การเจริญเติบโต และการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตจะมีความเกี่ยวข้องกับการแบ่งเซลล์ ในการแบ่งเซลล์นั้นจะมี 2 ขบวนการ เกิดสลับกันไป คือ การแบ่งตัวของนิวเคลียส (KARYOKINESIS) และการแบ่งตัวของไซโทพลาซึม (CYTOPLASM) โดยปกติเมื่อสิ้นสุดการแบ่งตัวของนิวเคลียสแล้ว ก็จะเริ่มการแบ่งตัวของไซโทพลาสซึมทันที การแบ่งเซลล์ ประกอบด้วย 2 ขั้นตอน คือ การแบ่งนิวเคลียส และการแบ่งไซโทพลาซึม 1.
การแบ่งนิวเคลียส แบ่งออกได้เป็น 2 แบบ คือ การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (mitosis) เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อเพิ่มปริมาณเซลล์ภายในร่างกาย (somatic cell) ของสิ่งมีชีวิต โดยในเซลล์ร่างกายจะมีจำนวนโครโมโซมอยู่ 2 ชุด (2n) หรือดิพลอยด์ (diploid)
และเมื่อผ่านกระบวนการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสจนสมบูรณ์แล้ว จะได้เซลล์ใหม่ 2 เซลล์ ที่มีโครโมโซม 2 ชุดเท่าเดิม และมีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนเดิมทุกประการ ทำให้มีจำนวนเซลล์ในร่างกายเพิ่มมากขึ้น สิ่งมีชีวิตจึงเจริญเติบโตมากขึ้น ขั้นตอนการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส สามารถจำแนกได้เป็น 2 ขั้นตอนใหญ่ ดังนี้ การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (meiosis) เป็นการแบ่งเซลล์ที่ทำให้เกิดการลดจำนวนโครโมโซมภายในนิวเคลียสลงเหลือเพียงชุดเดียว
(n) เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ โดยเซลล์ที่ทำหน้าที่แบ่งเซลล์แบบไมโอซิสนี้ เรียกว่า โกแนด (gonad) ในเพศหญิงจะพบเซลล์ชนิดนี้ในรังไข่ ซึ่งทำหน้าที่สร้างไข่ (ovum) ส่วนในเพศชายจะพบเซลล์ชนิดนี้ในอัณฑะ (testis) ซึ่งทำหน้าที่สร้างตัวอสุจิ (sperm)
กระบวนการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส จะมีการแบ่งเซลล์ต่อเนื่องกัน 2 รอบ เรียกการแบ่งเซลล์รอบแรกว่า ไมโอซิส 1 และเรียกการแบ่งเซลล์รอบสองว่า ไมโอซิส 2 ซึ่งมีลักษณะการแบ่งเซลล์ที่แตกต่างกัน ดังนี้
1.) ไมโอซิส 1 เป็นระยะแบ่งเซลล์ที่ทำให้ได้เป็นเซลล์ใหม่ 2 เซลล์ โดยแต่ละเซลล์จะมีจำนวนโครโมโซมเพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม เรียกว่า แฮพลอยด์เซลล์ (n) โดยมีขั้นตอนดังนี้
- อินเตอร์เฟส 1 เป็นระยะเตรียมความพร้อมของเซลล์ เช่นเดียวกันกับระยะอินเตอร์เฟสในไมโทซิส
- โพรเฟส 1 เป็นระยะที่มีการเปลี่ยนแปลงหลายประการ โดยเริ่มตั้งแต่สายโครมาทินหดตัวพันกันหนาแน่นกลายเป็นแท่งโครโมโซม จากนั้นคู่โฮโมโลกัสโครโมโซมจะมาเข้าคู่กัน โดยในระหว่างการเข้าคู่กันคู่โฮโมโลกัสโครโมโซมจะมีการเปลี่ยนแปลงชิ้นส่วนของโครโมโซม ทำให้ลักษณะของสิ่งมีชีวิตบนโครโมโซมีการเปลี่ยนแปลง จึงเป็นสาเหตุของการแปรผันต่าง ๆ ในสิ่งมีชีวิต
- เมทาเฟส 1 เป็นระยะที่คู่โฮโมโลกัสโครโมโซมมาเรียงตัวกันอยู่กลางเซลล์ จึงทำให้เห็นเป็นแถวโครโมโซมเรียงตัว 2 แถว คู่กัน
- แอนาเฟส 1 เป็นระยะที่คู่โฮโมโลกัสโครโมโซมถูกดึงให้แยกตัวจากกันไปยังขั้วตรงข้ามของเซลล์ จึงเกิดเป็นโครโมโซมที่มีลักษณะเป็นแฮพลอยด์
- เทโลเฟส 1 เป็นระยะที่โครโมโซมถูกแบ่งเป็น 2 กลุ่มที่แต่ละขั้วของเซลล์ มีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียสและการแบ่งแยกส่วนไซโทพลาซึมจนเกิดเป็นเซลล์ลูก 2 เซลล์ ซึ่งมีโครโมโซมแบบแฮพลอยด์ และโครโมโซมจะมีการคลายตัวออกก่อนที่จะเข้าสู่ระยะไมโอซิส 2
