ข้อมูล

ออร์แกเนลล์แบ่งตัวอย่างไร?

ออร์แกเนลล์แบ่งตัวอย่างไร?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ฉันแน่ใจว่าโดยธรรมชาติของคำถามนี้ คุณจะรู้ถึงความรู้ที่มือสมัครเล่นของฉันในวิชาชีววิทยา ในระหว่างการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส พวกมันเพียงระบุว่าออร์แกเนลล์เกิดซ้ำ... ในขณะที่เราได้รับข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับการแบ่งเซลล์ นิวเคลียสและออร์แกเนลล์อื่นแบ่งตัวอย่างไร ไมโทคอนเดรียเคยเป็นโปรคาริโอต ดังนั้นพวกมันจึงหารด้วยฟิชชันแบบไบนารีหรือไม่? ขณะที่เรากำลังศึกษาอยู่นั้น ออร์แกเนลล์ประกอบด้วยอะไรกันแน่? มีการผลิตโปรตีนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในระหว่างเฟส... แล้วออร์แกเนลล์จะแบ่งได้อย่างไร?


นิวเคลียสไม่แบ่งตามตัว โปรดจำไว้ว่าเยื่อหุ้มนิวเคลียสจะละลายระหว่างไมโทซิส มันเริ่มปฏิรูปหลังจากเมตาเฟส นี่คือการทบทวนรายละเอียดกระบวนการและกลไกที่ทราบ โดยการขยายเอ็นโดพลาสมิกเรติคิวลัมจะถูกแบ่งส่วนเมื่อได้มาจากเยื่อหุ้มนิวเคลียส

ออร์แกเนลล์ยังพึ่งพาโครงร่างโครงกระดูกและโปรตีนจากมอเตอร์ที่เกี่ยวข้องเพื่อการกระจายตัวระหว่างลูกสาว ประเด็นที่ถกเถียงกันในเรื่องนี้คือว่าออร์แกเนลล์นั้นถูกสุ่มแจกหรือไม่ หรือมีกระบวนการที่เคลื่อนไหวเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายที่คล้ายคลึงกันระหว่างลูกสาว

ในที่สุดก็ถึงไมโตคอนเดรีย ถึงจุดนี้ เราถือว่าการแบ่งเซลล์แบบสมมาตร กล่าวคือ ลูกสาวทั้งสองได้รับวัสดุของมารดาเกือบเท่ากัน แต่ในการแบ่งเซลล์ต้นกำเนิด ลูกสาวที่ไม่ใช่เซลล์ต้นกำเนิดจะมีขนาดที่เล็กกว่า ที่น่าสนใจ บทความนี้แสดงให้เห็นว่าลำต้นเหมือนลูกสาวได้รับไมโตคอนเดรียที่อายุน้อยกว่า (ดีเอ็นเอของไมโตคอนเดรียที่เสียหายน้อยกว่า)

อย่างที่คุณเห็น เป็นไปไม่ได้ที่จะครอบคลุมออร์แกเนลล์ทั้งหมดด้วยคำตอบเดียว และเราไม่ได้พิจารณาถึงความแตกต่างทางสรีรวิทยาระหว่างเซลล์ประเภทต่างๆ ไชโย!


ออร์แกเนลล์แบ่งตัวอย่างไร? - ชีววิทยา

คำถามที่ยอดเยี่ยม ไมโตคอนเดรียแบ่งโดยการแตกตัวอย่างง่าย โดยแยกออกเป็นสองส่วนเช่นเดียวกับเซลล์แบคทีเรีย และแม้ว่ากลยุทธ์การจำลองแบบดีเอ็นเอจะแตกต่างกันเล็กน้อย ทำให้เกิดการกระจัดหรือโครงสร้าง D-loop พวกมันแบ่ง DNA วงกลมของพวกมันในลักษณะเดียวกับแบคทีเรีย การสืบพันธุ์ของไมโตคอนเดรียไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ (ปกครองตนเอง) เช่นเดียวกับการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย ส่วนประกอบส่วนใหญ่ที่จำเป็นสำหรับการแบ่งไมโตคอนเดรียจะถูกเข้ารหัสเป็นยีนภายในนิวเคลียสของยูคาริโอต (เจ้าบ้าน) และแปลเป็นโปรตีนโดยไรโบโซมของไซโตพลาสซึมของเซลล์เจ้าบ้าน การจำลองแบบไมโตคอนเดรียจึงเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการมีส่วนร่วมของนิวเคลียร์ และไม่สามารถปลูกไมโตคอนเดรียในวัฒนธรรมที่ปราศจากเซลล์ การควบคุมการแบ่งตัวของไมโตคอนเดรียอย่างเข้มงวดเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันการจำลองแบบไมโตคอนเดรียที่ไม่สามารถควบคุมได้ ซึ่งอาจนำไปสู่การทำลายเซลล์เจ้าบ้านได้ง่าย นี่เป็นภาพประกอบที่สวยงามของวิวัฒนาการร่วมกันระหว่างไมโตคอนเดรียและโฮสต์ในวิวัฒนาการของยูคาริโอต

ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์แบ่งตัวด้วยฟิชชัน เหมือนกับแบคทีเรีย เมื่อเซลล์แบ่งตัว ไมโตะและคลอโรจะกระจายไปยังเซลล์ลูกสาว
โปรตีนส่วนใหญ่ในไมโตและคลอโรถูกเข้ารหัสโดยจีโนมนิวเคลียร์และนำเข้ามา พวกมันถูกแปลเป็นไรโบโซมในไซโตพลาสซึม โปรตีนที่สร้างขึ้นใหม่นี้มีลำดับกรดอะมิโนที่ปลาย N ซึ่งทำหน้าที่เป็นสัญญาณนำเข้า ซึ่งรับรู้และผูกมัดโดยเครื่องจักรนำเข้าบนเมมเบรนของไมโตหรือคลอโร และดึงโปรตีนเข้าไปข้างใน

ว้าว ช่างเป็นคำถามที่ดีเสียนี่กระไร! ฉันไม่เคยคิดที่จะถามเรื่องนี้เลยเมื่อตอนที่ฉันเรียนวิชาชีววิทยาในวิทยาลัย จากการค้นคว้า ฉันพบว่านี่เป็นพื้นที่ที่นักวิทยาศาสตร์ไม่ค่อยรู้จัก ฉันไม่มีความรู้ในเรื่องนี้เลย ดังนั้นฉันจึงมีเพื่อนของฉันมาช่วย (Ed Lowry นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในภาควิชานิเวศวิทยา วิวัฒนาการ และชีววิทยาทางทะเลที่ UC Santa Barbara) โปรดจำไว้ว่าคลอโรพลาสต์และไมโทคอนเดรียเรียกว่าออร์แกเนลล์ (อีกคำหนึ่งสำหรับร่างกายที่จับกับเมมเบรนภายในเซลล์) และไซโตซอลเป็นของเหลวภายในไซโตพลาสซึมหรือภายในเซลล์ นี่คือสิ่งที่เอ็ดต้องพูด:

***
ข้อความเก่าๆ ของฉันบางเรื่องได้นำเอาเรื่องที่น่าสนใจมาเปิดเผย 3&4 คือสิ่งที่ตรงใจที่สุด คำพูดทั้งหมดมาจาก Ch. 7 จาก Molecular Biology of the Cell โดย Alberts และเพื่อนของเขา:

