Chu Kỳ Tế Bào và Các Giai Đoạn

Chu Kỳ Tế Bào

• Chu kỳ tế bào là tất cả các biến đổi xảy ra trong tế bào từ lúc bắt đầu một lần phân bào cho tới lúc bắt đầu lần phân bào kế tiếp.
• Chu kỳ tế bào gồm gian kỳ và thời kỳ phân chia.
• Chu kỳ tế bào của tế bào phôi sớm diễn ra nhanh hơn so với chu kỳ tế bào chuẩn.

Các Giai Đoạn của Chu Kỳ Tế Bào

• Thời gian của một chu kỳ tế bào khác nhau tùy theo loại tế bào và phụ thuộc vào giai đoạn G1.
• Giai đoạn G1 khác nhau giữa các loại tế bào, trong khi các giai đoạn S đến M tương đối giống nhau.
• Chu kỳ tế bào bình thường kéo dài khoảng 24 giờ, với thời gian ước tính cho từng giai đoạn: G1 (6-12 giờ), S (6-8 giờ), G2 (3-4 giờ) và M (khoảng 1 giờ).
• Tế bào ung thư và tế bào phôi thai có tốc độ phân chia nhanh (15-20 phút).
• Tế bào gan phân chia chậm (hàng trăm ngày).
• Tế bào thần kinh có chu kỳ tế bào kéo dài ở giai đoạn G1 gần như suốt đời và đi vào trạng thái G0.

Gian Kỳ (Interphase)

• Gian kỳ là khoảng thời gian giữa hai lần phân bào, được chia thành 3 pha: G1, S và G2.
• Thời gian của pha G1 có thể khác nhau, trong khi pha S và G2 tương đối ổn định.
• NST (nhiễm sắc thể) ở dạng sợi mảnh trong gian kỳ.
• Trong pha G1, RNA và protein được tổng hợp, làm tăng kích thước và khối lượng tế bào, và NST ở dạng sợi mảnh (chromatin).
• Trong pha G0, tế bào không tham gia vào chu kỳ tế bào và ngừng phân chia.

Pha S

• Pha S là giai đoạn tái bản DNA và tiếp tục tổng hợp RNA và protein.
• Trung thể nhân đôi ở tế bào động vật, còn ở tế bào thực vật, trung tâm tổ chức ống vi thể (MTOC) được hình thành.
• Có sự trao đổi nhiễm sắc tử chị em diễn ra rất nhanh trong pha S.

Pha G2

• Tế bào sửa chữa các sai sót trong quá trình nhân đôi DNA.
• Tế bào tiếp tục tổng hợp RNA, các protein tubulin và các protein phục vụ quá trình phân bào.

Nguyên Phân (Mitosis)

• TB sinh dưỡng/TBSDSK ở vùng sinh sản của TSD sẽ bước vào thời kỳ phân chia M của chu kỳ tế bào là nguyên phân.
• Nguyên phân bao gồm sự phân chia nhân và sự phân chia bào tương.
• Phân chia nhân diễn ra trong khoảng 1 giờ, bao gồm phân ly NST và tái lập màng nhân.
• Tế bào sinh dục ở vùng chín của TSD sẽ bước vào thời kỳ phân chia M của chu kỳ tế bào là quá trình giảm phân.

Kì Đầu (Prophase) trong Nguyên Phân

• Các chromatin kép được đóng xoắn, có thể quan sát dưới kính hiển vi.
• NST đã nhân đôi, xuất hiện dưới dạng 2 chromatide chị em dính nhau ở tâm.
• Trung thể di chuyển về 2 cực đối diện của tế bào.
• Thoi phân bào được hình thành.
• Hiện tượng trao đổi chéo soma xảy ra.
• Màng nhân dần biến mất.

