การขยายพ นธ พ ชแบบอาศ ยเพศ ม ว ธ อะไรบ าง

การสืบพันธุ์ (Reproduction) หมายถึง ขบวนการในการผลิต หรือเกิดหน่วยสิ่งมีชีวิตใหม่ที่เหมือนตนเอง ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต ที่จะดำรงค์พันธุ์หรือสปีชีส์ (species) ให้คงอยู่ในโลกสืบต่อไปไม่ให้สูญพันธุ์

ความสำคัญของการสืบพันธุ์

1. การสืบพันธุ์ เป็นขบวนการที่สำคัญที่สุดในการสร้างหน่วยสิ่งมีชีวิตขึ้นมาใหม่ เพื่อทดแทนหน่วยสิ่งมีชีวิตเดิมที่ตายและดับสูญไป ทำให้สิ่งมีชีวิตดำรงพันธุ์สืบต่อเนื่องกันไปเป็นระยะอันยาวนาน เช่น บรรพบุรุษของมนุษย์ กำเนิดเมื่อ 2-5 ล้านปี มาแล้ว หรือพืชเกิดขึ้นในโลกเมื่อ 200 กว่าล้านปีมาแล้ว ก็เนื่องมาจากสมบัติที่สำคัญ คือ การสืบพันธุ์ ที่ทำให้สิ่งมีชีวิตเจริญสืบเนื่องกันมาถึงปัจจุบัน

2. การสืบพันธุ์ โดยเฉพาะแบบอาศัยเพศ ทำให้เกิดความแตกต่างแปรผันของลักษณะภายในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน (variation) ซึ่งเป็นกลไกสำคัญยิ่งในกระบวนการปรับตัวให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมและก่อให้เกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

3. นักชีววิทยาบางท่านมีความเห็นว่า การสืบพันธุ์น่าจะเป็นคุณสมบัติสำคัญที่สุดในการใช้เป็นหลักตัดสินว่าสิ่งใดสิ่งหนึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตหรือไม่ เช่น ไวรัส ถ้าอยู่นอกเซลล์ของผู้ถูกอาศัย (host) จะเป็นผลึกไม่มีกิจกรรมชีวิตใดๆ แต่ถ้าเข้าไปในเซลล์ของผู้ถูกอาศัย จะสามารถเพิ่มจำนวนขึ้นได้ จึงจัดไวรัสเป็นสิ่งมีชีวิตเนื่องจากสามารถทวีจำนวนหรือสืบพันธุ์ได้

การสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตมี 2 ประเภท คือ

1. การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (Asexual reproduction) การสืบพันธุ์โดยไม่ใช้เซลล์สืบพันธุ์ แต่ใช้เซลล์ร่างกายหรือส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายเพื่อการเพิ่มจำนวน ดังนั้น ลูกที่เกิดขึ้นจึงมีลักษณะพันธุกรรมเหมือนผู้ให้กำเนิด ไม่กลายพันธุ์ และลูกปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมได้น้อย

2. การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (Sexual reproduction) เป็นการสืบพันธุ์โดยใช้เซลล์สืบพันธุ์ (sex cell) เพื่อการเพิ่มจำนวน ดังนั้น ลูกที่เกิดขึ้นจะมีลักษณะแตกต่างกันหรือมีการผันแปรของลักษณะ (variation) ลูกมีโอกาสดีเด่นกว่าพ่อแม่และปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมได้ดี

การสืบพันธุ์จะเกิดวิธีใดก็ตามจะต้องมีการแบ่งเซลล์ เพื่อการเพิ่มจำนวนเซลล์ โดยการแบ่งเซลล์จะช่วยให้สัดส่วนของพื้นที่ผิวรอบเซลล์ต่อปริมาตรเพิ่มขึ้น ช่วยให้โอกาสแลกเปลี่ยนสารกับสิ่งแวดล้อมได้มากขึ้น

กระบวนการแบ่งเซลล์ (Cell Division)

กระบวนการแบ่งเซลล์ เป็นกระบวนการเพิ่มจำนวนเซลล์ใหม่ขึ้นมาซึ่งเกดขึ้นต่อเนื่องกัน มีการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมีอย่างสลับซับซ้อน และจากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์พบว่า มีปัจจัยหลายอย่างที่มีผลการเกี่ยวข้องกับการแบ่งเซลล์ สรุปได้ดังนี้

1. ความไม่สมดุลกันของอัตราส่วนระหว่างปริมาณของนิวเคลียสและปริมาณของไซโทพลาสซึม ทำให้นิวเคลียสไม่สามารถควบคุมกิจกรรมต่างๆที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ให้ดำเนินไปได้ดี จึงจำเป็นจะต้องมีการแบ่งเซลล์

2. จากการสังเคราะห์ DNA ซึ่งเป็นสารพันธุกรรมขึ้นภายในเซลล์ จะเป็นตัวกระตุ้นให้มีการแบ่งเซลล์ขึ้นเสมอ

3. ปริมาณสารอาหารภายในเซลล์หรือสารเคมีบางชนิด เช่น ฮอร์โมนบางชนิดที่เซลล์สร้างและสะสม จะมีผลกระตุ้นต่อกระบวนการแบ่งเซลล์

4. ความจำเพาะของเซลล์ เช่น เซลล์ประสาท หลังจากที่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์แล้ว จะไม่สามารถแบ่งเซลล์ได้อีก

การแบ่งเซลล์ (Cell pision) ประกอบด้วยกระบวนการพื้นฐานสำคัญ 2 ขั้นตอน คือ

1. การแบ่งนิวเคลียส (Karyokinesis หรือ Nuclear pision)

2. การแบ่งไซโทพลาสซึม (Cytokinesis หรือ Cytoplasmic pision)

1. กระบวนการแบ่งนิวเคลียส (Karyokinesis หรือ Nuclear pision) เป็นกระบวนการแบ่งหรือแยกตัวของโครโมโซม ตรงบริเวณนิวเคลียสก่อนทุกครั้งที่มีการแบ่งเซลล์เกิดขึ้น เพื่อให้ได้เซลล์ใหม่ซึ่งมีสารพันธุกรรม (DNA) เหมือนเดิม จำแนกเป็น 3 ลักษณะ คือ

1. อะไมโทซิส (Amitosis) เป็นการแบ่งนิวเคลียสที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอย่างง่ายๆ โดยนิวเคลียสจะคอดกลางแล้วแบ่งเป็น 2 ส่วน เซลล์ที่มีการแบ่งนิวเคลียสแบบนี้ได้แก่ มาโครนิวเคลียส ของซิลิเอต เช่น พารามีเซียม และเซลล์ที่ผิดปกติกำลังจะสลายตัวไป หรือเซลล์ที่เป็นโรค แต่นักวิทยาศาสตร์บางท่านมีความเห็นว่า อะไมโทซิส ก็คือ ไมโทซิส นั่นเอง

