Celični cikel

Kot Celični cikel ena opisuje redno pojavljeno zaporedje različnih faz v telesni celici. Celični cikel se vedno začne po delitvi celice in konča, ko je naslednja delitev celice zaključena.

Kakšen je celični cikel?

Celični cikel se začne takoj po delitvi celice z interfazo. Interfaza je znana tudi kot G faza. Sestavljen je iz faz G1, G2, S in 0.

V fazi G1, znani tudi kot faza vrzeli, je poudarek na rast celic. Celico razširijo različne celične komponente, kot so citoplazma in nekatere celične organele. V celici nastajajo različni proteini in RNA, ribonukleinska kislina. RNA ima vlogo v celici kot prenašalca genetske informacije.

V G fazi se delijo tako imenovani centrioli. Centriole so organele živalskih celic, ki se nahajajo v bližini celičnega jedra. Jedro je zdaj jasno vidno. V fazi G1 je vsak kromosom sestavljen samo iz enega kromatida. Faza G1 običajno traja od 1 do 12 ur. Pri degeneriranih celicah se lahko ta faza izjemno skrajša.

Fazi G1 sledi S faza. V tej fazi se v celicnem jedru odvija replikacija DNK, tako da se na koncu te sintezne faze DNA podvoji in vsak kromosom tvori iz dveh kromatid. S faza traja od 7 do 8 ur.

Faza G2 predstavlja prehod v mitozo, delitev celičnega jedra, ta faza je znana tudi kot postintetični ali premitotski interval. Stiki celic s sosednjimi celicami se raztopijo, celica dobi zaobljeno obliko in zaradi večjega priliva tekočine postane večja. Poleg tega se za delitev celic sintetizira vse več molekul in proteinov RNA. Ta postopek traja približno štiri ure.

Tako imenovani faktor, ki stimulira M-fazo (MPF), nato vodi v prehod v M-fazo, mitotsko fazo. V zarodnih celicah se mitotična faza imenuje tudi mejoza. Dejanska delitev celice poteka v M fazi. Kromosomi se delijo tako kot jedro celice in sama celica, mitotična faza pa je razdeljena na profazo, metafazo, anafazo in telofazo.

Nekatere celice po delitvi preidejo v fazo G0. V fazi G0 ni več celic. Živčne celice ali epitelijske celice so pogosto v fazi G0. Celice iz faze G0 se lahko ponovno aktivirajo tudi s posebnimi rastnimi faktorji, tako da se celični cikel nato v teh celicah znova začne v fazi G1.

Funkcija in naloga

Periodični celični cikel omogoča telesu, da rabljene in odmrle celice nadomesti z novimi celicami. Življenjska doba človeških celic se zelo razlikuje. Medtem ko se živčne celice v možganih nikoli ne nadomestijo, nekatere celice v telesu živijo le nekaj ur. Znanstveniki ocenjujejo, da približno 50 milijonov celic umre vsako sekundo. Istočasno se s celicnim ciklom regenerira isto število celic in tako neposredno nadomestijo izgubljene celice. Telo kompenzira izgubo odmirajočih celic skozi stalen celični cikel.

Tudi celični cikel igra pomembno vlogo pri fizičnem razvoju. Celice lahko zrastejo le do določene velikosti. Da bi ljudje postali večji, je treba oblikovati nove celice. Celični cikel je potreben tudi za regeneracijo poškodovanih telesnih delov ali tkiv. Delitev celic služi za nadomeščanje celic, poškodovanih zaradi poškodb. Na primer, rane se lahko zaprejo šele, ko nastanejo nove celice. Med celjenjem ran se torej hitrost delitve celic na območju rane znatno poveča.

Bolezni in bolezni

S patološkega vidika ima celični cikel pomembno vlogo pri razvoju raka. Pri zdravih ljudeh celični cikel nadzorujejo tako imenovane kontrolne točke celičnega cikla. Služijo za zaščito DNK in genoma in so namenjene preprečevanju degeneracije celic. Zavirajo tudi delitev celic v celicah s poškodbo DNK. Prizadete celice imajo nato možnost popraviti škodo ali v primeru nepopravljive škode sprožiti programirano celično smrt. Neoplastične celice, to je rakave celice, delujejo avtonomno in niso več podvržene tem nadzornim mehanizmom.

Zdaj dva dejavnika prispevata k nenadzorovani rasti celic. Po eni strani tako imenovani proto-onkogeni mutirajo v onkogene. Ti sprožijo prekomerno rast v prizadeti celici. Poleg tega geni za supresorje tumorjev mutirajo. V normalnem stanju ti dejansko zavirajo rast. Po mutaciji pa se njihove funkcije motijo ​​in apoptoza, to je programirana celična smrt poškodovanih celic, se ne sproži več. Rakaste celice se tako lahko neovirano množijo.

Motnje v fazah mejoze, to je delitev zarodnih celic, lahko privedejo do napačne porazdelitve kromosomov. Število kromosomov v hčerinskih celicah se nato patološko spremeni. V tem primeru govorimo o aberaciji kromosomov. Najbolj znana kromosomska aberacija je zagotovo Downov sindrom, tudi trisomija 21. Tu je kromosom 21 prisoten trikrat namesto dvakrat. Namesto 46 kromosomov je 47 kromosomov. Značilnosti trisomije 21 so raztegljive osi pokrova navzgor, mišična hipotonija in brazda s štirimi prsti. V večini primerov bolezen vodi v intelektualno prizadetost. Približno polovica vseh prizadetih trpi tudi zaradi srčne napake.

Druge kromosomske aberacije, ki jih povzroči okvarjen celični cikel, so Turnerjev sindrom ali Klinefelterjev sindrom. Tu so prizadeti spolni kromosomi. Za zgodnje splave so pogosto krive tudi kromosomske aberacije.