1) ไมโตคอนเดรียในเซลล์ไม่ใช่บุคคลอย่างเคร่งครัด พวกมันคือ "ออร์แกเนลล์พลาสติกที่น่าทึ่ง เปลี่ยนแปลงรูปร่างอยู่ตลอดเวลา แม้กระทั่งหลอมรวมเข้าด้วยกันแล้วแยกจากกันอีกครั้ง"

2) ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสขึ้นอยู่กับโปรตีนที่สังเคราะห์จาก DNA นิวเคลียร์เป็นส่วนใหญ่และนำเข้าไปยังออร์แกเนลล์ โปรตีนบางชนิดถูกเข้ารหัสโดยออร์แกเนลล์ DNA และสังเคราะห์ในออร์แกเนลล์ ที่น่าสนใจคือ "ไม่มีการส่งออกโปรตีนจากไมโตคอนเดรียหรือคลอโรพลาสไปยังไซโตซอล"

3) กลุ่มของยีสต์กลายพันธุ์ที่เรียกว่า "cytoplasmic petite mutants" ขาด DNA ในไมโตคอนเดรียโดยสิ้นเชิง แม้ว่าการกลายพันธุ์ที่เล็กกระทัดรัดจะไม่สามารถสังเคราะห์โปรตีนในไมโตคอนเดรียของพวกมันได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถสร้างไมโตคอนเดรียที่ผลิต ATP ได้ แต่พวกมันยังมีไมโตคอนเดรียที่มีเยื่อหุ้มชั้นนอกและเยื่อหุ้มชั้นในปกติที่มีคริสเตที่พัฒนาไม่ดี [รอยพับในเยื่อหุ้มเซลล์] การกลายพันธุ์ดังกล่าวแสดงให้เห็นอย่างมาก ความสำคัญอย่างท่วมท้นของนิวเคลียสในการสร้าง biogenesis พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าออร์แกเนลล์ที่ [นี่คือส่วนสำคัญ!] หารด้วยฟิชชันสามารถทำซ้ำได้อย่างไม่มีกำหนดในไซโตพลาสซึมของเซลล์ยูคาริโอตที่เพิ่มจำนวนแม้ในกรณีที่ไม่มีจีโนมของตัวเองโดยสมบูรณ์"

4) "การควบคุมโดยรวม [การจำลองแบบออร์แกเนลล์] มีอยู่อย่างชัดเจนในนิวเคลียส นิวเคลียสต้องควบคุมจำนวนไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ในเซลล์ตามความต้องการ แม้ว่ากฎเกณฑ์เหล่านี้มีความสำคัญต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับเซลล์ยูคาริโอต แต่เรารู้ค่อนข้างน้อย เกี่ยวกับพวกเขา." อืม ยิงเลย

สำหรับเซลล์ส่วนใหญ่ จะมีสิ่งที่เรียกว่า "จุดจำกัด" ในวัฏจักรของเซลล์ ก่อนถึงจุดนี้ เซลล์อาจคงสภาพที่เป็นอยู่ ตัวอย่างเช่น สภาพแวดล้อมไม่เอื้ออำนวยต่อการเติบโต เมื่อผ่านจุดนี้ไป จะเกิดการเปลี่ยนแปลงภายในซึ่งผูกมัดเซลล์เพื่อทำซ้ำดีเอ็นเอและแบ่งตัว

สัญญาณที่เรียกว่า "ตัวกระตุ้น S-phase" (ฉันเดาว่าคนที่มีจินตนาการมากมายจะกลายเป็นนักเขียนบทภาพยนตร์หรือนักออกแบบเสื้อผ้า) ปรากฏในไซโตพลาสซึมก่อนการจำลองดีเอ็นเอ (หนังสือบอกว่ามันอาจจะเป็นกลุ่มของโมเลกุลและไม่ใช่กลุ่มเดียว แต่ไม่ได้ระบุตัวตนของพวกมัน) โมเลกุลกลุ่มควบคุมหลักมีความเกี่ยวข้องกับคลาสของยีนที่เรียกว่ายีน "cdc" สำหรับ "วัฏจักรการแบ่งเซลล์" ซึ่งมีมากกว่า 20 ชนิด


ออร์แกเนลล์แบ่งตัวอย่างไร? - ชีววิทยา

กระบวนการในและรอบๆ การแบ่งไมโทติคในยูคาริโอตนั้นน่าสนใจมาก คำตอบสั้น ๆ คือออร์แกเนลล์ของพวกมันจะไม่ทำซ้ำเมื่อเซลล์ทำ ออร์แกเนลล์เหล่านี้บางส่วนสูญเสียวัฏจักรที่โดดเด่นของตัวเองไป อย่างไรก็ตาม ไมโตคอนเดรีย (และคลอโรพลาสต์ในพืช) ยังคงมีความเป็นอิสระอยู่บ้าง พวกมันยังมี DNA ของตัวเอง DNA นี้มีลักษณะเป็นวงกลมยาวเส้นเดียวเหมือนที่คุณเห็นในเซลล์โปรคาริโอต ไมโทคอนเดรียนมีวงจรการจำลองแบบของมันเอง โดยแยกออกจากเซลล์ที่มันอาศัยอยู่โดยสิ้นเชิง ไมโทคอนเดรียจะกระจัดกระจายไปทั่วเซลล์ ดังนั้นเมื่อเซลล์แบ่งไมโตคอนเดรียบางส่วนจะรวมตัวกันเป็นเซลล์ลูกสาวตัวหนึ่ง และบางส่วนในอีกเซลล์หนึ่ง กระบวนการนี้เท่าที่เรารู้ดีที่สุดไม่ได้ถูกควบคุมเพื่อให้เซลล์ที่โชคร้ายสามารถจบลงได้โดยไม่มีไมโตคอนเดรียเลย (นอกเหนือจากนี้: นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่าเซลล์ยูคาริโอตวิวัฒนาการมาจากเซลล์โปรคาริโอต)

ออร์แกเนลล์อื่นๆ จำนวนมากแบ่งตัวในเวลาเดียวกับที่เซลล์แบ่งตัว (โดยเฉพาะออร์แกเนลล์ที่ไม่มี DNA ของตัวเอง) ตัวอย่างหนึ่งแสดงให้เห็นในเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม โครงสร้างนี้แบ่งออกเป็นหลาย ๆ ชิ้นในถุงน้ำซึ่งจะแยกออกเป็นสองเซลล์ลูกสาว นี่เป็นวิธีทั่วไปสำหรับออร์แกเนลล์ที่มีเพียงหนึ่งสำเนาในเซลล์เพื่อแยกออกเป็นสองเซลล์ลูกสาว ออร์แกเนลล์เหล่านี้ดูเหมือนจะไม่ทำซ้ำก่อนการแบ่งเซลล์แบบที่ DNA ทำ

ในช่วงช่องว่าง (G1 และ G2) เซลล์จะเพิ่มปริมาณโปรตีนและออร์แกเนลล์ที่มีอยู่ในเซลล์เพื่อเตรียมสร้างไซโตไคเนซิส การแบ่งแยกเซลล์ระหว่างออร์แกเนลล์เป็นอย่างไรนั้นไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก อาจเป็นกระบวนการสุ่มหรืออาจมีทิศทางบางอย่าง (ผ่านไมโครทูบูล) สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือออร์แกเนลล์บางตัว (เช่น ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์) มี DNA ของตัวเองและทำซ้ำตัวเองภายใต้การควบคุมของวัฏจักรเซลล์ ไมโตคอนเดรียหารด้วยฟิชชันแบบไบนารีเหมือนแบคทีเรีย

