nhiễm (mitose)
Phân bào nguyên nhiễm còn được gọi tắt là nguyên phân hay gián phân. Cơ chế này xảy ra mang tính chu kỳ. Mỗi chu kỳ phân bào gồm 4 kỳ chính thức và một kỳ trung gian xen giữa hai kỳ phân chia liên tiếp (Hình 4.1). Những kỳ đó là :
Gian kỳ –– Kỳ trứơc –– Kỳ giữa –– Kỳ sau –– Kỳ cuối cặp cặp thứ nhất thứ 18
Hình 4.1. Sơ đồ của chu trình Hình 4.2. Cặp nhiễm sắc thể gián phân. G1- Tiền tổng hợp; thứ nhất và thứ 18 ở một
S - Tổng hợp; G2 - Hậu tổng hợp người đàn ông (ở kỳ giữa).
* Gian kỳ (Kỳ trung gian giữa hai lần phân chia): Nhiệm vụ của giai đoạn này là chuẩn bị đầy đủ nguyên liệu để từ một tế bào mẹ có thể tách thành hai tế bào mới. Những nguyên liệu cần chuẩn bị bao gồm các thành phần cấu trúc nội bào và các vật chất mang thông tin di truyền (protein, glucid, lipid, ADN, ARN, ATP...). Chính vì vậy ở giai đoạn này trong tế bào có nhịp độ trao đổi chất mạnh mẽ nhất và chiếm khoảng thời gian lâu nhất. Diễn
biến của gian kỳ gồm 4 bước với ký hiệu lần lượt như sau: G1 (tiền
tổng hợp); S (tổng hợp); G2 (hậu tổng hợp). Hoạt động của nhiễm
sắc thể trong gian kỳ có thể tóm tắt như sau:
+ Đầu kỳ: Phân tử ADN ở trạng thái tháo xoắn từ từ, chất nhiễm sắc gồm những sợi mảnh dài, ở dạng mạng lưới phân tán.
+ Cuối kỳ: Phân tử ADN thực hiện quá trình tự nhân đôi, tiếp đó chất nhiễm sắc cô đặc lại, chuẩn bị để hình thành các nhiễm sắc thể riêng biệt. Trung thể tách thành hai trung tử. Bốn kỳ chính thức được ký hiệu chung là M (mitose), bao gồm:
* Kỳ trước (tiền kỳ): sau một quá trình cuộn xoắn, các nhiễm sắc thể bắt đầu hiện rõ, xếp thành từng cặp đồng dạng. Mỗi nhiễm sắc thể đều ở trạng thái đã được nhân đôi, tạo thành những nhiễm sắc thể kép, bao gồm hai nhiễm sắc tử (chromatide) gắn chung trên một tâm động (gọi là những song tử cùng nguồn). Số lượng các song tử ở tế bào này bằng 2n. Vào cuối kỳ trước màng nhân và hạch nhân tiêu biến, thể sao và thoi vô sắc xuất hiện.
* Kỳ giữa (trung kỳ) : Các nhiễm sắc thể kép đính tâm động trên thoi vô sắc và tập trung về phía mặt phẳng xích đạo, lúc này các cặp nhiễm sắc thể đồng dạng được rút ngắn và co lại tối đa nên có hình dạng đặc trưng và dễ dàng nhận biết dưới kính hiển vi (Hình 4.2).
* Kỳ sau (hậu kỳ): Tâm động được chẻ đôi theo chiều dọc, song tử tách đôi thành hai đơn nhiễm sắc thể, mỗi đơn nhiễm sắc thể trượt về một trong hai phía đối diện của tế bào, hai nhiễm sắc tử đơn của từng cặp là giống hệt nhau. Sau đó các đơn nhiễm sắc thể đã về tới hai đầu mút, ở mỗi cực tế bào chứa một số lượng là 2n nhiễm sắc thể đơn giống hệt nhau và giống như bộ nhiễm sắc thể ở tế bào mẹ khi chưa nhân đôi ADN (ví dụ: ở người là 46 đơn nhiễm sắc; ở ruồi dấm là 8 đơn nhiễm sắc).
* Kỳ cuối : Hạch nhân tái xuất hiện, màng nhân hình thành, thoi vô sắc tiêu biến. Lúc này đã tạo được hai nhân con hoàn chỉnh. Sau đó, song song với việc tạo màng nhân thì tế bào chất cũng được phân đôi. (cytokynese). Cuối cùng, vách ngăn ngang được hình thành và bao lấy hai tế bào con. Toàn bộ diễn biến trên được mô tả trong hình 4.3.
Cách hình thành vách ngăn ngang ở thực vật và động vật có sự khác nhau:
+ Ở động vật: Ở đoạn giữa của màng tế bào mẹ bắt đầu xuất hiện một vết lõm, sau đó vết lõm này ăn sâu vào trong, thắt lại thành eo, tạo thành vách ngăn chia đôi tế bào chất.
+ Ở thực vật: một lớp màng từ từ bao lấy hai nhân con, lúc đầu bao một khoảng có kích thước nhỏ, sau lớn dần đến khi đạt tối đa.
Thời gian để thực hiện các kỳ chính trong nguyên phân thì khác nhau giữa các hệ thống tế bào nhưng rất ổn định đối với cùng một loại tế bào.
Ví dụ: Tế bào người được nuôi cấy trong ống nghiệm (tế bào Hella) thì toàn bộ chu trình của nguyên phân kéo dài 19,9 giờ,
trong đó phân bố thời gian của từng pha như sau: G1: 8,5 giờ; S:
6,2 giờ; G2: 4,6 giờ; M: 0,6 giờ.
Qua hoạt động của nhiễm sắc thể trong gián phân có thể rút ra những nhận xét sau:
1/ Mỗi nhiễm sắc thể kép khi chẻ dọc theo tâm động đã cho hai nhiễm sắc thể đơn giống hệt nhau. Mỗi nhiễm sắc thể qua chu kỳ phân bào vẫn giữ nguyên kích thước và hình dạng; mỗi bộ nhiễm sắc thể qua chu kỳ phân bào vẫn giữ nguyên số lượng và cấu trúc. Trong các tế bào con, các cặp nhiễm sắc thể tương đồng luôn bao gồm đầy đủ cả hai nguồn gốc (một bắt nguồn từ bố, một bắt nguồn từ mẹ). Do đó thông tin di truyền được sao chép nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào. Ý nghĩa của nguyên phân chính là nó đảm bảo cho sự di truyền các tính trạng đặc trưng của loài từ thế hệ này sang thế hệ khác thông qua những hoạt động trên của nhiễm sắc thể.
1,2: gian kỳ; 3,4: tiền kỳ; 5: trung kỳ; 6,7: hậu kỳ; 8: mạt kỳ.