คำอธิบายวัตถุประสงค์ของไมโทซิส

ไมโทซิสเป็นกระบวนการถาวรของการแบ่งเซลล์ซึ่งส่งผลให้เซลล์เดียวแยกออกเป็นสองเซลล์ ซึ่งเป็นการถ่มน้ำลายของกันและกัน ระหว่างการแบ่งเซลล์ เซลล์จะเข้าสู่เฟสอินเทอร์เฟสและคัดลอก DNA เพื่อเตรียมการจำลองครั้งต่อไป วัฏจักรเซลล์เกิดซ้ำหลายครั้ง หากไม่มีไมโทซีส ทารกจะไม่เติบโต บาดแผลก็ไม่หาย และกระดูกที่หักก็ไม่ซ่อม
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับขั้นตอนและข้อเท็จจริงของไมโทซิส

ช้างแอฟริกา วาฬสีน้ำเงิน และไม้เรดวู้ดสูงตระหง่านเป็นหนึ่งในสิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่เติบโตจนมีขนาดมหึมาจากเซลล์ที่ปฏิสนธิเพียงเซลล์เดียว คุณอาจสงสัยว่าความสำเร็จที่น่าประทับใจดังกล่าวเป็นไปได้อย่างไร เซลล์เอ็มบริโอยังคงแบ่งและแยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์โซมาติก (ไม่สืบพันธุ์) เฉพาะจนกว่าจะโตเต็มที่ วัฏจักรของเซลล์อาจใช้เวลาเป็นนาทีถึงหลายปีจึงจะเสร็จสมบูรณ์ ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์และสภาวะการเจริญเติบโต

เซลล์มีความสามารถในการแบ่งตัวแบบทวีคูณผ่านกระบวนการของไมโทซิส บางครั้งการเจริญเติบโตเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงในเซลล์เองมากกว่าผ่านการแบ่งตัว ตัวอย่างเช่น การรับประทานอาหารที่สม่ำเสมอของเฟรนช์ฟรายส์อาจทำให้เซลล์ไขมันขยายตัวได้ แต่ไม่จำเป็นต้องเพิ่มจำนวนขึ้นเสมอไป

จุดประสงค์ที่สำคัญของการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสคือเพื่อทดแทนเซลล์ที่ตายหรือเสียหาย เช่น เซลล์ผิวหนังที่ผลัดเซลล์ออกอย่างต่อเนื่อง ไมโทซิสยังทำงานเมื่อร่างกายประสบกับบาดแผลหรือกระดูกหัก ไมโทซิสจะแทนที่เซลล์ที่สูญเสียไปอย่างรวดเร็วเพื่อฟื้นฟูการทำงานปกติ

โดยปกติ เซลล์ไม่ได้รับอนุญาตให้ถ่ายทอด DNA ที่มีการเปลี่ยนแปลงโดยสารพิษ แสงอัลตราไวโอเลต หรือสารก่อมะเร็งอื่นๆ ที่อาจก่อให้เกิดเนื้องอก หากไม่สามารถซ่อมแซมได้ เซลล์จะรับสัญญาณให้ตาย ไมโทซิสช่วยฟื้นฟูเนื้อเยื่อที่ได้รับบาดเจ็บด้วยเซลล์ปกติ

นักวิทยาศาสตร์ที่ มหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนา รายงานว่าการทำงานกับกิ้งก่าทวารหนักสีเขียวช่วยให้การศึกษาการซ่อมแซมเซลล์ก้าวหน้าขึ้น การศึกษาแสดงให้เห็นว่าจิ้งจกสามารถงอกหางที่สูญเสียให้กับผู้ล่าได้โดยการกระตุ้นยีน 326 ตัว มนุษย์มียีนที่เหมือนกันหลายอย่างที่อาจกระตุ้นให้ร่างกายสร้างกระดูกอ่อนที่สึกหรอหรือซ่อมแซมอาการบาดเจ็บที่ไขสันหลัง เป็นต้น