Kì Giữa (Metaphase)

• Thoi phân bào có cấu trúc ổn định.
• NST co ngắn tối đa, có hình dạng đặc trưng, dễ quan sát dưới kính hiển vi quang học (KHVQH).
• NST kép ổn định hình dạng và cấu trúc nhờ condensin và cohesion.
• Các nhiễm sắc thể được căn chỉnh ở xích đạo của thoi, giữa các cực của thoi. Các vi ống động bám vào các chromatid chị em với các cực đối diện của thoi.

Kì Sau (Anaphase)

• Tâm động phân chia theo chiều dọc.
• Các chromatid chị em di chuyển về các cực đối diện.

Kì Cuối (Telophase)

• Các NST đơn đã di chuyển về hai cực tế bào và tháo xoắn dần.
• Thoi phân bào biến mất, màng nhân xuất hiện, hạch nhân được tái tạo.

Sự Phân Chia Bào Tương

• Ở tế bào động vật, vòng co thắt hình thành từ các vi sợi actin co rút vào trung tâm.
• Mặt phẳng phân cắt thẳng góc với trục của thoi phân bào.
• Ở tế bào thực vật, phragmoplast được thành lập và tập hợp các bóng Golgi.
• Phragmoplast là một phức hợp vi ống và mạng nội chất.
• Bóng Golgi di chuyển dọc theo các vi ống để tới vùng xích đạo và dung hợp với nhau để tạo vách tế bào.

Giảm Phân

• Giảm phân là quá trình phân chia tế bào xảy ra ở tế bào sinh dục.

Kì Đầu I

• Sợi mảnh (Leptotene): Các NST kép bắt đầu co ngắn, có dạng sợi mảnh, mỗi cặp chromatid chị em của NST kép gắn vào vỏ nhân tại 2 đầu mút.
• Tiếp hợp (Zygotene): Sự tiếp hợp từ đầu mút, các cặp NST tương đồng tạo từng cặp synapsis → NST dạng lưỡng trị.
• Co ngắn (Pachytene): NST kép tương đồng dầy lên, thấy được dưới KHV quang học.
• Sự trao đổi các chromatid dẫn đến sự trao đổi chéo.
• Tách đôi (Diplotene): Các NST kép trong cặp tương đồng tách ra từ phần tâm, các chromatid còn dính tại điểm bắt chéo và chuyển dần về phía đầu mút NST.
• Hướng cực (Diakinesis): NST ngừng phiên mã, xoắn lại, dày lên, các NST tách khỏi vỏ nhân, vỏ nhân và hạch nhân tiêu biến, xuất hiện thoi phân bào.

Kì Giữa I

• Các cặp NST kép đóng xoắn tối đa, có hình dạng và kích thước đặc trưng và xếp thành hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào.
• Các cặp NST kép có nguồn gốc từ bố hay mẹ có thể sắp xếp ngẫu nhiên ở bên trái hay bên phải của mặt phẳng xích đạo.

Kì Sau I

• NST kép trong cặp NST kép tương đồng tách nhau ra, được OVT tâm động kéo về mỗi cực của TB.
• Không có sự phân chia tâm trong mỗi NST kép.

Kì Cuối I

• Các NST kép tập trung ở mỗi cực tế bào (n kép).
• Vỏ nhân tái lập.
• Các OVT biến mất, màng nhân, nhân con hình thành
• Thời kỳ xen kẽ: thời gian ngắn tương tự gian kỳ, NST không tháo xoắn và không sao chép VCDT.
• Lần phân bào II: tương tự nguyên phân.

Sự Hình Thành Giao Tử ở Người

• Quá trình hình thành giao tử diễn ra ở vùng sinh sản và vùng chín.
• Vùng sinh sản: TB mầm sinh dục sơ khai trải qua quá trình nguyên nhiễm(Nguyên Phân).
• Vùng chín: giảm phân tạo giao tử..
• Từ dậy thì tại vùng sinh sản, TB mầm sinh dục sơ khai trải qua quá trình nguyên phân để tạo ra TNB 1, 2, 3...n.
• Sau đó, TNB n+1 không còn khả năng phân chia mà biệt hóa thành TNB B.
• Các TNB B tăng trưởng và biệt hóa thành tinh bào I.
• TB I vào vùng chín thực hiện giảm phân lần 1 tạo thành 2 tinh bào II và giảm nhiễm lần 2 tạo thành 4 tinh tử.
• Tinh trùng nam giới có chứa
• Tinh tử biến đổi hình thái thành tinh trùng.
• Liên tục từ dậy thì cho đến già.
• TNB nằm ở ngoại vi biểu mô tinh sát màng đáy.
• TB I có kích thước lớn (d=25µm), nằm xa màng đáy và cách màng đáy một hàng TNB.