2. ไมโทซิส (Mitosis) เป็นการแบ่งนิวเคลียสที่ประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงหลายลำดับขั้นตอนต่อเนื่องกันไป เป็นผลให้โครโมโซมที่อยู่ในนิวเคลียสแยกออกจากกัน โดยมีทั้งคุณภาพและปริมาณเท่ากับนิวเคลียสของเซลล์เดิมก่อนแบ่งทุกประการ การแบ่งนิวเคลียสแบบนี้พบในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

3. ไมโอซิส (Meiosis) เป็นการแบ่งนิวเคลียสที่ประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนหลายขั้นตอนมาก

กว่าไมโทซิส ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นทำให้โครโมโซมลดลงเหลือครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิมก่อนการแบ่ง การแบ่งนิวเคลียสแบบนี้เป็นการแบ่งเพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ เพื่อใช้ในขบวนการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

2. การแบ่งไซโทพลาสซึม (Cytokinesis หรือ Cytoplasmic pision) เป็นกระบวนการแบ่งสารต่างๆตรงบริเวณไซโทพลาซึม ภายหลักจากที่มีการแบ่งที่นิวเคลียสแล้วทุกครั้ง เพื่อให้สารที่จำเป็นและออร์แกเนลล์ต่างๆแบ่งไปให้เซลล์ใหม่ กระบวนการแบ่งไซโทพลาซึมจะเกิดขึ้นหลังจากเกิดกระบวนการนิวเคลียสแล้ว

การแบ่งไซโทพลาซึม จะมี 2 แบบ คือ แบบที่เยื่อหุ้มเซลล์คอดกิ่วจาก 2 ข้างเข้าใจกลางเซลล์ เรียกว่า เป็นแบบ furrow type ซึ่งพบในเซลล์สัตว์กับแบบที่มีการสร้างเซลล์เพลท (cell plate) มาก่อตัวบริเวณกึ่งกลางเซลล์ขยายไป 2 ข้างของเซลล์ เรียกว่า เป็นแบบ cell plate type ซึ่งพบในเซลล์พืช

การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (Mitosis)

การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสเป็นการแบ่งเซลล์เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ของร่างกายในการเจริญเติบโตในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์หรือเป็นการแบ่งเซลล์เพื่อการสืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและหลายเซลล์บางชนิด เช่น พืช

- ไม่มีการลดจำนวนชุดโครโมโซม

- เมื่อสิ้นสุดการแบ่งเซลล์จะได้ 2 เซลล์ใหม่ที่มีโครโมโซมเท่าๆกัน และเท่ากับเซลล์ตั้งต้น

- พบที่เนื้อเยื่อเจริญปลายยอด ปลายราก แคมเบียมของพืชหรือเนื้อเยื่อบุผิว ไขกระดูกในสัตว์ การสร้างสเปิร์มและไข่ของพืช

ในกระบวนการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสพบว่า พวกโพรคาริโอต (procaryote) และ ยูคาริโอต (eucaryote) จะมีกระบวนการในการแบ่งเซลล์ที่แตกต่างกันออกไป

แบ่งเซลล์แบบไมโทซิสของพวกโพรคาริโอต

ลักษณะสำคัญของพวกโพรคาริโอต

- มีสภาพเป็นเซลล์เดียว

- ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส ทำให้มองไม่เห็นนิวเคลียส

- DNA (สารพันธุกรรม) ที่อยู่ภายในเซลล์เป็นกรดนิวคลิอิกที่ไม่มีโปรตีนประกอบอยู่มากมายและซับซ้อนแบบพวกยูคาริโอต

- จีโนฟอร์ส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นวง และประกอบด้วย DNA 1 โมเลกุล

- ภายในเซลล์มีไรโบโซม แต่ไม่มีออร์แกแนลอื่น

- สิ่งมีชีวิตพวกโพรคาริโอตได้แก่ แบคทีเรีย สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน แอกทิโนไมซีทิส (actinomyetes) เป็นต้น

วิธีการแบ่งเซลล์

1. จีโนฟอร์ ซึ่งมีลักษณะเป็นวงจะเคลื่อนเข้าไปติดกับเยื่อหุ้มเซลล์

2. คลายเกลียวของ DNA และสังเคราะห์ DNA วงใหม่ขึ้นได้เป็นจีโนฟอร์ใหม่ 2 วง

3. จีโนฟอร์ทั้งสองจะเคลื่อนย้ายออกจากกัน

4. แบ่งตัวที่กึ่งกลางเซลล์ได้เป็น 2 เซลล์ใหม่ที่ต่างประกอบด้วยจีโนฟอร์ เซลล์ละ 1 วง

แบ่งเซลล์แบบไมโทซิสของพวกยูคาริโอต

ลักษณะสำคัญของพวกยูคาริโอต

- มีสภาพเป็นเซลล์เดียว หรือหลายเซลล์

- มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส ทำให้เห็นนิวเคลียสได้ชัดเจน

- เซลล์ของพวกยูคาริโอตประกอบด้วย 2 ส่วนคือ ไซโทพลาสซึมและนิวเคลียส ซึ่งแยกกันอย่างเห็นได้ชัด

- DNA (สารพันธุกรรม) จะอยู่รวมกับโปรตีน เรียกว่า โครโมโซม ซึ่งมีอยู่มากมายแล้วแต่ว่าเป็นพวกยูคาริโอตชนิดใด

- มีไรโบโซม และออร์แกเนลล์อื่นๆที่มีเยื่อหุ้มเด่นชัดหลายชนิด

- สิ่งมีชีวิตพวกยูคาริโอตได้แก่ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น อะมีบา ยีสต์ และสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เช่น คน สัตว์ชั้นสูง และพืช

กระบวนการแบ่งเซลล์พวกยูคาริโอต

การแบ่งเซลล์ของสิ่งมีชีวิตพวกยูคาริโอต ประกอบด้วยกระบวนการแบ่งนิวเคลียสและการแบ่งไซโทพลาซึม ในกระบวนการแบ่งนิวเคลียสจะเน้นถึงกระบวนการแบ่งตัวของโครโมโซมไปยังเซลล์ใหม่ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนกว่าพวกโพรคาริโอตเนื่องจากมีจำนวนโครโมโซมมาก ก่อนที่เซลล์ใดเซลล์หนึ่งจะแบ่งเซลล์ เซลล์จะต้องมีการเตรียมตัวให้พร้อมที่จะแบ่งตัวได้ ช่วงที่เซลล์หนึ่งเตรียมตัวที่จะแบ่งเซลล์ และมีกระบวนการแบ่งเซลล์จนกระทั่งสิ้นสุด เรียกว่า 1 วัฎจักรของเซลล์ (cell cycle)

วัฏจักรของเซลล์ (cell cycle)

