- โครงสร้างและการก่อตัว
- ความสัมพันธ์กับโครงร่างโครงร่าง
- วัฏจักรของเซลล์และแกนหมุนที่ไม่มีสี: S phase, prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase และ interface
- Prometaphase
- metaphase
- anaphase
- Telophase และ cytokinesis
- กลไกการย้ายโครโมโซม
- ฟังก์ชัน
- คุณสมบัติอื่น ๆ ที่ต้องตรวจสอบ
- อ้างอิง
ทิคส์หรือไม่มีสีแกนยังเรียกว่าเป็นเครื่องจักรทิคส์เป็นโครงสร้างของเซลล์สร้างขึ้นจาก microtubules ของธรรมชาติโปรตีนที่จะเกิดขึ้นในระหว่างการแบ่งเซลล์ (เซลล์และเซลล์ชนิดหนึ่ง)
คำว่าไม่มีสีหมายถึงความจริงที่ว่ามันไม่ได้เปื้อนด้วยสีย้อม orcein A หรือ B แกนหมุนมีส่วนร่วมในการกระจายสารพันธุกรรมอย่างเท่าเทียมกันระหว่างเซลล์ลูกสาวทั้งสองซึ่งเป็นผลมาจากการแบ่งเซลล์
รูปที่ 1. สรุปกระบวนการแยกโครมาทิดของน้องสาวโดยแกนสีหรือไมโทติก ที่มา: โดย Silvia3 จาก Wikimedia Commons
การแบ่งเซลล์เป็นกระบวนการที่ทั้งเซลล์สืบพันธุ์ซึ่งเป็นเซลล์ไมโอติกและเซลล์ร่างกายที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตถูกสร้างขึ้นจากไซโกต
การเปลี่ยนแปลงระหว่างสองส่วนที่ติดต่อกันถือเป็นวัฏจักรของเซลล์ระยะเวลาที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์และสิ่งเร้าที่สัมผัส
ระหว่างไมโทซิสของเซลล์ยูคาริโอต (เซลล์ที่มีนิวเคลียสที่แท้จริงและออร์แกเนลล์ที่คั่นด้วยเมมเบรน) มีหลายขั้นตอนเกิดขึ้น: S phase, prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase และ interface
เริ่มแรกโครโมโซมจะรวมตัวเป็นเส้นใยสองเส้นที่เหมือนกันเรียกว่าโครมาทิด โครมาทิดแต่ละตัวประกอบด้วยหนึ่งในสองโมเลกุลดีเอ็นเอที่สร้างขึ้นก่อนหน้านี้รวมเข้าด้วยกันโดยบริเวณที่เรียกว่าเซนโทรเมียร์ซึ่งมีบทบาทพื้นฐานในกระบวนการย้ายถิ่นไปยังขั้วก่อนที่จะมีการแบ่งเซลล์
การแบ่งตัวของไมโทติกเกิดขึ้นตลอดชีวิตของสิ่งมีชีวิต คาดว่าในช่วงชีวิตของมนุษย์มีการแบ่งเซลล์ประมาณ 10 17เซลล์ในร่างกาย การแบ่งตัวแบบเหมยโอติกเกิดขึ้นในเซลล์ที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์หรือเซลล์เพศ
โครงสร้างและการก่อตัว
ความสัมพันธ์กับโครงร่างโครงร่าง
แกนหมุนที่ไม่มีสีถือเป็นระบบตามยาวของโปรตีนไมโครไฟบริลหรือไมโครทูบูลของเซลล์ มันเกิดขึ้นในช่วงเวลาของการแบ่งเซลล์ระหว่างเซนโทรเมียร์โครโมโซมและเซนโทรโซมที่ขั้วเซลล์และเกี่ยวข้องกับการย้ายโครโมโซมเพื่อสร้างเซลล์ลูกสาวที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมในปริมาณเท่ากัน
centrosome เป็นบริเวณที่ microtubules มาจากทั้งแกนหมุนที่ไม่มีสีและโครงกระดูก microtubules แกนหมุนเหล่านี้ประกอบด้วย tubulin dimers ที่ยืมมาจาก cytoskeleton
เมื่อเริ่มมีอาการไมโทซิสเครือข่าย microtubular ของโครงร่างเซลล์ของเซลล์จะแยกตัวออกจากกันและเกิดแกนหมุนที่ไม่มีสี หลังจากการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นแกนหมุนจะแยกตัวออกและเครือข่าย microtubule ของเซลล์โครงร่างจะจัดโครงสร้างใหม่ทำให้เซลล์กลับสู่สภาพพักผ่อน
