Quá trình phân bào

Phân bào là quá trình mà tế bào (động vật, thực vật, vi khuẩn,...) phân chia để tạo ra các tế bào mới theo một 'chương trình' sẵn có của cơ thể. Nếu sự phân bào diễn ra không theo trình tự, cơ thể có thể mắc bệnh. Có hai loại phân bào chính: nguyên phân và giảm phân.

Quá trình nguyên phân

Nguyên phân là loại phân bào tạo ra hai tế bào mới giống tế bào gốc, giúp cơ thể phát triển và thay thế các tế bào bị chết hoặc lão hóa.

Thay đổi hình thái nhiễm sắc thể trong chu kỳ tế bào

Cơ thể phát triển nhờ quá trình phân bào. Vòng đời của tế bào có khả năng phân chia bao gồm giai đoạn kì trung gian và phân bào nguyên nhiễm, gọi là nguyên phân. Vòng đời lặp lại này được gọi là chu kì tế bào. Nguyên phân gồm 4 giai đoạn: kì đầu, kì giữa, kì sau và kì cuối. Kết thúc quá trình phân bào là sự phân chia tế bào. Nhiễm sắc thể còn được gọi là nhiễm màu vì dễ bắt màu với thuốc nhuộm kiềm tính. Cấu trúc nhiễm sắc thể được giữ vững và duy trì qua các thế hệ tế bào. Các biến đổi hình thái của nhiễm sắc thể xảy ra trong suốt chu kì tế bào.

Diễn biến chính của quá trình nguyên phân

Kì trung gian là giai đoạn phát triển của tế bào, trong đó nhiễm sắc thể dãn xoắn và nhân đôi. Khi kết thúc giai đoạn này, tế bào bước vào nguyên phân. Trong nguyên phân, sự phân chia nhân và chất tế bào diễn ra qua 4 giai đoạn: kì đầu, kì giữa, kì sau và kì cuối. Các diễn biến chính trong nguyên phân gồm: thoi phân bào nối hai cực tế bào, thoi phân bào tan biến khi nhân chia xong. Màng nhân và nhân con tiêu biến trong nguyên phân và xuất hiện lại khi nhân chia xong. NST kép đóng xoắn, co ngắn và di chuyển đến mặt phẳng xích đạo. Crômatit trong NST kép tách ra và di chuyển về hai cực. Khi đến hai cực, NST dãn xoắn, bắt đầu chu kì mới. Kết quả là từ một tế bào mẹ tạo ra hai tế bào con có bộ NST giống mẹ.

Tầm quan trọng của nguyên phân

Nguyên phân là cách tế bào sinh sản. Cơ thể đa bào lớn lên nhờ nguyên phân. Nguyên phân duy trì và truyền đạt bộ NST đặc trưng của loài qua các thế hệ tế bào và cơ thể. Sự phát triển của các mô và cơ quan trong cơ thể đa bào chủ yếu nhờ tăng số lượng tế bào qua nguyên phân. Khi mô hay cơ quan đạt kích thước nhất định, nguyên phân ngừng lại. Nguyên phân còn giúp tạo ra các tế bào mới để thay thế các tế bào già, chết hoặc bị tổn thương.

Quá trình giảm phân

Giảm phân là quá trình phân chia tế bào, tạo ra bốn tế bào con với số lượng nhiễm sắc thể giảm đi một nửa so với tế bào mẹ. Quá trình này chỉ diễn ra ở cơ quan sinh dục, biến hệ gen từ lưỡng bội (2n) thành đơn bội (n). Sau khi thụ tinh, hệ gen lưỡng bội được phục hồi và các tính trạng của cha mẹ sẽ được truyền sang đời con.

Những diễn biến chính của NST trong giảm phân I

Bắt đầu giảm phân, các NST kép xoắn và co ngắn lại. Sau đó, các cặp NST kép tương đồng ghép đôi theo chiều dọc và có thể xảy ra hiện tượng bắt chéo. Tiếp theo, các NST kép trong cặp tương đồng tách rời nhau, xếp song song thành hai hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Cuối cùng, các NST kép trong cặp tương đồng phân li độc lập về hai cực tế bào.

Khi quá trình phân chia nhân kết thúc, các NST kép tập trung vào hai nhân mới, mỗi nhân chứa bộ NST đơn bội kép (n NST kép), nghĩa là số lượng NST chỉ bằng một nửa so với tế bào mẹ. Phân chia chất tế bào tiếp theo tạo thành hai tế bào con, mỗi tế bào mang bộ n NST kép khác nhau về nguồn gốc.

Sau kỳ cuối I là kỳ trung gian rất ngắn, không diễn ra nhân đôi NST. Tiếp theo là phân bào II, diễn ra nhanh hơn nhiều so với phân bào I và có những diễn biến cơ bản của NST như sau:

Khi phân bào II bắt đầu, các NST co lại, hiện rõ số lượng NST kép (đơn bội). Sau đó, NST kép tập trung và xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Mỗi NST kép gắn với một sợi của thoi phân bào.

Tiếp theo, sự phân chia ở tâm động tách hai crômatit thành hai NST đơn, mỗi NST đơn di chuyển về một cực của tế bào. Khi kết thúc phân chia nhân, các NST nằm gọn trong các nhân mới. Mỗi nhân chứa bộ n NST đơn và khi hoàn thành phân chia chất tế bào, 4 tế bào con được tạo thành.

Sự tan biến và tái hiện của màng nhân, sự hình thành và mất đi của thoi phân bào trong hai lần phân bào của giảm phân tương tự như ở nguyên phân.

Kết quả của quá trình giảm phân là từ 1 tế bào mẹ với 2n NST, qua hai lần phân bào liên tiếp, tạo ra 4 tế bào con đều có n NST. Số lượng NST đã giảm một nửa. Các tế bào con này là cơ sở để hình thành giao tử.