วัฏจักรของเซลล์ คือ รอบการเปลี่ยนแปลงของเซลล์จากระยะที่เซลล์มีการเตรียมตัวให้พร้อมที่จะแบ่งตัวได้ และเข้าสู่ระยะการแบ่งนิวเคลียสจนสิ้นสุดการแบ่งเซลล์ ดังนั้น ในแต่ละวัฏจักรของเซลล์ที่กำลังแบ่งตัวจึงอาจแบ่งเป็น 2 ระยะใหญ่ๆ คือ

1. ระยะที่เซลล์เตรียมพร้อมที่จะแบ่งตัว เรียกว่า ระยะอินเตอร์เฟส (interphase) ประกอบด้วยระยะย่อยๆ 3 ระยะ คือ ระยะจี1 (G1 phase) ระยะเอส ( S phase) และระยะจี2 (G2 phase)

2. ระยะแบ่งเซลล์ หรือ แบ่งนิวเคลียส เรียกว่า ระยะไมโทซิส (M phase) ประกอบด้วยระยะย่อยๆ 4 ระยะ คือ ระยะโพรเฟส (prophase) ระยะเมทาเฟส (metaphase) ระยะแอนาเฟส (anaphase) และระยะเทโลเฟส (telophase)

การะบวนการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส เป็นกระบวนการที่มีหลายขั้นตอนเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องกัน แต่ละระยะมีการเปลี่ยนแปลง ดังนี้

1. ระยะอินเตอร์เฟส (interphase)

- เป็นระยะที่เซลล์มีการเติบโตเต็มที่

- เซลล์มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีมากที่สุดหรือมีเมแทบอลิซึมสูงมาก จึงเรียก Metabolic sstage

- ใช้เวลานานที่สุด ดังนั้น ถ้าศึกษาการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสจากกล้องจุลทรรศน์ จะพบเซลล์ปรากฎอยู่ในนี้ระยะนี้มากที่สุด

- โครโมโซมมีลักษณะเป็นเส้นใยยาวขดไปมา เรียกว่า เส้นใยโครมาทิน (chromation)

- มีการสังเคราะห์ DNA ขึ้นมาอีก 1 เท่าตัว หรือมีการจำลองโครโมโซมอีก 1 ชุด แต่ยังติดกันอยู่ที่ปมเซนโทรเมียร์ (centromere) หรือ ไคเนโตคอร์ (kinetochore) ดังนั้น โครโมโซม 1 แท่งจะมี2 ขา เรียกแต่ละขานั้นว่า โครมาทิด โดยโครมาทิดทั้งสองขาของโครโมโซมท่อนเดียวกันเรียกว่า sister chromatid ดังนั้น ถ้ามีโครโมโซมในเซลล์ 8 แท่ง ก็จะมี 16 โครมาทิด หรือในคนเรามีโครโมโซม 46 แท่ง ก็จะมี 92 โครมาทิด

- ระยะนี้โครโมโซมจะมีความยาวมากที่สุด

เป็นะระยะที่ใช้เวลานานที่สุดในวัฏจักรของเซลล์ คือประมาณ 18 ½ - 19 ชั่วโมง เพราะเป็นระยะเวลาที่เซลล์มีการเตรียมพร้อมในการแบ่งเซลล์ เซลล์จะขยายขนาดมากขึ้นและมีส่วนประกอบต่างๆเห็นได้ชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งนิวเคลียสและนิวคลีโอลัส นิวเคลียสจะเห็นเป็นก้อนกลมขนาดใหญ่ชัดเจน ระยะอินเตอร์เฟสสามารถแบ่งแยกย่อยออกเป็น 3 ระยะ ดังนี้

ก) ระยะ G1 (First Gap,pre-DNA, synthesis Phase) เป็นระยะที่เซลล์มีการเตรียมพร้อมก่อนจะมีการสังเคราะห์ หรือการจำลองตัวเองของดีเอนเอ (DNA duplication , DNA replication) โดยจะมีการสร้างและสะสมเอนไซม์และวัตถุดิบที่จะใช้สังเคราะห์ดีเอ็นเอในระยะ S นิวเคลียสในระยะ G1 นี้จะมีปริมาณ ดีเอนเอปกติ คือ เท่ากับของในเซลล์ทั่วไป

- ระยะนี้ใช้เวลาประมาณ 8 ชั่วโมง เป็นระยะที่ใช้เวลานานที่สุด

ข) ระยะ s (synthesis phase , DNA synthesis phase) เป็นระยะที่เซลล์มีการสังเคราะห์ดีเอนเอทำให้เซลล์มีดีเอนเอเพิ่มขึ้นจากเดิมหนึ่งเท่าตัว (จึงทำให้ 1 โครโมโซม ประกอบด้วย 2 โครมาทิด (chromatid) ซึ่งจะติดกันที่ตำแหน่งเซนโทรเมียร์ (centromere)

- ระยะนี้ใช้เวลาประมาณ 6 ชั่วโมง

ค) ระยะ G2 (second gap , pre- mitosis phase post-DNA synthesis phase) เป็นระยะที่เซลล์มีการเตรียมพร้อมเพื่อจะมีการเปลี่ยนแบ่งเซลล์เกิดขึ้นในระยะต่อไป เช่น มีการสร้างและสะสมพลังงานสำหรับการเคลื่อนที่ของโครโมโซม มีการสร้างโปรตีน อาร์เอ็นเอ (RNA=ribonucleic acid) และ microtubule เป็นต้น

ออร์แกเนลล์ที่เป็นส่วนประกอบของสายใยสปินเดิล (spindle fibers) ในระยะนี้นิวเคลียสจะมีปริมาณ

ของดีเอนเอเป็นสองเท่าของในเซลล์ร่างกายทั่วไป

- นิวเคลียสในระยะนี้ยังมีเยื่อหุ้มนิวเคลียสอยู่

- ระยะนี้ใช้เวลานานประมาณ 4 ½ ชั่วโมง

เมื่อสิ้นสุดอินเตอร์เฟสแล้วเซลล์จะมีปริมาณ DNA RNA และโปรตีนเพียงพอเพื่อใช้ในระยะไมโทซิส ส่วนโครโมโซมมีการจำลองตัวเองเรียบร้อยตั้งแต่ปลายระยะเอสแล้วเข้าสู่ระยะจี2 เพื่อเตรียมตัวเข้าสู่ระยะไมโทซิสต่อไป

2. ระยะแบ่งเซลล์ (ระยะไมโทซิส หรือ M phase) ระยะนี้ใช้เวลานานเพียง 1 - 1 ½ ชั่วโมงเท่านั้น เป็นระยะที่มีการกระจายตัวของโครโมโซม (DNA) RNA และโปรตีน เพื่อแบ่งเซลล์จาก 1 เซลล์ เป็น 2 เซลล์ เซลล์ที่เกิดใหม่ทั้งสองจะมีลักษณะต่างๆเหมือนกันทุกประการและเป็นระยะที่มองเห็นโครโมโซม

