การแบ่งเซลล์ (cell division)

วัฏจักรของเซลล์ (cell cycle)

การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตเป็นกระบวนการที่เซลล์มีขนาดใหญ่ขึ้น เซลล์เปลี่ยนแปลงรูปร่างไปทำหน้าที่จำเพาะ และมีการเพิ่มจำนวนเซลล์มากขึ้น โดยเซลล์บางชนิดมีหน้าที่เพิ่มจำนวนเพื่อผลิตเซลล์อื่นๆ เช่นสเตมเซลล์ เซลล์เยื่อบุต่างๆ และเซลล์ในไขกระดูก เซลล์เหล่านี้จะเข้าสู่วัฏจักรของเซลล์ซึ่งได้แก่ระยะ G1 S G2 และ M ส่วนเซลล์ที่เปลี่ยนแปลงไปทำหน้าที่จำเพาะจะไม่เข้าสู่วัฏจักรของเซลล์ แต่จะเข้าสู่ระยะ G0 และไม่มีการแบ่งเซลล์

ขั้นตอนการแบ่งเซลล์

1. ระยะอินเตอร์เฟส (interphase) ระยะที่ไม่มีการแบ่งเซลล์ อยู่ในขั้นเตรียมพร้อมแบ่งเซลล์โดยเป็นระยะที่ใช้เวลานานที่สุด มีเมตาบอลิซึมสูง สารพันธุกรรมยังอยู่ในรูปโครมาทิน แบ่งเป็นระยะย่อยได้แก่

• G1 ระยะที่เซลล์มีการขยายขนาดเพิ่มขึ้น และ เป็นระยะที่มีการสร้างออแกเนลล์เพิ่มขึ้น
• S สังเคราะห์ DNA เพิ่มเป็น 2 ชุด และ สังเคราะห์โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ DNA 
• G2 ระยะที่มีการสังเคราะห์โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการ mitosis

2. ระยะ Mitosis (M-phase) แบ่งเป็น 2 กระบวนการ คือ การแบ่งนิวเคลียส (nuclear division หรือ karyokinesis) สลับกับ การแบ่ง cytoplasm (cytoplasmic division หรือ cytokinesis) ในกระบวนการแบ่งนิวเคลียสมี 2 แบบ คือ ไมโทซิส (mitosis) และไมโอซิส (meiosis) i

• ไมโทซิส เป็นการแบ่งเซลล์โดยที่เซลล์ลูกมีจำนวนชุดโครโมโซมเท่าเดิม (2n-->2n หรือ n-->n) พบในการแบ่งเซลล์เพื่อการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต แบ่งเป็นขั้นตอนดังนี้
  

การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสของปลายรากหอม

อ้างอิง https://sites.google.com/site/hcubiology/celldivision

• ระยะ	การเปลี่ยนแปลง	จำนวนโครโมโซม และโครมาทิดในคน
  โพรเฟส (prophase)	- โครโมโซมจะค่อยๆหดตัวสั้นลงแต่ละแท่งมี 2 โครมาทิด - เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสค่อยๆหายไป  - เซนทริโอลแบ่งออกเป็น 2 ส่วนในเซลล์สัตว์และสร้างเส้นใยไมโตทิกสปินเดิล (mitotic spindle)	- โครโมโซม 46 แท่ง   (1 โครโมโซม มี 2 โครมาทิด)
  เมทาเฟส (metaphase)	- โครโมโซมเรียงตัวกลางเซลล์ โครโมโซมหดตัวสั้นที่สุดและมีเส้นใยสปินเดิลมาจับที่โปรตีนไคนีโทคอร์ (kinetochore) ที่ต่อกับเซนโทรเมียร์ของโครโมโซม              -ผนังหุ้มนิวเคลียสสลายอย่างสมบูรณ์ - ระยะนี้เหมาะสำหรับศึกษาโครโมโซมมากที่สุด หรือการทำคารีโอไทป์ (karyotype)
  แอนาเฟส (anaphase)	- ซิสเตอร์โครมาทิดของแต่ละโครโมโซมถูกแยกออกจากกัน จนได้จำนวนโครโมโซม 2 เท่าของปกติ                                    -เป็นระยะที่สั้นที่สุดของการแบ่งเซลล์	- โครโมโซม 92 แท่ง (1 โครโมโซม มี 1 โครมาทิด) - แต่ละนิวเคลียสมี โครโมโซม 46 แท่ง
  เทโลเฟส (telophase)	- ระยะสุดท้าย โครโมโซมที่แยกออกจากกันเคลื่อนที่ไปอยู่ที่ขั้วตรงข้ามของเซลล์ - เริ่มมีการสร้างนิวเคลียสและผนังหุ้มนิวเคลียสใหม่

  
  

• ไมโอซิส เป็นการแบ่งเซลล์จาก 1 เป็น 4 เซลล์โดยที่เซลล์ลูกมีจำนวนชุดโครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่ง (2n-->n) คู่โฮโมโลกัสโครโมโซมถูกแยกออกจากกัน พบในการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ โดยระยะย่อยต่างๆคล้ายกับการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสแต่มีรายละเอียดเพิ่มเติมดังนี้

ภาพการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสของดอกกุ่ยช่ายใต้กล้องจุลทรรศน์

• การแบ่งไซโทพลาซึม (cytokinesis) เกิดหลังจากการแบ่งนิวเคลียสโดยในเซลล์สัตว์จะเกิดการคอดกิ่วของเยื่อหุ้มเซลล์ระหว่างสองนิวเคลียสเรียกว่า cleavage furrow ส่วนในเซลล์พืชจะมีการสร้าง cell plate ซึ่งมี pectin มาสะสมตรงกลาง เรียกบริเวณนี้ว่า middle lamella