Sự phân chia tế bào

Sự phân chia tế bào là cách một tế bào tạo ra các tế bào mới. Trong sinh học, điều đó thường có nghĩa là tế bào sao chép DNA, phân tách DNA đó theo cách có tổ chức, rồi tách thành các tế bào con. Ở sinh vật nhân thực, nguyên phân thường phục vụ cho sinh trưởng và sửa chữa, giảm phân tạo giao tử, còn sinh vật nhân sơ thường phân chia bằng phân đôi.

Nếu bạn cần bản tóm tắt nhanh để học trên lớp, hãy hỏi trước một câu: tế bào đang cố tạo ra một tế bào cơ thể khác, một giao tử, hay cả một cơ thể đơn bào mới? Điều đó thường cho biết bạn nên nghĩ đến nguyên phân, giảm phân hay phân đôi.

Định nghĩa sự phân chia tế bào trong sinh học

Trong một tế bào nhân thực điển hình, sự phân chia có hai phần liên kết với nhau. Trước hết, vật chất di truyền được phân tách để mỗi tế bào tương lai đều nhận được DNA. Sau đó, quá trình phân chia tế bào chất tách tế bào chất để hoàn tất sự phân chia về mặt vật lý.

Định nghĩa này phụ thuộc vào sinh vật. Tế bào người và tế bào thực vật dùng nguyên phân hoặc giảm phân vì chúng là tế bào nhân thực có nhân. Vi khuẩn không dùng nguyên phân hay giảm phân; chúng thường phân chia bằng phân đôi.

Sự phân chia tế bào diễn ra như thế nào

Trước khi một tế bào nhân thực phân chia, nó thường sao chép DNA trong pha S của chu kỳ tế bào. Sau đó, tế bào phải di chuyển chính xác các nhiễm sắc thể đã được sao chép để mỗi tế bào con nhận đúng lượng vật chất di truyền.

Đó là lý do sự phân chia tế bào không chỉ đơn giản là “một tế bào thành hai”. Đây là một chuỗi quá trình được điều hòa, gắn với sự nhân đôi DNA, sự phân ly nhiễm sắc thể và các điểm kiểm soát giúp ngăn ngừa những sai sót lớn.

Ví dụ có lời giải: Một tế bào da người phân chia bằng nguyên phân

Giả sử một tế bào da cần thay thế mô bị tổn thương. Trong trường hợp chuẩn trong sách giáo khoa, trước hết tế bào sẽ nhân đôi DNA. Đến khi nguyên phân bắt đầu, mỗi nhiễm sắc thể gồm hai cromatit chị em gắn với nhau.

Trong quá trình nguyên phân, các nhiễm sắc thể xếp thành hàng, rồi các cromatit chị em tách nhau ra và đi về hai phía đối diện của tế bào. Sau đó, quá trình phân chia tế bào chất tách tế bào thành hai phần.

Kết quả thường là hai tế bào con có cùng số lượng nhiễm sắc thể như tế bào cơ thể ban đầu. Ở người, điều đó có nghĩa là mỗi tế bào da mới thường kết thúc với $46$ nhiễm sắc thể.

Ví dụ này cho thấy vì sao nguyên phân hữu ích cho việc sửa chữa. Mô cần các tế bào thay thế có cùng số lượng nhiễm sắc thể cơ bản, chứ không phải các tế bào chỉ có một nửa số đó.

Những lỗi thường gặp

Một lỗi phổ biến là xem mọi sự phân chia tế bào đều là nguyên phân. Cách hiểu đó đúng với nhiều tế bào cơ thể, nhưng không mô tả sự hình thành giao tử hay sự sinh sản của vi khuẩn.

Một lỗi khác là nhầm lẫn giữa sự nhân đôi DNA và chính quá trình phân chia. DNA thường được sao chép trước khi tế bào tách ra, nên hai việc này có liên quan nhưng là các sự kiện khác nhau.

Học sinh cũng thường nghe rằng sự phân chia tạo ra “các tế bào giống hệt nhau” và áp dụng điều đó cho mọi trường hợp. Cách nói tắt này có thể hữu ích với nguyên phân, nhưng không mô tả giảm phân, và ngay cả nguyên phân cũng không hoàn toàn tránh được sai sót.

Cũng rất dễ quên quá trình phân chia tế bào chất. Việc phân tách DNA không giống với việc hoàn thành hai tế bào riêng biệt.

Khi nào sự phân chia tế bào được sử dụng

Sự phân chia tế bào là thiết yếu cho sinh trưởng, phát triển, sửa chữa mô và sinh sản. Ở các sinh vật đa bào, nguyên phân giúp duy trì các mô như da, máu và lớp lót của ruột.

Giảm phân quan trọng khi sinh vật tạo giao tử cho sinh sản hữu tính. Ở sinh vật đơn bào, sự phân chia có thể chính là cách cả cơ thể sinh sản.

Vì sao sự phân chia tế bào quan trọng

Sự phân chia tế bào liên hệ trực tiếp với di truyền học, phát triển và sinh học ung thư. Nếu sự kiểm soát chu kỳ tế bào bị phá vỡ, tế bào có thể phân chia khi lẽ ra không nên. Nếu sự phân ly nhiễm sắc thể xảy ra sai, các tế bào tạo thành có thể có quá nhiều hoặc quá ít DNA.

Đó là lý do chủ đề này quan trọng vượt ra ngoài việc học thuộc lòng. Nó giúp giải thích cách sinh vật lớn lên, cách các mô duy trì chức năng và vì sao sai sót trong phân chia có thể gây ra những vấn đề nghiêm trọng.

Hãy thử một câu hỏi tương tự

Hãy tự thử với một loại tế bào khác. Hãy hỏi xem mục tiêu là sinh trưởng và sửa chữa, tạo giao tử hay sinh sản của một sinh vật đơn bào, rồi quyết định xem nguyên phân, giảm phân hay phân đôi là phù hợp nhất.