ระยะ M (M - phase) เป็นระยะที่มีการแบ่งนิวเคลียสและแบ่งไซโทพลาซึม ซึ่งโครโมโซมจะมีการเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอนก่อนที่จะถูกแบ่งแยกออกจากกัน ประกอบด้วย 4 ระยะย่อย คือ โพรเฟส เมทาเฟส แอนาเฟส และเทโลเฟส

ในเซลล์บางชนิดเช่น เซลล์เนื้อเยื่อเจริญของพืช เซลล์ไขกระดูกเพื่อสร้างเม็ดเลือดแดง เซลล์บุผิว พบว่า เซลล์จะมีการแบ่งตัวอยู่เกือบตลอดเวลา จึงกล่าวได้ว่า เซลล์เหล่านั้นอยู่ในวัฏจักรของเซลล์ตลอด แต่เซลล์บางชนิดเมื่อแบ่งเซลล์แล้วจะไม่มีการแบ่งตัวอีกต่อไป นั้นคือ เซลล์จะไม่เข้าสู่วัฏจักรของเซลล์อีก

2. ระยะโพรเฟส (prophase)

- ระยะนี้โครมาทิดจะหดตัวโดยการบิดเป็นเกลียวสั้นลง ทำให้เห็นได้ชัดเจนมากขึ้นว่า โครโมโซม 1 แท่งมี 2 โครมาทิด

- เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสลายไป

- เซนทริโอ (centrioles) ในเซลล์สัตว์และโพรดิสท์บางชนิด เช่น สาหร่าย รา จะเคลื่อนที่แยกไปอยู่ตรงข้ามกัน ในแต่ละขั้วของเซลล์และสร้างเส้นใยโปรตีน (microtubule) เรียกว่า ไมโทติก สปินเดิล และสปินเดิล ไฟเบอร์ ไปเกาะที่เซนโทรเมียร์ของทุกโครมาทิด ดังนั้น รอบๆเซนทริโอจึงไม่มีไมโทติก สปินเดิล ยื่นออกมาโดยรอบมากมาย เรียกว่า แอสเทอร์ (Aster) สำหรับในเซลล์พืชไม่มีเซนทริโอล แต่ก็ไม่มีไมโทติก สปินเดิล กระจายออกจากขั้วที่อยู่ตรงข้ามกัน (polar cap)

3. ระยะเมทาเฟส (metaphase) มีการเปลี่ยนแปลงสรุปได้ดังนี้

- ระยะนี้นิวคลีโอลัสและเยื่อหุ้มนิวเคลียสสลายตัวไปหมดแล้ว

- โครโมโซมขดพันกันแน่นขึ้นทำให้แต่ละโครโมโซมเห็นเป็นเส้นคู่ชัดเจน

- โครโมโซมจะเคลื่อนที่ไปเรียงตัวเป็นตามแถวแนวกึ่งกลางของเซลล์

- ในระยะนี้สามารถเห็นโครโมโซมเป็นเส้นคู่ชัดเจนที่สุด จึงเป็นระยะที่สามารถนับโครโมโซมได้ง่าย และเหมาะสมในการศึกษาความผิดปกติของโครโมโซม เพราะโครโมโซมมาเรียงกันที่กลางเซลล์เห็นได้เด่นชัด

- ระยะนี้ไมโทดิก สปินเดิล จะหดตัวดึงให้โครมาทิดไปเรียงตัวอยู่ในแนวกึ่งกลางเซลล์

- โครมาทิดหดสั้นมากที่สุด จึงสะดวกต่อการเคลื่อนที่ของโครมาทิดมาก

- ไมโทติกสปินเดิลจะยึดโครโมโซมตรงบริเวณเซนโทรเมียร์

- ตอนปลายของระยะนี้ เซนโทรเมียร์แบ่งตัวทำให้โครมาทิดพร้อมที่จะแยกจากกัน

- ในเซลล์สัตว์ เซนทริโอลทั้งสองเคลื่อนที่ไปอยู่ตรงข้ามที่ขั้วของเซลล์เซนทริโอลแต่ละชุดโยงติดกันกับเซนโทรเมียร์ของทุกโครโมโซมด้วยไมโทติกสปินเดิล

- ในระยะปลายเมทาเฟส เซนโทรเมียร์ในแต่ละโครโมโซมแบ่งตัวทำให้โครมาทิดแต่ละคู่พร้อมที่จะแยกออกจากกัน

4. ระยะแอนาเฟส (Anaphase) มีการเปลี่ยนแปลงดังนี้

4.1 ระยะนี้เซนโทรเมียร์มีกิจกรรมมากที่สุด เพราะเป็นตัวช่วยให้โครโมโซมเคลื่อนที่ได้โดยเซนโทรเมียร์จะเคลื่อนตัวก่อนจุดอื่นๆ ของโครโมโซม

- ระยะนี้ไมโทติก สปินเดิล หดสั้นเข้าดึงให้โครมาทิดแยกตัวออกจากกัน แล้วโครมาทิดจะค่อยๆเคลื่อนไปยังแต่ละขั้วของเซลล์

4.2 เมื่อโครมาทิดแยกออกจากกันแล้ว โครมาทิดแต่ละเส้นจะทำหน้าที่เป็นโครโมโซม เรียกว่า โครโมโซมลูก (daughter chromosome) ดังนั้น ในระยะนี้ภายในเซลล์จึงมีโครโมโซมเพิ่มจำนวนเป็น 2 เท่า หรือเท่ากับ 4n (Yetraploid) (ถ้าเซลล์เริ่มต้นแบ่ง มีโครโมโซม 2 n)

4.3 โครมาทิดแต่ละโครโมโซมถูกดึงแยกออกจากกันโดยเส้นใยไมโทติก สปินเดิล เซนทริโอลและเซนโทรเมียร์ ทำให้เกิดรูปร่างของโครโมโซมแบบต่างๆ ขึ้นอยู่กับว่าเซนโทรเมียร์จะอยู่ตำแหน่งใดของโครโมโซม เช่น ถ้าเซนโทรเมียร์อยู่ตรงกลาง โครโมโซมจะเป็นรูปตัววี ถ้าอยู่ค่อนไปทางปลายก็จะเป็นรูปตัวเจ ถ้าอยู่ปลายสุดก็จะเป็นรูปตัวไอ

4.4 เป็นระยะที่ใช้เวลาสั้นที่สุด เมื่อเทียบกับระยะอื่นๆ

5. ระยะเทโลเฟส (telophase) ระยะนี้ใช้เวลาประมาณ 1.4 % ของเวลาทั้งหมด

- เป็นระยะสุดท้ายของการแบ่งเซลล์โดยโครมาทิดที่แยกออกจากกัน จะเรียงเป็นโครโมโซมลูก (daughter chromosome) ซึ่งจะไปรวมกลุ่มในแต่ละขั้วของเซลล์

- มีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียสล้มรอบโครโมโซมและนิวคลีโอลัสปรากฏขึ้น

5.1 โครโมโซมลูกที่เกิดขึ้นในระยะแอนาเฟส จะแยกห่างจากกันมากยิ่งขึ้น จนกระทั่งไปอยู่ขั้วตรงข้ามของเซลล์

5.2 ขั้วของเซลล์แต่ละข้างจะประกอบด้วยโครโมโซมที่มีจำนวนเท่ากัน และเท่ากับเซลล์เริ่มต้นก่อนการแบ่ง

5.3 ในตอนปลายระยะนี้ สายไมโตติก จะสลายตัวไป

5.4 กลุ่มของโครโมโซมลูก จะเริ่มขยายตัวออกเป็นเส้นใยยาวขดไปมาคล้ายตาข่าย ทำให้เห็นมีลักษณะเป็นเส้นบางยาวพันกันอยู่ และโครโมโซมในระยะนี้มีลักษณะเหมือนโครโมโซมในระยะเริ่มแรกของอินเตอร์เฟส

5.5 เยื่อหุ้มนิวเคลียส และนิวคลีโอลัสจะเริ่มปรากฎให้เห็นแต่ละกลุ่มของโครโมโซมที่รวมกันอยู่ที่ขั้วของเซลล์จะอยู่ในสภาพเป็นนิวเคลียสใหม่ และมีลักษณะเหมือนกับนิวเคลียสของเซลล์ในระยะอินเตอร์เฟส

5.6 มีการแบ่งตัวของไซโทพลาสซึม เรียกไซโทนิซิส (Cytokinesis) การแบ่งไซโทพลาสซึมนี้อาจเกิดขึ้นหรือไม่ก็ได้ แล้วแต่ชนิดของสิ่งมีชีวิต

หลังจากมีการแบ่งนิวเคลียสครบทั้ง 5 ระยะแล้ว ต่อมาจะเกิดขบวนการแบ่งไวโทพลาสซึม ซึ่งแตกต่างกันระหว่างเซลล์สัตว์และเซลล์พืช คือ

1. ในเซลล์สัตว์ จะเกิดโดยเยื่อหุ้มเซลล์จะคอดกิ่วจาก 2 ข้าง เข้าใจกลางเซลล์จนเกิดเป็น 2 เซลล์ใหม่

2. ในเซลล์พืช จะเกิดโดยกอลจิคอมเพลกซ์ จะสร้างเซลลูโลส มาก่อตัวเป็นเซลล์เพลท (cell plate) หรือแผ่นกั้นเซลล์ ตรงกลางเซลล์ขยายไป 2 ข้างของเซลล์ ซึ่งต่อมาเซลล์เพลทก็จะกลายเป็นส่วนของผนังเซลล์

- ผลสุดท้ายจะได้เซลล์ใหม่ 2 เซลล์ที่มีขนาดเท่ากันเสมอ โดยนิวเคลียสของเซลล์ใหม่มีองค์ประกอบและสมบัติเหมือนกัน และมีสภาพเหมือนกับนิวเคลียสในระยะอินเตอร์เฟสของเซลล์เริ่มต้น

สรุปขั้นตอนการแบ่งไมโทซิส

ความสำคัญของการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส

1. เป็นขบวนการทำให้สิ่งมีชีวิตมีจำนวนเซลล์เพิ่มมากขึ้น และสัดส่วนของนิวเคลียสกับไซโทพลาสซึมพอเหมาะ ทำให้เซลล์มีประสิทธิภาพในการทำงานดีขึ้น

2. เซลล์ที่เกิดใหม่มีจำนวนโครโมโซมและคุณภาพของโครโมโซมเหมือนเซลล์เดิมก่อนการแบ่งทุกประการ ดังนั้น เซลล์ทุกเซลล์ในร่างกาย(ยกเว้นเซลล์สืบพันธุ์) จะมีจำนวนและคุณภาพของโครโมโซมเท่ากัน

3. ถ้าเกิดการผิดปกติเกี่ยวกับการแบ่งเซลล์ เช่น จำนวนโครโมโซมต่างไปจากเซลล์เดิม ความผิดปกติก็จะเกิดขึ้น จากหลักการนี้ ในทางการแพทย์จะนำไปใช้ในการรักษาโรคมะเร็งโดยการฉายรังสี ในทางเกษตรจะนำไปใช้ผลิตพันธุ์พืชใหม่ๆ หรือเพิ่มผลผลิตให้สูงขึ้นโดยการฉายรังสี หรือใช้สารเคมีทำให้จำนวนโครโมโซมเปลี่ยนไป เช่น ทำให้โครโมโซมเพิ่มจำนวนเป็น 2 เท่าของจำนวนปกติ จะทำให้พืชนั้นมีลำต้น ใบ ดอก หรือผลใหญ่ขึ้น ในเมืองไทยได้มีผู้ผลิตกล้วยไม้พันธุ์ใหม่โดยทำให้โครโมโซมเพิ่มเป็น 2 เท่า หรือการทำให้แตงโมไม่มีเมล็ด ดังนั้น การศึกษาการแบ่งเซลล์จึงนำไปใช้ประโยชน์ต่อการดำรงชีพเราได้เป็นอย่างมาก

สรุปขั้นตอนการแบ่งไมโทซิส

ระยะการแบ่งการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ

Interphase (2n)

- เพิ่มจำนวนโครโมโซม ขึ้นมาอีกชุดหนึ่ง และติดกันอยู่ที่เซนโทรเมียร์ (1 โครโมโซม มี 2 โครโมโซม)

- มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีมากที่สุด (metabolic stage)

- เซนทริโอล แบ่งเป็น 2 อัน

- ใช้เวลานานที่สุด , โครโมโซมมีความยาวมากที่สุด

- เซลล์ที่มีระยะอินเตอร์เฟสนานที่สุดคือ เซลล์ประสาท

Porphase (2n)

- โครมาทิดหดสั้น ทำให้มองเห็นเป็นแท่งชัดเจน

- เซนทริโอลเคลื่อนไป 2 ข้างของเซลล์ และสร้างไมโทติกสปินเดิลไปเกาะที่เซนโทรเมียร์ ระยะนี้จึงมีเซนทริโอล 2 อัน

- เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสเริ่มสลายไป

- โครโมโซมหดสั้นเข้าทำให้เห็นชัดว่า 1 โครโมโซม ประกอบด้วย 2 โครมาติด

Metaphase (2n)

