lec การแบ่งเซลล์
TRANSCRIPT
• เปนทอยของหนวยพนธกรรม(gene) ซงท ำหนำทควบคมและถำยทอดขอมลเกยวกบลกษณะทำงพนธกรรมตำงๆ ของสงมชวต เชน ลกษณะของเสนผม สของตำ หมเลอด สผว ควำมสง ฯลฯ
• เปนโครงสรำงทอยในนวเคลยส พบทงในเซลลพชและเซลลสตว
โครโมโซม (chromosome)
• ขณะทเซลลไมแบงตว จะไมเหนโครโมโซม เนองจำกโครโมโซมอยในลกษณะเปนเสนใยเลกๆ สำนกนเปนรำงแหอยในนวเคลยส ซงเสนใยนเรยกวำ โครมาตน (Chromatin)
• โครมาตน คอ สำยของ DNA ทพนรอบโปรตนฮสโทน (histone) ท ำใหรปรำงโครมำตนคลำยลกปดทเรยงตอๆ กน ม DNA พนรอบลกปดนน
• เมอเซลลมกำรแบงตว โครมำตนจะขดตวสนเขำ และหนำขน จนมลกษณะเปนแทง เรยกวำ โครโมโซม
ลกษณะของโครโมโซม (chromosome)
แตละโครโมโซม ประกอบดวย 2 โครมำทด (chromatid) ยดตดกนตรงเซนโทรเมยร(centromere) สวนของโครโมโซมทยนออกไปจำกเซนโทรเมยร เรยกวำ แขน (arm)
โครโมโซม แบงเปนแบบตำงๆ ไดดงน• เมตาเซนตรก (Metacentric) เปนโครโมโซมทมแขนยน 2 ขำงออกจำกเซนโทรเมยรเทากนหรอเกอบเทากน
• ซบเมตาเซนตรก (Submetacentric) เปนโครโมโซมทมแขนยนออกมำ 2 ขำงจำกเซนโทรเมยรไมเทากน
• อะโครเซนตรก (Acrocentric) เปนโครโมโซมทมลกษณะเปนแทง โดยมเซนโทรเมยรอยใกลกบปลายขางใดขางหนง จงเหนสวนเลกๆ ยนออกจำกเซนโทรเมยร
• เทโลเซนตรก (Telocentric) เปนโครโมโซมทมลกษณะเปนแทง โดยมเซนโทรเมยรอยตอนปลายสดของโครโมโซม
• การน าโครโมโซมขนาดตางๆ มาเรยงกน เรยกวา แครโอไทป (Karyotype)โดยจ าแนกตามลกษณะ ขนาด และต าแหนงของเซนโทรเมยร
• โครโมโซมในเซลลรางกายของคนม 46 แทง (23 ค) แบงเปน 2 ชนด คอ1. โครโมโซมรำงกำย (autosome) มจ านวน 22 ค (คท 1 – 22) เหมอนกน
ทงเพศหญงและชาย 2. โครโมโซมเพศ (sex chromosome) จ านวน 1 ค ในเพศหญงจะเปน
XX สวนเพศชายเปน XY โดยโครโมโซม Y จะมขนาดเลกกวาโครโมโซม X• ดงนน ผหญงจะมโครโมโซม 44 + XX แทง สวนผชายจะมโครโมโซม 44 +
XY แทง
โครโมโซมของมนษย
• การแบงเซลลม 2 ขนตอน คอ1. กำรแบงนวเคลยส (karyokinesis) ม 2 แบบ คอ
1.1 การแบงแบบไมโทซส (mitosis)1.2 การแบงแบบไมโอซส ( meiosis)
2. กำรแบงไซโทพลำซม (cytokinesis) ม 2 แบบ คอ2.1 แบบทเยอหมเซลลคอดกวจาก 2 ขาง เขาใจกลางเซลล เรยกวาแบบ
furrow type ซงพบในเซลลสตว2.2 แบบทมการสรางเซลลเพลท (cell plate) มากอตวบรเวณกงกลาง
เซลลขยายไป 2 ขางของเซลล เรยกวาแบบ cell plate type ซงพบในเซลลพช
กำรแบงเซลล (Cell Division)
ขนตอนโดยรวมของกำรแบงเซลล
การแบงเซลล (Cell Division)
การแบงนวเคลยส (Karyokinesis)
การแบงไซโทพลาซม (Cytokinesis)
ไมโทซส (mitosis)
ไมโอซส (meiosis)
การเกดรองแบง (furrow type)
เซลลสตว
การเกดแผนกนเซลล(cell plate type )
เซลลพช
• เปนการแบงเซลลเพอเพมจ ำนวนเซลลของรำงกำยในการเจรญเตบโตของสงมชวตหลายเซลล หรอการแบงเซลลเพอการสบพนธในสงมชวตเซลลเดยวและหลายเซลลบางชนด เชน พช
