Mitosis vs Meiosis — อธิบายความแตกต่างสำคัญ

ความแตกต่างระหว่าง mitosis และ meiosis ในกรณีมาตรฐานระดับโรงเรียนอธิบายได้ง่าย ๆ คือ mitosis ทำให้ได้เซลล์ 2 เซลล์ที่มีจำนวนโครโมโซมเท่าเดิม ส่วน meiosis ทำให้ได้เซลล์ 4 เซลล์ที่มีจำนวนโครโมโซมเหลือครึ่งหนึ่ง โดย mitosis ใช้หลัก ๆ สำหรับการเจริญเติบโตและการซ่อมแซม ส่วน meiosis ใช้สร้างเซลล์สืบพันธุ์สำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

สรุปนี้ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขหนึ่งข้อ คือเซลล์ตั้งต้นเป็นแบบ diploid ซึ่งหมายความว่ามีโครโมโซมอยู่ 2 ชุด นี่เป็นกรณีที่พบได้ทั่วไปในชีววิทยาเบื้องต้น จึงเป็นการเปรียบเทียบที่เหมาะกับนักเรียนส่วนใหญ่ที่ค้นหา "mitosis vs meiosis"

Mitosis Vs Meiosis แบบสรุปเร็ว

ลักษณะ	Mitosis	Meiosis
จุดประสงค์หลัก	การเจริญเติบโต การซ่อมแซม และการแทนที่เซลล์	การสร้างเซลล์สืบพันธุ์สำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
จำนวนครั้งของการแบ่ง	1	2
จำนวนเซลล์ที่ได้โดยทั่วไป	2	4
จำนวนโครโมโซม	โดยทั่วไปคงเดิม	โดยทั่วไปลดลงครึ่งหนึ่ง
ความคล้ายคลึงทางพันธุกรรม	โดยทั่วไปคล้ายกันมาก	โดยทั่วไปหลากหลายมากกว่า

Mitosis ทำหน้าที่อะไรในเซลล์

Mitosis ช่วยให้สิ่งมีชีวิตคงสภาพเนื้อเยื่อต่าง ๆ ไว้ได้ เมื่อเซลล์ผิวหนัง เซลล์เยื่อบุลำไส้ หรือเซลล์ร่างกายอื่น ๆ ต้องถูกแทนที่ เซลล์ใหม่ก็มักต้องมีจำนวนโครโมโซมเท่าเดิมและมีคำสั่งทางพันธุกรรมโดยรวมเหมือนกับเซลล์เดิม

ในภาพรวมระดับเบื้องต้น mitosis เป็นการแยก sister chromatids ออกจากกัน ในกรณีมาตรฐานตามหนังสือเรียน ผลที่ได้คือเซลล์ลูก 2 เซลล์ที่มีพันธุกรรมคล้ายกับเซลล์แม่และคล้ายกันเองมาก

Meiosis ทำหน้าที่อะไรในการสืบพันธุ์

Meiosis เป็นกระบวนการเฉพาะสำหรับสร้างเซลล์สืบพันธุ์ เช่น อสุจิหรือเซลล์ไข่ โดยประกอบด้วย meiosis I และ meiosis II จึงมีการแบ่งเซลล์ 2 รอบแทนที่จะเป็น 1 รอบ

ความแตกต่างสำคัญไม่ได้มีแค่จำนวนรอบของการแบ่งเท่านั้น ใน meiosis I นั้น homologous chromosomes จะเข้าคู่กันแล้วแยกออกจากกัน นอกจากนี้ยังอาจเกิด crossing over ระหว่าง homologous chromosomes ซึ่งช่วยสร้างความแปรผันทางพันธุกรรม จากนั้น meiosis II จึงแยก sister chromatids

จึงเป็นเหตุผลว่า meiosis โดยทั่วไปไม่ได้สร้างเซลล์ 4 เซลล์ที่เหมือนกันทั้งหมด บทบาทของมันไม่ใช่การคัดลอกแบบตรง ๆ แต่คือการลดจำนวนโครโมโซมและช่วยสร้างความหลากหลายสำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

ตัวอย่างคำนวณด้วยจำนวนโครโมโซมของมนุษย์

เซลล์ร่างกายของมนุษย์โดยทั่วไปมีโครโมโซม $46$ แท่ง ถ้าเซลล์ diploid หนึ่งเซลล์แบ่งแบบ mitosis ผลลัพธ์ที่ได้โดยทั่วไปคือ

$$46 \to 46 + 46$$

ถ้าเซลล์ตั้งต้นแบบ diploid เข้าสู่ meiosis ผลลัพธ์ที่ได้โดยทั่วไปคือ

$$46 \to 23 + 23 + 23 + 23$$

เรื่องนี้สำคัญเพราะการปฏิสนธิคือการรวมกันของเซลล์สืบพันธุ์แบบ haploid สองเซลล์ ถ้าอสุจิและเซลล์ไข่ไม่เป็น haploid จำนวนโครโมโซมก็จะเพิ่มเป็นสองเท่าไปเรื่อย ๆ ในแต่ละรุ่น

