ระยะต่างๆ ในวัฏจักรของเซลล์ วัฎจักรของเซลล์และระยะต่างๆ

จากความรู้ที่ว่าสิ่งมีชีวิตประกอบขึ้นด้วยเซลล์ เซลล์ดำรงอยู่ใน 2 สถานภาพ คือ สถานภาพที่อยู่เฉยไม่มีการแบ่งตัวที่เรียกว่า “Quiescence stage” หรือ Go (G = Gap) ดังได้กล่าวแล้วข้างต้น สำหรับระยะ Go นี้ เซลล์อาจจะดำรงอยู่ในระยะดังกล่าวนี้ได้นานเป็นวันๆ เป็นสัปดาห์ หรืออาจจะนานเป็นปีก็ได้ และอีกสถานภาพคือ สภาพที่มีการแบ่งตัว หรือเพิ่มขยายจำนวน ซึ่งคือวัฏจักรของเซลล์ อาจแบ่งเป็นระยะต่างๆ 4 ระยะ คือ
          1. Pre-synthetic phase หรือ G1 phase คือ ระยะที่เริ่มมีการเตรียมการสร้าง DNA และสารต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับการแบ่งตัวที่จะเกิดขึ้น เซลล์จะเริ่มมีขนาดใหญ่ขึ้น
          2. DNA synthetic phase หรือ S phase คือ ระยะที่มีการเพิ่มจำนวน DNA โดยวิธีการจำลอง DNA ขึ้นทั้งชุด (DNA replication) และสร้างสารต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับการแบ่งตัว
          3. Pre-mitotic phase หรือ G2 phase คือ ระยะก่อนที่จะเข้าสู่ระยะแบ่งตัว เป็นระยะที่เซลล์จะตรวจสอบตนเองว่ามีการเพิ่มจำนวน DNA เสร็จเรียบร้อยแล้วหรือไม่ ก่อนที่จะมีการแบ่งตัวในระยะ M ระยะย่อยทั้งสามระยะคือ G1, S และ G2 ก็คือ Interphase นั่นเอง
          4. Mitotic phase หรือ M phase คือ ระยะที่เกิดมีการแบ่งตัวเกิดขึ้น และโครโมโซมที่เพิ่มจำนวนไว้แล้ว ถูกแบ่งไปอยู่ในเซลล์ใหม่ทั้ง 2 เซลล์อย่างเท่าเทียมกัน

ระยะต่างๆ ทั้ง 4 ระยะนี้จะต้องเกิดขึ้นตามลำดับ และเกิดขึ้นจนครบทุกระยะหรือครบวงจรเซลล์ โดยทั่วไปจะมีวัฏจักรของเซลล์แบ่งออกเป็น 4 ระยะ ดังกล่าวนี้ เซลล์จึงจะเกิดการเพิ่มขยายจำนวนได้ และเรียกว่า “วงจรชีวิตมาตรฐาน” หรือ “วัฏจักรของเซลล์มาตรฐาน” (Standard Cell Cycle) (รูปที่ 2)


รูปที่ 2
เซลล์ในระยะ Interphase จะมีขนาดใหญ่ขึ้น เนื่องจากมีการเจริญเติบโต และการสะสม
สารจำเป็นสำหรับการแบ่งตัว และเกิด DNA replication ขึ้นในระยะนี้ด้วย ในระยะ Mitotic phase จะมีการแบ่งเซลล์ออกเป็น 2 เซลล์

(click ที่ภาพเพื่อดูภาพเคลื่อนไหว)

อย่างไรก็ตาม เซลล์บางชนิดอาจมีระยะต่างๆ ไม่ครบทั้ง 4 ระยะ ก็ได้ ดังจะได้กล่าวต่อไป และเนื่องจากเซลล์ต้องใช้เวลาในการเตรียมตัวเจริญเติบโต และตรวจสอบตนเองด้วยก่อนจะแบ่งตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเจริญเติบโตซึ่งใช้เวลานาน โดยทั่วไปวัฏจักรของเซลล์มาตรฐานจึงใช้เวลาอย่างน้อย 12 ชั่วโมง สำหรับเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เจริญเร็วๆ การแบ่งตัวที่พบว่าเร็วมาก เกิดขึ้นกับวงจรชีวิตของเซลล์ตัวอ่อนในระยะเริ่มต้น (early embryonic cell cycle) ทั้งนี้เพราะว่าในระยะเริ่มต้นหลังการผสมพันธุ์เกิดขึ้นนั้น เซลล์ตัวอ่อนมุ่งเน้นที่จะให้เกิดการแบ่งตัวเป็นเซลล์เล็กๆ จำนวนมากนั่นเอง ฉะนั้นระยะ G1 และ G2 จึงถูกตัดไป เหลือแค่ระยะ S และ M เท่านั้น จึงทำให้วงจรชีวิตของเซลล์ตัวอ่อนในระยะเริ่มต้นใช้เวลาสั้นมาก เพียงประมาณ 8-60 นาทีเท่านั้น