําหรับการเคลื่อนที่ของโครโมโซม มีการสรางโปรตีน RNA และไมโครทิวบูล เปนตน ระยะนี้นิวเคลียสจะมีปริมาณ DNA เปน 2 เทาของเซลลรางกายทั่วไป

เม่ือสิ้นสุดระยะอินเตอรเฟสแลว เซลลจะมีปริมาณสารตางๆอยางสมบูรณและพรอมจะเขาสูระยะการแบงเซลลแบบไมโทซิสตอไป

ระยะการแบงเซลลแบบไมโทซิส (Mitosis phase)

เปนระยะสุดทายของวัฏจักรเซลล ประกอบดวย การแบงนิวเคลียส และไซโทพลาสซึม

การแบงนิวเคลียส แบงออกไดเปน 4 ระยะยอยคือ 1) ระยะโพรเฟส (prophase)

เปนระยะทีต่อจากระยะจี 2 ของอินเตอรเฟส โครมาทิน (chromatin) จะหดตัวสั้นเขาเห็นเปนแทงชัดเจนเรยีกวา โครโมโซม (chromosome) และติดกันเปนคูทีต่ําแหนงเซนโตรเมียร (centromere)โครมาติดแตละอันจะเหมือนกับคูของตนทกุประการ เยือ่หุมนิวเคลียสสลายตัว นิวคลีโอลัสหายไป เม่ือถึงปลายระยะโพรเฟสจะเห็นโครโมโซมหนาขึ้น ในเซลลสัตวจะมีเซนตริโอล (centriole) ซึ่งแบงจาก 1 เปน 2 และแยกจากกันไปยังขั้วตรงกันขาม โดยมีเสนใยสปนเดิล (spindle fiber) ยึดติดกันไว 2) ระยะเมตาเฟส (metaphase)


44



ระยะนี้โครโมโซมจะขดพันกันแนนขึ้นเห็นโครมาติดเปนคูอยางชัดเจนและเริ่มมาเรียงกันตรง กึ่งกลางของเซลล (equatorial plate) เซนโตรเมียรแบงเปน 2 สวน โครมาติดจะเริ่มแยกออกจากกัน ระยะนี้จะเห็นโครโมโซมชัดเจนที่สุดจึงเหมาะแกการนับโครโมโซม 3) ระยะอะนาเฟส (anaphase) ระยะนี้เซนโตรเมียรจะเคลือ่นตัวกอน โครมาติดที่เคยติดกันจะเริ่มแยกตวัไปยังขั้วตรงกนัขามของเซลล โครมาติดแตละเสนที่แยกจากกันจะเรียกวาโครโมโซม และกลายเปนโครโมโซมของแตละเซลลที่เกิดใหม ระยะเวลานีจ้ะใชเวลาที่สัน้ที่สุด 4. ระยะทโีลเฟส (telophase) โครมาติดที่แยกจากกันจะหางกันมากขึ้นและไปอยูทีข่ั้วเซลลคนละดาน จํานวนโครโมโซมที่ขั้วเซลลแตละดานจะเทากับเซลลเดิมทุกประการ ระยะนีเ้สนใยสปนเดลิจะสลายตวัไป ตอมาเห็นเยื่อหุมนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสอยางชัดเจน โครโมโซมจะคลายตัวเปนลักษณะโครมาทินเสนบางยาวพันกันอยูในแตละขัว้เซลลซึ่งเปนเซลลใหม ขัว้ของเซลลแตละเซลลจะมีโครโมโซมเทากัน และเทากับเซลลเริ่มตน

ภาพที่ 1.31 ระยะตางๆของการแบงเซลลแบบไมโทซิส


45



B A

ภาพที่ 1.32 A โครโมโซมของระยะเมตาเฟสในการแบงเซลลแบบไมโทซิส B การเคลื่อนที่ของโครโมโซม โดยการสลายของเสนใยสปนเดิล

