Phõn bào giảm nhiễm là phương thức phõn bào ở cơ thể sinh sản hữu tớnh để tạo giao tử, vớ dụ ở người cỏc tế bào sinh dục (cỏc tinh nguyờn bào ở nam giới và noón nguyờn bào ở
phụ nữ) trong giai đoạn chớn tức là giai đoạn tạo thành giao tử (tạo tinh trựng ở nam giới và tạo trứng ở phụ nữ). Đặc trưng của phõn bào giảm nhiễm là từ cỏc tế bào sinh dục 2n=46 đó tạo thành cỏc giao tử (tinh trựng và trứng) cú bộ thể nhiễm sắc giảm đi một nửa số lượng n=23.
Qua thụ tinh (sự kết hợp giữa trứng và tinh trựng) bộ thể nhiễm sắc được tổ hợp lại (n(23)+n(23)=2n=46) ở hợp tử.
H ình 2.11. P hân b ào giảm nhiễm
Phõn bào giảm nhiễm là một dạng biến đổi của phõn bào nguyờn nhiễm, trong đú cú xuất hiện cỏc thể nhiễm sắc, thoi phõn bào, đều trải qua cỏc kỳ và tiến trỡnh phõn ly thể nhiễm sắc tương tự, nhưng phõn bào giảm nhiễm là quỏ trỡnh phức tạp hơn trong đú diễn ra nhiều hiện tượng đặc trưng như hiện tượng giảm số lượng thể nhiễm sắc, hiện tượng tiếp hợp và trao đổi gen giữa cỏc nhiễm sắc tương đồng v.v... Phõn bào giảm nhiễm gồm hai lần phõn: Phõn giảm nhiễm I và Phõn giảm nhiễm II. (Xem hỡnh 2.11).
2.6.2.1 Phõn bào giảm nhiễm I
Gồm cú 6 kỡ như nguyờn nhiễm nhưng sai khỏc ở chỗ: tiền kỳ I cú thời gian kộo dài hơn (tới nhiều năm nhưởđàn bà khi cũn thai nhi tiền kỳ I đó được bắt đầu và kộo dài đến tuổi dậy thỡ), và cú nhiều quỏ trỡnh phức tạp đú là sự tiếp hợp và trao đổi chộo gen giữa hai thành viờn của cặp thể nhiễm sắc tương đồng (một từ bố và một từ mẹ), ở giai đoạn zygonem của tiền kỳ I thể nhiễm sắc bố của cặp tương đồng tỡm gặp và tiếp hợp với thể nhiễm sắc mẹ của
29
cựng cặp tương đồng. Sự tiếp hợp là tiền đề cho sự trao đổi gen giữa thể nhiễm sắc bố và mẹ
xảy ra ở giai đoạn tiếp theo là giai đoạn Pachinem của tiền kỳ I. Tiếp theo tiền kỳ I là tiền trung kỳ I, trung kỳ I, hậu kỳ I và mạt kỳ I. Vào hậu kỳ I cỏc thể nhiễm sắc bố (gồm 2 nhiễm sắc tử do sự sinh đụi xảy ra ở giai đoạn S) phõn ly khỏi thể nhiễm sắc mẹ (cũng gồm 2 nhiễm sắc tử) về 2 cực của tế bào. Ở mạt kỳ I, khi hai nhõn con được tạo thành, tế bào chất cũng phõn đụi tạo nờn 2 tế bào con, một tế bào con mang 23 nhiễm sắc thể bố (với 46 nhiễm sắc tử) tế bào con thứ 2 mang 23 nhiễm sắc thể mẹ (với 46 nhiễm sắc tử). Do cỏc tế bào con của lần phõn I chỉ chứa cú thể nhiễm sắc bố (hoặc chỉ cú mẹ) nờn lần phõn I được gọi là lần phõn giảm nhiễm.
