nhiễm sắc thể , chu trình và sự phân ppt

Năm 1951, ở tuổi 31 Henritta được
đưa và bệnh viện Hopkins để chữa
một căn bệnh ung thư ác tính. Mặc
dù cô ta đã chết sau đó vài tháng,
nhưng những tế bào ung thư của cô
ta vẫn còn được lưu lại cho đến
ngày nay. Khoa học đã tìm ra được
rằng việc nuôi duỡng các tế bào
việc nuôi dưỡng các tế bào ung thư
trong những điều kiện môi trường
dinh dưỡng đầy đủ chúng có thể
sinh sản một cách vô hạn định
trong các đĩa trong phòng thí
nhiệm, ở đó chúng phát triển và tạo
ra các khối tế bào có hình dạng
không xác định. Trải qua một nửa
thế kỉ thì đã có tới hơn 10 nghìn
công trình nghiên cứu đuợc công
bố về ung thư có sử dụng những
thông tin từ những tế bào của
Henritta. Nhưng liệu rằng sự bất
diệt của những tế bào này có thực
sự tốt cho sự tạo thành của các tổ
chức sinh vật không?
Theo những nhận thức về giác
quan, sự sinh sản vô hạn của tế bào
là hợp lý. Phần lớn các cơ thể đa

bào được hình thành từ những cơ
thể đôn bào: cụ thể là từ tinh trùng
và trứng tạo thành hợp tử,các hợp
tử này tạo thành hai rồi 4 tế bào cho
đến khi tạo thnahf một cơ thể hoàn
chỉnh, cơ thể này lại có thể bắt đầu
một quá trình sinh sản mới. Một cơ
thể hoàn chỉnh không phải chỉ là
một khối của tế bào Hela nôi cấy,
các tế bào phải tạo thành các mô
đặc biệt, từ đó hình thành lên các
cơ quan, mỗi cơ quan trong chúng
thực hiện một vai trò nhất định. Từ
những nghiên cưucaanr thận trên
những con dun nhỏ
Canorhabdiiselegan đã chỉ ra điều
đó. Trong nghiên cứu này 1090 tế
bào được sinh ra từ tinh trùng và
trứng và chính xác là 131 tế bào đã
chết ngay sau khi con dun này sinh
ra. Nếu như chương trình chết của
tế bào không được thực hiện nũa
thì nó sẽ tạo ra những dị hình trong
cấu trúc.
Một tế bào chết thường có một
chương trình đã được lập trình sẵn
ở trong bộ gen. Với một tế bào bình
thường chứng sẽ phát triển thành
một cơ quan hoàn chỉnh, một tế bào
sẽ phát triển thành một cơ quan

hoàn chỉnh, ở đây có sự kết hợp
giữa quá trình phân chia tế bào và
quá trình tự chết của tế bào. Không
giống với những tế bào không bình
thường tế bào ung thư của Hela,
chúng có thể dữ được sự phát triển
mãi bởi vì chúng đã có sự biến đổi
làm mất cân bằng trong bộ gen, và
chúng đã vượt qua được chương
trình chết tự động của tế bào.
Trong chương này đầu tiên chúng
ta sẽ mô tả làm cách nào mà những
sinh vật đơn bào prổkaytic có thể
sinh sản tạo ra các cá thể mới từ
những sinh vật đơn bào đàu tiên.
Các hình thức sinh sản nguyên
phân và giảm phân, sự khác nhau
giữa sinh sản vô tính và sinh sản
hữu tính mối quan hệ của các laọi
hình sinh sản này. Cuối cùng chúng
ta sẽ thảo luận về sự phân chia tế
bào, tầm quan trọng của quá trình
chết cảu tế bào, và về apôptis.
Trong một mô bình thường, sinh
sản của một tế bào thường là sự
sinh ra của một tế bào này kèm
theo đó là sự mất đi của tế bào
khác. Chúng ta đã biết được rằng
hiện tượng chết lập trình của tế bào
là rất quan trọng

Hệ thống sinh sản tế bào
Các sinh vật đơn bào sử dụng chủ
yếu phân chia tế bào để sinh sản , ở
các sinh vật đa bào phân bào cũng
đóng vai trò quan trọng trong quá
trình phát triển và sửa chữa các mô
(hình 9.1). Bất kì tế bào nào phân
chia cũng đều trải qua 4 giai đoạn
như sau:
- Đầu tiên xuất hiện các dấu hiệu
sinh sản . Các dấu hiệu này có thể
xuât hiện bên trong hoặc bên ngoài
tế bào .
- Quá trình sao chép ADN (vật chất
di truyền ) và các thành phần khác
của tế bào sống được thực hiện để
đảm bảo hai tế bào mới được sinh
ra giống hệt nhau và có đầy đủ các
chức năng.
- Tế bào phân phối các ADN đã
được sao chép vào hai tế bào mới .
Đây là quá trình phân chia.
- Các vật chất mới được bổ sung
vào màng tế bào ( và vách tế bào
đối với các sinh vật có vách tế bào)
để hoàn thành quá trình phân ly
thành 2 tế bào mới. Đây là quá
trình phân chia tế bào chất. 4 sự
kiện này sẽ xuất hiện trong bất kì
quá trình phân chia nào cả ở tế bào

