Mitosis vs Meiosis ต่างกันอย่างไร? ออกสอบบ่อย

สวัสดีค่ะ น้องๆ ชาว Dek-D พูดถึงวิชาชีววิทยาเชื่อว่าหนึ่งในบทที่หลายคนสับสนบ่อยคงหนีไม่พ้นเรื่องการแบ่งเซลล์แบบ Mitosis และ Meiosis ที่ออกสอบทุกปี! สิ่งสำคัญของการพิชิตโจทย์บทนี้คือให้จำว่าระยะใดเกิดอะไรขึ้นบ้าง จำนวนโครโมโซม และความแตกต่างของการแบ่งเซลล์ 2 แบบต่างกันอย่างไร วันนี้อลัมน์ ‘รู้ไว้เผื่ออกสอบ' ได้ทำสรุปเนื้อหาเตรียมสอบมาฝากน้อง ๆ ทุกคนแล้ว เพราะทั้งสองเรื่องยังออกผสมกับอีกหลายบท ถ้าแม่นเรื่องนี้จะประยุกต์ใช้ได้กับอีกหลายบทเลย!

คำศัพท์ต้องรู้!

• โครมาทิน (chromatin) = เส้นใยเล็ก ๆ ลักษณะคลายตัวขดไปขดมาอยู่ภายในนิวเคลียส
• โครโมโซม (Chromosome) = มีลักษณะเป็นแท่ง ซึ่งจะเห็นชัดเจนในสภาวะที่เซลล์มีการแบ่งเซลล์
• โครมาทิด (chromatid) = ลักษณะแท่งของโครโมโซม หรือแขนของโครโมโซม 1 โครโมโซม มี 2 โครมามิด
• เซนโทรเมียร์ (centromere)= โครงสร้างในโครโมโซมที่ยึดโครมาทิดทั้งสองอัน
• nuclear membrane = เยื่อหุ้มนิวเคลียส
• เส้นใยสปินเดิล (spindle fiber)= ทำหน้าที่เคลื่อนย้ายโครโมโซมในระหว่างการแบ่งเซลล์
• โฮโมโลกัสโครโมโซม (homologous chromosome)= โครโมโซมที่เปนคูกันมีขนาดและรูปรางภายนอกเหมือนกัน (แตยีนภายในอาจแตกตางกัน) โดยทอนหนึ่งมาจากพออีกทอนหนึ่งมาจากแม่
• ไซแนปซิส (synapsis) = การจับคู่โครโมโซมสองอันที่เกิดขึ้นในการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส
• ไคแอสมา (chiasma) = บริเวณที่โฮโมโลกัสโครโมโซม ไขว้กัน
• ครอสซิงโอเวอร์ (crossing over)= การแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมระหว่างโครโมโซม

วัฏจักรของเซลล์ (Cell cycle) คือ การที่เซลล์เมื่อแบ่งเสร็จครบ 1 รอบแล้ว สามารถแบ่งต่อไปได้ต่อเนื่องเป็นวัฏจักรซึ่งจะพบเฉพาะการแบ่งแบบ mitosis เท่านั้นใน 1 วัฏจักรเซลล์ จะประกอบไปด้วย 2 ขั้นใหญ่ คือInterphase และ M-phase

การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (Mitosis) คืออะไร?

ไมโทซิส เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ของร่างกาย สำหรับการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ หรือเพื่อสืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ลักษณะสำคัญของการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส คือ เมื่อสิ้นสุดการแบ่งเซลล์จะได้เซลล์ใหม่ 2 เซลล์ ที่มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกันกับเซลล์ต้นแบบ ทั้งจำนวนโครโมโซมและคุณสมบัติทางพันธุกรรม โดยปกติแล้วจะเกิดในเซลล์ร่างกาย เช่น เซลล์ผิวหนัง เซลล์กล้ามเนื้อ หรือเซลล์เลือด แบ่งเป็นระยะต่างๆ ดังนี้

ระยะ Interphase

เป็นระยะที่เตรียมพร้อมก่อนแบ่งเซลล์ จะเห็นนิวเคลียสขนาดใหญ่ และนิวคลีโอลัสชัดเจน ซึ่งแบ่งเป็น 3 ระยะย่อยได้อีก นั่นคือ

