Nguyên phân giữ vai trò quan trọng trong chu kỳ tế bào. Chu kỳ tế bào là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào liên tiếp, mỗi chu kỳ tế bào sẽ có kỳ trung gian và quá trình nguyên phân. Vậy nguyên phân là gì, khác giảm phân ở điểm nào? Tất cả sẽ được giải đáp chi tiết trong nội dung bài viết dưới đây của ruaxetudong.org.
Nội dung bài viết
Nguyên phân là gì? Nguyên phân gồm mấy kì?
Theo sách giáo khoa Sinh học lớp 9, nguyên phân là phương thức sinh sản của tế bào và lớn lên của cơ thể, đồng thời duy trì sự ổn định của bộ nhiễm sắc thể đặc trưng cho các loài qua các thế hệ.
Hiểu cách khác, nguyên phân là quá trình phân bào nguyên nhiễm, quá trình tạo ra 2 tế bào có bộ máy di truyền trong tế bào giống như tế bào mẹ ban đầu. Nguyên phân có thể tìm thấy ở tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dưỡng dục sơ khai.
Nguyên phân là hình thức phân chia tế bào phổ biến ở sinh vật nhân thực. Quá trình này sẽ bao gồm 2 giai đoạn đó là phân chia nhân và phân chia tế bào chất. Chu kỳ tế bào là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào liên tiếp. Một chu kỳ tế bào sẽ bao gồm kỳ trung gian và quá trình nguyên phân.
Các kì của nguyên phân sẽ bao gồm kỳ đầu, kỳ trước, kỳ giữa, kỳ sau và kỳ cuối.
Nguyên phân xảy ra ở loại tế bào nào?
Nguyên phân diễn ra ở tế bào nào? Nguyên phân diễn ra ở đâu?…là câu hỏi mà chúng tôi nhận được nhiều trong thời gian qua. Nguyên phân xảy ra ở đa số các tế bào nhân thực nhưng khác cơ chế giữa các loài.
Chẳng hạn như động vật phân chia theo lối nguyên phân mở, màng nhân của các loài này sẽ tiêu biến sau khi nhiễm sắc thể tự tách đôi. Trong khi đó ở nấm, men thì được phân chia theo nguyên phân kín -nơi nhiễm sắc thể phân chia trong nhân tế bào. Đối với động vật nhân sơ, tế bào không có nhân hay có nhân thì quá trình phân chia sẽ được thực hiện theo lối trực phân.
Thực tế, quá trình nguyên phân ở các loại khá phức tạp, được phân chia thành các kỳ, mỗi kỳ sẽ có bắt đầu và kết thúc nối tiếp với nhau. Trong suốt giai đoạn nguyên phân, các cặp nhiễm sắc thể sẽ có xoắn, bám vào thoi vô sắc. Đây là nơi các nhiễm sắc thể kép đối diện nhau, được kéo gần lại nhau. Tế bào đó cũng được chia ra bởi giai đoạn phân bào với mục đích tạo ra 2 tế bào riêng biệt giống nhau. Có vài trường hợp giai đoạn nguyên phân và phân bào xảy ra độc lập với nhau.
Đặc điểm chính của quá trình nguyên phân
Như đã thông tin ở trên, trong quá trình nguyên phân, một tế bào được chia thành 2 tế bào giống hệt nhau. Mục đích chính của quá trình nguyên phân đó là tăng trưởng hoặc thay thế tế bào bị ăn mòn. Nếu không sửa chữa kịp thời, những sai lầm trong quá trình nguyên phân có thể sẽ dẫn tới những thay đổi trong DNA của tế bào.
Những thay đổi trong DNA của các tế bào có khả năng dẫn tới việc rối loạn di truyền. Ở thực vật, nguyên phân thường sẽ dẫn tới sự phát triển của các bộ phận sinh dưỡng. Sự phân chia và kết hợp sẽ không có ở trong quá trình này.
Quá trình nguyên phân như thế nào?
Quá trình nguyên phân được chia làm 2 giai đoạn, đó là:
Phân chia nhân
Căn cứ vào một số dấu hiệu đặc trưng, phân chia nhân ở trong quá trình nguyên phân sẽ được chia làm 4 giai đoạn cụ thể:
- Kỳ đầu: Các nhiễm sắc thể kép dần co xoắn, màng nhân và nhân con ở kỳ đầu cũng dần tiêu biến, thoi phân bào xuất hiện.
- Kỳ giữa: Các nhiễm sắc thể co xoắn cực đại, xếp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Mỗi nhiễm sắc thể kép sẽ đính với thoi phân bào ở tâm động
- Kỳ sau: Các nhiễm sắc thể sẽ tự tách nhau và di chuyển trên thoi phân bào về 2 cực của tế bào.
- Kỳ cuối: Các nhiễm sắc thể sẽ dần dãn xoắn, màng nhân và nhân con sẽ dần xuất hiện.
Phân chia tế bào
Khi kỳ sau hoàn tất việc phân chia các vật chất di chuyển, tế bào sẽ bắt đầu phân chia với mục đích thông qua đó để hình thành 2 tế bào con.
- Đối với động vật: Sự phân chia tế bào ở động vật diễn ra bằng cách thắt màng tế bào ở vị trí mặt phẳng xích đạo.
- Đối với thực vật: Sự phân chia tế bào ở các thực vật diễn ra bằng cách hình thành vách ngăn bằng xenlulozo ở trung tâm tế bào với mục đích ngăn cách tế bào mẹ thành 2 tế bào con.
Kết quả, từ một tế bào mẹ tạo ra 2 tế bào con có đặc điểm di truyền giống nhau và đặc điểm di truyền giống hệt với mẹ.