nhân sơ và nhân chuẩn

Prokaryote phân chia bằng trực
phân

Ở các sinh vật nhân sơ, phân bào là
cách sinh sản duy nhất của toàn bộ
các sinh vật đơn bào. Tế bào phát
triển đến kích thước nhất định, sao
chép ADN sau đó phân chia thành
hai tế bào mới. Đây là quá trình
trực phân.
Dấu hiệu sinh sản: Tỉ lệ sinh sản
của nhiều loài nhân sơ phụ thuộc
vào điều kiện môi trường. Vi khuẩn
Escherichia coli, một loài được
dùng phổ biến trong nghiên cứu di
truyền học , là một “cỗ máy phân
chia tế bào” , quá trình phân chia
diễn ra liên tục. Ở điều kiện bình
thường, 37°C quá trình phân chia
diễn ra trong 40 phút. Nhưng nếu
nguồn Cacbonhydrat và muối dồi
dào, quá trình phân chia chỉ mất 20
phút. Một loại vi khuẩn khác
Baccillus subtilis, ngừng phân chia
khi lượng thức ăn cung cấp ít và sẽ
tiếp tục phân chia trở lại nếu điều
kiện được cải thiện hơn. Những
quan sát này gợi ý rằng các nhân tố

bên ngoài như nguồn vật chất trong
môi trường, kiểm soát bước khởi
đầu quá trình phân bào ở các sinh
vật nhân sơ.
Sao chép ADN . Một nhiễm săc
thể, chúng ta đã thấy ở chương 4, là
một phân tử ADN chứa các thông
tin di truyền. Khi tế bào phân chia,
tất cả các nhiễm sắc thể được sao
chép thành 2 bản, mối bản sẽ được
phân chia vào 1 trong 2 tế bào mới
được sinh ra. Hầu hết các sinh vật
nhân sơ chỉ có 1 nhiễm sắc thể, một
phân tử ADN đơn mạch thẳng với
các Protein liên kết với nó. Trong
vi khuẩn E.coli, ADN là một phân
tử liên tục thường được nghiên cứu
ở dạng các nhiễm sắc thể vòng.
Nếu ADN của vi khuẩn đựoc sắp
xếp thành một vòng, vóng đó sẽ có
chu vi khoảng 1.6 triệu nm
(1.6mm). Bản thân vi khuẩn đó chỉ
có đường kính 1µm (1000nm) và
dài khoảng 4µm. Do đó ADN của
vi khuẩn, khi trải ra chúng sẽ tạo
thành 1 vòng tròn lớn gấp 100 lần
tế bào! Để nằm vừa trong tế bào,
ADN phải được đóng gói. Các
phân tử ADN được đóng gói bằng
cách tự cuộn xoắn, các protein

mang điện tích dương (bazơ) liên
kết với các ADN mang điện tích
âm (axit) để cuộn xoắn. Sự xuất
hiện các nhiễm sắc thể vòng là
điểm đặc trưng cho tất cả các sinh
vật nhân sơ, cũng như ở 1 số virut
và cũng đựoc tìm thấy ở lục lạp và
ty thể của tế bào nhân chuẩn.
Về chức năng, nhiễm sắc thể của
sinh vật nhân sơ có hai vùng đặc
biệt quan trọng với quá trình sinh
sản:
- Vị trí mà quá trình sao chép vòng
đựợc bắt đầu : mở đầu quá trình sao
chép, kí hiệu là ori - Vị trí kết thúc
quá trình sao chép : điểm cuối của
quá trình sao chép, ter Quá trình
sao chép nhiễm sắc thể diễn ra khi
ADN mở xoắn thông qua một
“phức hệ sao chép” của các Protein
ở trung tâm của tế bào. Các Protein
này bao gồm các enzym ADN
polymeraza, cấu tạo của chúng sẽ
được tìm hiểu kĩ hơn ở chương 11.
Trong suốt quá trình sao chép ADN
của tế bào nhân sơ , tế bào phát
triển và điều khiển một cơ chế để
phân chia các ADN vào các tế bào
con mới hình thành.
Quá trình phân ly ADN : Sự sao

chép ADN là tiền đề cho quá trình
phân ly. Các phân tử ADN đã được
sao chép sẽ đi về 2 tế bào
mới.Vùng đầu tiên được sao chép
là ori, vùng này gắn với màng sinh
chất. Hai vùng ori được tạo ra sẽ
phân chia khi các nhiễm sắc thể và
các màng sinh chất mới được hình
thành giữa chúng, giai đoạn này
kéo dài hơn (hình 9.2) Khi kết thúc
quá trình sao chép có hai bộ nhiễm
sắc thể được hình thành, tế bào vi
khuẩn kéo dài.
Sự phân bào Tế bào phân chia hay
phân bào, bắt đầu sau khi quá trình
sao chép nhiễm sắc thể kết thúc
được 20 phút. Đầu tiên ở màng sinh
chất hình thành gờ thắt tròn giống
như dây thắt miệng túi. Các sợi liên
kết các Protein tương tự như hệ vi
ống của sinh vật nhân chuẩn là
thành phần chính của vòng dây
này. Khi màng sinh chất thắt lại,
các nguyên liệu xây dựng vách tế
bào mới được tổng hợp.Quá trình
phân chia hoàn thành.
Eukaryote phân chia bằng
nguyên phân hoặc giảm phân
Các tế bào nhân chuẩn phức tạp,
như ở người và thực vật có hoa,