การแบงไซโทพลาซึม (cytokinesis) หลังจากแบงนิวเคลียสแลว จะมีการแบงไซโทพลาสซึมใหเปนเซลลลูก 2 เซลล เซลลพืชและเซลลสัตวมีการแบงไซโทพลาซึมแตกตางกันดังนี้

เซลลสตัว เยื่อหุมเซลลคอดเวาประมาณกึ่งกลางของนิวเคลียสสองหนวยที่เกิดขึ้นใหม รอยเวา (Cleavage furrow) จะมากขึ้นเปนลําดับ จนในที่สุดไดเซลลลูกสองเซลลที่มีองคประกอบครบสมบูรณ

เซลลพชื ผนังเซลลใหมเริ่มเกิดที่กึ่งกลางเซลลแลวขยายออกไปตามลําดับจนกระทั่งเห็นเปนเซลลเพลต (cell plate) กั้นแบงครึ่งเซลลเดิมใหไดเซลลลูกสองเซลล


46



ภาพที่ 1.33 การแบงไซโทพลาสซึมของเซลลสตัว และเซลลพืช

ความสําคัญของการแบงเซลลแบบไมโทซิส

1. ทําใหสิ่งมีชีวิตมีจํานวนเซลลเพ่ิมมากขึ้นและสัดสวนของนิวเคลียสกับไซโทพลาสซึมพอเหมาะ เซลลมีประสิทธิภาพในการทํางานดีขึ้น

2. เซลลที่เกิดใหมมีจํานวนโครโมโซมและคุณภาพของโครโมโซมเหมือนเซลลเดิมกอนแบงทุกประการ ดังนั้นเซลลทุกเซลลในรางกาย (ยกเวนเซลลสืบพันธุ) จะมีจํานวนและคุณภาพของโครโมโซมที่เทากัน การแบงเซลลแบบไมโอซสิ (Meiosis)

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่มีการสืบพันธุแบบอาศัยเพศ จะตองมีการสรางเซลลสืบพันธุทั้งเพศผูและเพศเมีย ซึ่งเกดิในวัยเจริญพันธุ ของสิ่งมีชีวติพวกสัตว โดยพบในอัณฑะ (testes) และรังไข (ovary) พวกพืชพบในอับละอองเรณู (pollen sac) และออวุล (ovule) มีการสรางเซลลสืบพันธุจะมีการลดจํานวน


47



โครโมโซมของเซลลสบืพันธุจะตองลดลงครึ่งหน่ึง (2n เปน n ) เพ่ือเวลาที่เซลลสบืพันธุเพศผูและเพศเมียรวมกันจะไดจํานวนชุดโครโมโซมคงที่และไมเปลี่ยนแปลง ในรุนตอไป การแบงเซลลเพ่ือสรางเซลลสืบพันธุเรียกวา การแบงเซลลแบบไมโอซิส (meiosis) ผลของการแบงเซลลแบบไมโอซิสทําใหจํานวนโครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่งและไดเซลลใหม 4 เซลลจากเซลลเริ่มตน 1 เซลล การแบงเซลลแบบไมโอซิสประกอบดวยการแบงนิวเคลียสสองรอบ มี 2 ขั้นตอน 1) ไมโอซิส I (Meiosis - I)

ขั้นตอนนี้จะมีการแยก homologous chromosome ออกจากกันมี 5 ระยะยอย คือ A. Interphase- I

B. Prophase - I

C. Metaphase - I

D. Anaphase - I

E. Telophase - I 2. ไมโอซิส II (Meiosis - II) ขั้นตอนนี้จะมีการแยกโครมาทิด ออกจากกันมี 4 - 5 ระยะยอย คือ

A. Interphase - II

B. Prophase - II

C. Metaphase - II

D. Anaphase - II

E. Telophase - II เม่ือสิ้นสุดการแบงจะได 4 เซลล ที่มีโครโมโซมเซลลละ n (Haploid) ซึ่งเปนครึ่งหนึ่งของเซลลตัง้ตนและเซลลที่ไดเปนผลลัพธ ไมจําเปนตองมีขนาดเทากัน รายละเอียดของแตละขั้นตอน มีดังนี้

