Nguyên phân là gì? Quá trình nguyên phân và ý nghĩa?

1. Nguyên phân là gì?

Chúng ta có thể thấy rằng, nguyên phân được hiểu chính là quá trình phân chia của tế bào nhân thực trong đó nhiễm sắc thể nằm trong nhân tế bào sẽ được chia ra làm hai phần giống nhau và nhiễm sắc thể nằm trong nhân tế bào sẽ giống cả về số lượng và thành phần của nhiễm sắc thể trong tế bào mẹ. Quá trình nguyên phân được chia thành các kỳ sau đây: kỳ đầu , kỳ trung gian, kỳ giữa, kỳ sau và kỳ cuối. Chu kì tế bào chính là khoảng thời gian giữa hai lần phân bào liên tiếp. Như chúng ta đã nói đến ở trên, trong một chu kì tế bào bao gồm kì trung gian và quá trình nguyên phân.

Xảy ra cùng với nguyên phân đó chính là sự phân chia tế bào chất, các bào quan và màng nhân sẽ được phân chia thành ra hai tế bào với thành phần của hai tế bào đó là bằng nhau. Nguyên phân và phân bào chia bào chất cùng được gọi chung với tên là kì nguyên phân của chu kỳ tế bào – sự phân chia của tế bào mẹ thành hai tế bào giống hệt nhau và giống cả tế bào mẹ. Kì này chỉ chiếm khoàng mười phần trăm trong chu trình tế bào.

Nguyên phân sẽ xảy ra đa số ở các tế bào nhân thực nhưng khác cơ chế ở một số loài khác nhau.

Cụ thể như những động vật phân chia theo lối nguyên phân mở, màng nhân của các loài này trên thực tế sẽ tiêu biến sau đó nhiễm sắc thể sẽ có sự tách đôi ra, trong khi ở nấm, men thì chúng lại được phân chia theo lối nguyên phân kín, nơi mà nhiễm sắc thể phân chia trong nhân tế bào. Đối với những động vật nhân sơ, tế bào không có nhân hay nhân không hoàn chỉnh thì quá trình phân chia sẽ được diễn ra theo lối trực phân.

Trên thực tế, ta thấy rằng, quá trình nguyên phân của các loài đều xảy ra vô cùng phức tạp. Những bước của quá trình nguyên phân cũng đã được chia thành các kỳ, mỗi kỳ sẽ có sự bắt đầu và kết thúc nối tiếp nhau. Như đã nói đến ở trên, các kỳ của nguyên phân bao gồm: kỳ đầu, kỳ trước,kỳ giữa, kỳ sau và kỳ cuối.

Trong suốt giai đoạn nguyên phân, ta thấy rằng, các cặp nhiễm sắc thể sẽ co xoắn và bám vào thoi vô sắc. Đây chính là nơi mà các nhiễm sắc thể kép đối diện nhau được kéo gần lại với nhau hơn. Tế bào sau đó cũng sẽ được chia ra bởi giai đoạn phân bào để nhằm mục đích có thể từ đó sẽ tạo ra hai tế bào riêng biệt giống nhau. Tuy nhiên, trên thực tế, cũng có vài trường hợp giai đoạn nguyên phân và phân bào xảy ra độc lập với nhau.

2. Những đặc điểm chính của quá trình nguyên phân:

Như đã phân tích cụ thể ở bên trên, trong quá trình nguyên phân, một tế bào được chia thành hai tế bào giống hệt nhau. Mục đích chính của quá trình nguyên phân đó là để nhằm có thể tăng trưởng tế bào và các tế bào này sẽ thay thế các tế bào bị bào mòn. Nếu không được sửa chữa kịp thời, những sai lầm trong quá trình nguyên phân cũng có thể dẫn đến những thay đổi trong DNA của các tế bào. Những thay đổi trong DNA của các tế bào sẽ có khả năng dẫn đến rối loạn di truyền. Ở thực vật, nguyên phân thông thường sẽ dẫn đến sự phát triển của các bộ phận sinh dưỡng của cây. Sự phân chia và kết hợp sẽ không xảy ra trong quá trình này.

