Ciclul celulei

La fel de Ciclul celulei se descrie o secvență care are loc în mod regulat cu diferite faze într-o celulă a corpului. Ciclul celular începe întotdeauna după ce celula se împarte și se încheie când se termină următoarea diviziune celulară.

Ce este ciclul celular?

Ciclul celular începe imediat după divizarea celulelor cu interfaza. Interfaza este cunoscută și sub denumirea de faza G. Este compus din fazele G1, G2, S și 0.

În faza G1, cunoscută și sub denumirea de fază gap, accentul se pune pe creșterea celulelor. Celula este extinsă de diverse componente celulare, cum ar fi citoplasma și unele organele celulare. În celulă sunt produse diferite proteine ​​și ARN, acid ribonucleic. ARN joacă un rol în celulă ca purtător al informațiilor genetice.

În faza G, așa-numitele centriole se împart. Centriolele sunt organele celulelor animale care sunt situate în apropierea nucleului celular. Nucleul este acum clar vizibil. În faza G1, fiecare cromozom este format dintr-o singură cromatidă. Faza G1 durează de obicei 1 până la 12 ore. În cazul celulelor degenerate, această fază poate fi extrem de scurtată.

Faza G1 este urmată de faza S. În această fază are loc replicarea ADN-ului în nucleul celular, astfel încât la sfârșitul acestei faze de sinteză ADN-ul este dublat și fiecare cromozom este format din două cromatide. Faza S durează între 7 și 8 ore.

Faza G2 reprezintă tranziția la mitoză, diviziunea nucleului celular. Această fază este cunoscută și sub numele de interval postsintetic sau premitotic. Contactele celulare cu celulele vecine sunt dizolvate, celula ia o formă rotunjită și devine mai mare datorită unui flux crescut de lichid. În plus, tot mai multe molecule de ARN și proteine ​​sunt sintetizate pentru diviziunea celulară. Acest proces durează aproximativ patru ore.

Așa-numitul factor de stimulare a fazei M (MPF) duce apoi la o tranziție la faza M, faza mitotică. În celulele germinale, faza mitotică se mai numește meioză. Diviziunea celulară reală are loc în faza M. Cromozomii se divid la fel ca nucleul celular și celula în sine. Faza mitotică este ea însăși împărțită în faza, metafază, anafază și telofază.

Unele celule trec în faza G0 după divizarea lor. Nu se formează mai multe celule în faza G0. Celulele nervoase sau celulele epiteliale sunt adesea în faza G0. Celulele din faza G0 pot fi, de asemenea, reactivate de factori speciali de creștere, astfel încât ciclul celular să înceapă din nou în aceste celule în faza G1.

Funcție și sarcină

Ciclul celular periodic permite organismului să înlocuiască celulele uzate și cele moarte cu celule noi. Durata de viață a celulelor umane variază mult. În timp ce celulele nervoase din creier nu sunt niciodată înlocuite, unele celule ale corpului trăiesc doar câteva ore. Oamenii de știință estimează că aproximativ 50 de milioane de celule mor în fiecare secundă. În același timp, același număr de celule sunt regenerate de ciclul celular și înlocuiesc astfel în mod direct celulele pierdute. Corpul compensează pierderea celulelor moarte prin ciclul celular constant.

Ciclul celular joacă, de asemenea, un rol important în dezvoltarea fizică. Celulele pot crește doar la o anumită dimensiune. Pentru ca oamenii să devină mai mari, trebuie să se formeze celule noi. Ciclul celular este, de asemenea, necesar pentru regenerarea părților sau țesuturilor deteriorate ale corpului. Diviziunea celulară servește la înlocuirea celulelor deteriorate de răni. De exemplu, rănile se pot închide numai atunci când se formează celule noi. În timpul vindecării rănilor, rata diviziunii celulare în zona plăgii crește, așadar, în mod semnificativ.

Boli și afecțiuni

Din punct de vedere patologic, ciclul celular joacă un rol important în dezvoltarea cancerului. La persoanele sănătoase, ciclul celular este controlat prin așa-numitele puncte de control ale ciclului celular. Ele servesc la protejarea ADN-ului și a genomului și ar trebui să prevină degenerarea celulelor. De asemenea, inhibă diviziunea celulară în celule cu leziuni ale ADN-ului. Celulele afectate au apoi opțiunea de a repara daunele sau, în caz de daune ireparabile, de a iniția moartea celulelor programate. Celulele neoplastice, adică celulele canceroase, acționează autonom și nu mai sunt supuse acestor mecanisme de control.

Doi factori contribuie acum la creșterea necontrolată a celulelor. Pe de o parte, așa-numiții proto-oncogeni se mută în oncogeni. Acestea declanșează o creștere excesivă a celulei afectate. În plus, genele supresoare tumorale mută. În starea lor normală, acestea inhibă de fapt creșterea. Cu toate acestea, după mutație, funcțiile lor sunt perturbate și apoptoza, adică moartea programată a celulelor deteriorate, nu mai este declanșată. Celulele canceroase se pot multiplica astfel nestingherite.

Tulburările din fazele meiozei, adică divizarea celulelor germinale, pot duce la o distribuire maldită a cromozomilor. Numărul de cromozomi din celulele fiice este modificat patologic. În acest caz, se vorbește despre o aberație cromozomială. Cea mai cunoscută aberație cromozomială este cu siguranță sindromul Down, de asemenea trisomie 21. Aici cromozomul 21 este prezent de trei ori în loc de două ori. În loc de 46 de cromozomi, există 47 de cromozomi. Caracteristicile trisomiei 21 sunt extinderea ascendentă a axelor capacului, hipotoniei musculare și o brazdă cu patru degete. În majoritatea cazurilor, boala duce la dizabilitate intelectuală. Aproximativ jumătate dintre cei afectați suferă și de un defect cardiac.

Alte aberații cromozomiale cauzate de un ciclu celular defect este sindromul Turner sau sindromul Klinefelter. Aici cromozomii sexuali sunt afectați. De asemenea, aberațiile cromozomiale sunt adesea responsabile de avorturi precoce.