การแบงเซลลไมโอซิส I (Meiosis I) ขั้นตอนตาง ๆ ดังนี้ - ระยะอินเตอรเฟส I (Interphase-I)


48



ระยะอินเตอรเฟสของไมโอซิสจะเหมือนกับระยะอินเตอรเฟสของไมโอซิสทุกประการ เซลลทีจ่ะมีการแบงเซลลแบบไมโอซิสจะมีขนาดใหญ สารพันธุกรรมปรากฏเปนโครมาทินเสนบางๆ เยื่อหุมนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสเหน็ชัดเจน มีการจําลองตัวเองของ DNA อีก 1 เทาตัว หรือมีการจําลองโครโมโซม อีก 1 ชุด และมีการเตรียมพรอมอ่ืนๆ เพ่ือการแบงเซลลแบบไมโอซิส

- ไมโอซิส I (Meiosis I) 1. โพรเฟส I (prophase I) เปนกระบวนการที่ซับซอนและใชระยะเวลานานมากกวาโพรเฟส

ของ ไมโทซิส แบงออกเปน 5 ระยะยอยคือ 1.1 เลปโททีน (leptotene) เปนระยะที่โครโมโซมมีลักษณะเปนสายยาวกวาทุกระยะ

นิวเคลียสจึงปรากฏเห็นเปนเสนใยพันกัน เสนใยโครโมโซมที่สานกันไปมาเรียกวา chromonema ซึ่งจะพันไมสมํ่าเสมอ สวนที่พันถี่มากจะยอมติดสีเขมดูคลายลูกปดเรียกวา chromomere ระยะนี้เห็นนิวคลีโอลัสชัดเจน 1.2 ไซโกทีน (zygotene) โครโมโซมคูเหมือน (homologous chromosomes) จะมาจับคูกัน (synapsis) โดยเรียงคูกันตามความยาวโครโมโซม ซึ่งจะเร่ิมที่จุดใดจุดหนึ่งก็ได โครโมโซมพันเกลียวกันมากขึ้น 1.3 แพคไคทีน (pachytene) โครโมโซมคูเหมือนแนบชิดกันตลอดความยาวเรียก ไบเวเลนต (bivalent) หรืออาจเรียก เทแทรด โครโมโซม (tetrad chromosome) เน่ืองจากโครมาทิดปรากฏใหเห็นเปนสี่เสนชัดเจน ระยะนี้โครโมโซมพันเกลียวแนนมากขึ้น ดูสั้นและหนา การแลกเปลี่ยนยีนหรือครอสซิงโอเวอร (crossing over) สวนใหญเกิดขึ้นในระยะนี้ ซึ่งเปนปรากฏการณที่ทําใหมีการแลกเปลี่ยนอัลลีล (allele) ของยีนในโครโมโซมคูเหมือน เกิด gene recombination ขึ้น ภาพที่ 1.34 โครโมโซมคูเหมือนแนบชิดกัน (Synapsis)


49



1.4 ดิโพลทีน (diplotene) การจับคูของโครโมโซมที่จับคูกันเริ่มคลายออก และถามีครอสซิงโอ

เวอรเกิดขึ้นในไบเวเลนตอาจพบจุดตัดกันระหวางโครมาติดของโครโมโซมตางแทงของโครโมโซมคูเหมือน (non-sister chromatids) เรียกจุดตัดกันนี้วา ไคแอสมา (chiasma) ทําใหเห็นสายโครโมโซมมีลักษณะคลายมีหวง (loop) เกิดเปนชวงๆ 1.5 ไดอะไคนีซิส (diakinesis) เปนระยะสุดทายของโพรเฟส 1 โครโมโซมหดตัวสั้นที่สุด เยื่อหุมนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสสลายตัวในชวงปลายของไดอะไคนีซิส และมีการสรางเสนใยสปนเดิลขึน้ ไบเวเลนตทั้งหมดเคลื่อนตัวเขาสูบริเวณกลางเซลล