ดูเหมือนว่าข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับการแบ่งออร์แกเนลล์ระหว่างไมโทซิสจะเข้าใจยาก ฉันสามารถค้นหาเซลล์ชีววิทยาต่อไปนี้ได้

"ในระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์ มีการจัดโครงสร้างใหม่ของออร์แกเนลล์เซลล์เกือบทั้งหมดและโครงร่างของเซลล์

ที่น่าสนใจของออร์แกเนลล์ของเซลล์ ไมโทคอนเดรียดูเหมือนจะมีวัฏจักรของการแบ่งตัว (คล้ายกับการแบ่งตัวของแบคทีเรีย) โดยไม่ขึ้นกับเซลล์”

ในความเป็นจริงการแบ่งไมโตคอนเดรียนั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการแบ่งเซลล์และควบคุมที่ "จุดตรวจที่แตกต่างกัน" ระหว่างการแบ่งเซลล์ ขณะที่สัณฐานวิทยาและการแบ่งแยกของไมโตคอนเดรียถูกควบคุมโดยไมโครทูบูลในเซลล์

หนังสือเรียนวิชาชีววิทยาขั้นพื้นฐานของวิทยาลัย "ชีวิต -- ศาสตร์แห่งชีววิทยา" (Purves, Sadava, Orians, and Heller, ฉบับที่ 6) ระบุไว้ในหน้า 164 "ต่อจากไซโตไคเนส เซลล์ลูกสาวทั้งสองมีส่วนประกอบทั้งหมดของเซลล์ที่สมบูรณ์ ออร์แกเนลล์เช่น ไม่จำเป็นต้องมีการกระจายไรโบโซม ไมโทคอนเดรีย และคลอโรพลาสต์เท่าๆ กันระหว่างเซลล์ของลูกสาว ตราบใดที่แต่ละเซลล์มีอยู่ในทั้งสองเซลล์ตามลำดับ ไม่มีกลไกใดที่มีความแม่นยำเทียบเท่ากับไมโทซิสในการจัดสรรให้กับเซลล์ลูกสาวอย่างเท่าเทียมกัน"

เว็บไซต์อื่นแนะนำว่าการแบ่งและการสังเคราะห์ออร์แกเนลล์เกิดขึ้นในช่วง cytokineses cohmetrix . เป็นหลัก

นี่ไม่ใช่เว็บไซต์ "edu" ดังนั้นฉันจึงไม่สามารถรับรองความถูกต้องได้:

"Cytokineses ระยะที่สองของการแบ่งเซลล์ เริ่มเกิดขึ้นก่อนที่ไมโทซิสจะสมบูรณ์ (โดยปกติในช่วงเทโลเฟส) และดำเนินต่อไปหลังจากนิวเคลียสของเซลล์ลูกสาวก่อตัวขึ้นอย่างสมบูรณ์ ขั้นตอนเบื้องต้นของไซโตไคเนสเกิดขึ้นระหว่างระยะการเจริญเติบโต (เรียกว่าระยะ G) ของวัฏจักรเซลล์ในระยะ G โครงสร้างเมมเบรนและออร์แกเนลล์ต่างๆ เช่น เอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมและร่างกายของโกลจิถูกผลิตขึ้นจากส่วนประกอบในไซโตพลาสซึม ดังนั้น ก่อนที่ไซโตไคเนสจะเริ่มขึ้น ขนาดของไซโตพลาสซึมจะเติบโตและ ในจำนวนออร์แกเนลล์ของมัน ในช่วง G มีการสืบพันธุ์ของไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ด้วย ออร์แกเนลล์เหล่านี้มี DNA ของตัวเองที่เรียกว่าออร์แกเนลล์ DNA และการสืบพันธุ์ของออร์แกเนลล์นั้นรวมถึงการทำซ้ำของออร์แกเนลล์ดีเอ็นเอ

ระหว่างไซโตไคเนส ไซโตพลาสซึมและเนื้อหาจะแบ่งตัว ในเซลล์สัตว์ ไซโตพลาสซึมแบ่งโดยการบีบเข้าด้านใน ในขณะที่เซลล์พืช พาร์ติชั่นที่เรียกว่าแผ่นเซลล์ เริ่มเติบโตและแบ่งไซโตพลาสซึม ไซโตไคเนสไม่ได้เป็นกระบวนการที่แม่นยำเท่ากับไมโทซิส เนื่องจากปริมาณของไซโตพลาสซึมในเซลล์ลูกสาว จะอยู่ที่ประมาณครึ่งหนึ่ง แต่ไม่ถึงครึ่งของปริมาณไซโตพลาสซึมในเซลล์แม่ นอกจากนี้ เซลล์ลูกสาวแต่ละเซลล์จะมีออร์แกเนลล์ประมาณครึ่งหนึ่งจากไซโตพลาสซึมของเซลล์ต้นกำเนิด ตรงกันข้ามกับไมโทซิส ไม่มีกลไกการทำงานที่แน่นอนระหว่างไซโตไคเนสเพื่อรับประกันว่าเซลล์ลูกสาวแต่ละเซลล์จะได้รับไซโตพลาสซึมของเซลล์ต้นกำเนิดและออร์แกเนลล์ครึ่งหนึ่งของเซลล์ต้นกำเนิด

ไซโตไคเนสไม่ได้เกิดขึ้นเสมอไปเมื่อไมโทซิสเกิดขึ้นเพราะในเซลล์บางเซลล์ (เช่นที่พบในราบางชนิด) ไมโทซิสเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกโดยไม่มีการสร้างไซโตไคน์ ในกรณีนี้ การจำลองแบบซ้ำๆ ของสารพันธุกรรมโดยไม่มีการแบ่งตัวของไซโตพลาสซึม (หรือการแยกตัวในขั้นสุดท้ายออกเป็นเซลล์ลูกสาวใหม่) ส่งผลให้เกิดเซลล์ที่มีนิวเคลียสสองนิวเคลียส"


ไมโทซิส

อินเตอร์เฟส

(ในทางเทคนิคไม่ใช่ส่วนหนึ่งของไมโทซิส แต่รวมอยู่ในวัฏจักรเซลล์)

เซลล์อยู่ในระยะพัก ทำหน้าที่ของเซลล์

ออร์แกเนลล์เพิ่มเป็นสองเท่าเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการหาร

คำทำนาย

1. มองเห็นโครโมโซม (chromatids)
2. centrioles ย้ายไปที่เสา
3. เยื่อหุ้มนิวเคลียสหายไป
4. นิวเคลียสหายไป
5. รูปแบบแกนหมุน

เมตาเฟส

โครโมโซมเรียงตัวตามแนวเส้นศูนย์สูตร

อนาเฟส

โครมาทิดแยกย้ายไปยังขั้วตรงข้าม

1. โครโมโซมหายไป (กลายเป็นโครมาติน)

2. การปฏิรูปเยื่อหุ้มนิวเคลียส

ไซโตไคเนซิส

- แบ่งไซโตพลาสซึมเพื่อสร้างเซลล์ลูกสาวใหม่ 2 เซลล์

- เซลล์ลูกสาวมีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกัน

- เซลล์กลับสู่เฟส

. cytokinesis มีสองรูปแบบขึ้นอยู่กับเซลล์

เซลล์สัตว์ - เซลล์บีบเข้าด้านในแล้วแยกออกเป็นสองส่วน

พืช - ผนังเซลล์ใหม่ (เรียกว่า แผ่นเซลล์) ก่อตัวระหว่างเซลล์ใหม่ทั้งสองเซลล์


ไรโบโซม

รูปที่ 4 ไรโบโซมประกอบด้วยหน่วยย่อยขนาดใหญ่ (บนสุด) และหน่วยย่อยขนาดเล็ก (ล่าง) ในระหว่างการสังเคราะห์โปรตีน ไรโบโซมจะประกอบกรดอะมิโนเป็นโปรตีน

ไรโบโซมเป็นโครงสร้างเซลล์ที่มีหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีน เมื่อมองผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ไรโบโซมอิสระจะปรากฏเป็นกระจุกหรือจุดเล็กๆ เพียงจุดเดียวที่ลอยอย่างอิสระในไซโตพลาสซึม ไรโบโซมอาจติดอยู่ที่ด้านไซโตพลาสซึมของเมมเบรนในพลาสมาหรือด้านไซโตพลาสซึมของเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม (รูปที่ 4)

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้แสดงให้เห็นว่าไรโบโซมประกอบด้วยหน่วยย่อยขนาดใหญ่และขนาดเล็ก ไรโบโซมเป็นเอนไซม์เชิงซ้อนที่มีหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีนและประกอบด้วยทั้งโปรตีนและอาร์เอ็นเอ

เนื่องจากการสังเคราะห์โปรตีนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทุกเซลล์ ไรโบโซมจึงพบได้ในแทบทุกเซลล์ แม้ว่าจะมีขนาดเล็กกว่าในเซลล์โปรคาริโอตก็ตาม พวกมันมีมากเป็นพิเศษในเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะสำหรับการสังเคราะห์ฮีโมโกลบิน ซึ่งทำหน้าที่ในการขนส่งออกซิเจนไปทั่วร่างกาย


ออร์แกเนลล์

ออร์แกเนลล์เป็นโครงสร้างพิเศษที่ทำหน้าที่ต่างๆ ภายในเซลล์

ออร์แกเนลล์

เช่นเดียวกับอวัยวะต่าง ๆ ของร่างกายที่แยกจากกันซึ่งทำหน้าที่บางอย่างในร่างกายมนุษย์ ออร์แกเนลล์เป็นหน่วยย่อยด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ทำหน้าที่เฉพาะภายในเซลล์แต่ละเซลล์

ภาพถ่ายโดย Science Source

ออร์แกเนลล์เป็นโครงสร้างพิเศษที่ทำหน้าที่ต่างๆ ภายในเซลล์ คำนี้มีความหมายตามตัวอักษรว่า &ldquo อวัยวะเล็ก ๆ&rdquo ในทำนองเดียวกัน อวัยวะ เช่น หัวใจ ตับ กระเพาะอาหาร และไต ทำหน้าที่เฉพาะเพื่อให้สิ่งมีชีวิตมีชีวิตอยู่ ออร์แกเนลล์ทำหน้าที่เฉพาะเพื่อให้เซลล์มีชีวิตอยู่

เซลล์ถูกจัดกลุ่มเป็นสองประเภทที่แตกต่างกัน ได้แก่ เซลล์โปรคาริโอตและเซลล์ยูคาริโอต ซึ่งมีความแตกต่างกันโดยหลักจากการมีอยู่ของออร์แกเนลล์หนึ่งนิวเคลียส เซลล์โปรคาริโอตไม่มีนิวเคลียสในขณะที่เซลล์ยูคาริโอตมี นิวเคลียสคือออร์แกเนลล์ขนาดใหญ่ที่เก็บ DNA และทำหน้าที่เป็นศูนย์บัญชาการของเซลล์ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมักจะเป็นโปรคาริโอต ในขณะที่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์มักจะทำจากเซลล์ยูคาริโอต

ออร์แกเนลล์ขนาดใหญ่อีกชนิดหนึ่งที่พบในเซลล์ยูคาริโอตคือไมโตคอนเดรียน ซึ่งเป็นออร์แกเนลล์ที่มีหน้าที่สร้าง ATP ซึ่งเป็นสารเคมีที่สิ่งมีชีวิตใช้เป็นพลังงาน เซลล์มักประกอบด้วยไมโตคอนเดรียหลายร้อยชนิด ไมโตคอนเดรียเหล่านี้มีเยื่อหุ้มชั้นนอกซึ่งห่อหุ้มออร์แกเนลล์และเยื่อหุ้มชั้นในซึ่งพับหลาย ๆ ครั้งเพื่อสร้างโครงสร้างหลายชั้นที่เรียกว่าคริสเต ของเหลวภายในไมโตคอนเดรียเรียกว่าเมทริกซ์ ซึ่งเต็มไปด้วยโปรตีนและ DNA ของไมโตคอนเดรีย

คลอโรพลาสต์เป็นออร์แกเนลล์อีกชนิดหนึ่งที่มีเมมเบรนสองชั้นและเก็บ DNA ของพวกมันไว้ อย่างไรก็ตาม เยื่อหุ้มชั้นในของคลอโรพลาสต์ไม่เหมือนกับไมโตคอนเดรีย อย่างไรก็ตาม พวกมันมีเมมเบรนภายในตัวที่สามที่เรียกว่าเมมเบรนไทลาคอยด์ ซึ่งถูกพับไว้ นอกจากนี้คลอโรพลาสต์มีอยู่ในเซลล์พืชเท่านั้นซึ่งแตกต่างจากไมโตคอนเดรีย พวกเขามีหน้าที่ในการเปลี่ยนแสงแดดเป็นพลังงานผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง

ออร์แกเนลล์อื่นๆ เช่น ไลโซโซมมีหน้าที่ย่อยและรีไซเคิลสารพิษและของเสีย พวกมันถูกฝังด้วยโปรตีนที่เรียกว่าเอ็นไซม์ ซึ่งทำลายโมเลกุลขนาดใหญ่ รวมทั้งกรดอะมิโน คาร์โบไฮเดรต และฟอสโฟลิปิด ไลโซโซมผลิตโดยออร์แกเนลล์ขนาดใหญ่ที่เรียกว่ากอลจิคอมเพล็กซ์ ซึ่งผลิตเครื่องจักรเซลลูลาร์อื่นๆ เช่นกัน เมื่อใดก็ตามที่เซลล์ตาย มันจะทำลายตัวเองโดยใช้ไลโซโซมของมันเอง

เช่นเดียวกับอวัยวะต่าง ๆ ของร่างกายที่แยกจากกันซึ่งทำหน้าที่บางอย่างในร่างกายมนุษย์ ออร์แกเนลล์เป็นหน่วยย่อยด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ทำหน้าที่เฉพาะภายในเซลล์แต่ละเซลล์


ระบบเยื่อบุโพรงมดลูก

คามิลโล โกลจิ แพทย์ชาวอิตาลีที่ทำงานในช่วงปลายทศวรรษ 1800 กล่าวกันว่าได้ค้นพบเครื่องมือกอลจิเมื่อเขาดูเซลล์จากระบบประสาทส่วนกลางของร่างกาย NS เครื่องตาข่ายภายในตามที่เขาเรียกว่า ดูเหมือนจะเป็นโครงสร้างส่วนบุคคลเมื่อมองผ่านกล้องจุลทรรศน์ซึ่งเป็นเทคโนโลยีล้ำสมัยในยุคนั้น (รูปที่ 8) วันนี้ เรารู้ว่าเครื่องมือ Golgi เชื่อมต่อกับระบบเยื่อบุโพรงมดลูกที่ใหญ่ขึ้น

รูปที่ 8: เครื่องมือ Golgi เป็นส่วนหนึ่งของระบบออร์แกเนลล์ขนาดใหญ่ที่เรียกว่าระบบเยื่อบุโพรงมดลูก image © จูเลียน ธอร์ป

ระบบเยื่อบุโพรงมดลูกแบ่งไซโตพลาสซึมของเซลล์ออกเป็นช่องแยกกัน หรือออร์แกเนลล์ ซึ่งแต่ละส่วนทำหน้าที่เฉพาะภายในเซลล์ อย่างไรก็ตามช่องที่แยกจากกันไม่ได้แยกจากกันโดยสิ้นเชิง บางชนิดเชื่อมต่อกันด้วยเยื่อหุ้มที่ใช้ร่วมกัน เช่นเดียวกับกรณีที่มีเอนโดพลาสมิกเรติเคิลแบบหยาบและเยื่อหุ้มนิวเคลียส เครือข่ายเฉพาะนี้สร้างเส้นทางสำหรับโมเลกุลขนาดใหญ่และสัญญาณที่จะผ่านระหว่างนิวเคลียสกับสิ่งแวดล้อมภายนอกเซลล์

ช่องที่ไม่มีการเชื่อมต่อทางกายภาพโดยตรงจะส่งสัญญาณ โปรตีน และของเสียผ่านถุงเล็กๆ ที่หุ้มด้วยเมมเบรนที่เรียกว่า ถุงน้ำ. ถุงก่อตัวเมื่อส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มออร์แกเนลล์บีบออก สร้างถุงที่มีไขมันและลอยผ่านไซโตพลาสซึมเพื่อขนส่งสินค้าระหว่างออร์แกเนลล์ ถุงน้ำที่ก่อตัวขึ้นจากพลาสมาเมมเบรนชนิดเดียวกันที่ล้อมรอบเซลล์และออร์แกเนลล์ทั้งหมด จะรวมเข้ากับเยื่อหุ้มรอบๆ แต่ละช่องได้อย่างง่ายดาย ถุงที่ประกอบด้วยโปรตีนพื้นฐานที่สังเคราะห์ในเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมที่หยาบจะเดินทางไปยังอุปกรณ์กอลจิสำหรับการประมวลผลขั้นสุดท้ายผ่านทางถุงน้ำ ถุงที่มีโปรตีนสำเร็จรูปออกจากอุปกรณ์ Golgi และส่งมอบผลิตภัณฑ์สุดท้ายไปยังออร์แกเนลล์อื่น (รูปที่ 9)

รูปที่ 9: ภาพแสดงถุงน้ำที่มีโปรตีนสังเคราะห์ใหม่ออกจากอุปกรณ์กอลจิ image © มหาวิทยาลัย Dundee/Wellcom Images

ความเข้าใจในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับเยื่อหุ้มเซลล์ที่อยู่รอบๆ ออร์แกเนลล์นั้นมาจากเทคนิคใหม่ๆ ทางชีวเคมีที่ช่วยให้นักวิจัยสามารถเข้าถึงการทำงานภายในของเซลล์ได้มากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์ในสมัยของ Margulis มี นักวิจัยในปัจจุบันสามารถกรองตัวอย่างเซลล์โดยใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงและแยกออร์แกเนลล์แต่ละตัวเพื่อการตรวจสอบอย่างละเอียดยิ่งขึ้น พวกมันยังสามารถติดตามการเคลื่อนที่ของสารเคมีและโปรตีนจำเพาะผ่านระบบของเซลล์ และสังเกตการไหลของสารเคมีและสัญญาณจากออร์แกเนลล์หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งโดยตรง ผลที่ได้คือความเข้าใจในจิตวิญญาณที่แท้จริงของความร่วมมือซึ่งเป็นพื้นฐานของวิวัฒนาการของเซลล์ยูคาริโอตตั้งแต่แรก ดังที่ Lynn Margulis และลูกชายของเธอเขียนไว้ในหนังสือหลายเล่มของพวกเขา "ชีวิตไม่ได้ยึดครองโลกด้วยการต่อสู้ แต่ด้วยการสร้างเครือข่าย"

สรุป

วิวัฒนาการไม่ได้เกี่ยวกับการแข่งขันเสมอไป นอกจากนี้ยังอาจเกี่ยวกับความร่วมมือ เช่นเดียวกับการพัฒนาคลอโรพลาสต์และไมโตคอนเดรียจากแบคทีเรียที่มีชีวิตอิสระ โมดูลนี้อธิบายทฤษฎีของเอนโดซิมไบโอซิสพร้อมกับต้นกำเนิด มีการนำเสนอหลักฐานที่น่าเชื่อถือเพื่อสนับสนุนทฤษฎี ยังได้กล่าวถึงวิวัฒนาการของนิวเคลียสและออร์แกเนลล์อื่นๆ ผ่านการบุกรุกของเยื่อหุ้มเซลล์อีกด้วย

แนวคิดหลัก

ความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่างเซลล์ยูคาริโอตและเซลล์โปรคาริโอตคือการมีนิวเคลียสและออร์แกเนลล์ที่จับกับเมมเบรนอื่นๆ

คลอโรพลาสต์และไมโทคอนเดรียมีบทบาทพิเศษในการผลิตพลังงานให้กับเซลล์และมีลักษณะเฉพาะหลายอย่างรวมถึงดีเอ็นเอของพวกมันเอง ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงเชื่อว่าออร์แกเนลล์ทั้งสองนี้มีต้นกำเนิดมาจากเอนโดซิมไบโอซิสเมื่อเซลล์ขนาดเล็กหนึ่งเซลล์เริ่มอาศัยอยู่ในเซลล์ที่ใหญ่กว่า

ออร์แกเนลล์ที่จับกับเมมเบรนพัฒนาขึ้นเมื่อเกิดการพับของพลาสมาเมมเบรน ซึ่งทำให้เซลล์เหล่านี้สามารถสร้างช่องที่มีสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันซึ่งเหมาะสมกับหน้าที่เฉพาะที่ออร์แกเนลล์ทำ


2. ออร์แกเนลล์ชั่วคราวสำหรับงานเฉพาะ

ออโตฟาโกโซม

    เป็นออร์แกเนลล์ชั่วคราวสำหรับ autophagy
  • Autophagy (หรือที่เรียกว่า "กินเอง") เป็นกระบวนการที่เซลล์รีไซเคิลโปรตีนและออร์แกเนลล์ที่มีอยู่บางส่วนเนื่องจากการขาดแคลนสารอาหาร
  • โปรตีนหรือออร์แกเนลล์ที่เสียหายจะถูกใส่ใน "ป้ายขยะ" เซลล์รู้จักแท็กและบรรจุวัสดุรีไซเคิลเหล่านี้ลงในออโตฟาโกโซม
  • ออโตฟาโกโซมนำขยะเซลล์ไปยังไลโซโซมเพื่อการย่อยสลาย
  • autophagy พิเศษเพื่อย่อยสลาย mitochondria ที่ไม่ดีเรียกว่า "mitophagy"

[ในรูปนี้] กระบวนการ autophagy

เอนโดโซม

    เป็นออร์แกเนลล์ชั่วคราวที่จับกับเมมเบรนเพื่อดูดกลืนสิ่งภายนอกเซลล์
  • เอนโดโซมเกิดจากการบุกรุกของเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่า “เอนโดไซโทซิส”
  • หลังจากเอนโดไซโทซิส เอนโดโซมสามารถขนส่งสินค้าไปยังที่ต่างๆ ในเซลล์ได้

[ในรูปนี้] Phagocytosis กับ Endocytosis

โครโมโซม

  • เมื่อเซลล์เตรียมพร้อมสำหรับการแบ่งตัว ดีเอ็นเอแต่ละเส้นจะถูกจัดเป็นโครงสร้างที่กะทัดรัดมาก เรียกว่า “โครโมโซม”
  • ทุกเซลล์ของมนุษย์มีโครโมโซม 23 คู่ (1-22 และ X หรือ Y)
  • โครโมโซมถูกสร้างขึ้นโดยการพัน DNA รอบโปรตีนฮิสโตนให้เป็นคอมเพล็กซ์แกนกลางที่เรียกว่านิวคลีโอโซม

[ในรูปนี้] เพื่อที่จะจัดการกับโมเลกุล DNA ที่มีความยาว เซลล์ของเราจะบรรจุเส้น DNA ไว้ในโครงสร้างที่กะทัดรัดจำนวนมาก ซึ่งเรียกว่า “โครโมโซม”

ซิสเตอร์โครมาทิด

    คือโครโมโซมรูปตัว X ที่ยังคงติดอยู่ที่บริเวณเซนโทรเมอร์ (centromere) หลังจากการทำซ้ำดีเอ็นเอ
  • ซิสเตอร์โครมาทิดจะถูกแบ่งออกเป็นสองโครโมโซมที่เหมือนกันระหว่างไมโทซิส

[ในรูปนี้] การจำลองแบบโครโมโซมเป็นโครมาทิดพี่น้อง

เซนโทรโซม

    เป็นออร์แกเนลล์ที่ปรากฏเฉพาะระหว่างไมโทซิสและทำหน้าที่เป็นศูนย์จัดระเบียบไมโครทูบูลหลัก (MTOC)
  • แต่ละเซลล์มีเซนโตรโซมสองตัว พวกมันเคลื่อนไปยังตำแหน่งตรงกันข้ามของเซลล์เมื่อไมโทซีสเริ่มต้น
  • ไมโครทูบูลขยายจากเซนโทรโซมและยึดติดกับเซนโทรเมียร์ของซิสเตอร์โครมาทิด centromeres ทั้งสองดึง microtubule ของพวกมันในเวลาเดียวกันเพื่อแยกโครมาทิดน้องสาวออกจากกันและย้ายไปยังเซลล์ใหม่

[ในรูปนี้] ภาพประกอบและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของเซนโตรโซม


สารบัญ

การแบ่งเซลล์แบคทีเรียเกิดขึ้นจากการแตกตัวแบบไบนารีหรือแตกหน่อ ตัวหารเป็นโปรตีนเชิงซ้อนในแบคทีเรียที่มีหน้าที่ในการแบ่งตัวของเซลล์ การหดตัวของเยื่อหุ้มชั้นในและชั้นนอกในระหว่างการแบ่งตัว และการสังเคราะห์เปปติโดไกลแคน (PG) ที่บริเวณการแบ่งตัว โปรตีนคล้ายทูบูลิน FtsZ มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของวงแหวนหดตัวสำหรับการแบ่งเซลล์ [10]

การแบ่งเซลล์ในยูคาริโอตนั้นซับซ้อนกว่าโปรคาริโอตมาก ขึ้นอยู่กับจำนวนโครโมโซมที่ลดลงหรือไม่ การแบ่งเซลล์ยูคาริโอตสามารถจำแนกได้เป็นไมโทซิส (การแบ่งสมการ) และไมโอซิส (การแบ่งส่วนรีดักชัน) นอกจากนี้ยังพบรูปแบบดั้งเดิมของการแบ่งเซลล์ซึ่งเรียกว่าอะมิโทซิส การแบ่งเซลล์ amitotic หรือ mitotic นั้นผิดปกติและมีความหลากหลายมากกว่าในกลุ่มสิ่งมีชีวิตต่างๆ เช่น protists (เช่น ไดอะตอม ไดโนแฟลเจลเลต เป็นต้น) และเชื้อรา

ปิด
ภายในนิวเคลียร์
เยื่อหุ้มปอดอักเสบ

ปิด
นิวเคลียร์
เยื่อหุ้มปอดอักเสบ

ในไมโทติกเมตาเฟส (ดูด้านล่าง) โดยทั่วไปโครโมโซม (แต่ละโครโมโซมมี 2 โครมาทิดน้องสาวที่พัฒนาขึ้นเนื่องจากการทำซ้ำในระยะ S ของเฟส) และโครมาทิดน้องสาวจะแยกออกและกระจายไปยังเซลล์ลูกสาว

ในไมโอซิส โดยปกติใน Meiosis-I โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันจะถูกจับคู่และแยกออกและกระจายไปยังเซลล์ลูกสาว ไมโอซิส-II เป็นเหมือนไมโทซิสที่โครมาทิดแยกออกจากกัน ในมนุษย์และสัตว์ชั้นสูงอื่น ๆ และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ไมโอซิสเรียกว่า gametic meiosis นั่นคือไมโอซิสก่อให้เกิด gametes ในขณะที่ในสิ่งมีชีวิตหลายกลุ่ม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพืช (สังเกตได้ในพืชชั้นต่ำแต่มีร่องรอยในพืชชั้นสูง) ไมโอซิสทำให้เกิดสปอร์ประเภทที่งอกในระยะพืชเดี่ยว (gametophyte) ไมโอซิสประเภทนี้เรียกว่าสปอร์ไมโอซิส