2.) ไมโอซิส 2 เป็นการแบ่งเซลล์ที่ทำให้จำนวนเซลล์ใหม่เพิ่มขึ้นจาก 2 เซลล์ ไปเป็น 4 เซลล์ โดยจะยังคงจำนวนชุดโครโมโซมเดิมที่เป็นแฮพลอยด์ การแบ่งเซลล์ในขั้นตอนนี้จะมีลักษณะคล้ายกับการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส เว้นแต่ไม่มีการสังเคราะห์โครโมโซมใหม่ ดังนี้
- โพรเฟส 2 เยื่อหุ้มนิวเคลียสสลายไปโครโมโซม หดสั้นมากขึ้น จนทำให้เห็นแท่งโครโมโซมได้อย่างชัดเจน
- เมทาเฟส 2 โครโมโซมมาเรียงตัวในแนวกลางของเซลล์
- แอนาเฟส 2 แท่งโครโมโซมถูกดึงแยกจากกันกลายเป็นแท่งเดียว ไปรวมกันอยู่ที่แต่ละขั้วของเซลล์
- เทโลเฟส 2 โครโมโซมมารวมกันที่ขั้วเซลล์และมีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียสจนได้ 4 นิวเคลียสแต่ละนิวเคลียสมีโครโมโซมเป็นแฮพลอยด์ หลังจากนั้นจึงเกิดการแบ่งไซโตพลาซึมได้เป็นเซลล์ใหม่ 4 เซลล์ โครโมโซมในนิวเคลียสจึงเริ่มคลายตัวกลับเป็นสายยาว
(ที่มา //bewwc.blogspot.com/p/blog-page_24.html)
ตารางแสดงข้อแตกต่างระหว่างการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสและไมโอซิส
ไมโทซิส | ไมโอซิส |
1. เป็นการแบ่งเซลล์ร่างกาย (somatic cell) 2. ผลที่ได้จากการแบ่งเซลล์จาก 1 เป็น 2 เซลล์ 3. จำนวนโครโมโซมเซลล์ลูกเท่ากับเซลล์แม่ 4. ไม่มีการแนบชิดของโครโมโซมที่เป็นคู่กัน 5. โครมาทิดแยกออกจากกันในระยะแอนาเฟส 6. เซลล์ลูกมีพันธุกรรมเหมือนกับเซลล์แม่ 7. มีการแบ่งไซโทพลาซึม 1 ครั้ง ฯลฯ | 1. เป็นการแบ่งเซลล์เพศ (sex cell) 2. ผลที่ได้จากการแบ่งเซลล์จาก 1 เป็น 4 เซลล์ 3. จำนวนโครโมโซมเซลล์ลูกเป็นครึ่งหนึ่งของเซลล์แม่ 4. มีการแนบชิดของโครโมโซมที่เป็นคู่กัน 5. โครมาทิดแยกออกจากกันในระยะแอนาเฟส 2 6. เซลล์ลูกมีพันธุกรรมต่างกับเซลล์แม่ 7. มีการแบ่งไซโทพลาซึม 2 ครั้ง ฯลฯ |
( ที่มา : C:\Users\Administrator.9V29YNOH7OZ9CKP\Documents\หนังสือเรียนเสริม วิทยาศาสตร์ ม.3 (นำร่องหลักสูตรฯ 2551)-การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม.htm )
2. การแบ่งไซโทพลาสซึม (Cytokinesis)
เมื่อสิ้นสุดกระบวนการแบ่งนิวเคลียส เซลล์จะมีการแบ่งไซโทพลาซึมต่อไป ซึ่งในขั้นนี้จะมีความแตกต่างกันระหว่างเซลล์พืชกับเซลล์สัตว์ คือ ในกรณีเซลล์สัตว์ เซลล์จะมีการคอดเข้าไปในบริเวณกลางเซลล์จนแยกออกเป็น 2 เซลล์ ส่วนในเซลล์พืชจะมีการสร้างผนังกั้นเซลล์ (cell plate) ขึ้นกลางเซลล์แล้วขยายออกไปจนถึงเยื่อหุ้มเซลล์และผนังเซลล์เดิม เกิดเป็นเซลล์ใหม่จำนวน 2 เซลล์
การแบ่งไซโทพลาสซึม มี 2 แบบ คือ
2.1 แบบ furrow type เยื่อหุ้มเซลล์คอดกิ่วจาก 2 ข้าง เข้าใจกลางเซลล์ พบในเซลล์สัตว์
(ที่มา //www.differencebetween.info/difference-between-mitosis-and-cleavage)
2.2 แบบ cell plate type มีการสร้างเซลล์เพลท (cell plate) มาก่อตัว บริเวณกึ่งกลางเซลล์ขยายไป 2 ข้างของเซลล์ พบในเซลล์พืช
(ที่มา //www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/mitosisisg/cytokin.html)
(ที่มา //www.scienceset.co.uk/portfolio-6.html)
การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (meiosis)
การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส