PROPHASE: TRONG NGUYÊN PHÂN VÀ MEIOSIS - SINH HỌC - 2026

Các prophase là giai đoạn đầu tiên của sự phân chia tế bào bằng quá trình nguyên phân và giảm phân. Đó là pha sau giai đoạn tổng hợp DNA (pha S của chu kỳ tế bào). Ở giai đoạn này, các nhiễm sắc thể đạt mức độ cô đặc và tính riêng lẻ cao.

Trong meiosis có hai prophase, rất khác nhau và từ nguyên phân. Ví dụ, chỉ trong prophase meiotic I, sự tái tổ hợp mới xảy ra. Giai đoạn này được chia thành các giai đoạn khác nhau: leptotene, zygotene, pachytene, diplotene và diakinesis.

Prophase. Leomonaci98, từ Wikimedia Commons

Trong quá trình prophase, ngoài sự ngưng tụ của các nhiễm sắc thể đã nhân đôi, các quá trình thay đổi còn diễn ra ở cấp độ ngoài hạt nhân. Sự kiện tế bào chất quan trọng nhất trong quá trình prophase là sự hình thành trục quay cực quang ở mỗi cực tế bào. Điều này cho phép các nhiễm sắc thể được huy động trong các giai đoạn phân chia tế bào liên tiếp để đảm bảo sự phân li chính xác của chúng.

Có sự khác biệt quan trọng giữa sự phân chia tế bào trong tế bào động vật và tế bào thực vật. Một số sẽ được đề cập sau. Tuy nhiên, trong tất cả, có một sự tổ chức lại hoàn toàn của tế bào.

Do đó, nguyên phân và meiosis tập trung vào số phận của DNA và nhân. Nhưng sự thật là khi một tế bào phân chia, nó sẽ phân chia mọi thứ và mọi thứ đều tham gia vào quá trình này.

Vì vậy, tất cả các thành phần tế bào đều trải qua những thay đổi căn bản trong quá trình diễn ra quá trình nguyên phân và meiosis. Lưới nội chất và phức hợp Golgi dường như biến mất: tuy nhiên, chúng chỉ thay đổi cấu trúc. Ti thể và lục lạp cũng phân chia, làm phát sinh các bào quan mới.

Prophase trong nguyên phân

Sự phân chia tế bào bằng nguyên phân. Lấy từ es.wikipedia.org

Động vật prophase

Tế bào động vật có một trung thể duy nhất. Sau khi hoàn thành quá trình tổng hợp DNA để chuẩn bị cho quá trình nguyên phân, centriole cũng chuẩn bị phân chia.

Các tâm cực được tạo thành từ một cặp cấu trúc giống hệt nhau gọi là lưỡng cực, nằm vuông góc với nhau. Những thứ này riêng biệt, và mỗi cái sẽ là khuôn mẫu cho sự ra đời của một cái mới. Quá trình tổng hợp lưỡng bội mới xảy ra khi mỗi lưỡng bội cũ di chuyển đến các cực đối diện của tế bào.

Sự kiện xác định khác của prophase, và một sự kiện được chia sẻ với tế bào thực vật, là sự nén nhiễm sắc. Đây có lẽ là yếu tố tế bào học đáng chú ý nhất của prophase trong quá trình phân chia tế bào.

DNA đạt đến mức độ nén chặt cao, và lần đầu tiên nó được quan sát thấy như một nhiễm sắc thể cá thể hóa về mặt hình thái.

Các nhiễm sắc thể bó gọn liên quan đến các nhiễm sắc thể chị em của mỗi nhiễm sắc thể trong số chúng, vẫn liên kết với nhau bởi cùng một tâm động. Mặc dù tâm động này thực sự gấp đôi, nó hoạt động giống như một tâm động.

Các nhiễm sắc thể sẽ được xem như một chữ X, vì chúng là hai crômatit sao chép được gắn vào cùng một tâm. Do đó, mỗi tế bào trong prophase sẽ có số crômatit gấp đôi, so với số tâm động bằng số '2n' của loài.

Tức là, một tế bào giảm phân prophase là lưỡng bội theo số tâm động, nhưng tứ bội (4n) theo số crômatit.

Rau củ

Trong tế bào thực vật có một giai đoạn trước prophase gọi là giai đoạn tiền nhân. Để chuẩn bị cho quá trình phân bào, không bào lớn bị phân huỷ.

Nhờ đó, một dải tế bào chất tự do hoặc không bị ngăn cản được hình thành, được gọi là fragmosome. Điều này cho phép nhân tế bào thực vật tự định vị về phía xích đạo của tế bào.

Ngoài ra, tổ chức vỏ não của các vi ống sụp đổ về cùng một vị trí. Điều này sẽ làm phát sinh những gì được gọi là dải tiền cánh tay (BPP).

Các dải tiền nguyên phân của quá trình phân chia tế bào thực vật. Lấy từ en.wikipedia.org

Dải tiền pha sẽ xuất hiện đầu tiên dưới dạng một vòng, nhưng cuối cùng sẽ bao phủ nhân. Tức là, các vi ống nằm bên trong màng tế bào sẽ vận động về phía fragmosome.

Sau đó, dải tiền pha xung quanh nhân xích đạo sẽ cho phép tổ chức cục bộ vị trí nơi mà fragmoplast thay thế nó cuối cùng sẽ xuất hiện.

Nói một cách động học, các vi ống của tế bào thực vật sẽ chuyển từ pha này sang pha khác mà không có sự chuyển đổi rõ ràng. Đó là, từ sự sắp xếp vỏ não đến fragmosome và từ đó đến fragmoplast.

Vị trí của tất cả những thay đổi cấu trúc này trong tế bào thực vật giống nhau là nơi xảy ra sự lắng đọng của mảng tế bào. Và do đó, nó đại diện cho mặt phẳng mà ô sẽ phân chia.

Đối với mọi thứ khác, prophase thực vật giống hệt với prophase của tế bào động vật

Prophase trong bệnh meiosis

Sự phân chia meiotic. Lấy từ es.wikipedia.or

Chỉ trong giai đoạn I của meiosis mới xảy ra tái tổ hợp di truyền. Do đó, sự hình thành các cấu trúc phức tạp giữa các nhiễm sắc thể đòi hỏi phải có hai lần phân chia trong meiosis.

Với sự tổng hợp DNA trước đó, các chromatid chị em được tạo ra trên mỗi nhiễm sắc thể. Với sự nén chặt của chúng, chúng ta có các nhiễm sắc thể kép mà trong meiosis, thêm vào đó, bắt cặp giữa các tương đồng.

Điều này dẫn đến việc tạo ra các thể lưỡng bội (hai nhiễm sắc thể tương đồng tương tác tương tác). Vì mỗi cái đều được sao chép, chúng ta thực sự đang nói về tetrads. Điều đó có nghĩa là, các tetrad chromatid hợp nhất trong một cấu trúc phải được phân giải bằng hai lần phân chia tế bào.

Trong lần đầu tiên, các nhiễm sắc thể tương đồng sẽ được tách ra, trong khi ở lần thứ hai, các nhiễm sắc thể chị em phải tách ra.

Prophase I

Trong meiotic prophase I, các chromatid chị em được tổ chức trên các cấu trúc protein nhỏ gọn tạo thành trục nhiễm sắc thể trung tâm.

Phức hợp synaptonemic (CS) sẽ hình thành trên trục này, sẽ giữ cho các nhiễm sắc thể giao phối tương đồng với nhau. Trong Prophase I, phức hợp synaptonemic sẽ cho phép các nhiễm sắc thể tương đồng đi vào các khớp thần kinh.

Trong những giai đoạn này, các điểm giao thoa có thể được hình thành, có thể nhìn thấy được dưới dạng chiasmas, nơi quá trình tái tổ hợp di truyền sẽ diễn ra. Đó là, sự trao đổi vật chất giữa các phân tử DNA tham gia xác định pachytene.

Prophase II

Prophase II không có trước quá trình tổng hợp DNA trước đó. Ở đây các nhiễm sắc thể kép được nối bởi cùng một tâm động (kép) đã được di truyền. Điều này là như vậy bởi vì sự tổng hợp DNA, cả trong nguyên phân và meiosis, chỉ xảy ra trong pha S (tổng hợp) của chu kỳ tế bào.

Trong lần phân chia thứ hai này, chúng ta sẽ có bốn meiocytes. Meiocyte là một tế bào là sản phẩm của quá trình phân chia meiotic.

Do đó, Prophase II sẽ chịu trách nhiệm phân tách các chromatid chị em khỏi các nhiễm sắc thể được thừa hưởng từ prophase I. Do đó, vào cuối quá trình cộng sinh, mỗi meiocyte sẽ có bộ nhiễm sắc thể đơn bội của loài.

Người giới thiệu

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Sinh học phân tử của tế bào (Phiên bản thứ 6). WW Norton & Company, New York, NY, Hoa Kỳ.
2. Goodenough, UW (1984) Di truyền học. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, Hoa Kỳ.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Giới thiệu về Phân tích Di truyền (xuất bản lần thứ 11). New York: WH Freeman, New York, NY, Hoa Kỳ.
4. Ishiguro, K.-I. (2018) Phức hợp chất kết dính trong bệnh meiosis ở động vật có vú. Genes to Cells, doi: 10.1111 / gtc.12652
5. Rasmussen, CG, Wright, AJ Müller, S. (2013) Vai trò của bộ xương tế bào và các protein liên quan trong việc xác định mặt phẳng phân chia tế bào thực vật. Tạp chí Thực vật, 75: 258-269.