แก้ไขเฟส

อินเตอร์เฟสเป็นกระบวนการที่เซลล์ต้องไปก่อนไมโทซิส ไมโอซิส และไซโตไคเนซิส [11] Interphase ประกอบด้วยสามขั้นตอนหลัก: G1, S และ G2. NS1 เป็นช่วงเวลาของการเจริญเติบโตของเซลล์ที่มีการทำงานของเซลล์เฉพาะเพื่อเตรียมเซลล์สำหรับการจำลองดีเอ็นเอ [12] มีจุดตรวจระหว่างเฟสที่อนุญาตให้เซลล์ก้าวหน้าหรือหยุดการพัฒนาต่อไป ด่านแห่งหนึ่งอยู่ระหว่าง G1 และ S จุดประสงค์ของด่านนี้คือเพื่อตรวจสอบขนาดเซลล์ที่เหมาะสมและความเสียหายของ DNA จุดตรวจสอบที่สองอยู่ในระยะ G2 จุดตรวจนี้ยังตรวจสอบขนาดของเซลล์ แต่ยังรวมถึงการจำลองดีเอ็นเอด้วย จุดตรวจสอบสุดท้ายจะอยู่ที่บริเวณเมตาเฟส ซึ่งจะตรวจสอบว่าโครโมโซมเชื่อมต่อกับแกนไมโทติคอย่างถูกต้องหรือไม่ [13] ในระยะ S โครโมโซมจะถูกจำลองแบบเพื่อรักษาเนื้อหาทางพันธุกรรมไว้ [14] ระหว่าง G2เซลล์จะผ่านขั้นตอนสุดท้ายของการเจริญเติบโตก่อนที่จะเข้าสู่ระยะ M ซึ่งจะมีการสังเคราะห์สปินเดิล ระยะ M อาจเป็นแบบไมโทซิสหรือไมโอซิสก็ได้ ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ เซลล์สืบพันธุ์หรือ gametes ได้รับไมโอซิสในขณะที่เซลล์โซมาติกจะได้รับไมโทซิส หลังจากที่เซลล์ดำเนินการผ่านเฟส M ได้สำเร็จ เซลล์อาจผ่านการแบ่งตัวผ่านไซโตไคเนซิส การควบคุมของแต่ละจุดตรวจถูกควบคุมโดยไคเนสที่ขึ้นกับไซคลินและไซคลิน ความก้าวหน้าของเฟสเป็นผลมาจากปริมาณไซคลินที่เพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณของไซคลินเพิ่มขึ้น ไคเนสที่ขึ้นกับไซคลินมากขึ้นเรื่อยๆ จะเกาะติดกับไซคลินซึ่งส่งสัญญาณไปยังเซลล์ในเฟสต่อไป ที่จุดสูงสุดของไซคลิน ซึ่งติดอยู่กับไคเนสที่ขึ้นกับไซคลิน ระบบนี้จะผลักเซลล์ออกจากเฟสและเข้าสู่เฟส M ซึ่งเกิดไมโทซิส ไมโอซิส และไซโตไคเนซิส [15] มีจุดตรวจการเปลี่ยนแปลงสามจุดที่เซลล์ต้องผ่านก่อนเข้าสู่เฟส M ที่สำคัญที่สุดคือ G1-S จุดตรวจการเปลี่ยนแปลง ถ้าเซลล์ไม่ผ่านจุดตรวจนี้ จะส่งผลให้เซลล์ออกจากวงจรเซลล์ [16]

คำทำนายแก้ไข

คำทำนายเป็นขั้นตอนแรกของการแบ่ง เปลือกนิวเคลียสจะแตกสลายในขั้นตอนนี้ สายยาวของโครมาตินจะควบแน่นเพื่อสร้างสายที่สั้นกว่าซึ่งเรียกว่าโครโมโซม นิวเคลียสจะหายไป และไมโครทูบูลจะเกาะติดกับโครโมโซมที่ไคเนโทโคเรสรูปดิสก์ที่มีอยู่ในเซนโทรเมียร์ [17] ไมโครทูบูลที่เกี่ยวข้องกับการจัดตำแหน่งและการแยกโครโมโซมเรียกว่าเส้นใยสปินเดิลและสปินเดิล โครโมโซมจะมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์และจะเชื่อมต่อที่เซนโทรเมียร์ ในช่วงการควบแน่นและการจัดเรียงตัวในไมโอซิส โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันจะเกิดการแตกตัวใน DNA ที่มีสองสายของพวกมันที่ตำแหน่งเดียวกัน ตามด้วยการรวมตัวใหม่ของสาย DNA ต้นกำเนิดที่กระจัดกระจายในขณะนี้ไปเป็นการรวมตัวที่ไม่ใช่ต้นกำเนิดซึ่งเรียกว่าการข้ามผ่าน [18] กระบวนการนี้พิสูจน์ได้ว่ามีสาเหตุส่วนใหญ่มาจากโปรตีน Spo11 ที่ได้รับการอนุรักษ์อย่างสูงผ่านกลไกที่คล้ายกับที่พบในโทโพโซเมอเรสในการจำลองและการถอดรหัสดีเอ็นเอ (19)

Metaphase Edit

ในเมตาเฟส เซนโทรเมียร์ของโครโมโซมจะรวมตัวกันบน เมตาเฟสเพลท (หรือ แผ่นเส้นศูนย์สูตร) เส้นจินตภาพที่มีระยะห่างเท่ากันจากสองขั้วเซ็นโตรโซมและยึดเข้าด้วยกันด้วยสารเชิงซ้อนที่รู้จักกันในชื่อโคเฮซิน โครโมโซมเรียงกันตรงกลางเซลล์โดย microtubule Organizing Center (MTOCs) ผลักและดึง centromeres ของโครมาทิดทั้งสองจึงทำให้โครโมโซมเคลื่อนไปที่ศูนย์กลาง ณ จุดนี้โครโมโซมยังคงควบแน่นและปัจจุบันอยู่ห่างจากการขดและควบแน่นมากที่สุดเพียงหนึ่งก้าว และเส้นใยแกนหมุนได้เชื่อมต่อกับไคเนโทคอร์แล้ว [20] ในระหว่างระยะนี้ microtubules ทั้งหมด ยกเว้น kinetochores อยู่ในสถานะที่ไม่เสถียรซึ่งส่งเสริมความก้าวหน้าไปสู่แอนนาเฟส [21] ณ จุดนี้ โครโมโซมพร้อมที่จะแยกออกเป็นขั้วตรงข้ามของเซลล์ไปยังแกนหมุนที่พวกมันเชื่อมต่อกัน [22]

Anaphase Edit

Anaphase เป็นช่วงสั้นๆ ของวัฏจักรเซลล์ และเกิดขึ้นหลังจากโครโมโซมเรียงตัวที่แผ่นไมโทติค Kinetochores ปล่อยสัญญาณการยับยั้ง anaphase จนกระทั่งยึดติดกับแกนไมโทติค เมื่อโครโมโซมสุดท้ายถูกจัดตำแหน่งอย่างถูกต้องและแนบสัญญาณสุดท้ายจะกระจายตัวและกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันเป็นแอนาเฟส [21] การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันนี้เกิดจากการกระตุ้นของสารเชิงซ้อนที่ส่งเสริมแอนาเฟสและการทำงานของมันในการแท็กการย่อยสลายโปรตีนที่มีความสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงเมตาเฟส-แอนาเฟส หนึ่งในโปรตีนเหล่านี้ที่ถูกทำลายลงคือ securin ซึ่งผ่านการสลายของมันจะปล่อยเอนไซม์แยกที่แยกวงแหวนโคเฮซินที่ยึดโครมาทิดน้องสาวเข้าด้วยกันซึ่งจะนำไปสู่การแยกโครโมโซม [23] หลังจากที่โครโมโซมเรียงตัวกันตรงกลางเซลล์ เส้นใยแกนหมุนจะดึงพวกมันออกจากกัน โครโมโซมจะแยกออกจากกันในขณะที่โครมาทิดน้องสาวเคลื่อนไปด้านตรงข้ามของเซลล์ [24] ในขณะที่ซิสเตอร์โครมาทิดถูกดึงออกจากกัน เซลล์และพลาสมาจะถูกยืดออกโดยไมโครทูบูลที่ไม่ใช่ไคเนโตชอร์ [25]

แก้ไข Telophase

Telophase เป็นขั้นตอนสุดท้ายของวัฏจักรเซลล์ที่ร่องแตกแยกเซลล์ไซโตพลาสซึม (cytokinesis) และโครมาติน สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการสังเคราะห์เปลือกนิวเคลียสใหม่ที่ก่อตัวขึ้นรอบๆ โครมาตินซึ่งรวมตัวกันที่แต่ละขั้วและการปฏิรูปนิวเคลียสเมื่อโครโมโซมตัดสินว่าโครมาตินของพวกมันกลับคืนสู่สภาวะหลวมที่มันมีอยู่ในระหว่างเฟส [26] [27] การแบ่งส่วนของเนื้อหาในเซลล์นั้นไม่เท่ากันเสมอไป และสามารถแปรผันตามชนิดของเซลล์ตามที่เห็นได้จากการก่อตัวของไข่ โดยที่หนึ่งในสี่เซลล์ของลูกสาวมีไซโตพลาสซึมเป็นส่วนใหญ่ (28)