đều có nguồn gốc từ tế bào đơn
giản , từ trứng đựợc thụ tinh. Tế
bào này sinh ra từ hai tế bào giới
tính của của cơ thể bố mẹ (giao tử)
kết hợp với nhau. Các giao tử là
trứng và tinh trùng chứa các vật
chất di truyền của tế bào bố mẹ.
Như vậy trứng được thụ tinh chứa 1
bộ nhiễm sắc thể của bố và một của
mẹ. Sự hình thành cơ thể đa bào từ
trứng được thụ tinh được gọi là sự
phát triển. Nó liên quan đến cả sự
sinh sản tế bào và biệt hoá tế bào.
Ví dụ, một người trưởng thành có
vài ngàn tỉ tế bào, tất cả các tế bào
đều có nguồn gốc tận cùng từ trứng
được thụ tinh, và rất nhiều tế bào
có vai trò biệt hoá Quá trình biệt
hoá diễn ra như thế nào sẽ được
xem xét trong phần 3. Ở đây chúng
ta tập trung vào sự sinh sản của tế
bào. Sinh sản ở tế bào nhân chuẩn,
cũng giống như sở tế bào nhân sơ,
có 4 giai đoạn : dấu hiệu sinh sản,
sao chép ADN, phân ly và phân
chia tế bào chất. Nhưng ở một mức
độ nào đó các giai đoạn diễn ra
phức tạp hơn. Đầu tiên khác với tế
bào nhân sơ , các tế bào nhân chuẩn
không phân chia liên tục bất cứ khi

nào điều kiện môi trường thích
hợp. Trong thực tế các tế bào nhân
chuẩn trong cơ thể đa bào biệt hoá
và hiếm khi phân chia. Vì vậy các
dấu hiệu phân chia không liên quan
đến môi trường của một tế bào đơn
giản mà nó liên quan đến toàn bộ
sinh vật. Thứ hai không chỉ có một
nhiễm sắc thể đơn, sinh vật nhân
chuẩn thường có nhiều nhiễm sắc
thể ( người có 46) vì vậy quá trình
sao chép và phân chia về cơ bản
giống với nhân sơ nhưng phức tạp
hơn (hình 9.1). Thứ ba tế bào nhân
chuẩn có nhân riêng biệt, nhân này
sẽ được sao chép và phân chia
thành hai nhân mới. Do đó quá
trình phân chia tế bào chất được
phân biệt với phân chia vật chất di
truyền. Cuối cùng, sự phân chia tế
bào chất khác nhau ở tế bào thực
vật(có vách tế bào) và tế bào động
vật (không có vách). Điểm khác
biệt chủ yếu giữa sinh vật nhân sơ
và sinh vật nhân chuẩn trong sinh
sản tế bào là ở sinh vật nhân chuẩn
các nhiễm sắc thể mới được sao
chépvẫn bát cặp với các nhiễm sắc
thể còn lại như các nhiễm sắc tử chị
em, và có một cơ chế mới ,nguyên

phân, để phân chia chúng vào hai
nhân mới. Sinh sản ở tế bào nhân
chuẩn bao gồm 3 bước đặc trưng :
- Sự sao chép ADN trong nhân
- Cuộn xoắn và phân chia ADN đã
được sao chép vào hai nhân mới
(phân chia nhân)
- Phân chia tế bào chất (phân bào)

Một cơ chế thứ hai của quá trình
phân chia nhân , đó là giảm phân,
xảy ra ở tế bào mầm để tạo ra giao
tử đóng góp cho quá trình sinh sản
tạo ra cơ thể mới. Trong khi hai tế
bào mới được sinh ra trong nguyên
phân giống hệt tế bào mẹ - chúng
có ADN giống nhau, sản phẩm của
quá trình giảm phân thì không
giống như vậy. Giảm phân tạo ra
tính đa dạng của sinh vật bàng cách
thay đổi vật chất di truyền, tạo ra
các tổ hợp gen mới.Nó đóng vai trò
quan trọng trong chu trình sống của
sinh vật sinh sản hữu tính.
Cái gì quyết định tế bào có phân
chia hay không?Nguyên phân tạo
ra các tế bào giống hệt nhau như
thế nào? Tại sao giảm phân lại tạo
ra tính đa dạng? Tại sao chúng ta
cần các tế bào giống hệt nhau và

các tế bào khác nhau? Tại sao hầu
hết các sinh vật nhân chuẩn đều
sinh sản hữu tính? Phần tiếp theo
chúng ta sẽ mô tả chi tiết kì trung
gian của nguyên phân và giảm phân
và tác động của chúng trong di
truyền , phát triển và tiến hoá của
sinh vật.