Cấu Tạo Tinh Trùng

• Đầu có kích thước 3-5µm, chứa nhân và có thể đỉnh do bộ Golgi tạo thành..
• Cổ: Chứa trung thể gần và trung thể xa.
• Đuôi (~50 µm): Đoạn trung gian, đoạn chính và đoạn cuối → Tốc độ di chuyển 3mm/phút

Tế Bào Noãn Nguyên Thủy

• Tế bào noãn nguyên thủy được biệt hóa từ tuần thứ 4 tuần của thai kỳ, trong túi noãn hoàng.
• Từ tuần 4 đến 6, tế bào NNT di chuyển vào gờ sinh dục để đến buồng trứng.
• Trên đường di chuyển vào buồng trứng, NNT trải qua quá trình nguyên nhiễm liên tục để tạo ra nhiều noãn nguyên bào.
• Tháng thứ 3 đến 5 của quá trình phát triển phôi thai, các NNB bước vào GP 1 nhưng chỉ dừng ở giai đoạn diplotene của kỳ đầu 1 và được gọi là noãn bào I.
• Nhiều NB1 thoái hóa (dậy thì ~ 300 nghìn TB)
• Từ dậy thì, NB1 kết thúc GN1 → 1 NBII và thể cực I. Lần GP2 dừng ở KG2 và phóng noãn → trứng rụng (1 noãn/1 chu kỳ kinh nguyệt).
• GP kết thúc khi trứng được thụ tinh.

Noãn Bào

• Kích thước: 20-30 mm (nang trứng)
• • 5 tuần tuổi: 1000 tế bào
• • Tháng thứ 5 của phôi: 10 - 20 triệu
• • Giảm dần đến khi sinh ra: 2 triệu
• Phụ nữ càng cao tuổi khó thụ thai và có nguy cơ sẩy thai.

Các Kiểu Truyền tín Hiệu

• Tín hiệu nội tiết (hormone): được tiết ra từ các tuyến chuyên biệt và tác động lên các tế bào đích ở xa thông qua máu.
• Tuyến tụy tiết Insulin và glucagon để điều hòa sự hấp thu G trong các tế bào.
• Tuyến yên tiết hormone kích thích tăng trưởng và điều hòa các tuyến nội tiết khác.
• Tuyến tùng tiết hormone liên quan đến chu kỳ thức/ngủ.
• Tuyến giáp tiết hormone T3 và T4 để điều hòa chuyển hóa.
• Tuyến buồng trứng tiết estrogen và progesteron.
• Tuyến tinh hoàn tiết testosterone.

Tín Hiệu Cận Tiết

• Các phân tử tín hiệu khuếch tán cục bộ thông qua dịch ngoại bào và tác động lên các tế bào lân cận.
• Ví dụ là các phân tử tín hiệu điều hòa tình trạng viêm tại vị trí nhiễm trùng hoặc tế bào tăng sinh trong chữa lành vết thương.
• Tế bào nuôi cấy, ung thư tiết ra các yếu tố kích thích tăng sinh và tác động lên tế bào lân cận (cận tiết) hoặc tác động lên chính mình (tự tiết).

Tín Hiệu Thần Kinh

• Diễn ra nhanh chóng và chuyên biệt đến tế bào mục tiêu, tín hiệu được đi qua đường dẫn truyền riêng.
• Xung điện chạy dọc sợi trục với tốc độ 100m/s, tín hiệu điện được chuyển thành dạng hóa học ở cuối sợi trục.
• Có các chất tác động vừa là tín hiệu thần kinh, vừa là tín hiệu nội tiết (ví dụ: Epinephrine).