• ไมมกำรลดจ ำนวนชดโครโมโซม (2n ไป 2n หรอ n ไป n )• เมอสนสดการแบงเซลลจะได 2 เซลลใหมทมโครโมโซมเทาๆ กน • พบทเนอเยอเจรญปลายยอด, ปลายราก, แคมเบยมของพช, เนอเยอบผว,
ไขกระดกในสตว, การสรางสเปรมและไขของพช • ม 5 ระยะ คอ อนเตอรเฟส (interphase), โพรเฟส (prophase), เมทาเฟส
(metaphase), แอนาเฟส (anaphase) และเทโลเฟส (telophase)
กำรแบงเซลลแบบไมโทซส (Mitosis)
วฏจกรของเซลล (Cell cycle) วฏจกรของเซลล หมายถง ชวงระยะเวลาการเปลยนแปลงของ
เซลลในขณะทเซลลมการแบงตว ประกอบดวย 2 ระยะ คอ การเตรยมความพรอมทจะแบงตว และกระบวนการแบงเซลล
1. ระยะอนเตอรเฟส (Interphase) ระยะนเปนระยะเตรยมตวทจะแบงเซลล แบงออกเปน 3 ระยะยอย คอ
- G1: ระยะกอนกำรสรำง DNA เปนระยะทเซลลมการเจรญเตบโตเตมท และสรางสารบางอยาง เพอเตรยมพรอมในการสราง DNA ตอไป- S: ระยะสรำง DNA (DNA replication) เปนระยะทมการสงเคราะหDNA เพมขนอก 1 เทาตว หรอมการจ าลองโครโมโซมอก 1 ชด โดยโครโมโซมทจ าลองขนจะตดกบทอนเกาทเซนโทรเมยร- G2: ระยะหลงสรำง DNA เซลลมการเจรญเตบโตและเตรยมพรอมแบงโครโมโซมและไซโทพลาสซมตอไป
วฏจกรของเซลล (Cell cycle)
2. ระยะ M (M-phase) • เปนระยะทมกำรแบงนวเคลยส และแบงไซโทพลำสซม • โครโมโซมจะมการเปลยนแปลงหลายขนตอนกอนทจะถกแบงแยกออก
จากกน ประกอบดวย 4 ระยะยอย คอ โพรเฟส, เมทาเฟส, แอนาเฟส และเทโลเฟส
• ในเซลลบางชนด เชน เซลลเนอเยอเจรญของพช เซลลไขกระดก (เพอสรางเมดเลอดแดง) เซลลบผว พบวา เซลลจะมการแบงตวอยเกอบตลอดเวลา จงกลาวไดวาเซลลเหลานอยในวฏจกรของเซลลตลอด
• แตเซลลบางชนด เมอแบงเซลลแลวจะไมแบงตวอกตอไป นนคอเซลลจะไมเขาสวฏจกรของเซลลอก เขำส G0 จนกระทงเซลลชราภาพและตายไปในทสด
• เซลลมการเปลยนแปลงทางเคมมากทสด หรอมเมทาบอลซมสงมาก จงเรยก Metabolic stage
• ใชเวลำนำนทสด ดงนน ถาศกษาการแบงเซลลแบบไมโทซส จากกลองจลทรรศน จะพบเซลลปรากฏอยในระยะนมากทสด
• มการสงเคราะห DNA ขนมาอก 1 เทาตว หรอมกำรจ ำลองโครโมโซมอก 1 ชด แตยงตดกนอยทเซนโทรเมยร ดงนนโครโมโซม 1 แทง จะม 2 โครมาทด โดยโครมาทดของโครโมโซมทอนเดยวกน เรยกวา sister chromatid
• ระยะนโครโมโซมจะมควำมยำวมำกทสด และเซนทรโอแบงเปน 2 อน
Interphase
• โครมาทดหดสน ท าใหเหนชดเจนวา 1 โครโมโซม ม 2 โครมาทด• เยอหมนวเคลยส และนวคลโอลสสลายไป• เซนทรโอล (ในเซลลสตว) จะเคลอนท แยกไปอยตรงขามกน ในแตละ
ขวเซลล และสรางเสนใยโปรตน เรยกวา ไมโทตก สปนเดล (mitotic spindle) หรอ สปนเดล ไฟเบอร (spindle fiber) ไปเกาะทเซนโทรเมยร ของทกโครโมโซม
• ส าหรบในเซลลพช ไมมเซนทรโอล แตมไมโทตกสปนเดล การกระจายออก จากขวทอยตรงขามกน (polar cap)
Prophase