การแก้ไข Cytokinesis

ขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการแบ่งเซลล์คือไซโตไคเนซิส ในขั้นตอนนี้จะมีการแบ่งไซโตพลาสซึมที่เกิดขึ้นที่ส่วนท้ายของไมโทซิสหรือไมโอซิส ในขั้นตอนนี้ทำให้เกิดการแยกตัวที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ซึ่งนำไปสู่เซลล์ลูกสาวสองคน การแบ่งเซลล์มีบทบาทสำคัญในการกำหนดชะตากรรมของเซลล์ นี่เป็นเพราะมีความเป็นไปได้ของการหารแบบอสมมาตร ส่งผลให้ไซโตไคเนซิสสร้างเซลล์ลูกสาวไม่เท่ากันซึ่งมีปริมาณหรือความเข้มข้นที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงของโมเลกุลที่กำหนดชะตากรรม [29]

ในสัตว์ cytokinesis จบลงด้วยการก่อตัวของวงแหวนหดตัวและหลังจากนั้นจะแตกแยก แต่ในพืชมันเกิดขึ้นต่างกัน ในตอนแรก แผ่นเซลล์จะก่อตัว จากนั้นผนังเซลล์จะพัฒนาระหว่างเซลล์ลูกสาว 2 เซลล์

ในยีสต์ฟิชชัน (ส. ปอมเบ) cytokinesis เกิดขึ้นในระยะ G1 [30]

เซลล์ แบ่งอย่างกว้างๆ ออกเป็นสองประเภทหลัก: เซลล์โปรคาริโอตที่ไม่เกิดนิวเคลียสอย่างง่าย และเซลล์ยูคาริโอตที่มีนิวเคลียสเชิงซ้อน เนื่องจากความแตกต่างทางโครงสร้าง เซลล์ยูคาริโอตและโปรคาริโอตจึงไม่แบ่งตัวในลักษณะเดียวกัน นอกจากนี้ รูปแบบการแบ่งเซลล์ที่เปลี่ยนเซลล์ต้นกำเนิดยูคาริโอตให้กลายเป็นเซลล์สืบพันธุ์ (เซลล์อสุจิในเพศชายหรือเซลล์ไข่ในเพศหญิง) ที่เรียกว่าไมโอซิส แตกต่างจากการแบ่งเซลล์ร่างกายในร่างกาย รูปภาพของไมโทติคสปินเดิลในเซลล์ของมนุษย์ซึ่งแสดงไมโครทูบูลเป็นสีเขียว โครโมโซม (DNA) เป็นสีน้ำเงิน และไคเนโทคอร์เป็นสีแดง

สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เข้ามาแทนที่เซลล์ที่เสื่อมสภาพผ่านการแบ่งตัวของเซลล์ อย่างไรก็ตาม ในสัตว์บางชนิด การแบ่งเซลล์ในท้ายที่สุดจะหยุดลง ในมนุษย์ สิ่งนี้เกิดขึ้น โดยเฉลี่ย หลังจาก 52 ดิวิชั่น หรือที่เรียกว่าขีดจำกัดของ Hayflick เซลล์จะถูกเรียกว่าการชราภาพ ในแต่ละการแบ่งเซลล์ เทโลเมียร์ ลำดับการป้องกันของ DNA ที่ส่วนท้ายของโครโมโซมที่ป้องกันการเสื่อมสภาพของ DNA โครโมโซมจะสั้นลง การทำให้สั้นลงนี้มีความสัมพันธ์กับผลกระทบด้านลบ เช่น โรคที่เกี่ยวข้องกับอายุ และอายุขัยที่สั้นลงในมนุษย์ [32] [33] ในทางกลับกัน เซลล์มะเร็งไม่ได้คิดว่าจะเสื่อมโทรมในลักษณะนี้ แต่อย่างใด An enzyme complex called telomerase, present in large quantities in cancerous cells, rebuilds the telomeres through synthesis of telomeric DNA repeats, allowing division to continue indefinitely. [34]

A cell division under microscope was first discovered by German botanist Hugo von Mohl in 1835 as he worked over the green alga Cladophora glomerata. [35]

In 1943, cell division was filmed for the first time [36] by Kurt Michel using a phase-contrast microscope. [37]


  • 1. Is it green or does it have green parts?
    • Yes - go to 2
    • No - go to 3
    • Single-celled? go to 6
    • Multicellular? Plantae. Look for cell walls, internal structure. In the compound microscope you might be able to see chloroplasts.
    • Single-celled - go to 4
    • Multicellular (Look for complex or branching structure, appendages) - go to 5
    • Yes - Protista. You should be able to see at least a nucleus and/or contractile vacuole, and a definite shape. Movement should be present, using cilia, flagella, or amoeboid motion. Cilia or flagella may be difficult to see.
    • No - Monera. Should be quite small. May be shaped like short dashes (rods), small dots (cocci), or curved or spiral shaped. The largest them that is commonly found in freshwater is called Spirillum volutans. It is spiral shaped, and can be nearly a millimeter long. Except for Spirillum, it is very difficult to see Monerans except in a compound microscope with special lighting.
    • Yes - Animalia. Movement can be by cilia, flagella, or complex, involving parts that contract. Structure should be complex. Feeding activity may be obvious.
    • No - Fungus. Should be branched, colorless filaments. May have some kind of fruiting body (mushrooms are a fungus, don't forget). Usually attached to some piece of decaying matter - may form a fuzzy coating on or around an object. In water, some bacterial infections of fish and other animals may be mistaken for a fungus.

    Remember, the more you observe the organism, the more sure you can be. Many living things have stages that make them resemble members of another kingdom.


    How do organelles replicate in eukaryotes?

    I know how DNA replicates during mitosis and meiosis, but I'm just wondering about how things like the Golgi apparatus reproduce.

    I know that mitochondria have their own DNA and reproduce by themselves, but an explanation for this would also be highly appreciated.

    I keep thinking that maybe proteins synthesize them somehow, but I'm not sure.

    Man, this is a complicated topic! The most direct answer is "we aren't done figuring that out, and it depends on the organelle".

    For starters, I found two reviews: 1 and 2. These guys may be paywalled. I have the pdfs.

    Anyway, I guess we can try to go through some of the organelles:

    Golgi: The Golgi apparatus changes shape really drastically at the onset of mitosis, and basically seems to fracture into a much of much smaller vesicles, which either get distributed between the daughter cells passively (since there are a bunch of these little vesicles, they can diffuse and roughly get split evenly) or maybe actively (travel along the mitotic spindle, or with other organelle fragments). As I'm sure you'll notice, this passive/active question sort of sticks around for all of these.

    ER: The endoplasmic reticulum ends up absorbing the fragments of the nuclear envelope (and maybe these golgi fragments too, wow that's complicated). The ER may then be actively pulled to the different poles of the dividing cell.

    Endosomes: Leave it to endosomes to make it complicated. Early endosomes don't appear to be actively segregated, but lysosomes and late endosomes appear to maybe interact with the mitotic spindle, and move along that way.

    Keep in mind that these organelles that we are talking about are lipid-bound, and thus eventually require lipid synthesis to grow back to size.


    ดูวิดีโอ: Nervcellen (สิงหาคม 2022).