- โครโมโซมเรียงตัวตามแนวกึ่งกลางของเซลล์

- เหมาะต่อการนับโครโมโซมและศึกษารูปร่างโครงสร้างของโครโมโซม

- เซนโทรเมียร์จะแบ่งครึ่ง ทำให้โครมาทิดเริ่มแยกจากกัน

- โครโมโซมหดสั้นมากที่สุด สะดวกต่อการเคลื่อนที่

- โครโมโซมมาอยู่กลางเซลล์ เห็นโครโมโซมชัดเจนที่สุด

Anaphase (4n)

- โครมาทิดถูกดึงแยกออกจากกันกลายเป็นโครโมโซมอิสระ

- โครโมโซมภายในเซลล์เพิ่มเป็น 2 เท่าตัว หรือจาก 2n เป็น 4n

- มองเห็นโครโมโซมมีรูปร่างคล้ายอักษรรูปตัว V , J ,I

- ใช้เวลาสั้นสุด

Telophase (2n)

- โครโมโซมลูก (duather chromosome) จะไปรวมอยู่ขั้วตรงข้ามของเซลล์

- เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสเริ่มปรากฎ

- เกิดการแบ่งไซโตพลาสซึมกลายเป็น 2 เซลล์ใหม่

- เซลล์สัตว์ เยื่อหุ้มเซลล์คอดเข้าไปบริเวณกลางเซลล์

- เซลล์พืช เกิดเซลล์เพลท (cell plate) กั้นตรงแนวกลางเซลล์ขยายออกไปติดกับผนังเซลล์เดิม

- ได้ 2 เซลล์ใหม่ เซลล์ละ 2 n เหมือนเดิมทุกประการ

การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (meiosis)

การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส

เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ผลจากการแบ่งทำให้ได้เซลล์สืบพันธุ์มีจำนวนโครโมโซมเหลือเพียงครึ่งเดียวของเซลล์เริ่มต้น ก่อนการแบ่งเมื่อเซลล์สืบพันธุ์มารวมกันก็จะทำให้โครโมโซมในรุ่นลูกมีจำนวนเท่ากับรุ่นพ่อ แม่ การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสจึงเป็นกลไกสำคัญประการหนึ่งที่ทำให้สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดที่เกิดขึ้นมีจำนวนโครโมโซมคงที่ทุกๆรุ่น

เพื่อความเข้าใจในขบวนการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสเป็นอย่างดี ควรทราบความรู้พื้นฐานต่อไปนี้เสียก่อน

1. เซลล์ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตชั้นสูง แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

1.1 เซลล์ร่างกาย (sometic cells) เป็นเซลล์ที่ประกอบเป็นร่างกายของสิ่งมีชีวิต จำนวนโครโมโซมเซลล์ประเภทนี้จะมีจำนวนเท่ากันหมดทุกเซลล์ และจะมีจำนวนคงที่แน่นอนเป็นจำนวนเฉพาะในสิ่งมีชีวิต เช่น ในเซลล์ร่างกายของคนเรามีโครโมโซมเซลล์ละ 46 ท่อน ในแมลงหวี่มี 8 ท่อน สุกรมี 40 ท่อน สุนัขบ้านมี 78 ท่อน แตงกวามี 14 ท่อน มะเขือเทศมี 24 ท่อน และในข้าว มี 24 ท่อน เป็นต้น จำนวนโครโมโซมเหล่านี้จะอยู่ในสภาพที่เรียกว่าดิปลอยด์ (Diploid) หรือ 2n (n = ชนิดของโครโมโซม) ดังนั้น 2n จึงหมายความว่า มีโครโมโซมที่เหมือนกัชนิดละ 2 ท่อน เช่น ในสุกรมีชนิดโครโมโซมต่างกันอยู่ 20 แบบ ดังนั้นจะมีโครโมโซม = 2 x 23 = 46 ท่อน หรือ 2n = 46 เป็นต้น

1.2 เซลล์สืบพันธุ์ (Sex cell หรือ Germ Cell ) เป็นเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของสิ่งมีชีวิต จำนวนโครโมโซมภายในเซลล์ประเภทนี้จะมีอยู่เพียงครึ่งหนึ่งของจำนวนโครโมโซมในเซลล์ร่างกาย ซึ่งเรียกว่ามีจำนวนโครโมโซมเป็นแฮปลอยด์ (Haploid) หรือ n โครโมโซม ในเซลล์สืบพันธุ์นี้จะไม่มีโครโมโซมที่เป็นโฮโมโลกัสกันอยู่เลย

2. ภายในโครโมโซมมีสารเคมีซึ่งเป็นตัวควบคุมลักษณะพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต เรียกสารนี้ว่ากรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (Deoxyribonucleic acid) หรือเรียกย่อๆว่า ดีเอนเอ (DNA)

3. สิ่งมีชีวิตต่างชนิดกันอาจมีจำนวนโครโมโซมเท่ากันได้ แต่มีสารควบคุมลักษณะพันธุกรรมหรือ DNA ไม่เหมือนกัน

- การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ของสัตว์ ซึ่งเกิดในวัยเจริญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต โดยพบในอัณฑะ (testes) รังไข่ (ovary) และเป็นการแบ่งเพื่อสร้างสปอร์ (spore) ในพืช ซึ่งพบในอับละอองเรณู (pollen sac) และอับสปอร์ (sporangium) หรือโคน (cone) หรือในออวุล (ovule)

- มีการลดจำนวนชุดโครโมโซมจาก 2n n ซึ่งเป็นกลไกหนึ่งที่ช่วยให้จำนวนชุดโครโมโซมคงที่ในแต่ละสปีชีส์ ไม่ว่าจะเป็นโครโมโซมในรุ่นพ่อ - แม่ หรือรุ่นลูก - หลานก็ตาม

- มี 2 ขั้นตอน คือ

1. ไมโอซิส I (Meiotic I) หรือ Reductional pision

ในการแบ่งในขั้นนี้ โครโมโซมที่เป็นคู่กัน (homologous chromosome) จะมาจับคู่กันและแยกจากกัน

ไปสู่คนละขั้วของเซลล์ ดังนั้น เมื่อสิ้นสุดการแบ่งจึงได้เซลล์เกิดขึ้น 2 เซลล์ และมีจำนวนโครโมโซมเป็นแฮปลอยด์ (n)

ไมโอซิสแบ่งเป็นระยะย่อยได้ 5 ระยะ ดังนี้

1. ระยะอินเตอร์เฟส I (interphase I)

- เป็นระยะเตรียมตัวก่อนการแบ่งเซลล์ มีการเปลี่ยนแปลงทำนองเดียวกับอินเตอร์เฟสของไมโทซิส แต่ในระยะเอสจะใช้เวลานานมากกว่าที่พบในการแบ่งเซลล์ร่างกาย

- เซลล์โตเต็มที่มีจำนวนโครโมโซม 2n และมีการจำลองโครโมโซมขึ้นอีก1ชุด (1 โครโมโซม มี 2 โครมาทิด)

2. ระยะโพรเฟส I (prophase I)

