Nguyên phân diễn ra trong nhiều giai đoạn. Trong số đó, prophase đại diện cho sự bắt đầu của quá trình nguyên phân. Sự gián đoạn trong quá trình prophase ngăn cản việc bắt đầu phân chia tế bào.
Tiên tri là gì?
Cả nguyên phân và bệnh teo bắt đầu bằng lời tiên tri. Trong cả hai trường hợp, sự phân chia tế bào đều xảy ra. Tuy nhiên, trong khi nguyên phân, vật chất di truyền giống hệt nhau được truyền cho các tế bào con, trong bệnh teo sự hình thành tế bào mầm diễn ra với thông tin di truyền bị giảm đi một nửa. Tuy nhiên, tế bào mầm hình thành trong bệnh teo cũng có thể tiếp tục phân chia qua nguyên phân giống như tế bào xôma bình thường. Nguyên phân thực sự không bao gồm quá trình phân bào mà được đặc trưng bởi quá trình nhân lên các thông tin di truyền giống hệt nhau với sự hình thành nhân tế bào mới. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, sự phân chia tế bào của toàn bộ tế bào đều gắn liền với nó. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, quá trình nguyên phân diễn ra mà không cần phân chia thêm tế bào (cytokinesis). Sau đó, các tế bào đa nhân được hình thành, trong số những thứ khác, thực hiện các chức năng khác nhau trong việc hình thành các tế bào mới của hệ thống tạo máu. Quá trình nguyên phân được chia thành prophase, prometaphase, metaphase, anaphase và telophase. Prophase luôn phục vụ để bắt đầu nguyên phân. Thông thường, prometaphase được tính là prophase vì các quá trình của cả hai giai đoạn con xảy ra song song.
Chức năng và nhiệm vụ
Prophase được theo sau bởi cái gọi là interphase, trong đó một bản sao giống hệt của một chromatid được sao chép và nó được liên kết với chromatid chị em giống hệt nhau qua tâm động. Với sự hoàn thành của interphase, nguyên phân được chuẩn bị. Trong giai đoạn này, chất nhiễm sắc được đóng gói lỏng lẻo và có dạng sợi. Do đó, interphase đại diện cho giai đoạn giữa hai lần phân chia tế bào và không phải là một phần của nguyên phân. Nguyên phân thích hợp sau đó bắt đầu bằng prophase, trong đó chất nhiễm sắc ngày càng trở nên cô đặc bằng cách gấp lại. Các cấu trúc có thể nhìn thấy hiện có thể được phát hiện dưới kính hiển vi ánh sáng. Những cấu trúc nhỏ gọn hơn này làm cho chất nhiễm sắc có thể vận chuyển, do đó tạo điều kiện cho sự phân chia các cromatid giống nhau thành các cực tế bào dần dần xuất hiện. Ở giai đoạn này, nhiễm sắc thể bao gồm hai crômatit giống nhau được tổ chức với nhau ít nhất tại một vị trí co thắt, còn được gọi là tâm động. Một khe nứt dọc xuất hiện giữa hai cromatid giống nhau của nhiễm sắc thể. Ở dạng nhỏ gọn này, chất nhiễm sắc có thể vận chuyển được nhưng không thể đọc được nữa. Do đó, không có mới protein được hình thành trong giai đoạn này. Các nucleoli (các tiểu thể hạt nhân) cần thiết cho sự hòa tan này. Song song, hai tâm thể được hình thành bằng cách phân chia, mỗi tâm thể nằm ở hai phía đối diện của hạt nhân, nơi chúng bắt đầu hình thành bộ máy trục chính của chúng. Các trục được cấu tạo bởi các vi ống được xây dựng bằng cách trùng hợp từ các tiểu đơn vị tubulin. Các sợi trục chính này phải tiếp xúc với tâm động của nhiễm sắc thể trong các giai đoạn tiếp theo của nguyên phân để làm tan tâm động và kéo hai crômatit giống nhau về các cực tương ứng của chúng. Để các sợi trục quay đến đó, trước hết, vỏ nhân phải bị phân huỷ tạm thời. Vỏ nhân bao gồm các lam. Chúng được hòa tan bởi quá trình phosphoryl hóa. Điều này xảy ra trong prometaphase, một phần được liên kết với prophase và một phần được coi là một giai đoạn riêng biệt. Các cấu trúc protein được gọi là kinetochores nằm ở tâm động, nơi các sợi trục có thể cập vào. Do đó, các cấu trúc kinetochore-vi ống được hình thành, chúng tự sắp xếp song song với các sợi cực và chịu trách nhiệm về sự vận chuyển tiếp theo của các crômatit đã tách rời đến các cực. Trong giai đoạn này, bộ máy trục chính tự hoàn thiện khi các sợi hình sao có nguồn gốc từ trung thể tiếp xúc với các thành phần còn lại của bộ xương tế bào. Sự lắp ráp của các cấu trúc này làm cho các trung thể di chuyển ngày càng xa hơn về phía các cực của tế bào. Trong quá trình hoán vị, diễn ra sau prometaphase, các nhiễm sắc thể trở nên thẳng hàng với nhau. Trong anaphase sau đây, sự phân tách của các chromatid giống hệt nhau xảy ra ở các tâm động. Giai đoạn cuối cùng (telophase) bắt đầu với sự xuất hiện của các chromatid ở các cực và kết thúc bằng sự giảm phân của nhiễm sắc thể.
Bệnh tật và rối loạn
Sự phân chia tế bào xảy ra ở cả sinh vật đơn bào và sinh vật đa bào, ở người, động vật và thực vật, nguyên phân là tiền đề cho sự sinh trưởng và hoạt động chung của sinh vật. Các tế bào già cỗi chết đi và phải liên tục được đổi mới. Tuy nhiên, trong quá trình nguyên phân, có thể xảy ra trường hợp không có bản sao hoàn toàn giống hệt nhau của vật liệu di truyền được truyền lại. Đây được gọi là những đột biến, có thể ảnh hưởng đến chức năng của các tế bào mới hình thành. Điều này có thể dẫn đến các bệnh nghiêm trọng. Ung thư cũng phát triển do kết quả của việc bãi bỏ quy định phân chia tế bào do thay đổi di truyền hoặc điều hòa sai nội tiết tố. Tuy nhiên, sự thay đổi di truyền chủ yếu xảy ra giữa các nguyên phân riêng lẻ trong giai đoạn giữa hoặc cũng có thể trong trường hợp phân tách không chính xác các chromatid trong anaphase. Trong bản thân prophase, việc xảy ra đột biến là không thể xảy ra, vì ở đây chỉ xảy ra các biến đổi cấu trúc do sự ngưng tụ của các nhiễm sắc thể. Tuy nhiên, sự gián đoạn trong quá trình prophase luôn gây chết người vì chúng ngăn cản quá trình bắt đầu nguyên phân. Không thể phân chia tế bào nào nữa. Các tế bào cũ sẽ chỉ chết đi và sẽ không được thay thế bằng các tế bào mới. Cũng không có bệnh bẩm sinh nào được biết đến do sự gián đoạn của prophase trong quá trình nguyên phân.
