Bài 16: Chu kì tế bào và nguyên phân

Tế bào ung thư được hình thành từ sự phân chia liên tục, không kiểm soát của một hoặc một số tế bào trong cơ thể.

- Khái niệm chu kì tế bào: Chu kì tế bào là khoảng thời gian từ khi tế bào được sinh ra, lớn lên và phân chia thành hai tế bào con.

- Các sự kiện chính của chu kì tế bào: Chu kì tế bào gồm 2 giai đoạn gồm kì trung gian và quá trình nguyên phân.

+ Kì trung gian là giai đoạn sinh trưởng của tế bào, được chia nhỏ thành các pha G1, S và G2.

+ Quá trình nguyên phân gồm phân chia nhân và phân chia tế bào chất. Phân chia nhân diễn ra theo 4 kì là kì đầu, kì giữa, kì sau và kì cuối.

- Kì trung gian là thời kì sinh trưởng của tế bào,

- Kì trung gian gồm pha G1, S và G2:

+ Pha G1: Diễn ra sự gia tăng kích thước tế bào; hình thành thêm các bào quan như ti thể, ribosome,…; tổng hợp và tích lũy các chất. Cuối pha G1 có điểm kiểm soát G1/S giúp tế bào đưa ra “quyết định” có nhân đôi DNA để sau đó bước vào phân bào hay không.

+ Pha S: Diễn ra sự nhân đôi ADN dẫn đến nhân đôi NST tạo thành NST kép. NST từ thể đơn chuyển sang thể kép gồm hai nhiễm sắc chị em giống hệt nhau và dính nhau ở tâm động. Ngoài ra, ở tế bào động vật còn diễn ra sự nhân đôi trung tử.

+ Pha G2: Diễn ra sự tiếp tục gia tăng kích thước tế bào, chuẩn bị các chất cần thiết cho sự phân chia như tổng hợp protein có vai trò đối với sự hình thành thoi phân bào,… Cuối pha G2 có điểm kiểm soát G2/M giúp hệ thống kiểm soát của tế bào “rà soát” quá trình nhân đôi DNA xem đã hoàn tất và mọi sai sót đã được sửa chữa hay chưa.

Các giai đoạn của chu kì tế bào có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, trong đó giai đoạn kỳ trung gian là để tế bào lớn lên và sao chép nhiễm sắc thể của nó để chuẩn bị cho sự phân bào trong giai đoạn nguyên phân. Việc chuyển từ giai đoạn này sang giai đoạn khác trong chu kì tế bào được hệ thống kiểm soát chu kì tế bào điều khiển một cách nghiêm ngặt, đảm bảo các chu kì tế bào diễn ra bình thường.

- Điểm kiểm soát chu kì tế bào là các tín hiệu kích hoạt quá trình truyền tin tế bào đưa ra các đáp ứng đi tiếp hay dừng chu kì tế bào.

- Vai trò của các điểm kiểm soát chu kì tế bào:

+ Tại điểm kiểm soát G1/S, tế bào sẽ đưa ra “quyết định” nhân đôi DNA để sau đó bước vào phân bào hay không.

+ Tại điểm kiểm soát G2/M, hệ thống “rà soát” quá trình nhân đôi DNA xem đã hoàn tất chưa và mọi sai sót đã được sữa chữa hay chưa.

+ Tại điểm kiểm soát thoi phân bào, hệ thống kiểm soát chu kì tế bào “rà soát” xem tất cả các NST đã gắn với các vi ống của thoi phân bào hay chưa. Nếu chưa hoàn tất, chu kì tế bào cũng sẽ dừng lại.

Nguyên phân có 4 kì với diễn biến như sau:

- Kì đầu: thoi phân bào bắt đầu hình thành, NST co xoắn và màng nhân và hạch nhân tiêu biến.

- Kì giữa: các NST co xoắn tối đa và nằm ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Các vi ống của thoi phân bào đính vào 2 phía tâm động của NST.

- Kì sau: Hai chromatid chị em của mỗi NST kép bắt đầu tách rời nhau thành hai NST đơn và di chuyển trên thoi phân bào về hai cực đối diện của tế bào. Đây là kì có thời gian ngắn nhất.

- Kì cuối: Các NST dãn xoắn, hạch nhân và màng nhân tái xuất hiện hình thành nhân mới; thoi phân bào tiêu biến.

- Kết quả của nguyên phân là: Nhờ quá trình nhân đôi NST (ở kì trung gian) và phân li đồng đều các NST về hai cực của tế bào (ở kì sau) nên từ một tế bào mẹ ban đầu tạo ra hai tế bào con có bộ NST giống nhau và giống hệt mẹ. 

- Ý nghĩa của nguyên phân:

+ Đảm bảo duy trì ổn định vật chất di truyền qua các thế hệ tế bào.

+ Ở sinh vật nhân thực đơn bào, nguyên phân chính là hình thức sinh sản tạo ra cá thể mới; còn ở sinh vật đa bào, nguyên phân làm tăng số lượng tế bào, thay thế các tế bào già và các tế bào bị tổn thương, giúp cơ thể lớn lên và sinh ra các bộ phận cơ thể.

+ Nguyên phân cũng là cơ chế tạo ra các cơ thể mới ở các sinh vật sinh sản vô tính.

Phân biệt khối u lành tính và khối u ác tính:

- Khối u lành tính: Tế bào không lan rộng đến vị trí khác.

- Khối u ác tính: Tế bào ung thư có khả năng lây lan (di căn) sang các mô lân cận và các cơ quan xa.

Nguyên nhân gây rối loạn quá trình điều hòa phân bào dẫn đến phát sinh ung thư là:

- Tác nhân gây đột biến ở môi trường bên ngoài cơ thể như khói thuốc lá, các độc tố của vi sinh vật có trong các thực phẩm bị mốc, tia tử ngoại, nhiều loại hóa chất như chất độc màu da cam, tia phóng xạ,... 

- Tác nhân gây đột biến bên trong cơ thể như một số loại virus gây bệnh mãn tính (virus viêm gan B, virus gây viêm tử cung); các gốc tự do trong tế bào, sản phẩm của quá trình chuyển hóa và các chất độc hại mà cơ thể hấp thụ qua thức ăn hoặc từ các vi sinh vật sống kí sinh trong cơ thể.

Hầu hết các bệnh ung thư là do đột biến gen phát sinh trong tế bào của cơ thể nên không di truyền được từ thế hệ này sang thế hệ khác. Chỉ khoảng hơn 10% bệnh ung thư là do gen đột biến được di truyền từ bố mẹ.

Những loại ung thư phổ biến nhất ở Việt Nam là ung thư ở gan, phổi, dạ dày, đại trực tràng, vú và tuyến tiền liệt. Trong đó, theo giới tính thì:

- Ở nam giới là: ung thư ở gan, phổi, dạ dày, đại trực tràng và tuyến tiền liệt chiếm 65.8% các trường hợp.

- Ở nữ giới là: ung thư ở gan, phổi, dạ dày, đại trực tràng và vú chiếm 59.4% các trường hợp.