Nguyên phân và giảm phân, cả hai đều là hình thức phân chia nhân trong tế bào nhân chuẩn, có một số điểm tương đồng, nhưng cũng thể hiện những khác biệt rõ rệt dẫn đến kết quả rất khác nhau của chúng. Nguyên phân là quá trình phân chia nhân đơn lẻ tạo thành hai nhân, thường được phân chia thành hai tế bào mới. Các hạt nhân tạo ra từ một lần phân chia nguyên phân giống hệt về mặt di truyền với ban đầu. Chúng có cùng số lượng bộ nhiễm sắc thể. một trong trường hợp tế bào đơn bội và hai trong trường hợp tế bào lưỡng bội. Mặt khác, giảm phân là hai lần phân chia hạt nhân dẫn đến bốn hạt nhân, thường được phân chia thành bốn tế bào mới. Các hạt nhân do giảm phân không bao giờ giống nhau về mặt di truyền và chúng chỉ chứa một bộ nhiễm sắc thể, đây là một nửa số lượng tế bào ban đầu, là tế bào lưỡng bội
Sự khác biệt về kết quả của giảm phân và nguyên phân xảy ra do sự khác biệt trong hành vi của các nhiễm sắc thể trong mỗi quá trình. Hầu hết những khác biệt này trong các quá trình xảy ra trong giảm phân I, đây là sự phân chia hạt nhân rất khác so với nguyên phân. Trong giảm phân I, các cặp nhiễm sắc thể tương đồng trở nên liên kết với nhau, liên kết với nhau, trải qua chiasmata và trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc thể chị em, và xếp hàng dọc theo tấm kỳ giữa trong các tứ bội với các sợi trục chính từ các cực của trục chính đối diện được gắn vào mỗi thể động của một thể tương đồng trong . Tất cả những sự kiện này chỉ xảy ra trong giảm phân I, không bao giờ xảy ra trong quá trình nguyên phân
Các nhiễm sắc thể tương đồng di chuyển về hai cực đối diện trong quá trình giảm phân I nên số lượng nhiễm sắc thể trong mỗi nhân tương lai giảm từ hai xuống còn một. Vì lý do này, giảm phân I được gọi là bộ phận giảm phân. Không có sự giảm mức độ bội nhiễm như vậy trong quá trình nguyên phân
Meiosis II tương tự như một bộ phận phân bào. Trong trường hợp này, các nhiễm sắc thể nhân đôi [chỉ một bộ trong số chúng] xếp thành hàng ở trung tâm của tế bào với các thể động được phân chia được gắn vào các sợi trục chính từ các cực đối diện. Trong kỳ sau II, giống như trong phản vệ nguyên phân, các thể động phân chia và một nhiễm sắc thể chị em bị kéo về một cực và nhiễm sắc thể chị em kia bị kéo về cực kia. Nếu không có sự trao đổi chéo, thì hai sản phẩm của mỗi lần phân chia giảm phân II sẽ giống hệt như trong quá trình nguyên phân; . Giảm phân II không phải là giảm phân vì mặc dù có ít bản sao của bộ gen hơn trong các tế bào tạo thành nhưng vẫn có một bộ nhiễm sắc thể như ở cuối giảm phân I
Các tế bào được tạo ra từ quá trình nguyên phân sẽ hoạt động ở các bộ phận khác nhau của cơ thể như là một phần của sự tăng trưởng hoặc thay thế các tế bào chết hoặc bị hư hỏng. Chúng thậm chí có thể liên quan đến sinh sản vô tính ở một số sinh vật. Các tế bào được tạo ra bởi giảm phân trong một sinh vật chiếm ưu thế lưỡng bội như động vật sẽ chỉ tham gia sinh sản hữu tính
Trừ khi có ghi chú khác, hình ảnh trên trang này được cấp phép theo CC-BY 4. 0 bởi OpenStax
OpenStax, Sinh học. OpenStax CNX. 27 Tháng Năm, 2016http. //cnx. org/contents/s8Hh0oOc@9. 10. 1Q8z96mT@4/Giảm phân