5 bước trong quá trình nguyên phân
Dù là động vật hay thực vật khi nguyên phân đều sẽ phải trải qua 5 bước cụ thể, đó là:
Bước 1: Chu kì tế bào
- DNA trong tế bào ở giai đoạn này sẽ được sao chép để chuẩn bị cho quá trình phân chia tế bào. Điều này sẽ dẫn tới việc hai bộ nhiễm sắc thể giống hệt nhau.
- Bên ngoài nhân là 2 trung tâm, mỗi trung tâm thì đều chứa một cặp ly tâm, các cấu trúc này có vai trò quan trọng của quá trình phân chia tế bào.
- Trong quá trình xen kẽ, các vi ống sẽ mở rộng từ các trung tâm.
Bước 2: Phân chia tế bào chất
- Trong quá trình phân chia tế bào chất, các NST (Nhiễm sắc thể) sẽ ngưng tụ thành cấu trúc hình chữ X, chúng ta dễ dàng quan sát qua kính hiển vi.
- Mỗi NST sẽ gồm có 2 nhiễm sắc thể chị em. Hai NST chị em sẽ chứa thông tin di truyền giống hệt nhau.
- Các NST sẽ kết hợp với nhau sao cho 2 bản sao của NST cùng nhau. Cả 2 bản sao của NST sẽ kết hợp với nhau.
- Giai đoạn cuối của quá trình phân chia tế bào màng bao quanh trong nhân sẽ hòa tan và giải phóng các NST
- Trục chính phân bào gồm có các vi ống và các protein khác, kéo dài qua tế bào trung tâm khi chúng di chuyển đến cực đối diện của tế bào.
Bước 3: Siêu hình
- Các NST sẽ xếp thẳng từ đầu đến cuối dọc theo trung tâm của tế bào.
- Các trung tâm ở 2 cực đối diện của tế bào với các sợi trục chính phân bào sẽ kéo dài từ chúng.
- Các sợi trục chính phân bào sẽ gắn vào mỗi sắc tố chị em.
Bước 4: Phản vệ
Nhiễm sắc thể chị em sau đó được kéo ra khỏi nhau bởi trục chính phân bào sẽ kéo theo một NST đến một cực và NST khác sang cực đối diện.
Bước 5: Kỳ cuối
- Ở mỗi cực của tế bào, bộ NST đầy đủ sẽ tập hợp lại với nhau
- Một màng sẽ hình thành xung quanh bộ NST để tạo ra 2 hạt nhân mới
- Tế bào đơn lẻ sẽ chụm vào giữa với mục đích tạo thành 2 tế bào riêng biệt. Mỗi tế bào con đều chứa một bộ NST đầy đủ thông tin trong nhân. Quá trình này được biết đến với tên gọi cytokinesis.
Ý nghĩa của nguyên phân
Quá trình nguyên phân giúp cho sinh vật phát triển. Các NST được phân phối đều cho các tế bào con ở sau mỗi chu kỳ. Nguyên phân sẽ chịu trách nhiệm cho một hình dạng nhất định. Sự tăng trưởng và phát triển sẽ theo đúng hình dạng của động vật. Nguyên phân sẽ duy trì số lượng NST không đổi trong các tế bào cơ thể của sinh vật.
- Đối với sinh vật nhân thực đa bào, nguyên phân sẽ làm tăng số lượng tế bào giúp cơ thể phát triển. Quá trình này còn giúp cơ thể tái sinh mô và cơ quan bị tổn thương, tạo điều kiện cho ngành kỹ thuật nuôi cấy mô và ghép tạng.
- Đối với sinh vật sinh sản vô tính nguyên phân sẽ là cơ sở để tạo ra những cá thể con mang gen giống hệt cá thể mẹ.
- Đối với sinh vật sinh sản sinh dưỡng, nguyên phân được coi là hình thức sinh sản tạo ra các cá thể con có kiểu gen giống với kiểu gen của mẹ. Ứng dụng này được sử dụng trong nuôi cấy mô tế bào, chiết ghép cành,…
Phân biệt nguyên phân và giảm phân
Giống nhau
- Đều có thoi phân bào
- Lần phân bào II của giảm phân diễn ra giống nguyên phân: NST kép xếp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc và tách nhau ở tâm động thành 2 NST đơn phân li về 2 cực tế bào.
Khác nhau
Nguyên phân khác giảm phân ở điểm nào? Sự khác nhau được thể hiện qua bảng so sánh sau:
| Nguyên phân | Giảm phân |
| Xảy ra ở tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục sơ khai | Xảy ra ở tế bào sinh dục vào thời kỳ chín |
| Gồm có 1 lần phân bào | Bao gồm 2 lần phân bào liên tiếp |
| Từ một tế bào mẹ có bộ NST lượng bội (2n) tạo ra 2 tế bào con có bộ NST giống với tế bào mẹ ban đầu. | Từ một tế bào mẹ có bộ NST lưỡng bội tạo ra 4 tế bào con có NST đơn bội bằng 1 nửa bộ NST của mẹ. |
| Ý nghĩa: Cho thấy quá trình hình thành và phát triển của các tế bào sinh dưỡng. Đó chính là kết quả để duy trì bộ NST của loài trong hệ sinh thái | Ý nghĩa: Cho thấy quá trình tạo tế bào sản sinh, sinh ra biến dị tổ hợp, tạo nên sự phong phú của loài, thích nghi với môi trường sống và sự tiến hóa. |
Với thông tin có trong bài viết “Nguyên phân là gì? Nguyên phân khác giảm phân ở điểm nào?” hy vọng sẽ giúp ích bạn. Cập nhật thêm nhiều thông tin hữu ích khác bằng cách truy cập website ruaxetudong.org.