• G1 (First gap phase): ระยะก่อนสร้าง DNAเป็นช่วงที่เซลล์ขยายขนาด มีการสังเคราะห์สารต่างๆ ที่จะใช้แบ่งเซลล์ เช่น กรดอะมิโน, โปรตีน เพื่อเตรียมสร้าง DNA
• S (Synthesis phase): ระยะสร้าง DNAเซลล์จะจำลอง DNA (DNA replication) เพิ่มขึ้นมาอีกชุดนึง โดยจะลอกแบบจากชุดเดิมเป๊ะๆ
• G2 (Second gap phase):ระยะหลังสร้าง DNAเป็นช่วงที่เซลล์เตรียมตัวเข้าสู่ระยะการแบ่งเซลล์ โดยจะมีการสร้าง organelle และสารต่างๆ เพิ่มขึ้นในเซลล์ และซ่อมแซมสาย DNA ที่เพิ่งสร้างขึ้นมา

เมื่อสิ้นสุดระยะ Interphase แล้ว เซลล์ก็จะเข้าสู่ขั้นตอนการแบ่งเซลล์ต่อไป

ระยะ M-phase (Mitotic phase)

เป็นระยะสั้นๆ ประกอบด้วย 4 ระยะ

1. ระยะ Prophase

• เส้นใยchromatin จะหดตัวกลายเป็นแท่ง 2 แท่งลักษณะคล้ายปาท่องโก๋ โดยแต่ละแท่งเรียกว่า“chromatid”ดังนั้น โครโมโซมในระยะนี้จะมีอยู่ 2 โครมาทิด
• nucleolus และเยื่อหุ้มนิวเคลียส (nuclear membrane) สลายไป
• หลังจากนั้น centrosome จะเคลื่อนตัวไปอยู่บริเวณขั้วตรงข้ามทั้ง 2 ด้านของเซลล์ แล้วสร้าง spindle fiber ไปยึดเกาะ centromere หรือบริเวณจุดกึ่งกลางของโครโมโซม

2. ระยะ Metaphase

• เป็นระยะที่ spindle fiber หดตัวมากที่สุดและดึงให้โครโมโซมมาเรียงตัวอยู่ร่วมกันในแนวกึ่งกลางของเซลล์ โดยจะเรียกแนวนี้ว่า “metaphase plate”
• โครโมโซมมีการหดตัวลงสั้นที่สุด เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการแบ่งตัวและการเคลื่อนที่
• ในระยะนี้สามารถเห็นโครโมโซมเป็นเส้นคู่ชัดเจนที่สุดจึงเป็นระยะที่สามารถนับโครโมโซมได้ง่าย เหมาะกับการศึกษาโครงสร้าง และความผิดปกติของโครโมโซม
  
• ในช่วงปลายของระยะ centromere ในแต่ละโครโมโซมจะแบ่งตัว ทำให้ chromatid แต่ละคู่พร้อมที่จะแยกออกจากกัน

3. ระยะ Anaphase

• spindle fiber หดสั้นลงทำให้chromatid ถูกดึงแยกออกจากกันไปอยู่บริเวณขั้วเซลล์ด้านตรงกันข้าม
• โครโมโซมภายในเซลล์จะเพิ่มจำนวนขึ้นจาก 2n เป็น 4n (tetraploid)ซึ่งถือเป็นกระบวนการแบ่งตัว เพื่อสร้างเซลล์ใหม่ขึ้น 2 เซลล์
• เป็นระยะที่ใช้เวลาสั้นที่สุดในขั้นตอนทั้งหมด

4. ระยะ Telophase

• เป็นระยะที่ chromatid แยกออกจากกันไปที่ขั้วเซลล์หรือที่เรียกว่า “โครโมโซมลูก” (Daughter Chromosome) เกิดการรวมกลุ่มกันบริเวณขั้วตรงข้ามของเซลล์
  
• โครโมโซมลูกแต่ละแท่งจะคลายตัวเป็น chromatinขณะเดียวกัน spindle fiber จะสลายตัวไปเกิด nucleolus และ nuclear membrane ขึ้นอีกครั้ง

การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (Meiosis) คืออะไร?

