มาเริ่มที่พื้นฐานกันก่อน โครโมโซมและโครมาทิดคืออะไร
มาทำความเข้าใจพื้นฐานกันสักนิด เพื่อให้ทุกคนเห็นภาพชัดเจนเหมือนดูสไลด์ในห้องเรียนเลย

- โครโมโซม (Chromosome): คิดว่ามันเหมือน "หนังสือ" ที่เก็บข้อมูลพันธุกรรมของเรา ทำจาก DNA ที่ถูกม้วนแน่นอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์
- โครมาทิด (Chromatid): คือ "หน้าหนังสือ" ในเล่มนั้น หลังจาก DNA จำลองตัวเอง (DNA replication) โครโมโซม 1 แท่งจะมี 2 โครมาทิดที่เหมือนกันทุกประการ เรียกว่า sister chromatids ซึ่งเชื่อมกันที่จุดศูนย์กลางที่เรียกว่า centromere

ภาพจำง่ายๆ  โครโมโซม 1 แท่ง ในช่วงที่ DNA จำลองแล้ว จะเหมือนตัว "X" ที่มี 2 แขน (แต่ละแขนคือ 1 โครมาทิด) ติดกันที่จุด centromere

ในระยะ Prophase I ของ Meiosis โครโมโซม 1 แท่งมีกี่โครมาทิด
เพื่อตอบคำถามนี้ เราต้องเข้าใจ Meiosis และ Prophase I ก่อนนะ เพราะมันเป็นขั้นตอนที่ซับซ้อนนิดนึง แต่เราจะทำให้มันง่ายเหมือนดู Netflix

Meiosis คืออะไร?
Meiosis คือการแบ่งเซลล์แบบพิเศษที่เกิดในเซลล์สืบพันธุ์ (เช่น เซลล์ไข่และสเปิร์ม) เพื่อสร้างเซลล์ที่มีโครโมโซมครึ่งหนึ่งของเซลล์แม่ (จาก 46 โครโมโซมในมนุษย์ เหลือ 23) ซึ่งสำคัญมากสำหรับการสืบพันธุ์

Meiosis มี 2 รอบใหญ่ๆ
- Meiosis I: แยกโครโมโซมที่จับคู่กัน (homologous chromosomes) ออกจากกัน
- Meiosis II: แยก sister chromatids ออกจากกัน

คำถามของน้องอยู่ใน Prophase I ซึ่งอยู่ใน Meiosis I งั้นเรามาโฟกัสที่ตรงนี้เลย

Prophase I: อะไรเกิดขึ้นบ้าง?
Prophase I เป็นระยะแรกของ Meiosis I และเป็นระยะที่ ดราม่าที่สุด เพราะมีการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมเกิดขึ้น สิ่งที่เกิดขึ้นมีดังนี้

- DNA จำลองตัวเองแล้ว: ก่อนเข้า Meiosis เซลล์จะผ่านระยะ S phase ใน interphase ซึ่ง DNA จะจำลองตัวเอง ทำให้โครโมโซม 1 แท่ง (ที่มี 1 โครมาทิดตอนแรก) กลายเป็น โครโมโซมที่มี 2 โครมาทิด (sister chromatids)

- โครโมโซมเริ่มจับคู่: โครโมโซมที่เหมือนกันจากพ่อและแม่ (homologous chromosomes) จะมาจับคู่กัน เรียกว่า tetrad (โครโมโซม 2 แท่ง รวม 4 โครมาทิด)

- การแลกเปลี่ยนสาร (Crossing Over): ส่วนของ sister chromatids จากโครโมโซมคู่เหมือนจะแลกเปลี่ยน DNA กัน ทำให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรม

คำตอบสั้นๆ: ใน Prophase I ของ Meiosis โครโมโซม 1 แท่ง จะมี 2 โครมาทิด (sister chromatids) เพราะ DNA ได้จำลองตัวเองไปแล้วใน S phase ก่อนหน้า

ทำไมถึงเป็น 2 โครมาทิด




มาดูไทม์ไลน์กันให้ชัดเจน

- ก่อน S phase: โครโมโซม 1 แท่ง มี 1 โครมาทิด (ยังไม่มีการจำลอง DNA)
- หลัง S phase (ก่อน Meiosis): DNA จำลองตัวเอง ทำให้โครโมโซม 1 แท่ง มี 2 โครมาทิด (sister chromatids) ที่เหมือนกันทุกประการ
- ใน Prophase I: โครโมโซม 1 แท่ง ยังคงมี 2 โครมาทิดอยู่ และมันจะจับคู่กับโครโมโซมคู่เหมือนจากพ่อหรือแม่ ทำให้เกิด tetrad (4 โครมาทิดทั้งหมดใน 1 tetrad)

