2012年12月20日 星期四

細胞核的分裂-有絲分裂-歷經四個步驟 Mitosis, the Division of the Nucleus, Takes Place in Four Recognizable Phases

探索生命《生物學》69
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1.        真核細胞的細胞分裂歷經二個步驟:細胞核的分裂、細胞質的分裂。這二個步驟不一定會同時發生。
2.        細胞核的分裂程序製造出新的細胞核,使每個細胞核都有一樣的染色體數,整個過程稱為有絲分裂mitosis。細胞質的分裂稱為胞質分裂cytokinesis
3.        有絲分裂是一個複雜的過程,可細分為四個時期:前期prophase、中期metaphase、後期anaphase、末期telophase。這四個時期是連續性地進行。


在前期,細胞核濃縮染色體,細胞質的中心體分開並且出現微管束 During Prophase, Chromosomes Condense, Centrosomes Separate, and Microtubules
4.        前期是一個預備期,為二組染色體分裂到子細胞做準備。當動物細胞在細胞質的一對中心體移到細胞核的兩端,原本細胞核內看不到的染色體也濃縮成清晰可見的線條,這些DNA濃縮的線條變得愈來愈短、愈來愈粗,更容易染色。
5.        在前期的初期,原本隱性的染色體變成細長、纏繞的纖維,但是到了前期的晚期,每個染色體的DNA分子壓縮得很緊密,變成短棍棒狀的結構。隨著DNA的染色體變分明,遍佈疏鬆DNA分子而構成的核仁輪廓也逐漸消失。
6.        在高倍顯微放大之下,可以看到細胞分裂前期的尾聲,細胞核內每個染色體的一對染色單體透過著絲粒/中心節centromeres連接,這一對染色單體是細胞核在S的複製出來的二組一模一樣的DNA分子。
7.        當動物細胞的2中心體2中心粒組成)移到細胞的二端,細胞的微管骨架也斷裂,換成完全不同的系統微管microtubules,微管是細胞兩端的那一對中心粒長出的紡錘體spindle。在有絲分裂的時候,微管在染色體的移動方面扮演很重要的角色。
8.        微管可分為二類:紡錘體微管spindle microtubules,這種微管在二個中心體之間形成一條條弧狀骨幹,穿過染色體,以及星狀微管astral microtubules,這種微管從中心體往四面八方放射出去。雖然多數的種子植物細胞因為缺乏中心體,不會產生星狀微管,它們仍舊會產生像動物細胞一樣的紡錘體。

在中期,染色體排列在紡錘體微管的赤道面 During Metaphase, the Chromosomes Are Aligned Along the Spindle's Equator
9.        在中期,染色體排列在紡錘體微管的赤道面,也就是左右兩端紡錘體微管相連的中間區域。成對的染色單體的中心節/著絲粒被紡錘體微管穿過。
10.     在中期的尾聲,每一對染色單體從中心節的位置分開,成為二個分開的染色單體,獨立的染色體各有各的中心節。在這個階段,細胞核內的染色體總數是原本的二倍(因為還沒有完全分開,雙份染色體都在同一個細胞核內)。

在後期,複製的染色體移到細胞兩極的紡錘體 During Anaphase, the Duplicate Chromosomes Move to Opposite Poles of the Spindle
11.     這個階段,二個一組的染色體開始分開。綁著二個染色單體的中心節一斷裂分開,單體就被拉往細胞兩極的紡錘體
12.     在後期的開始階段,二個一組的染色單體已經有點分開了,到了後期的尾聲,這二個一組的染色體分得更開了,非常接近細胞二端的紡錘體。細胞質分裂素cytokinesis在後期開始分泌作用。

在末期,分離的二組染色體整合成二個新的細胞核 During Telophase, the Separated Chromosomes Are Incorporated Into Two New Nuclei
13.     末期剛好與前期相反。已經抵達細胞兩極端點的二組染色體,在紡錘體的消失時,剛好被核膜包裹。然後,染色體鬆開,恢復到間期的狀態,這時細胞核內緩慢地出現核仁。末期的尾聲,細胞核完全進入到間期的狀態,這時整個有絲分裂程序完成。
14.     特別留意,當末期的尾聲染色體逐漸淡出,這時期的染色體是染色單體,等到下一個細胞循環的前期染色體才會再度出現,這時出現的染色體是染色雙體;因為染色體在間期的s階段已經預先複製了。
15.     在前期的一個細胞核內的雙體染色體(雙份的染色體),有絲分裂後,變成2個細胞核內的染色體(單份的染色體)。簡而言之,有絲分裂產生2個子細胞,這2個子細胞的基因彼此一樣,並且這2個子細胞的基因跟親代/母細胞的基因一樣。
n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology》;圖片來源/Alevelnotes
參考資料:

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