- เป็นระยะที่ใช้เวลานานที่สุด

- มีความสำคัญต่อการเกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตมากที่สุด เนื่องจากมีการแปรผันของยีนเกิดขึ้น เกิดไซแนปซิส (Sysnapsis) ซึ่งคู่ของโฮโมโลกัส โครโมโซม ที่เกิดไซแนปซิสนั้น เรียกว่า ไบแวเลนท์ ซึ่งแต่ละไบแวเลนท์ มี 4 โครมาทิด เรียกว่า เทแทรด (tetrad) ในคนมีโครโมโซม 23 คู่ จึงมี 23 ไบแวเลนท์

- โฮโมโลกัส โครโมโซม ที่ไซแนปซิสกันจะผละออกจากบริเวณกลางๆ แต่ตอนปลายยังไขว้กันอยู่ เรียกว่า เกิดไคแอสมา (chiasma)

- มีการแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนโครมาทิดระหว่างโครโมโซมที่เป็นโฮโมโลกัสกันบริเวณที่เกิดไอแคสมา เรียกว่า ครอสสิ่งโอเวอร์ (crossing over) หรือาจมีการแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนของโครมาทิดระหว่างโครโมโซมที่ไม่เป็นโฮโมโลกัสกัน เรียกว่า ทรานสโลเคชั่น (translocation) กรณีทั้งสองทำให้เกิดการแปรผันของยีน (gene variation) ซึ่งทำให้เกิดการแปรผันของลักษณะสิ่งมีชีวิต แบ่งเป็น 5 ระยะย่อย คือ

1. เลปโททีน (leptotene หรือ leptonema)

- โครมาโซมมีลักษณะเป็นเส้นยาวๆบางๆพันกันไปมามองเห็นได้ไม่ชัดเจน

- บางช่วงจะพันกันมากทำให้มองดูเป็นจุดสีดำ เรียกว่า ปมโครโฒเมียร์ (chromomere) อยู่เป็นระยะๆ

2. ไซโกทีน มีเหตุการ์สำคัญดังนี้

1. โฮโมโลกัส โครโมโซม จะมาจับคู่กันโดยแนบชิดกันตามความยาวของโครโมโซม การจับคู่กันของโฮโมโลกัส โครโมโซม เรียกว่า ไซแนปซิส

2. คู่ของโฮโมโลกัส โครโมโซม ที่มาเกาะแนบชิดกันแล้ว เรียกไบแวเลนท์ ดังนั้น ในคนมีโครโมโซม 46 ท่อน จึงมี 23 ไบแวเลนท์

3. ในเซลล์ของสัตว์ เซนทริโอลจะแบ่งตัวจากหนึ่งเป็นสอง

3. แพคีทีน มีเหตุการณ์สำคัญดังนี้

1. เห็นโครโมโซมเป็นเส้นหนาชัดเจนขึ้น และจะเห็นได้ว่าไบแวเลนท์ประกอบด้วยโครมาติด 4 เส้น เรียกสภาพเช่นนี้ว่า เดเตรต (Tetrad)

2. โครมาทิดที่เป็นส่วนประกอบของโครโมโซมท่อนเดียวกัน เรียกว่าซิสเตอร์โครมาติด (sister chromatid) ส่วนโครมาติดที่เป็นส่วนประกอบของโครโมโซมต่างท่อนกัน แต่เป็นโฮโมโลกัสกัน เรียก นอนซิสเตอร์ โครมาติด (non-sister chromatid)

3. เห็นนิวคลีโอลัสชัดเจนและเซนทริโอลทั้งสองเริ่มเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงข้าม

4. ดิโพลทีน มีเหตุการณ์สำคัญดังนี้

1. โฮโมโลกัส โครโมโซม ที่แนบชิดกันจะผละตัวออกจากกันตามแกนยาว โดยเฉพาะบริเวณเซนโตรเมียร์ จะแยกจากกันมากกว่าตำแหน่งอื่น การผละออกจากกันของโฮโมโลกัส โครโมโซมยังไม่สมบูรณ์ มีบางส่วนยังติดกันอยู่ ตำแหน่งที่ติดกันเรียกไคแอสมา (chiasma)

2. มีการเปลี่ยนชิ้นส่วนของโครมาติดระหว่างโครโมโซมที่เป็นคู่โฮโมโลกัสกัน เรียกว่าเกิดครอสซิงโอเวอร์ (crossing over)

3. ผลจากการครอสซิงโอเวอร์จะมีการสลับชิ้นส่วนของโครมาติดขึ้นดังรูป ทำให้ DNA หรือยีนที่อยู่ในโครโมโซมมีการเรียงตัวใหม่ของยีนที่เกิดจากการครอสซิงโอเวอร์จะช่วยทำให้เกิดการแปรผันของลักษณะต่างๆ (variation) ของสิ่งมีชีวิต

4. จำนวนและตำแหน่งของไคแอสมาขึ้นอยู่กับชนิดของพืชและสัตว์ และความสั้นยาวของโครโมโซม ถ้าโครโมโซมยาวก็จะมีจำนวนไคแอสมาเกิดขึ้นมากกว่าโครโมโซมที่เกิดขึ้นมากกว่าโครโมโซมที่สั้น

5. นิวคลีโอลัสลดขนาดลง

- เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสยังไม่สลาย

ข้อควรทราบพิเศษ

ถ้าเป็นการแลกชิ้นส่วนของโครมาติดระหว่างโครโมโซมที่ไม่เป็นคู่โฮโมโลกัสกัน จะเรียกว่า ทรานสโลเคชั่น (translocation) ซึ่งจะเป็นสาเหตุทำให้เกิดการแปรผันของยีน ได้เช่นเดียวกับการเกิดครอสซิงโอเวอร์

5. ไดอะคิเนซิส มีเหตุการณ์สำคัญดังนี้

1. โครโมโซมจะคล้ายกับในระยะคิโพลทีน แต่จะมีการหดตัวสั้นมากขึ้น

2. ไบแวเลนท์พยายามแยกตัวจากกันมากขึ้น จึงทำให้เห็นไบแวเลนท์มีลักษณะเป็นวงกลมโดยที่โฮโมโลกัส โครโมโซมจะเชื่อมติดกันอยู่เฉพาะตรงปลายสุด

3. เยื่อหุ้มนิวเคลียสเริ่มสลายทำให้เห็นไบแวเลนท์กระจายทั่วไปในบริเวณกลางเซลล์ระยะโปรเฟส 1 เป็นระยะที่ใช้เวลานานที่สุดของการแบ่งไมโอซิส

3. ระยะเมตาเฟส 1 มีเหตุการณ์สำคัญดังนี้

1. เยื่อหุ้มนิวเคลียสหายไป และมีไมโตติก สปินเดิล ก่อตัวขึ้นในลักษณะเช่นเดียวกับการแบ่งไมโทซิส

