Câu hỏi/bài tập:
Sự kiểm soát chu kì tế bào bằng hệ thống phân tử trong tế bào chất đã được chứng minh thông qua thí nghiệm của Potu Rao và Robert Johnson được thực hiện vào năm 1970 (Hình 1).
- Thí nghiệm 1: Lấy tế bào đang ở pha S cho dung hợp với tế bào đang ở pha G1.
- Thí nghiệm 2: Lấy tế bào đang ở pha M cho dung hợp với tế bào đang ở pha G1.
a) Hãy mô tả kết quả thí nghiệm và giải thích.
b) Một nhà khoa học đem dung hợp một tế bào đang ở pha G2 với một tế bào đang ở pha M với mong muốn tế bào ở pha M ngừng nguyên phân. Theo em, mong muốn của nhà khoa học đó có đạt được không? Giải thích.
Hệ thống kiểm soát chu kì tế bào có 2 điểm kiểm soát chính là:
- Điểm kiểm soát G1: nhận diện các sai hỏng của tế bào trước khi bước vào pha S để nhân đôi DNA. Tế bào bị sai hỏng sẽ dừng lại ở đó cho đến khi các sai hỏng được khắc phục.
- Điểm kiểm soát G2/M: kiểm soát sự nhân dổi nhiễm sắc thể, kiểm tra xem tế bào đã có đủ nguyên liệu bước vào nguyên phân và nhận diện các sai hỏng.
Tùy thuộc vào vị trí của các điểm kiểm soát mà khi dung hợp các tế bào ở các pha khác nhau sẽ gây ra nhiều biến đổi trong tế bào dung hợp.
Kết quả thí nghiệm:
- Thí nghiệm 1: Tế bào ở pha G1 lập tức bước vào pha S để tiến hành nhân đôi DNA.
- Thí nghiệm 2: Tế bào ở pha G1 lập tức bắt đầu hình thành thoi phân bào, tiến vào pha M, xoắn nhiễm sắc thể dù nhiễm sắc thể chưa nhân đôi.
Giải thích:
Ở thí nghiệm 1, trong tế bào chất của tế bào đang ở pha S đã có tín hiệu vươt qua được điểm kiểm soát G1 nên kích hoạt tế bào đang ở pha G1 đi vào pha S.
Ở thí nghiệm 2, trong tế bào chất của tế bào đang ở pha M đã có tín hiệu vượt qua được điểm kiểm soát G2/M nên đa kích hoạt tế bào đang ở pha G1 đi vào pha M dù nhiễm sắc thể chưa nhân đôi.
b) Mong muốn không thực hiện được. Vì tế bào đang ở pha M đã vượt qua điểm kiểm soát G2/M nên sẽ kích hoạt tế bào đang ở pha G2 bước vào nguyên phân ngay lập tức.