Sinh học: STGT Kỹ thuật GEN

Tế bào và kỹ thuật GEN.
MỞ ĐẦU
Đối với cơ thể đơn bào thì chu kỳ sống của tế bào cũng là chu kỳ sống của cơ thể và chúng được kiểm soát trực tiếp bởi các yếu tố môi trường. Đối với cơ thể đa bào tồn tại nhiều quần chủng tế bào soma, mỗi quần chủng được đặc trưng bởi nhịp điệu sinh trưởng và phân bào ổn định, được kiểm soát bởi mối tương quan giữa các tế bào, các mô cơ thể và môi trường. Tuy nhiên, dù là cơ thể đơn bào hay đa bào thì chu kỳ sống của chúng đều được điều chỉnh bởi nhiều cơ chế. Vấn đề đặt ra là chu kỳ tế bào là gì? Bản chất của hệ thống điều chỉnh chu kỳ tế bào ra sao?
NỘI DUNG

I- CÁC THỜI KỲ CỦA CHU KỲ TẾ BÀO:
1- Khái niệm về chu kỳ tế bào:
Một trong những đặc tính cơ bản của tế bào sống là đặc tính sinh sản, tức là khả năng tự sinh ra cơ thể giống mình. Đặc tính sinh sản của cơ thể có cơ sở ở sự phân bào. Năm 1882, W. Flemming phát hiện ra hiện tượng phân bào có tơ (mitosis) sau khi tế bào đã trải qua một thời gian sinh trưởng. Về sau các nhà tế bào học phát hiện ra phân bào được xen kẽ với thời gian sinh trưởng theo từng chu kỳ.
Chu kỳ tế bào (cell cycle) là thời gian diễn ra kể từ thời điểm tế bào được hình thành nhờ phân bào của tế bào mẹ vè kết thúc bởi sự phân bào để hình thành tế bào mới. Như vậy thời kỳ phân bào được xen kẽ bởi thời kỳ giữa các lần phân bào được gọi là gian kỳ.
2- Các thời kỳ của chu kỳ tế bào:
Chu kỳ tế bào chia ra làm 2 thời kỳ chính: Kỳ trung gian (interphase) và kỳ phân bào (mitosis).
2.1- Gian kỳ:
Trong cơ thể đa bào, các tế bào sinh dưỡng (tế bào soma) được biệt hoá khác nhau để thực hiện chức năng khác nhau, cho nên thời gian kéo dài chu kỳ sống của chúng có nhiều thay đổi không giống nhau, đặc biệt là gian kỳ. Trung bình chu kỳ sống của đa số tế bào kéo dài từ 8 giờ đến 100 ngày, trong đó, thời gian của gian kỳ là thay đổi còn thời gian của phân bào là ổn định, chỉ chiếm khoảng 1 giờ.

Loại tế bào
Thời gian chu kỳ tế bào

1. Tế bào phôi sớm
30 phút

2. TB nấm men
1,5 đến 3 giờ

3. Tế bào biểu mô ruột
Khoảng 12 giờ

4. Nguyên bào phôi động vật có vú
Khoảng 20 giờ

5. Tế bào gan
Khoảng 1 năm






2.1.1- Pha G1:
Thời gian của G1 kéo dài từ ngay sau khi tế bào được tạo thành do phân bào cho đến khi bắt đầu pha S.
Thời gian của pha G tuỳ thuộc vào chức năng sinh lý của tế bào:

Loại tế bào
Thời gian G1

1. Tế bào phôi sớm
30 phút đến 1 giờ

2. Tế bào gan động vật có vú
1 năm

3. Nơron thần kinh
Kéo dài suốt đời sống cơ thể

4. Tế bào ung thư
Bị rút ngắn rất nhiều

Pha G1 là pha sinh trưởng của tế bào, xảy ra sự tổng hợp các ARN và protein. Vào cuối pha G1 có một thời điểm gọi là điểm hạn định R (Restriction point). Nếu tế bào vượt qua điểm R, chúng sẽ tiếp tục đi vào pha S. Nhân tố điều chỉnh thời điểm R là phức hệ protein- cyclin gồm có cyclin D, cyclin E và enzim kinaza).
Đối với các tế bào biệt hoá thì chúng không vượt qua R mà đi vào quá trình biệt hoá tế bào.
Các tế bào phôi thường có chu kỳ ngắn, chỉ khoảng 30 phút đến 1 giờ, bởi vì ở chúng không có pha G1. Các yếu tố của G1 cần thiết cho sự tái bản ADN ở pha S đã được chuẩn bị trước và có sẵn trong tế bào chất của tế bào trứng.
2.1.2- Pha S:
Pha S được gọi là pha tổng hợp ADN, vì trong pha này xảy ra sự tái bản ADN và nhân đôi số lượng NST của tế bào, tổng hợp protein histon. Trong pha G1, tế bào đã chuẩn bị điều kiện cho pha S: Vào cuối pha G1, tế bào tổng hợp một loại protein đặc trưng là Cyclin A và được tích luỹ trong nhân tế bào. Cyclin A cùng với kinaza sẽ xúc tiến tái bản ADN. Cyclin A tác động cho tới cuối pha S thì biến mất. Thời gian kéo dài của pha S ở đa số tế bào nhân chuẩn tương đối cố định (từ 6 đến 8 giờ). Sau pha