- Hvad er cellecyklussen?
- Cellecyklus faser
- Cellecyklusregulering
- Cellecyklus kontrolpunkter
- Betydningen af cellecyklussen
- Kræft og cellecyklus
Vi forklarer, hvad cellecyklussen er, dens faser, kontrolpunkter og regulering. Derudover dens betydning for udviklingen af kræft.
Hvad er cellecyklussen?
Cellecyklussen er det ordnede og sekventielle sæt af begivenheder, der finder sted i alle celler generelt. De involverer deres vækst og eventuel reproduktion i to celler "døtre". Denne proces er afgørende for eksistens af flercellede væsener.
Det begynder med udseendet af en ung celle og slutter med dens modning og celledeling, det vil sige skabelsen af to nye celler. Det udføres i henhold til et sæt af stimuli og biokemiske reaktioner fortolket af cellekerne, som garanterer en velordnet reproduktion af kropsvæv.
Af denne grund starter celler normalt deres cellecyklus, når miljøforhold er befordrende for det. Cyklussen foregår dog ikke altid på samme måde med vigtige cellevariationer dyr Y grøntsager eller prokaryoter Y eukaryoter. Det forekommer dog i alle levende væsner, med lignende formål og lignende stadier.
Cellecyklus faser
Stadierne i cellecyklussen er beskrevet i henhold til formlen:
- G1. Fra engelsk Gap 1 eller Interval 1
- S. Syntese eller Syntese
- G2. Gab 2 eller Interval 2
- M. M-fase eller fase M, hvis navn skyldes, at den omfatter mitose eller meiosefør cytoplasmatisk deling eller cytokinese.
Inden cellecyklussen startes, kaldes celler "stille" (hvilket betyder, at de vælger at være stille), og når de først har startet cellecyklussen, kaldes de "prolifererende" (hvilket betyder, at de formerer sig hurtigt).
Cellecyklussen er ikke lineær, men cirkulær, da unge celler kan vælge at gentage behandle, således at der opstår to nye hver, som dikteret af behovene. Og i store træk er de forskellige stadier, der omfatter det, organiseret baseret på to separate faser, som er:
- Interfacet. Denne første fase omfatter G1-S-G2-stadierne, og i løbet af dem vokser den til sit tilstrækkelige niveau til at starte fordoblingen af sin genetisk materiale, kopiere det fuldstændigt efter din DNA.
- Stage Gap 1. Cellen vokser fysisk, og duplikerer dens organeller og de proteiner, der er nødvendige for de følgende stadier.
- Stadium S. En komplet kopi af cellens DNA syntetiseres, samt en duplikat af centrosomet, som vil hjælpe med at adskille DNA'et i senere stadier.
- Gab stadium 2. Cellen vokser sig endnu større i størrelse, genererer protein og nye organeller og forbereder mitose, celledeling.
- M-fasen Den mitotiske fase begynder, når cellen allerede har duplikeret sit genetiske materiale og organeller, klar til at dele sig i to identiske individer. Begyndelsen af mitose starter fra adskillelse af DNA i to dobbeltstrenge, og de to nye cellekerner bevæger sig væk fra hinanden, mod modsatte poler.
M-fasen er opdelt i fire adskilte faser: profase, metafase, anafase, telofase.
Når cytokinese begynder, som er forberedelsen til den definitive adskillelse af de to nye celler, efterlades hver kerne separat. En barriere begynder at blive genereret mellem begge celler, som senere bliver en del af selve cellen. plasma membran, og til sidst sker der fysisk adskillelse.
Cellecyklusregulering
Cellecyklussen skal ske under meget specifikke forhold, som fortjener meget specifikke tilfælde af kontrol og regulering. Så uden de præcise instruktioner starter ikke kun hele cyklussen, men der vil ikke være nogen overgang fra et trin til det næste.
I første omgang udøves kontrol af gener på egen hånd genetisk kode af cellen. Der er instruktioner til fremstilling eller ændring af proteiner for at udløse hvert trin i cyklussen. Sættet af enzymer der aktiverer, letter eller afslutter hver fase, er cycliner og cyclinafhængige kinaser.
Cellecyklus kontrolpunkter
Der er, især under mitose, en række cellecyklus checkpoints, hvor processen overvåges, og det sikres, at der ikke er begået fejl. Disse er forbigående eksistensbekræftelsesruter, det vil sige, at når de har opfyldt deres funktion og verificeret, at processen fortsætter uden fejl, forsvinder de.
Desuden, hvis problemet efter en periode ikke er blevet løst tilfredsstillende, forbereder disse kontrolpunkter cellen til at starte selvdestruktion eller apoptose.
Kontrolpunkterne under mitose er:
- I slutningen af G1-stadiet og før S. Dette er kontrolpunktet for ikke-replikeret DNA, som hæmmer Cdc25-genet, som igen aktiverer Cyclin A/B Cdk1. Dermed forhindrer det cyklussen i at fortsætte.
- Før anafase i mitose. Det er et kontrolpunkt, der garanterer adskillelsen af kromosomer, og fungerer ved at aktivere Mad2-proteinet, der forhindrer nedbrydning af segurin, indtil betingelserne er passende.
- DNA-skadekontrolpunkter i G1, S eller G2. I tilfælde af cellulær skade, specifikt på arvematerialet, vil p53-proteinet blive aktiveret, hvilket muliggør DNA-reparation. Skulle dette mislykkes, aktiveres apoptoseprocesser øjeblikkeligt.
Betydningen af cellecyklussen
Cellecyklussen er den grundlæggende cyklus for reproduktion af celler, som tillader vækst af flercellede organismer og reparation af væv. Derudover forårsager det den nødvendige spredning til for eksempel at generere den kritiske cellemasse til at danne embryoner af fremtidige nye individer af arten.
Det er en proces, der udføres konstant. Det er kodet i selve vores DNA, så det er en af de grundlæggende og originale cyklusser i eukaryot celleliv.
Kræft og cellecyklus
Kræft er som bekendt en sygdom, hvor visse celler i visse væv initierer en unormal, ustoppelig reproduktion af dysfunktionelle celler. Denne proces, som meget vel kan forårsage død, hvis den ikke stoppes i tide, afbrydes ikke af den naturlige proces med cellulær apoptose, hvilket kræver medicinsk intervention.
Mange specialister foreslår, at initieringen af den kræftfremkaldende proces er i visse cellecyklusregulerende gener, der ikke fungerer godt eller blev beskadiget, hvilket udsætter processen for en mangel på kontrol, der igen genererer andre fejl og kulminerer i dannelsen af en tumor. Disse gener er kendt som onkogener, og deres forstadier som protonkogener.