สิ่งสำคัญคือต้องแยกความแตกต่างว่ามี microtubules อยู่สามประเภทในอุปกรณ์ mitotic: spindle microtubules สองประเภท (kinetochore และ polar microtubules) และ aster microtubule หนึ่งชนิด (astral microtubules)
สมมาตรทวิภาคีของแกนหมุนที่ไม่มีสีเกิดจากปฏิสัมพันธ์ที่ยึดสองซีกเข้าด้วยกัน ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ ได้แก่ : ด้านข้างระหว่างปลายขั้วบวกที่ทับซ้อนกันของ microtubules เชิงขั้ว; หรือเป็นปฏิกิริยาเทอร์มินัลระหว่าง microtubules ของ kinetochore และ kinetochore ของ Sister chromatids
วัฏจักรของเซลล์และแกนหมุนที่ไม่มีสี: S phase, prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase และ interface
การจำลองแบบดีเอ็นเอเกิดขึ้นในช่วง S ของวัฏจักรเซลล์จากนั้นในระหว่างการทำนายการย้ายถิ่นของเซนโทรโซมจะเกิดขึ้นในขั้วตรงข้ามของเซลล์และโครโมโซมก็ควบแน่นด้วย
Prometaphase
ในโพรเมทาเฟสการก่อตัวของเครื่องจักรไมโทติกเกิดขึ้นเนื่องจากการประกอบของไมโครทูบและการแทรกซึมเข้าไปในนิวเคลียส โครมาทิดซิสเตอร์ที่เชื่อมโยงโดยเซนโตรเมียร์จะถูกสร้างขึ้นและในทางกลับกันสิ่งเหล่านี้จะเชื่อมโยงกับไมโครทูบูล
metaphase
ในระหว่างเมทาเฟสโครโมโซมจะเรียงตัวในระนาบเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ แกนหมุนถูกจัดเป็นแกนไมโทติกกลางและแอสเตอร์คู่หนึ่ง
แอสเตอร์แต่ละตัวประกอบด้วย microtubules ที่เรียงตัวกันเป็นรูปดาวที่ยื่นออกมาจากเซนโทรโซมเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์ microtubules ดาวเหล่านี้ไม่ทำปฏิกิริยากับโครโมโซม
จากนั้นกล่าวกันว่าแอสเตอร์แผ่กระจายจากเซนโทรโซมไปยังคอร์เทกซ์ของเซลล์และมีส่วนร่วมทั้งในตำแหน่งของอุปกรณ์ไมโทติกทั้งหมดและในการกำหนดระนาบของการแบ่งเซลล์ระหว่างไซโตไคน์
anaphase
ต่อมาในช่วง anaphase microtubules ของแกนหมุนที่ไม่มีสีจะถูกยึดที่ปลายด้านบวกกับโครโมโซมผ่านทางจลนศาสตร์ของพวกมันและที่ปลายด้านลบไปยังเซนโทรโซม
การแยกโครมาทิดของน้องสาวออกเป็นโครโมโซมอิสระเกิดขึ้น โครโมโซมแต่ละตัวที่ติดอยู่กับไคเนโตชอร์ไมโครทูบูลจะเคลื่อนที่ไปยังขั้วเซลล์ ในขณะเดียวกันการแยกขั้วของเซลล์จะเกิดขึ้น
Telophase และ cytokinesis
ในที่สุดระหว่างเยื่อหุ้มนิวเคลียส telophase และ cytokinesis จะเกิดขึ้นรอบ ๆ นิวเคลียสของลูกสาวและโครโมโซมจะสูญเสียลักษณะที่ควบแน่น
mitotic spindle จะหายไปเมื่อ microtubules depolymerize และการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นในส่วนต่อประสาน
กลไกการย้ายโครโมโซม
กลไกที่เกี่ยวข้องกับการย้ายโครโมโซมไปยังขั้วและการแยกขั้วออกจากกันในภายหลังนั้นไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด เป็นที่ทราบกันดีว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างไคเนโตชอร์และไมโครทูบูลของแกนหมุนที่ติดอยู่มีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการนี้
เมื่อโครโมโซมแต่ละตัวเคลื่อนที่ไปยังขั้วที่เกี่ยวข้องจะเกิดการดีโพลิเมอไรเซชันของไมโครทูบูลที่แนบมาหรือไมโครทูบูลไคเนโตคอริก เชื่อกันว่าดีพอลิเมอไรเซชันนี้สามารถสร้างการเคลื่อนที่แบบพาสซีฟของโครโมโซมที่ติดอยู่กับไมโครทูบูลของแกนหมุน