ไมโอซิส เป็นการแบ่งเซลล์ เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์เป็นการเพิ่มจำนวนเซลล์จากเซลล์ดั้งเดิม 1 เซลล์ เกิดเป็นเซลล์ใหม่ 4 เซลล์โดยภายในเซลล์เหลือจำนวนโครโมโซมเพียงครึ่งเดียว และจะกลับมารวมกันมีโครโมโซมเท่าเดิมเมื่อเสร็จสิ้นกระบวนการปฏิสนธิระหว่างเซลล์สืบพันธุ์

ขั้นตอนของการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสสามารถจำแนกออกเป็น 2 ขั้นตอน โดยในแต่ละขั้นตอนมีด้วยกัน 5 ระยะเช่นเดียวกับการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส ดังนี้

Meiosis 1

1. ระยะ Interphase 1

• เหมือนระยะ Interphase ของ mitosis ทุกอย่าง จำลองโครโมโซมขึ้นมาอีก 1 ชุด ซึ่งยังติดกันอยู่ที่ปมเซนโทรเมียร์

2. ระยะ Prophase 1

• nucleolus และเยื่อหุ้มนิวเคลียส (nuclear membrane) เริ่มมีการสลายตัว
• โฮโมโลกัสโครโมโซม (homologous chromosome) จะมาเข้าคู่และแนบติดกัน เรียกว่าไซแนปซิส (synapsis) เห็นเป็น 2 โครโมโซมใกล้ๆ กัน เรียก ไบแวเลนท์ (bivalent)
• homologous chromosome ที่ synapsis กัน จะแยกจากกันตรงกลาง แต่ปลายยังไขว้กันอยู่ เรียกว่า ไคแอสมา (chiasma)
• มีการแลกเปลี่ยนชิ้นส่วน chromatid เรียกว่า ครอสซิงโอเวอร์ (crossing over)ซึ่งทำให้เซลล์สืบพันธุ์มีความหลากหลาย

3. ระยะ Metaphase 1

• spindle fiber จับคู่ homologous chromosome มาเรียงตัวกันอยู่กึ่งกลางเซลล์เป็นคู่ๆ โดยอยู่ตามแนวของ Metaphase Plate

4. ระยะ Anaphase 1

• spindle fiber จะหดตัว ดึงให้ homologous chromosome แยกตัวออกจากกันไปยังขั้วเซลล์ด้านตรงข้าม

***ระยะนี้จำนวนแท่งโครโมโซมยังเท่าเดิม เพราะไม่มีการดึง chromatid ออกจากกัน ซึ่งต่างจาก Anaphase ของ Mitosis

5. ระยะ Telophase 1

• homologous chromosome แต่ละแท่งจะถูกดึงไปยังขั้วเซลล์และมีการสร้าง nuclear membrane ใหม่
• เกิดนิวเคลียสใหม่ 2 นิวเคลียส แต่ละอันมีจำนวนโครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่งเป็น แฮพลอยด์ (n)แต่โครโมโซมยังมี 2 โครมาทิดอยู่

Meiosis 2

ระยะ Prophase 2, Metaphase 2, Anaphase 2 และ Telophase 2 ลักษณะคล้ายกับ Mitosis

1. ระยะ Interphase 2

• เป็นระยะพักตัว ซึ่งมีหรือไม่ก็ได้ ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์
• ไม่มี DNA replication หรือ Chromosome duplication เหมือน interphase 1 หรือ interphase ของ mitosis เพราะ 1 โครโมโซมมี 2 โครมาทิดอยู่แล้ว

2. ระยะ Prophase 2

• nuclear membrane เริ่มมีการสลายตัว
• โครโมโซมจะหดสั้นมากขึ้น และ spindle fiber จะมาจับตรงบริเวณ centromere
  

3. ระยะ Metaphase 2

• โครโมโซมเรียงตัวกันอยู่กึ่งกลางเซลล์โดยอยู่ตามแนวของ Metaphase Plate

4. ระยะ Anaphase 2

• spindle fiber จะหดตัว ทำให้โครมาทิดของแต่ละโครโมโซมแยกตัวออกจากกันไปยังขั้วเซลล์
• ทำให้จำนวนชุดโครโมโซมเพิ่มจาก n เป็น 2n ชั่วขณะ

5. ระยะ Telophase 2

• chromatid จะถูกดึงไปยังขั้วเซลล์ เกาะกันเป็นกลุ่ม มีการสร้าง nucleolus และ nuclear membrane ขึ้นมาใหม่
• ได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์ แต่ละอันมีจำนวนโครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่ง (n)

สรุปความแตกต่างระหว่างไมโทซิส vs ไมโอซิส

มาทดสอบความรู้กัน!