รูปที่ 1.10 การเกิดครอสซิ่ง โอเวอรในระยะโพรเฟส 1

2. เมทาเฟส I (metaphase I) โครโมโซมหดสั้นมากขึ้นไปอีก เซนโทรเมียรของแตละคูของ

โครโมโซมคูเหมือนมาเรียงกันเปนระนาบในแนวเสนศูนยสูตร เสนใยสปนเดิลกระจายจากขั้วเซลลมายึดติดกับโครโมโซมที่ตําแหนงเซนโตรเมียร

3. แอนาเฟส I (anaphase I) โครโมโซมคูเหมือนทั้งหมดแยกตัวออกไปพรอมกันในทิศตรงขามโดยการหดตัวของเสนใยสปนเดิล เปนการแยกคูของเซนโทรเมียร แตละโครโมโซม

4. เทโลเฟส I (telophase I) โครโมโซมทั้งสองกลุม แยกไปอยูที่ขั้วเซลลแลว แตละนิวเคลียสมีจํานวนโครโมโซมเพียงชุดเดียว (n) เยื่อหุมนิวเคลียสและรอยคอดของเซลลอาจเกิดขึ้นหรือไมเกิดขึ้นก็ได แลวแตชนิดของสิ่งมีชีวิต


50



ตอมามีการแบงไซโทพลาสซึมแยกออกเปนเซลลใหม 2 เซลล และแตละเซลลจะแบงไมโอซิส II การแบงเซลลไมโอซิส II (Meiosis II ) ขั้นตอนตาง ๆ ดังนี้ ระยะไมโอซิส II นี้คลายกับไมโทซิสมาก มีขอแตกตางกันเพียงเล็กนอยคือ ไมโอซิส 2 มี

โครโมโซมเพียงชุดเดียว โครมาทิดทั้งสองชนิดของแตละโครโมโซมมีหนวยพันธุกรรมไมเหมือนกัน - ระยะอินเตอรเฟส II (Interphase-II)

เปนระยะพักตัว ซึ่งมีหรือไมก็ได ขึ้นอยูกับชนิดของเซลล จะไมมีการสังเคราะห DNA หรือจําลองโครโมโซมแตอยางใด

- ไมโอซิส II (Meiosis II ) 1. โพรเฟส II (prophase II) โครโมโซมหดสั้นมากขึ้น เยื่อหุมนิวเคลียสหายไป ไมมีไซแนปซิส ไคแอสมา หรือครอสซิงโอเวอรใด ๆ ทั้งสิ้น 2. เมทาเฟส II (metaphase II) โครโมโซมมาเรียงตัวกันอยูในแนวกลางเซลล เซนโตรเมียรเริ่มแบงตวัเพ่ือชวยใหซิสเตอรโครมาติดแยกออกจากกัน เสนใยสปนเดิลจะเริ่มปรากฏขึ้น 3. แอนาเฟส II (anaphase II) เซนโตรเมียรแยกเปน 2 อัน มีการแยกกันของซิสเตอรโครมาตคิของแตละโครโมโซม ไปยังขั้วตรงขามกบัเซลลกลายเปนโครโมโซมอิสระเหมือนกับการแบงแอนาเฟสใน ไมโทซิส 4. เทโลเฟส II (telophase II) โครโมโซมใหมจะรวมกันที่แตละขัว้ของเซลล นวิคลโีอลัสเริ่มปรากฏ มีการสรางเยื่อหุมนิวเคลียสทําใหไดนิวเคลียสใหม 4 อัน แตละนิวเคลียสมจํีานวนโครโมโซมเปนแฮปพลอยด ตอมามีการแบงไซโทพลาสซึมแยกออกเปนเซลลใหม ในเซลล 4 เซลลทีเ่กิดขึ้นถาไมมี ครอสซิ่งโอเวอรเซลลจะมียนีเหมือนกันอยางละ 2 เซลล แตถาเกิดครอสซิ่งโอเวอรจะมียีนตางกนัทั้ง 4 เซลล