แนวคิดง่าย ๆ เบื้องหลังความแตกต่าง

ให้คิดว่า mitosis คือ คัดลอกและคงไว้ เซลล์คัดลอก DNA แล้วรักษาจำนวนโครโมโซมให้คงเดิม

ให้คิดว่า meiosis คือ สลับและลดจำนวน เซลล์จะสับเปลี่ยน homologous chromosomes และลดจำนวนโครโมโซมลง เพื่อให้การปฏิสนธิสามารถทำให้กลับสู่สภาพ diploid ได้

ทางลัดในการจำแบบนี้มีประโยชน์ แต่ต้องจำเงื่อนไขให้ถูกด้วย คือใช้ได้กับกรณีมาตรฐานที่เซลล์ตั้งต้นเป็น diploid ซึ่งพบในตัวอย่างชีววิทยาระดับโรงเรียนส่วนใหญ่

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยเกี่ยวกับ Mitosis และ Meiosis

บอกว่า meiosis สร้างสำเนาที่เหมือนกันทุกประการ

โดยทั่วไปไม่ใช่ เพราะ homologous chromosomes มีการเข้าคู่ แยกจากกัน และอาจแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนกันได้ ทำให้เซลล์ที่ได้มักมีพันธุกรรมแตกต่างกัน

มองว่า mitosis และ meiosis แยกโครงสร้างชนิดเดียวกัน

ถ้าอธิบายแบบง่าย mitosis แยก sister chromatids เป็นหลัก ส่วน meiosis แยก homologous chromosomes ใน meiosis I และแยก sister chromatids ใน meiosis II

ลืมว่าจำนวนโครโมโซมขึ้นอยู่กับเซลล์ตั้งต้น

กฎที่คุ้นกันว่า meiosis ทำให้จำนวนโครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่งนั้น ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าเซลล์ตั้งต้นเป็น diploid ถ้าบริบทตั้งต้นเปลี่ยนไป คำอธิบายก็ต้องระมัดระวังมากขึ้น

คิดว่า mitosis หมายถึงเหมือนเดิมสมบูรณ์แบบในทุกกรณีจริง

นี่เป็นสรุปเพื่อช่วยให้เรียนเข้าใจง่าย ไม่ใช่การรับประกันว่าจะไม่มีการกลายพันธุ์หรือความผิดพลาดเกิดขึ้นเลย

Mitosis และ Meiosis ใช้เมื่อใด

Mitosis ใช้ในการเจริญเติบโต การสมานแผล การคงสภาพของเนื้อเยื่อ และการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศในสิ่งมีชีวิตบางชนิด

Meiosis ใช้เมื่อสิ่งมีชีวิตสร้างเซลล์สืบพันธุ์สำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ และยังเกี่ยวข้องโดยตรงกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม เพราะวิธีที่โครโมโซมแยกจากกันระหว่าง meiosis มีผลต่ออัลลีลที่จะไปอยู่ในเซลล์สืบพันธุ์แต่ละเซลล์

ลองทำโจทย์จำนวนโครโมโซมที่คล้ายกัน

เริ่มจากเซลล์ diploid ที่มีโครโมโซม $12$ แท่ง หลัง mitosis เซลล์ลูกแต่ละเซลล์โดยทั่วไปจะมีโครโมโซม $12$ แท่ง หลัง meiosis เซลล์สุดท้ายแต่ละเซลล์โดยทั่วไปจะมี $6$ แท่ง

ถ้าอยากลองต่ออีกขั้น ให้ตั้งโจทย์ของตัวเองโดยใช้จำนวนตั้งต้นที่ต่างออกไป และอธิบายไม่ใช่แค่ว่าคำตอบคืออะไร แต่รวมถึง ทำไม mitosis จึงคงจำนวนไว้ ในขณะที่ meiosis ลดจำนวนลง ถ้าต้องการแบบฝึกเพิ่ม ลองสำรวจโจทย์จำนวนโครโมโซมที่คล้ายกัน และตรวจสอบก่อนว่าเซลล์ตั้งต้นของคุณเป็น diploid หรือไม่ ก่อนจะตัดสินว่า meiosis จะให้ผลอย่างไร