อย่างที่พี่แป้งบอกไปว่าทั้งสองเรื่องนี้ออกผสมกับอีกหลายบท ถ้าน้องๆ แม่นเรื่องนี้ก็สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้กับอีกหลายบทเลย เพราะฉะนั้นมาลองทดสอบความเข้าใจจากแนวข้อสอบกันค่ะ!

1. ขณะที่เซลล์แบ่งตัว ระยะใดจะเห็นโครโมโซมชัดเจนที่สุด

ก. อินเตอร์เฟส

ข. โพรเฟส

ค. เมทาเฟส

ง. แอนาเฟส

2. การแบ่งเซลล์แบบ Mitosis เซลล์ใหม่ที่ได้มีลักษณะอย่างไร

ก. 1 เซลล์ เหมือนเดิมทุกประการ

ข. 2 เซลล์ เหมือนเดิมทุกประการ

ค. 3 เซลล์ โครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม

ง. 4 เซลล์ โครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม

3. ข้อใดกล่าวถึงการแบ่งเซลล์แบบ Mitosis และ Meiosis ได้ถูกต้อง

ก. Mitosis แบ่งเซลล์เพื่อลดจำนวนโครโมโซม

ข. Meiosis แบ่งเซลล์เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ร่างกาย

ค. Mitosis ได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์ Meiosis ได้เซลล์ใหม่ 2 เซลล์

ง. Mitosis ไม่มีการไซแนปซิส และครอสซิงโอเวอร์ แต่ Meiosis มี

สำหรับน้องๆ ที่อยากอัปเลเวลเพิ่มความมั่นใจในการสอบชีวะ พี่แป้งขอเสิร์ฟ คอร์สพิชิต TCAS – สรุปเนื้อหาชีวะกับ “อ.อุ้ย - ผศ.ดร.ศุภณัฐ ไพโรหกุล”ผู้แต่งหนังสือปลาหมึก คอร์สสรุปเนื้อหาชีวะ ม.ปลาย ตามหลักสูตร สสวท. ใหม่ล่าสุด! เนื้อหาครอบคลุมทุกการสอบของ TCAS อธิบายละเอียด กระชับ ตรงจุด มีสรุปเนื้อหาเป็นคอนเซ็ปต์สั้นๆ เข้าใจง่าย จบใน 10 นาที พร้อมรับหนังสือประกอบการเรียน สรุปเนื้อหาจบใน 1 หน้า ที่ อ.อุ้ย จัดทำขึ้นใหม่โดยเฉพาะ

นอกจากนี้ยังมี คอร์สพิชิต TCAS – ตะลุยโจทย์ชีวะคอร์สนี้นอกจากน้องๆ จะได้ตะลุยโจทย์ชีวะ แนวข้อสอบออกใหม่ 665 ข้อแล้ว ยังมีเฉลยละเอียดแบบจัดเต็ม เพื่อให้น้องๆ ได้ทบทวน เรียนรู้เทคนิคการทำโจทย์ต่างๆ และฝึกทำข้อสอบลับฝีมือก่อนลงสนามจริงด้วย

น้องๆ ที่สนใจอยากติวออนไลน์กับ Dek-D School สามารถปรึกษาพี่ๆ เพิ่มเติมได้ที่ Line @SchoolDekDหรือ ติดตามข้อมูลข่าวสาร และเทคนิคการติวต่างๆ เพิ่มเติม ได้ที่ Facebook Dek-D Schoolได้เลยค่ะ

สำหรับคอลัมน์ ‘รู้ไว้เผื่อออกสอบ’ วิชาชีววิทยาบทความต่อไปจะเป็นเรื่องราวเกี่ยวกับอะไร ฝากติดตามกันด้วยนะคะ ถ้าน้อง ๆ มีประเด็นที่น่าสนใจ หรือความรู้จากวิชาอะไร ที่อยากให้นำมาเล่า หรือแจกทริคการจำ ก็สามารถคอมเมนต์เอาไว้ด้านล่างได้เลย!