Mặc dù cả hai kiểu phân chia tế bào đều được tìm thấy ở nhiều loài động vật, thực vật và nấm, nguyên phân phổ biến hơn giảm phân và có nhiều chức năng hơn. Nguyên phân không chỉ chịu trách nhiệm cho sự sinh sản vô tính ở các sinh vật đơn bào mà còn là nguyên nhân cho phép tế bào phát triển và sửa chữa ở các sinh vật đa bào, chẳng hạn như con người. Trong quá trình nguyên phân, một tế bào tạo ra một bản sao chính xác của chính nó. Quá trình này là những gì đằng sau sự phát triển của trẻ em thành người lớn, chữa lành vết cắt và vết bầm tím, và thậm chí là sự tái phát triển của da, chân tay và các phần phụ ở động vật như tắc kè và thằn lằn
Giảm phân là một loại phân chia tế bào cụ thể hơn [đặc biệt là tế bào mầm] dẫn đến giao tử, trứng hoặc tinh trùng, chứa một nửa số nhiễm sắc thể được tìm thấy trong tế bào gốc. Không giống như nguyên phân với nhiều chức năng của nó, giảm phân có một mục đích hẹp nhưng quan trọng. hỗ trợ sinh sản hữu tính. Đó là quá trình cho phép trẻ em có quan hệ họ hàng nhưng vẫn khác với cha và mẹ của chúng
Giảm phân và đa dạng di truyền
Sinh sản hữu tính sử dụng quá trình giảm phân để tăng tính đa dạng di truyền. Con cái được tạo ra thông qua sinh sản vô tính [nguyên phân] giống hệt về mặt di truyền với bố mẹ của chúng, nhưng các tế bào mầm được tạo ra trong quá trình giảm phân khác với tế bào mẹ của chúng. Một số đột biến thường xảy ra trong quá trình giảm phân. Hơn nữa, các tế bào mầm chỉ có một bộ nhiễm sắc thể, vì vậy cần có hai tế bào mầm để tạo ra một bộ vật chất di truyền hoàn chỉnh cho thế hệ con. Do đó, con cái có thể thừa hưởng gen từ cả bố và mẹ và cả hai bộ ông bà
Đa dạng di truyền làm cho quần thể trở nên dẻo dai và dễ thích nghi hơn với môi trường, làm tăng cơ hội tồn tại và tiến hóa lâu dài
Nguyên phân như một hình thức sinh sản của các sinh vật đơn bào có nguồn gốc từ chính sự sống, khoảng 3. 8 tỷ năm trước. Meiosis được cho là đã xuất hiện khoảng 1. 4 tỷ năm trước
Các giai đoạn nguyên phân và giảm phân
Các tế bào dành khoảng 90% thời gian tồn tại của chúng trong một giai đoạn được gọi là kỳ trung gian. Do các tế bào hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy hơn khi còn nhỏ nên hầu hết các tế bào đều thực hiện các nhiệm vụ trao đổi chất, phân chia hoặc chết đi, thay vì chỉ đơn giản là phát triển lớn hơn trong giai đoạn xen kẽ. Các tế bào "chuẩn bị" cho sự phân chia bằng cách sao chép DNA và nhân đôi các ly tâm dựa trên protein. Khi quá trình phân chia tế bào bắt đầu, các tế bào bước vào các pha nguyên phân hoặc giảm phân
Trong nguyên phân, sản phẩm cuối cùng là hai tế bào. tế bào mẹ ban đầu và một tế bào con mới, giống hệt nhau về mặt di truyền. Giảm phân phức tạp hơn và trải qua các giai đoạn bổ sung để tạo ra bốn tế bào đơn bội khác nhau về mặt di truyền, sau đó có khả năng kết hợp và tạo thành một thế hệ con lưỡng bội mới, đa dạng về mặt di truyền
Một sơ đồ cho thấy sự khác biệt giữa meiosis và nguyên phân. Hình ảnh từ Cao đẳng OpenStax
Các giai đoạn của nguyên phân
Bốn giai đoạn của quá trình nguyên phân là gì?
