Клетъчен цикъл

Като Клетъчен цикъл е терминът, използван за описване на редовно срещаща се последователност от различни фази в телесна клетка. Клетъчният цикъл винаги започва след като клетката се раздели и завършва, когато следващото деление на клетката е завършено.

Какъв е клетъчният цикъл?

Клетъчният цикъл започва веднага след клетъчното делене с интерфазата. Интерфазата е известна още като G фаза. Той е съставен от фазите G1, G2, S и 0.

Във фазата G1, известна още като фаза на празнина, акцентът е върху растежа на клетките. Клетката се разширява от различни клетъчни компоненти, като цитоплазма и някои клетъчни органели. В клетката се произвеждат различни протеини и РНК, рибонуклеинова киселина. РНК играе роля в клетката като носител на генетична информация.

Във фазата G т. Нар. Центриоли се разделят. Центриолите са органели на животински клетки, които са разположени в близост до клетъчното ядро. Ядрото вече се вижда ясно. Във фазата G1 всяка хромозома се състои само от един хроматид. G1 фазата обикновено трае от 1 до 12 часа. В случай на изродени клетки, тази фаза може да бъде изключително съкратена.

G1 фазата е последвана от S фазата. В тази фаза репликацията на ДНК се осъществява в клетъчното ядро, така че в края на тази фаза на синтез ДНК се удвоява и всяка хромозома се формира от две хроматиди. S фазата продължава между 7 и 8 часа.

G2 фазата представлява прехода към митоза, клетъчното ядро, което е известно още като постсинтетичен или премиотичен интервал. Клетъчните контакти със съседните клетки се разтварят, клетката придобива закръглена форма и става по-голяма поради увеличен приток на течност. В допълнение, все повече молекули и протеини на РНК се синтезират за клетъчно делене. Този процес отнема около четири часа.

Така нареченият М-фазостимулиращ фактор (MPF) след това води до преход към М-фазата, митотичната фаза. В зародишните клетки митотичната фаза се нарича още мейоза. Действителното деление на клетките се осъществява във фазата М. Хромозомите се делят точно като клетъчното ядро ​​и самата клетка.Митотичната фаза се разделя на профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Някои клетки преминават във фазата на G0 след тяхното деление. Във фазата на G0 не се образуват повече клетки. Нервните клетки или епителните клетки често са във фаза G0. Клетките от фазата на G0 могат също да се активират чрез специални растежни фактори, така че клетъчният цикъл да започне отново в тези клетки във фазата на G1.

Функция и задача

Периодичният клетъчен цикъл дава възможност на тялото да замени използвани и мъртви клетки с нови клетки. Продължителността на живота на човешките клетки варира значително. Докато нервните клетки в мозъка никога не се заменят, някои клетки в тялото живеят само няколко часа. Учените изчисляват, че около 50 милиона клетки умират всяка секунда. В същото време един и същ брой клетки се регенерират от клетъчния цикъл и по този начин директно заместват загубените клетки. Тялото компенсира загубата на умиращи клетки чрез постоянен клетъчен цикъл.

Клетъчният цикъл също играе важна роля във физическото развитие. Клетките могат да растат само до определен размер. За да могат хората да стават по-големи, трябва да се формират нови клетки. Клетъчният цикъл е необходим и за регенерацията на увредените части на тялото или тъканите. Клетъчното деление служи за заместване на клетки, повредени от наранявания. Например, раните могат да се затворят само когато се образуват нови клетки. В хода на зарастването на рани скоростта на делене на клетките в областта на раната значително се увеличава.

Болести и неразположения

От патологична гледна точка, клетъчният цикъл играе важна роля за развитието на рак. При здрави хора клетъчният цикъл се контролира от така наречените контролни точки на клетъчния цикъл. Те служат за защита на ДНК и генома и трябва да предотвратяват дегенерацията на клетките. Те също така инхибират клетъчното делене в клетки с увреждане на ДНК. След това засегнатите клетки имат възможност или да поправят щетите, или, в случай на непоправими щети, да започнат програмирана смърт на клетките. Неопластичните клетки, т.е. раковите клетки, действат автономно и вече не са обект на тези контролни механизми.

Сега два фактора допринасят за неконтролиран растеж на клетките. От една страна, така наречените прото-онкогени мутират в онкогени. Те предизвикват прекомерен растеж в засегнатата клетка. В допълнение гените на туморен супресор мутират. В нормалното си състояние те действително инхибират растежа. След мутацията обаче функциите им се нарушават и апоптозата, т.е. програмираната клетъчна смърт на повредени клетки, вече не се задейства. По този начин раковите клетки могат да се размножават безпрепятствено.

Нарушенията във фазите на мейозата, т.е. деленето на зародишните клетки, могат да доведат до неправилно разпределение на хромозомите. След това броят на хромозомите в дъщерните клетки се променя патологично. В този случай се говори за хромозомна аберация. Най-известната хромозомна аберация със сигурност е синдром на Даун, също тризомия 21. Тук хромозома 21 присъства три пъти, вместо два пъти. Вместо 46 хромозоми има 47 хромозоми. Характеристики на тризомия 21 са удължаващите се нагоре оси на капака, мускулна хипотония и бразда с четири пръста. В повечето случаи заболяването води до интелектуална увреждане. Около половината от всички засегнати също страдат от сърдечен дефект.

Други хромозомни аберации, причинени от дефектен клетъчен цикъл, са синдром на Търнър или синдром на Клайнфелтер. Тук са засегнати половите хромозоми. Хромозомните аберации също често са отговорни за ранните аборти.