Tín Hiệu Phụ Thuộc Tiếp Xúc

• Các tế bào tiếp xúc vật lý với khoảng cách dẫn truyền ngắn nhất, không cần tạo ra phân tử tiết.
• Ví dụ là sự biệt hóa trong quá trình phát triển phôi.

Phân Loại Phân Tử Tính Hiệu theo Bản Chất Tín Hiệu

• Tín hiệu điện học: Do chênh lệch điện thế trong và ngoài màng, tín hiệu dẫn truyền ở các sợi trục nơ-ron thần kinh.
• Tín hiệu vật lý: Nhiệt độ, ánh sáng, tác động do tiếp xúc trực tiếp giữa hai tế bào.
• Tín hiệu hóa học: Các hormone, các sản phẩm tuyến tiết.
• Tín hiệu tổng hợp: Những tín hiệu hình thành trong giấc mơ, sự tưởng tượng.

Phân Loại Phân Tử Tính Hiệu theo Khả Năng Tan Trong Nước/Lipid

• Loại 1: Số lượng lớn, tan trong nước, không qua màng được, tác động thông qua thụ thể trên màng và có thời gian tồn tại ngắn.
• Loại 2: Kích thước nhỏ, kị nước, tan trong lipid, qua màng được, tác động lên các enzym trong tế bào hoặc thụ thể nội bào và có thời gian tồn tại dài.

Các Loại Chất Truyền Tin

• Tín hiệu sơ cấp: Ligand tác động lên nhiều thụ thể tế bào, tạo ra chất truyền tin thứ nhất.
• Tín hiệu thứ cấp: Tín hiệu nội bào, được gia tăng hoặc giảm nồng độ khi ligand tác động lên thụ thể tế bào, có vai trò khuếch đại tín hiệu (ví dụ: cAMP vòng, cGMP vòng, Inositol 1,4,5 - triphosphate (IP3), Ca2+).

Các Giai Đoạn Truyền Tín Hiệu

• Tiếp nhận: Phân tử tín hiệu tác động lên thụ thể màng hoặc di chuyển qua màng và gắn với thể nhận trong bào tương tới nhân.
• Truyền tin: Protein thụ thể thay đổi hình thể, hoạt động và kích hoạt các protein khác.
• Đáp ứng: Biểu hiện gen, hoạt tính enzyme, tái cấu trúc bộ xương tế bào, thay đổi hình dạng hay vận động, tổng hợp DNA, sự chết tế bào.

Các Loại Thụ Thể

• Thụ thể gắn kênh ion: Dẫn truyền tín hiệu hóa học dưới hình thức xung dẫn truyền thần kinh thông qua việc mở hay đóng kênh ion (ví dụ: thụ thể acetylcholine).
• Thụ thể gắn G-protein: Liên kết với G-protein, có 700 loại khác nhau, và truyền tín hiệu thông qua hooc-mon, chất trung gian cục bộ, chất dẫn truyền thần kinh (ví dụ: thụ thể rhodopsin).
• Thụ thể gắn enzyme: Phosphoryl hóa amino acid tyrosine của các protein hoặc enzyme, điều tiết sự phát triển, tăng sinh, biệt hóa và sự sống của tế bào.
• Thụ thể nội bào: Tiếp nhận tín hiệu là Hormone steroid (cortisol, estradiol, testosterone); Hormone thyroid (thyroxine)

Bệnh Liên Quan Đến Thụ Thể

• Bệnh thụ thể acetylcholin: Bệnh nhược cơ, bệnh Huntington.
• Bệnh thụ thể TSH: Bệnh Glave.
• Bệnh thụ thể độc tố vi khuẩn: Bệnh tả, bệnh uốn ván.
• Bệnh receptor chuyển hóa: Bệnh tăng cholesterol máu, bệnh đái tháo đường không phụ thuộc insulin, bệnh hen.