ภาพจำ:
ถ้าโครโมโซม 1 แท่งเหมือนตัว "X" ใน Prophase I
ตัว X นี้จะมี 2 แขน (2 โครมาทิด) และมันจะไปจับคู่กับโครโมโซมอีกแท่งจากพ่อหรือแม่ ซึ่งก็มี 2 โครมาทิดเหมือนกัน รวมเป็น 4 โครมาทิดใน 1 tetrad

การแลกเปลี่ยนสาร (Crossing Over) มีผลยังไง
น้องอาจสงสัยว่า การแลกเปลี่ยนสารใน Prophase I มีผลต่อจำนวนโครมาทิดหรือเปล่า? คำตอบคือ ไม่มีผลต่อจำนวน การแลกเปลี่ยนสาร (crossing over) เป็นการที่ sister chromatids จากโครโมโซมคู่เหมือนแลกเปลี่ยนส่วนของ DNA กัน แต่จำนวนโครมาทิดยังคงเดิม (โครโมโซม 1 แท่ง ยังมี 2 โครมาทิด)

ตัวอย่าง: ถ้าโครโมโซมจากแม่มียีนสีผมน้ำตาล และโครโมโซมจากพ่อมียีนสีผมบลอนด์ การแลกเปลี่ยนสารอาจทำให้โครมาทิดบางตัวมีทั้งยีนน้ำตาลและบลอนด์ผสมกัน แต่จำนวนโครมาทิดยังคงเป็น 2 ต่อโครโมโซม 1 แท่ง

ถ้ามีรูปจากสไลด์ อาจช่วยได้
น้องบอกว่ามีรูปจากสไลด์ของอาจารย์  จะช่วยให้เห็นภาพชัดเจนขึ้นมาก เพราะบางทีในสไลด์อาจมีไดอะแกรมที่แสดงโครโมโซมใน tetrad หรือการแลกเปลี่ยนสาร ซึ่งอาจทำให้สับสนได้ว่ามีโครมาทิดกี่ตัว

คำแนะนำ
- ถ้าในสไลด์เห็นโครโมโซมเป็นตัว "X" นั่นคือโครโมโซม 1 แท่งที่มี 2 โครมาทิด
- ถ้าเห็นโครโมโซม 2 แท่งจับคู่กัน (tetrad) นั่นคือโครโมโซมคู่เหมือน 2 แท่ง รวม 4 โครมาทิด
- ถ้ายังสับสน ลองดูว่าในสไลด์เขียนว่าเป็นระยะไหนของ Meiosis เพราะจำนวนโครมาทิดจะเปลี่ยนในระยะต่อๆ ไป (เช่น ใน Meiosis II โครมาทิดจะแยกออกจากกัน)

น้องบอกว่ายังไม่ค่อยเข้าใจสไลด์ของอาจารย์
ลองเช็กจุดเหล่านี้ดู

- อาจารย์ใช้คำว่า "โครโมโซม" หรือ "โครมาทิด" สลับกันหรือเปล่า? บางครั้งศัพท์อาจทำให้สับสน เช่น อาจเรียก tetrad ว่า "โครโมโซมคู่" ซึ่งอาจทำให้คิดว่าโครโมโซม 1 แท่งมี 4 โครมาทิด (แต่จริงๆ tetrad มี 4 โครมาทิดจาก 2 โครโมโซม)

- สไลด์เน้น crossing over หรือเปล่า? ถ้าเน้นตรงนี้ อาจทำให้โฟกัสไปที่การแลกเปลี่ยนสาร แทนที่จะนับจำนวนโครมาทิด

- ลองถามอาจารย์เพิ่ม ถ้ายังไม่เคลียร์ ลองถามอาจารย์ว่าในสไลด์นั้นหมายถึงโครโมโซมเดี่ยวหรือคู่เหมือน และอยู่ในระยะไหนของ Meiosis

สรุป
คำตอบ ในระยะ Prophase I ของ Meiosis โครโมโซม 1 แท่ง จะมี 2 โครมาทิด
เพราะ DNA จำลองตัวเองไปแล้วตั้งแต่ S phase และใน Prophase I โครโมโซมจะจับคู่กับคู่เหมือนเป็น tetrad (รวม 4 โครมาทิด) แต่ถ้านับแค่โครโมโซม 1 แท่ง ก็ยังเป็น 2 โครมาทิดเท่านั้น

Tips สุดท้าย
ลองวาดภาพโครโมโซมเป็นตัว X และจับคู่กับอีกตัว X เพื่อเห็นภาพ tetrad
ถ้ายังงง ลองดูสไลด์หรือถามอาจารย์ได้เลย