Có bốn kỳ nguyên phân. tiên tri, metaphase, anaphase, và telophase. Tế bào thực vật có một pha bổ sung, tiền tiên tri, xảy ra trước tiên tri
- Trong quá trình tiên tri phân bào, màng nhân [đôi khi được gọi là "vỏ bọc"] tan ra. Chất nhiễm sắc của kỳ trung gian cuộn chặt và ngưng tụ lại cho đến khi nó trở thành nhiễm sắc thể. Những nhiễm sắc thể này được tạo thành từ hai nhiễm sắc thể chị em giống hệt nhau về mặt di truyền được nối với nhau bằng một tâm động. Các trung thể di chuyển ra khỏi nhân theo các hướng ngược nhau, để lại bộ máy trục chính
- Trong kỳ giữa, các protein vận động được tìm thấy ở hai bên tâm động của nhiễm sắc thể giúp di chuyển các nhiễm sắc thể theo lực kéo của các tâm động đối diện, cuối cùng đặt chúng thành một đường thẳng đứng ở giữa tế bào;
- Các sợi trục chính bắt đầu ngắn lại trong quá trình phản vệ, kéo các nhiễm sắc thể chị em ra xa nhau ở tâm động của chúng. Các nhiễm sắc thể phân chia này được kéo về phía các trung thể được tìm thấy ở hai đầu đối diện của tế bào, làm cho nhiều nhiễm sắc thể xuất hiện trong một thời gian ngắn hình chữ "V". Hai phần phân chia của tế bào được chính thức gọi là "nhiễm sắc thể con" vào thời điểm này trong chu kỳ tế bào
- Telophase là giai đoạn cuối cùng của quá trình phân chia tế bào nguyên phân. Trong telophase, các nhiễm sắc thể con gái gắn vào đầu tương ứng của tế bào mẹ. Các giai đoạn trước được lặp lại, chỉ ngược lại. Bộ máy trục chính hòa tan và màng nhân hình thành xung quanh các nhiễm sắc thể con gái tách ra. Trong các hạt nhân mới được hình thành này, các nhiễm sắc thể mở ra và trở lại trạng thái nhiễm sắc thể
- Một quá trình cuối cùng—cytokinesis—được yêu cầu để các nhiễm sắc thể con trở thành tế bào con. Cytokinesis không phải là một phần của quá trình phân chia tế bào, nhưng nó đánh dấu sự kết thúc của chu kỳ tế bào và là quá trình mà các nhiễm sắc thể con gái tách thành hai tế bào mới, duy nhất. Nhờ quá trình nguyên phân, hai tế bào mới này đồng nhất về mặt di truyền với nhau và với tế bào mẹ ban đầu của chúng;
Các giai đoạn của giảm phân
Có hai giai đoạn giảm phân chính trong đó phân chia tế bào xảy ra. giảm phân 1 và giảm phân 2. Cả hai giai đoạn chính đều có bốn giai đoạn riêng. Meiosis 1 có tiên tri 1, metaphase 1, anaphase 1 và telophase 1, trong khi meiosis 2 có tiên tri 2, metaphase 2, anaphase 2 và telophase 2. Cytokinesis cũng đóng một vai trò trong bệnh teo cơ;
Giảm phân I vs. giảm phân II
Xem so sánh chi tiết Meiosis I và Meiosis II
Trong giảm phân 1, một tế bào mầm phân chia thành hai tế bào đơn bội [giảm một nửa số lượng nhiễm sắc thể trong quá trình này] và trọng tâm chính là trao đổi vật liệu di truyền tương tự [e. g. , gen tóc; . Ở giảm phân 2, tương tự như nguyên phân, hai tế bào lưỡng bội tiếp tục phân chia thành bốn tế bào đơn bội