• โครโมโซมเรยงตวอยในแนวกงกลางเซลล • โครโมโซมหดสนมากทสด สะดวกตอการเคลอนท • ระยะนเหมาะตอการนบจ านวนโครโมโซม, จดเรยงโครโมโซมเปนคๆ
หรอทเรยกวาแครโอไทป ( karyotype) หรอเหมาะตอการศกษารปราง ความผดปกตของโครโมโซม
• ตอนปลายของระยะน เซนโทรเมยรจะแบงครง ท าใหโครมาทดเรมแยกจากกน
Metaphase
• ระยะนไมโทตก สปนเดล หดสนเขา ดงใหโครมำทดแยกตวออกจำกกน โครมาทด จะคอยๆ เคลอนไปยงแตละขวของเซลล
• โครโมโซมภายในเซลลเพมเปน 2 เทา หรอจาก 2n เปน 4n • เหนโครโมโซม มรปรางคลายอกษร ตวว ( V), ตวเจ ( J) และตวไอ ( I)
ขนอยกบต าแหนงของเซนโทรเมยร วาอยกงกลางของโครโมโซม หรอคอนขางปลาย หรอเกอบปลายสด
• ใชเวลำสนทสด
Anaphase
• โครมาทดทแยกออกจากกน จะเรยกวา โครโมโซมลก (daughter chromosome) ซงจะไปรวมกลมในแตละขวของเซลล
• เยอหมนวเคลยสและนวคลโอลสเรมปรากฏ แตไมโทตกสปนเดลจะสลายไป• มการแบงไซโทพลาสซมออกเปน 2 สวน
เซลลสตว เยอหมเซลลคอดกวจาก 2 ขาง เขาใจกลางเซลลเซลลพช เกดเซลลเพลท (cell plate) กนตรงแนวกลางเซลล
ขยายไป 2 ขางของเซลล ซงตอมาเซลลเพลทจะกลายเปนสวนของผนงเซลล• ผลสดทำย ไดเซลลใหม 2 เซลล เซลลละ 2n เหมอนเดมทกประการ
Telophase
ไมโทซส (Mitosis)1. อนเตอรเฟส (interphase) 2. โพรเฟส (prophase) 3. เมทำเฟส (metaphase)4. แอนำเฟส (anaphase) 5. เทโลเฟส (telophase)
• เปนการแบงเซลลเพอสรำงเซลลสบพนธของสตว ซงเกดในวยเจรญพนธของสงมชวต โดยพบในอณฑะ (testes) และรงไข (ovary)
• นอกจากนยงเปนการแบงเซลลเพอสรำงสปอร (spore) ในพช ซงพบในอบละอองเรณ (pollen sac) และอบสปอร (sporangium) หรอโคน (cone) ในพวกสนหรอในออวล (ovule)
• มกำรลดจ ำนวนชดโครโมโซมจำก 2n (Diploid) เปน n (Haploid) ซงเปนกลไกหนงทชวยใหจ านวนชดโครโมโซมคงท
• ม 2 ขนตอน คอ ไมโอซส I (Meiosis - I) และไมโอซส II (Meiosis - II)
กำรแบงเซลลแบบไมโอซส (Meiosis)
• ไมโอซส I (Meiosis - I) หรอ Reductional division ขนตอนนจะมกำรแยก homologous chromosome ออกจากกน ม 5 ระยะยอย คอ
1. Interphase- I2. Prophase - I3. Metaphase - I4. Anaphase - I5. Telophase - I
ไมโอซส I (Meiosis - I)
• ไมโอซส II (Meiosis - II) หรอ Equational division ขนตอนนจะมกำรแยกโครมาทดออกจากกน ม 4 - 5 ระยะยอย คอ
1. Interphase – II (มหรอไมมกได)2. Prophase - II3. Metaphase - II4. Anaphase - II5. Telophase - II
• เมอสนสดกำรแบงจะได 4 เซลล ทมโครโมโซมเซลลละ n (Haploid) ซงเปนครงหนงของเซลลตงตน และเซลลผลลพธทไดไมจ ำเปนตองมขนำดเทำกน
ไมโอซส II (Meiosis - II)
• มกำรสงเครำะห DNA อก 1 เทำตว หรอมกำรจ ำลองโครโมโซม อก 1ชด (1โครโมโซม ม 2 โครมำทด)
Meiosis - I
Interphase - I
Prophase - I
• เปนระยะทใชเวลานานทสด
• มความส าคญตอการเกดววฒนาการของสงมชวตมากทสด เนองจำกมกำรแปลผนของ gene เกดขน