2. โครโมโซมหดตัวสั้นมากที่สุด

3. ไบแวเลนท์จะเรียงตัวตรงแนวศูนนย์สูตรของเซลล์

4. เซนโตรเมียร์ของแต่ละคู่ที่เป็นไบแวเลนท์จะพยายามดึงแยกออกจากกันไปในทิศทางตรงข้ามของขั้วเซลล์โดยไม่มีไมโตติก สปินเดิล ยึดอยู่ที่แต่เซนโตรเมียร์

4. ระยะแอนาเฟา I มีเหตุการณ์สำคัญดังนี้

1. โฮโมโลกัสโครโมโซมที่มาจับคู่กันเป็นไบแวเลนท์จะเคลื่อนตัวแยกออกจากกันไปสู่คนละขั้วของเซลล์ ระยะนี้จึงเป็นการแยกคู่ของโฮโมโลกัสโครโมโซม

2. แต่ละโครโมโซมที่เคลื่อนไปสู่ขั้วของเซลล์ จะยังคงประกอบด้วยโครมาติด 2 อันและยังคงติดกันอยู่ที่เซนโตรเมียร์

3. ระยะที่จำนวนโครโมโซมภายในเซลล์ยังเป็น 2n เหมือนเดิม เพราะโฮโมโลกัสโครโมโซมยังอยู่ในเซลล์เดียวกันเหมือนเดิม

5. ระยะทีโลเฟส I มีเหตุการณ์สำคัญดังนี้

1. โครโมโซมทั้ง 2 กลุ่มแยกไปจนถึงขั้วเซลล์ทำให้ได้จำนวนโครโมโซมลดลงเหลือเพียงครึ่งเดียวหรือแฮปลอยด์ (n)

2. ในสิ่งมีชีวิตส่วนมากจะมีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียสรอบกลุ่มของโครโมโซมเกิดเป็น 2 นิวเคลียสใหม่ แต่ละนิวเคลียสมีจำนวนโครโมโซมเป็นแฮปลอยด์ นิวคลีโอลัส ปรากฏขึ้น

3. โครโมโซมคลายตัวและผ่านเข้าสู่ระยะอินเตอร์เฟส II ชั่วระยะสั้นๆ แต่ในสิ่งมีชีวิตบางชนิดเช่น ในพืชพวกทริลเลียม (Trillium sp) ไม่มีระยะทีโลเฟส I พอแบ่งแอนาเฟส I เสร็จก็ผ่านเข้าสู่ระยะเมตาเฟส II เลย

2. ไมโอซิส II (Meiotic II ) หรือ Equational pision

เป็นขั้นตอนที่โครมาติดของแต่ละโครโมโซมในนิวเคลียสที่เป็นแฮปลอยด์แยกออกจากกันไปสู่คนละขั้วของเซลล์ซึ่งมีกระบวนการรต่างๆเหมือนกับการแบ่งตัวแบบไมโทซิส เว้นแต่ในขั้นนี้จะไม่มีการจำลองโครโมโซมขึ้นมาใหม่ เมื่อเสร็จสิ้นการแบ่งตัวขั้นนี้ ทำให้ได้ผลลัพธ์ทั้งสิ้นเป็น 4 เซลล์ แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเป็นแฮปลอยด์

ลำดับการเปลี่ยนแปลงขั้นไมโอซิส II สรุปได้ดังนี้

1. อินเตอร์เฟส II เป็นระยะพักสั้นๆแต่ไม่มีการจำลอง DNA หรือจำลองโครโมโซมแต่อย่างใด

2. โปรเฟส II มีเหตุการณ์สำคัญดังนี้

1. เยื่อหุ้มนิวเคลียสหายไป

2. โครโมโซมหดสั้นมากขึ้นทำให้เห็นว่าแต่ละโครโมโซมประกอบด้วย 2 โครมาติดชัดเจน

ข้อควรทราบพิเศษ

1. โครโมโซมในระยะโปรเฟส II แตกต่างจากระยะโปรเฟสของไมโทซิสตรงที่ว่าแต่ละโครโมโซมของไมโทซิสจะมีคู่ซิสเตอร์โครมาติดเหมือนกันทุกประการ แต่ซิสเตอร์โครมาติดของไมโอซิส ระยะนี้จะไม่เหมือนกันทีเดียว โดยถ้ามีการเกิดครอสซิงโอเวอร์ (ในระยะโปรเฟส I) จะทำให้ชิ้นส่วนของซิสเตอร์โครมาติดสลับกัน

2. ระยะโปรเฟส II ไม่มีไซนแปซิส ไคแอสมา ครอสซิงโอเวอร์ใดๆทั้งสิ้น

3. ระยะเมทาเฟส II

- โครโมโซมจะมาเรียงกันตรงกลางเซลล์

- เซนโทรเมียร์เริ่มมีการแบ่งตัว เพื่อให้โครมาติดแยกออกจากกันได้

4. แอนนาเฟส II มีเหตุการณ์สำคัญดังนี้

1. เซนโตรเมียร์แยกออกเป็น 2 อัน

2. มีการแยกจากกันของซิสเตอร์โครมาติดของแต่ละโครโมโซม ไปยังขั้วตรงข้ามของเซลล์กลายเป็นโครโมโซมอิสระเหมือนกับการแบ่งแอนาเฟสของไมโทซิส

3. ระยะนี้โครโมโซมเพิ่มจาก n >2n เพราะมีการแยกโครมาติดไปเป็นโครโมโซมอิสระ

5. ทีโลเฟส II มีเหตุการณ์สำคัญดังนี้

1. โครโมโซมใหม่จะรวมกันที่แต่ละขั้วของเซลล์

2. มีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียสทำให้ได้นิวเคลียสใหม่ 4 อัน แต่ละนิวเคลียสมีจำนวนโครโมโซมเป็นแฮปลอยด์

3. มีการแบ่งไซโทพลาสซึมแยกออกเป็นเซลล์ใหม่

การแบ่งไซโทพลาสซึมหลังไมโอซิส อาจแตกต่างกันไปบ้างตามชนิดของสิ่งมีชีวิต เช่น บางชนิดหลังเกิดไมโอซิส I จะแบ่งเป็น 2 เซลล์ และหลังไมโอซิส II ก็แบ่งอีกครั้ง แต่บางชนิดจะแบ่งพร้อมกันเกิดเป็น 4 เซลล์ เมื่อได้ 4 เซลล์สมบูรณ์ก็เป็นการสิ้นสุดของกระบวนการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส

4. ในเซลล์ 4 เซลล์ที่เกิดขึ้นนั้น เซลล์จะมียีนเหมือนกันอย่างละ 2 เซลล์ ถ้าไม่เกิดครอสซิงโอเวอร์ และจะมียีนต่างกันทั้ง 4 เซลล์ ถ้าเกิดครอสซิงโอเวอร์