Клеточный цикл

Так как Клеточный цикл - термин, используемый для описания регулярно встречающейся последовательности различных фаз в клетке тела. Клеточный цикл всегда начинается после деления клетки и заканчивается, когда завершается следующее деление клетки.

Что такое клеточный цикл?

Клеточный цикл начинается сразу после деления клеток с интерфазой. Межфазная фаза также известна как фаза G. Он состоит из фаз G1, G2, S и 0.

В фазе G1, также известной как фаза гэпа, основное внимание уделяется росту клеток. Клетка расширяется различными клеточными компонентами, такими как цитоплазма и некоторые клеточные органеллы. В клетке вырабатываются различные белки и РНК, рибонуклеиновая кислота. РНК играет в клетке роль носителя генетической информации.

В фазе G делятся так называемые центриоли. Центриоли - это органеллы клеток животных, расположенные рядом с ядром клетки. Ядро теперь хорошо видно. В фазе G1 каждая хромосома состоит только из одной хроматиды. Фаза G1 обычно длится от 1 до 12 часов. В дегенеративных клетках эта фаза может быть очень короткой.

За фазой G1 следует фаза S. На этой фазе репликация ДНК происходит в ядре клетки, так что в конце этой фазы синтеза ДНК удваивается, и каждая хромосома формируется из двух хроматид. S-фаза длится от 7 до 8 часов.

Фаза G2 представляет собой переход к митозу, делению ядра клетки. Эта фаза также известна как постсинтетический или премитотический интервал. Контакты клетки с соседними клетками растворяются, клетка приобретает округлую форму и становится больше из-за повышенного притока жидкости. Кроме того, для деления клеток синтезируется все больше и больше молекул РНК и белков. Этот процесс занимает около четырех часов.

Так называемый фактор, стимулирующий М-фазу (MPF), затем приводит к переходу в М-фазу, митотическую фазу. В половых клетках митотическая фаза также называется мейозом. Фактическое деление клеток происходит в фазе М. Хромосомы делятся так же, как ядро ​​клетки и сама клетка.Митотическая фаза сама делится на профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Некоторые клетки после разделения переходят в фазу G0. В фазе G0 ячеек больше не образуется. Нервные клетки или эпителиальные клетки часто находятся в фазе G0. Клетки из фазы G0 также могут быть реактивированы специальными факторами роста, так что клеточный цикл снова запускается в этих клетках в фазе G1.

Функция и задача

Периодический клеточный цикл позволяет организму заменять использованные и мертвые клетки новыми. Продолжительность жизни человеческих клеток сильно различается. Хотя нервные клетки в головном мозге никогда не заменяются, некоторые клетки тела живут всего несколько часов. По оценкам ученых, каждую секунду умирает около 50 миллионов клеток. В то же время такое же количество клеток регенерируется клеточным циклом и, таким образом, напрямую заменяет потерянные клетки. Организм компенсирует потерю умирающих клеток за счет постоянного клеточного цикла.

Клеточный цикл также играет важную роль в физическом развитии. Клетки могут вырасти только до определенного размера. Чтобы люди могли расти, необходимо формировать новые клетки. Клеточный цикл также необходим для регенерации поврежденных частей тела или тканей. Деление клеток служит для замены поврежденных в результате травм клеток. Например, раны могут закрыться только при образовании новых клеток. Поэтому в процессе заживления раны скорость деления клеток в области раны значительно увеличивается.

Болезни и недуги

С патологической точки зрения клеточный цикл играет важную роль в развитии рака. У здоровых людей клеточный цикл контролируется так называемыми контрольными точками клеточного цикла. Они служат для защиты ДНК и генома и должны предотвращать дегенерацию клеток. Они также подавляют деление клеток в клетках с повреждением ДНК. Затем пораженные клетки могут либо исправить повреждение, либо, в случае непоправимого повреждения, инициировать запрограммированную гибель клеток. Неопластические клетки, то есть раковые клетки, действуют автономно и больше не подчиняются этим механизмам контроля.

Теперь два фактора способствуют неконтролируемому росту клеток. С одной стороны, так называемые протоонкогены мутируют в онкогены. Они вызывают чрезмерный рост пораженной клетки. Кроме того, мутируют гены-супрессоры опухолей. В нормальном состоянии они фактически подавляют рост. Однако после мутации их функции нарушаются, и апоптоз, то есть запрограммированная гибель поврежденных клеток, больше не запускается. Таким образом, раковые клетки могут беспрепятственно размножаться.

Нарушения фаз мейоза, то есть деления половых клеток, могут привести к неправильному распределению хромосом. Затем патологически изменяется количество хромосом в дочерних клетках. В этом случае говорят о хромосомной аберрации. Самая известная хромосомная аберрация - это, безусловно, синдром Дауна, а также трисомия 21. Здесь хромосома 21 присутствует трижды, а не дважды. Вместо 46 хромосом 47 хромосом. Особенности трисомии 21 - восходящие оси век, мышечная гипотония и борозда с четырьмя пальцами. В большинстве случаев болезнь приводит к умственной отсталости. Около половины всех пострадавших также страдают пороком сердца.

Другие хромосомные аберрации, вызванные неправильным клеточным циклом, - это синдром Тернера или синдром Клайнфельтера. Здесь затрагиваются половые хромосомы. Хромосомные аберрации также часто являются причиной ранних выкидышей.