2.6.2.2 Phõn bào giảm nhiễm II
Tiếp theo lần phõn I là thời kỡ chuyển tiếp rất ngắn khụng cú tỏi bản ADN và sau đú hai tế bào con chuyển vào phõn II. Lần phõn II cũng gồm cỏc kỳ điển hỡnh và diễn ra giống tiến trỡnh phõn bào nguyờn nhiễm. Ở hậu kỳ của phõn II cỏc nhiễm sắc tử phõn ly khỏi nhau và chuyển về 2 cực trở thành thể nhiễm sắc con và cỏc tế bào con. Qua mạt kỳ II và phõn tế
bào chất II từ 2 tế bào con ở lần phõn I, tạo thành 4 tế bào con mang thể nhiễm sắc đơn bội n=23. Ở đàn ụng từ một tinh nguyờn bào qua phõn bào giảm nhiễm sẽ tạo ra 4 tinh trựng mang 23 thể nhiễm sắc, ởđàn bà từ 1 noón nguyờn bào qua phõn bào giảm nhễm sẽ tạo ra 4 tế
bào trứng (mang 23 thể nhiễm sắc) trong đú 1 tế bào trứng là cú khả năng thụ tinh, cũn 3 tế
bào được gọi là thể cực bị thoỏi hoỏ.
2.6.2.3 í nghĩa của phõn bào giảm nhiễm
Con người cũng như cỏc sinh vật bậc cao thuộc về cơ thể sinh sản hữu tớnh bao gồm sự phỏt sinh giao tử mang bộ nhiễm sắc thểđơn bội n và sự thụ tinh là sự kết hợp của 2 giao tửđực và cỏi để tỏi tạo lại bộ nhiễm sắc thể 2n. Sự phõn bào giảm nhiễm là phương thức phõn bào để cỏc tế bào sinh dục sinh sản ra cỏc giao tử. Trong cơ thể người chỉ cú dũng tế bào sinh dục trong cơ quan sinh dục (tinh hoàn ở nam giới và buồng trứng ở phụ nữ) là cú khả năng phõn bào giảm nhiễm để tạo ra giao tử (tinh trựng ở nam giới, trứng ở phụ nữ).
Qua tiến trỡnh phõn bào giảm nhiễm, nhờ sự trao đổi gen giữa thể nhiễm sắc bố và mẹ
nờn thành phần gen trong cỏc thể nhiễm sắc con và tế bào con (giao tử) đó được biến đổi khỏc với thế hệ trước.
Qua 2 lần phõn chia I và II, cỏc thể nhiễm sắc bố và mẹ trong cặp tương đồng phõn ly một cỏch ngẫu nhiờn về cỏc giao tử nờn cỏc giao tử cú hệ gen (genome) khỏc với thế hệ trước
đú và qua thụ tinh (kết hợp giữa tinh trựng và trứng) cỏc thể nhiễm sắc bố và mẹ lại được tổ
hợp tự do để tạo nờn hợp tử mang bộ gen khỏc với cỏc thế hệ trước (ở người khả năng sai khỏc đạt 223 giao tử và 223¯ 223 hợp tử). Như vậy, thụng qua hiện tượng trao đổi gen, phõn li khụng phụ thuộc và tổ hợp tự do của cỏc thể nhiễm sắc cú nguồn gốc bố và cỏc thể nhiễm sắc cú nguồn gốc mẹ mà hợp tử được tạo thành qua cỏc thế hệ sinh sản hữu tớnh cú kiểu gen (genotip) khỏc với thế hệ trước đú. Hiện tượng biến đổi trong hệ gen thụng qua sinh sản hữu tớnh được gọi là đột biến tỏi tổ hợp. Đột biến tỏi tổ hợp tạo nờn đa dạng di truyền, là cơ sở vật chất để quỏ trỡnh chọn lọc tự nhiờn tỏc động tạo nờn tiến hoỏ của loài sinh vật sinh sản hữu tớnh.