ภาพที่ 1.36 ระยะตางๆของ

การแบงเซลลแบบไมโอซิส


51



ความสําคัญของการแบงเซลลแบบไมโอซิส

1. เปนกระบวนการที่ทําใหจํานวนโครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่งจาก diploid เปน haploid เม่ือเซลลสืบพันธุมารวมกันทําใหมีจํานวนโครโมโซมในรุนตอไปเทากับรุนพอแม จึงเปนกลไกสําคัญที่ทาํใหโครโมโซมในสิ่งมีชีวติมีจํานวนเทากันในทุกๆรุน

2. เปนกระบวนการที่ทําใหเกิดการแปรผันของลักษณะในสิ่งมีชีวติ เนื่องจากมีการแลกเปลี่ยนชิ้นสวนของโครมาติด (crossing over) ทําใหมนุษยสามารถไดเลือกลักษณะทางพันธุกรรมที่พึงประสงคตามตองการ เชนการปรับปรุงพันธุสตัว

ลักษณะสําคัญของไมโทซิสและไมโอซิส

ไมโทซิส ไมโอซิส

1. จํานวนโครโมโซมหลังการแบงเทาเดิม 2. ขบวนการแบงเซลลมีขั้นตอนเดียว หลังจากแบงแลวไดเซลลลูก 2 เซลล และสามารถแบงตัวแบบไมโทซิสไดอีก 3. ไมมีการแลกเปลี่ยนชิ้นสวนของโฮโมโลกัส โครโมโซม 4. องคประกอบทางพันธุกรรมและโครโมโซมของเซลลใหมเหมือนกัน 5. โดยทั่วไป เปนการแบงเซลลของรางกาย เพ่ือเพิ่มจํานวนเซลล เพ่ือการเจริญเติบโต หรือการสืบพันธุ ในสิ่งมีชีวิตเซลลเดียว 6. จะเร่ิมเกิดการแบงเซลลขึ้นตั้งแต ระยะไซโกต และสืบเนื่องกันไปตลอดชีวิต

1. จํานวนโครโมโซมหลังการแบงลดลงครึ่งหน่ึง เน่ืองจากการแยกกันของโฮโมโลกัส โครโมโซม 2. ขบวนการแบงเซลลมี 2 ขั้นตอน หลังจากแบงแลวไดเซลลลูก 4 เซลล ไมสามารถแบงตัวแบบไมโอซิสไดอีก แตอาจแบงตัวแบบไมโทซิสได 3. เกิด crossing over และมีการแลกเปลีย่นชิ้นสวนของโฮโมโลกัส โครโมโซมที่มาเขาคู 4. องคประกอบทางพันธุกรรมและโครโมโซมของเซลลใหมอาจแตกตางกัน ถาเกิดครอสซิงโอเวอร 5. โดยทั่วไปเกิดกับเซลลทีจ่ะทําหนาที่เซลลสืบพันธุ จึงเปนการแบงเซลล เพ่ือสรางเซลลสืบพันธุ 6. จะเกิดขึ้นเม่ืออวัยวะสืบพันธุเจริญเต็มที่แลว


52



แบบไมโทซิสและไมโอซิส รูปที่ 1.37 การเปรียบเทียบ ระยะตาง ๆ ของการแบงเซลล


การแบ งเซลล ( Cell division) ·...

Documents

Transcript of การแบ งเซลล ( Cell division) ·...