เป็นที่เชื่อกันว่าอาจมีโปรตีนมอเตอร์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับไคเนโตชอร์ซึ่งจะใช้พลังงานจากการไฮโดรไลซิสของ ATP
พลังงานนี้จะทำหน้าที่ขับเคลื่อนการโยกย้ายโครโมโซมไปตามไมโครทูบูลไปจนถึงจุดสิ้นสุดที่เรียกว่า "น้อยกว่า" ซึ่งเป็นที่ตั้งของเซนโทรโซม
โดยพร้อมเพรียงกันการดีโพลิเมอไรเซชันของส่วนท้ายของไมโครทูบูลที่จับกับไคเนโตชอร์หรือปลาย "บวก" อาจเกิดขึ้นได้ซึ่งจะส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของโครโมโซมด้วย
ฟังก์ชัน
แกนหมุนที่ไม่มีสีหรือไมโทติกเป็นโครงสร้างของเซลล์ที่ทำหน้าที่ยึดโครโมโซมผ่านจลนศาสตร์ของพวกมันโดยจัดตำแหน่งให้ตรงกับเส้นศูนย์สูตรของเซลล์และในที่สุดก็ควบคุมการย้ายถิ่นของโครมาทิดไปยังขั้วตรงข้ามของเซลล์ก่อนการแบ่งตัวทำให้มีการกระจาย การทำให้เท่าเทียมกันของสารพันธุกรรมระหว่างเซลล์ลูกสาวทั้งสองที่เกิดขึ้น
หากเกิดข้อผิดพลาดในกระบวนการนี้จะมีการสร้างโครโมโซมขาดหรือมากเกินไปซึ่งแปลเป็นรูปแบบการพัฒนาที่ผิดปกติ (เกิดขึ้นระหว่างการกำเนิดตัวอ่อน) และพยาธิสภาพต่างๆ (ที่จะเกิดขึ้นหลังการเกิดของแต่ละบุคคล)
คุณสมบัติอื่น ๆ ที่ต้องตรวจสอบ
ตามวิวัฒนาการแล้วได้รับการคัดเลือกให้เป็นกลไกที่ซ้ำซ้อนอย่างมากซึ่งแต่ละขั้นตอนจะดำเนินการโดยโปรตีนมอเตอร์ไมโครทูบูล
เชื่อกันว่าการได้มาซึ่งวิวัฒนาการของ microtubules เกิดจากกระบวนการของ endosymbiosis ซึ่งเซลล์ยูคาริโอตดูดซึมจากสิ่งแวดล้อมเป็นเซลล์โปรคาริโอตที่แสดงโครงสร้างแกนหมุนที่ไม่มีสีเหล่านี้ ทั้งหมดนี้อาจเกิดขึ้นก่อนที่จะเริ่มมีอาการไมโทซิส
สมมติฐานนี้ชี้ให้เห็นว่าโครงสร้างโปรตีนไมโครทูบูลสามารถทำหน้าที่ขับเคลื่อนได้ จากนั้นเมื่อพวกมันกลายเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตใหม่ microtubules จะประกอบเป็นโครงร่างเซลล์และต่อมาคือเครื่องจักรไมโทติก
ในประวัติศาสตร์วิวัฒนาการมีการเปลี่ยนแปลงรูปแบบพื้นฐานของการแบ่งเซลล์ยูคาริโอต การแบ่งเซลล์แสดงเฉพาะบางขั้นตอนของวัฏจักรเซลล์ซึ่งเป็นกระบวนการสำคัญ
อ้างอิง
- Bolsaver, SR, Hyams, JS, Shephard, EA, White, HA และ Wiedemann, CG (2003) ชีววิทยาของเซลล์หลักสูตรระยะสั้น พิมพ์ครั้งที่สอง. หน้า 535 ไวลีย์ - ลิสส์ ISBN: 0471263931, 9780471263937, 9780471461593
- Friedmann, T. , Dunlap, JC และ Goodwin, SF (2016). ความก้าวหน้าทางพันธุศาสตร์ ฉบับพิมพ์ครั้งแรก. สำนักข่าววิชาการ Elsevier หน้า 258 ISBN: 0128048018, 978-0-12-804801-6
- Hartwell, L. , Goldberg, ML, Fischer, J. และ Hood, L. (2017). พันธุศาสตร์: จากยีนสู่จีโนม พิมพ์ครั้งที่หก. McGraw-Hill หน้า 848 ISBN: 1259700909, 9781259700903
- Mazia, D. , & Dan, K. (1952). การแยกและลักษณะทางชีวเคมีของเครื่องมือไมโอติกในการแบ่งเซลล์ Proceedings of the National Academy of Sciences, 38 (9), 826–838. ดอย: 10.1073 / pnas.38.9.826
- Yu, H. (2017). พันธุศาสตร์การสื่อสาร: การแสดงภาพและการเป็นตัวแทน Palgrave Macmillan สหราชอาณาจักร ฉบับพิมพ์ครั้งแรก. pp ISBN: 978-1-137-58778-7, 978-1-137-58779-4