• โครโมโซมทเปนคกน (Homologous Chromosome) จะมำเขำคและแนบชดตดกน เรยกวำ เกดไซแนปซส (Synapsis) ซงโฮโมโลกสโครโมโซมทไซแนปซสกน จะผละออกจำกกนบรเวณกลำงๆ แตตอนปลำยยงไขวกนอย เรยกวำ เกดไคแอสมา (chiasma)
• เกดการเปลยนแปลงชนสวนโครมาทดระหวำงโครโมโซมทเปนโฮโมโลกสกนกบบรเวณทเกดไคแอสมำ เรยกวำ crossing over ท ำใหเกดกำรผนแปรของยน ซงท ำใหเกดกำรแปรผนของลกษณะสงมชวตตอไป
Anaphase - I
• ไมโทตกสปนเดลจะหดตวดงใหโฮโมโลกสโครโมโซมแยกออกจากกน• จ ำนวนชดโครโมโซมในเซลล ระยะนยงคงเปน 2n เหมอนเดม
• โครโมโซมจะไปรวมอย แตละขวของเซลล • ในเซลลบำงชนด ในระยะนจะมกำรสรำงเยอหมนวเคลยส มำลอมรอบ
โครโมโซม และแบงไซโทพลำสซมออกเปน 2 เซลล เซลลละ n
• แตในเซลลบำงชนด จะไมแบงไซโทพลำสซม โดยจะมกำรเปลยนแปลง ของโครโมโซมเขำสระยะโพรเฟส II เลย
Telophase - I
• เปนระยะพกตว ซงมหรอไมมกได ขนอยกบชนดของเซลล• ไมมกำรสงเครำะห DNA หรอจ ำลองโครโมโซมแตอยำงใด
Meiosis - II
Interphase - II
Prophase - II
• โครมำทดจะหดสนมำกขน• นวคลโอลสและเยอหมนวเคลยสสลำยไป• ไมมกำรเกดไซแนปซส, ไคแอสมำ หรอครอสซงโอเวอร แตอยำงใด
Anaphase - II
• เซนโทรเมยรแยกเปน 2 อน • มกำรแยกโครมำทดของทกโครโมโซมออกจำกกน เกดเปนโครโมโซมใหม• ท ำใหจ ำนวนชดโครโมโซมเพมจำก n เปน 2n ชวขณะ
• โครโมโซมจะไปรวมอย แตละขวของเซลล • มกำรสรำงเยอหมนวเคลยส และมกำรแบงไซโทพลำสซม จนไดเซลล
ใหม 4 เซลล ซงแตละเซลลมโครโมโซมเปน n (จ านวนโครโมโซมลดลงครงหนงจากเซลลเรมตน)
Telophase - II
ไมโทซส (Mitosis) ไมโอซส (Meiosis)
1. โดยทวไปเปนกำรแบงเซลลของรำงกำยเพอเพมจ ำนวนเซลลและเพอกำรเจรญเตบโต หรอกำรสบพนธในสงมชวตเซลลเดยว
1. โดยทวไปเกดกบเซลลทจะท ำหนำทใหก ำเนดเซลลสบพนธ จงเปนกำรแบงเซลลเพอสรำงเซลลสบพนธ
2. เรมจำก 1 เซลลแบงครงเดยวไดเปน 2 เซลลใหม 2. เรมจำก 1 เซลล แบง 2 ครง ไดเปน 4 เซลลใหม
3. เซลลใหมทเกดขน 2 เซลลสำมำรถแบงตวแบบไมโทซสไดอก
3. เซลลใหมทเกดขน 4 เซลลไมสำมำรถแบงตวแบบไมโอซสไดอก แตอำจแบงตวแบบไมโทซสได
4. กำรแบงแบบไมโทซส จะเรมเกดขนตงแต ระยะไซโกต และสบเนองกนไปตลอดชวต
4. สวนใหญจะแบงเมออวยวะสบพนธเจรญเตมทหรอเกดในไซโกตของสำหรำย และรำบำงชนด
5. จ ำนวนโครโมโซมหลงกำรแบงจะเทำเดม (2n) เพรำะไมมกำรแยกคของโฮโมโลกสโครโมโซม
5. จ ำนวนโครโมโซมจะลดลงครงหนง เนองจำกกำรแยกคของโฮโมโลกสโครโมโซม ท ำใหเซลลใหมมจ ำนวนโครโมโซมครงหนงของเซลลเดม (n)
6. ไมมไซแนปซส ไคแอสมำ และครอสซงโอเวอร 6. เกดไซแนปซส ไคแอสมำ และครอสซงโอเวอร
7. ลกษณะของสำรพนธกรรม (DNA) และโครโมโซมในเซลลใหมทง 2 จะเหมอนกนทกประกำร
7. ลกษณะของสำรพนธกรรม และโครโมโซมในเซลลใหม อำจเปลยนแปล และแตกตำงกนถำเกดครอสซงโอเวอร