3. Quá trình nguyên phân:

Nguyên phân như chúng ta đã biết, đây là hình thức phân chia tế bào phổ biến ở sinh vật nhân thực. Quá trình nguyên phân này bao gồm 2 giai đoạn, đó là phân chia nhân và phân chia tế bào chất.

– Phân chia nhân: Căn cứ vào một số dấu hiệu đặc trưng, phân chia nhân trong quá trình nguyên phân sẽ được chia làm 4 giai đoạn cụ thể như sau:

+ Kỳ đầu: các nhiễm sắc thể kép dần co xoắn, màng nhân và nhân con tại kì đầu cũng sẽ dần tiêu biến, thoi phân bào dần xuất hiện.

+ Kỳ giữa: các nhiễm sắc thể kép co xoắn cực đại và xếp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Mỗi nhiễm sắc thể kép đính với thoi phân bào ở tâm động.

+ Kỳ sau: các nhiễm sắc tử tách nhau ra và di chuyển trên thoi phân bào về hai cực của tế bào.

+ Kỳ cuối: các nhiễm sắc thể tại kì này sẽ dần dãn xoắn, màng nhân và nhân con dần xuất hiện.

– Phân chia tế bào chất Khi kỳ sau hoàn tất việc phân chia vật chất di truyền, tế bào sẽ bắt đầu phân chia tế bào chất để nhằm mục đích có thể thông qua đó hình thành nên hai tế bào con.

+ Đối với động vật: sự phân chia tế bào chất ở các động vật sẽ diễn ra bằng cách thắt màng tế bào ở vị trí mặt phẳng xích đạo.

+ Đối với thực vật : sự phân chia tế bào chất ở các thực vật diễn ra bằng cách hình thành vách ngăn bằng xenlulôzơ ở trung tâm tế bào để nhằm có thể dần ngăn cách tế bào mẹ thành 2 tế bào con.

Kết quả xảy ra là từ một tế bào mẹ tạo ra hai tế bào con có đặc điểm di truyền giống nhau và hai tế bào con có đặc điểm di truyền giống hệt tế bào mẹ.

– Quá trình nguyên phân xảy ra sẽ giúp sinh vật có thể được tăng trưởng và phát triển. Các nhiễm sắc thể trong quá trình này sẽ được phân phối đều cho các tế bào con sau mỗi chu kỳ. Nguyên phân sẽ chịu trách nhiệm cho một hình dạng nhất định và cho sự tăng trưởng và phát triển theo đúng hình dáng của một chủ thể là người hay động vật. Nguyên phân sẽ giúp duy trì số lượng nhiễm sắc thể không bị thay đổi trong tất cả các tế bào cơ thể của mỗi một loại sinh vật.

– Quá trình nguyên phân đối với sinh vật nhân thực đa bào, nguyên phân sẽ giúp làm tăng số lượng tế bào, từ đó quá trình nguyên phân cũng sẽ giúp cơ thể sinh trưởng và phát triển. Ngoài ra, quá trình nguyên phân đối với sinh vật nhân thực đa bào này còn giúp cơ thể tái sinh những mô và cơ quan bị tổn thương, từ đó cũng đã góp phần mở ra cơ hội cho kĩ thuật nuôi cấy mô sống và ghép tạng.

– Quá trình nguyên phân đối với sinh vật sinh sản vô tính, nguyên phân chính là cơ sở nhằm mục đích để có thể tạo ra những cá thể con mang kiểu gen giống hệt cá thể mẹ.

– Quá trình nguyên phân đối với các sinh vật sinh sản sinh dưỡng, nguyên phân chính là hình thức sinh sản tạo ra các cá thể con có kiểu gen giống kiểu gen của cá thể mẹ. Người ta sẽ thường hay ưng dụng đặc điểm này của quá trình nguyên phân trong nuôi cấy mô tế bào, giâm, chiết, ghép cành đạt hiệu quả.