จุดประสงค์ของวัฏจักรเซลล์คือการสร้างเซลล์ใหม่เพื่อตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาของสิ่งมีชีวิต ระยะเวลาที่จำเป็นในการทำให้วัฏจักรเซลล์สมบูรณ์ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น อายุ ประเภท และสภาพการเจริญเติบโตของเซลล์ กระบวนการที่ซับซ้อนของไมโทซิสแบ่งออกเป็นขั้นตอนที่ต้องเป็นไปตามแผน:

• เฟส: นี่เป็นช่วงที่เซลล์เจริญเติบโตตามปกติ ในเวลาเดียวกัน โปรตีนกำลังถูกสังเคราะห์ ออร์แกเนลล์คูณและโครโมโซมที่เหมือนกันสองชุดก่อตัวขึ้นภายในนิวเคลียส

• คำทำนาย: โครโมโซมควบแน่นเป็นคู่ของโครมาทิดรูปตัว X ที่เรียกว่าซิสเตอร์โครมาทิด เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะละลายเพื่อปลดปล่อยสารพันธุกรรมระหว่างการแบ่งเซลล์ แกนหมุนไมโทติคเข้าสู่ตำแหน่ง centrioles เคลื่อนที่ไปยังขั้วตรงข้าม แหล่งที่มาหลายแห่งเพิ่มเฟสเพิ่มเติมหลังจากนี้เรียกว่าโพรเมตาเฟส
  

• เมตาเฟส: โครโมโซมจะเรียงตัวกันที่กึ่งกลางเซลล์ เส้นใยไมโทติกสปินเดิลจากเซนทริโอลจับโครมาทิดน้องสาวไว้ที่เซนโทรเมียร์อย่างแน่นหนา
  

• แอนนาเฟส: แกนไมโทติคจะดึงโครโมโซมน้องสาวออกจากกันและเคลื่อนพวกมันไปยังขั้วตรงข้ามซึ่งจะสร้างนิวเคลียส
  

• เทโลเฟส: เยื่อหุ้มนิวเคลียสล้อมรอบโครโมโซม Cytokinesis เกิดขึ้นเมื่อเยื่อหุ้มเซลล์บีบตรงกลางเพื่อสร้างเซลล์ลูกสาวสองเซลล์ที่แยกจากกันเหมือนกับเซลล์ต้นกำเนิดเดิมก่อนที่จะแบ่งออก ในพืช เซลล์ทั้งสองจะถูกแบ่งด้วยแผ่นเซลล์

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ 5 ขั้นตอนของไมโทซิส

การแบ่งเซลล์ต้องออกแบบท่าเต้นอย่างระมัดระวังตั้งแต่ต้นจนจบ ข้อผิดพลาดอาจมีผลร้ายแรงหรือก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ที่มองเห็นได้ เฟสของวัฏจักรเซลล์ไม่สามารถย้อนกลับได้ ดังนั้นต้องจับข้อผิดพลาดให้ทันเวลา จุดตรวจวัฏจักรเซลล์เกิดขึ้นตลอดกระบวนการแบ่ง:

• G₁ ด่าน: โปรตีนสำรองและ DNA ได้รับการประเมินเพื่อพิจารณาว่าเงื่อนไขเหมาะสมสำหรับการแบ่งหรือไม่

• G₂ ด่าน: โครโมโซมต้องอยู่ในสภาพที่ดีและมีการทำซ้ำอย่างสมบูรณ์ หรือวงจรจะหยุดจนกว่าจะมีการแก้ไข
  

• ม.ด่าน: ซิสเตอร์โครมาทิดในระยะไมโทติคต้องติดแน่นกับแกนหมุน ก่อนที่เซนทริโอลจะดึงโครโมโซมไปยังขั้วตรงข้าม สารควบคุมอื่นๆ เช่น โปรตีนและโมเลกุลภายในเซลล์บางชนิดยังส่งสัญญาณเมื่อระยะในวัฏจักรเซลล์ควรหยุดหรือดำเนินต่อไป