Ląstelių ciklas

Kaip Ląstelių ciklas vienas apibūdina kūno ląstelėje reguliariai vykstančias skirtingų fazių sekas. Ląstelių ciklas visada prasideda po to, kai ląstelė dalijasi, ir baigiasi, kai bus baigtas kitas ląstelių padalijimas.

Koks yra ląstelių ciklas?

Ląstelių ciklas prasideda iškart po ląstelių padalijimo tarpfazėje. Tarpfazė taip pat žinoma kaip G fazė. Jį sudaro G1, G2, S ir 0 fazės.

G1 fazėje, dar žinomoje kaip tarpo fazė, pagrindinis dėmesys skiriamas ląstelių augimui. Ląstelę plečia įvairūs ląstelių komponentai, tokie kaip citoplazma ir kai kurie ląstelių organelės. Ląstelėje gaminami įvairūs baltymai ir RNR - ribonukleino rūgštis. RNR vaidina ląstelėje kaip genetinės informacijos nešiotoją.

G fazėje vadinamosios centriolelės dalijasi. Centriolai yra gyvūnų ląstelių organelės, esančios šalia ląstelės branduolio. Branduolys dabar yra aiškiai matomas. G1 fazėje kiekvieną chromosomą sudaro tik vienas chromatidas. G1 fazė paprastai trunka nuo 1 iki 12 valandų. Degeneravusių ląstelių atveju šis etapas gali būti labai sutrumpintas.

Po G1 fazės eina S fazė. Šioje fazėje DNR replikacija vyksta ląstelės branduolyje, kad šios sintezės fazės pabaigoje DNR padvigubėtų ir kiekviena chromosoma būtų suformuota iš dviejų chromatidžių. S fazė trunka nuo 7 iki 8 valandų.

G2 fazė rodo perėjimą į mitozę, ląstelės branduolio dalijimąsi.Ši fazė taip pat žinoma kaip postintetinis arba premitozinis intervalas. Ląstelės kontaktai su kaimyninėmis ląstelėmis ištirpsta, ląstelė įgyja apvalią formą ir tampa didesnė dėl padidėjusio skysčių antplūdžio. Be to, vis daugiau RNR molekulių ir baltymų yra sintetinami ląstelėms dalintis. Šis procesas trunka apie keturias valandas.

Tada vadinamasis M fazę stimuliuojantis faktorius (MPF) lemia perėjimą į M fazę, mitozinę fazę. Lytinėse ląstelėse mitozinė fazė dar vadinama mejoze. Faktinis ląstelių dalijimasis vyksta M fazėje. Chromosomos dalijasi taip pat, kaip ir ląstelės branduolys, ir pati ląstelė, pati mitozinė fazė yra padalinta į profazes, metafazes, anafazes ir telofazes.

Kai kurios ląstelės po padalijimo pereina į G0 fazę. G0 fazėje daugiau ląstelių nesudaroma. Nervų ląstelės arba epitelio ląstelės dažnai yra G0 fazėje. G0 fazės ląsteles taip pat galima suaktyvinti specialiais augimo faktoriais, kad ląstelių ciklas šiose ląstelėse vėl prasidėtų G1 fazėje.

Funkcija ir užduotis

Periodiškas ląstelių ciklas leidžia kūnui pakeisti panaudotas ir negyvas ląsteles naujomis ląstelėmis. Žmogaus ląstelių gyvenimo trukmė labai skiriasi. Nors nervų ląstelės smegenyse niekada nėra keičiamos, kai kurios kūno ląstelės gyvena tik kelias valandas. Mokslininkų vertinimu, kas sekundę miršta apie 50 milijonų ląstelių. Tuo pačiu metu ląstelių ciklas regeneruoja tą patį skaičių ląstelių ir taip tiesiogiai pakeičia prarastas ląsteles. Kūnas kompensuoja mirštančių ląstelių praradimą per nuolatinį ląstelių ciklą.

Ląstelių ciklas taip pat vaidina svarbų vaidmenį fiziniame vystymesi. Ląstelės gali augti tik iki tam tikro dydžio. Kad žmonės galėtų augti didesni, turi būti suformuotos naujos ląstelės. Ląstelių ciklas taip pat būtinas pažeistų kūno dalių ar audinių regeneracijai. Ląstelių dalijimasis padeda pakeisti traumų pažeistas ląsteles. Pavyzdžiui, žaizdos gali uždaryti tik tada, kai susidaro naujos ląstelės. Taigi, gydant žaizdą, žymiai padidėja ląstelių dalijimosi greitis žaizdos srityje.

Ligos ir negalavimai

Patologiniu požiūriu ląstelių ciklas vaidina svarbų vaidmenį vėžiui išsivystyti. Sveikiems žmonėms ląstelių ciklą kontroliuoja vadinamieji ląstelių ciklo tikrinimo punktai. Jie skirti apsaugoti DNR ir genomą ir turėtų užkirsti kelią ląstelių degeneracijai. Jie taip pat slopina ląstelių dalijimąsi ląstelėse su DNR pažeidimais. Tada paveiktos ląstelės turi galimybę arba pašalinti žalą, arba nepataisomos žalos atveju, pradėti užprogramuotą ląstelių mirtį. Neoplastinės ląstelės, t. Y. Vėžio ląstelės, veikia autonomiškai ir jiems nebetaikomi šie kontrolės mechanizmai.

Prie nekontroliuojamo ląstelių augimo dabar prisideda du veiksniai. Viena vertus, vadinamieji proto onkogenai mutuoja į onkogenus. Tai sukelia per didelį augimą paveiktoje ląstelėje. Be to, naviko slopinimo genai mutuoja. Normalioje būsenoje jie iš tikrųjų slopina augimą. Tačiau po mutacijos jų funkcijos sutrinka ir apoptozė, t.y., užprogramuota pažeistų ląstelių ląstelių mirtis, nebeįsijungia. Taigi vėžio ląstelės gali netrukdomai daugintis.

Meiozės fazių sutrikimai, t. Y. Lytinių ląstelių dalijimasis, gali lemti netinkamą chromosomų pasiskirstymą. Tada patologiškai keičiasi dukterinių ląstelių chromosomų skaičius. Šiuo atveju kalbama apie chromosomų aberaciją. Geriausiai žinoma chromosomų aberacija yra Dauno sindromas, taip pat trisomija 21. Čia 21 chromosoma yra tris kartus, o ne du kartus. Vietoj 46 chromosomų yra 47 chromosomos. 21-osios trisomijos bruožai yra aukštyn besitęsiančios dangčio ašys, raumenų hipotonija ir keturių pirštų vaga. Daugeliu atvejų liga sukelia intelekto negalią. Maždaug pusė visų nukentėjusiųjų taip pat kenčia nuo širdies defektų.

Kitos chromosomų aberacijos, kurias sukelia netinkamas ląstelių ciklas, yra Turnerio sindromas arba Klinefelterio sindromas. Čia įtakos turi lytinės chromosomos. Chromosomų aberacijos taip pat dažnai lemia ankstyvą persileidimą.