• Τι είναι ο κυτταρικός κύκλος;
• Φάσεις κυτταρικού κύκλου
• Ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου
• Σημεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου
• Σημασία του κυτταρικού κύκλου
• Ο καρκίνος και ο κυτταρικός κύκλος

Εξηγούμε τι είναι ο κυτταρικός κύκλος, τις φάσεις, τα σημεία ελέγχου και τη ρύθμισή του. Επιπλέον, η επίδρασή του στην ανάπτυξη καρκίνου.

Ο κυτταρικός κύκλος έχει τρία στάδια διεπαφής και μια μιτωτική φάση.

Τι είναι ο κυτταρικός κύκλος;

Ο κυτταρικός κύκλος είναι το διατεταγμένο και διαδοχικό σύνολο γεγονότων που λαμβάνουν χώρα σε όλα τα κύτταρα γενικά. Περιλαμβάνουν την ανάπτυξή τους και την τελική αναπαραγωγή τους σε δύο κύτταρα «κόρες». Αυτή η διαδικασία είναι απαραίτητη για την ύπαρξη απο πολυκύτταρα όντα.

Ξεκινά με την εμφάνιση ενός νεαρού κυττάρου και τελειώνει με την ωρίμανση και την κυτταρική διαίρεση, δηλαδή τη δημιουργία δύο νέων κυττάρων. Εκτελείται σύμφωνα με ένα σύνολο ερεθισμάτων και βιοχημικών αποκρίσεων που ερμηνεύονται από το πυρήνα του κυττάρου, που εγγυώνται την ομαλή αναπαραγωγή των ιστών του σώματος.

Για το λόγο αυτό, τα κύτταρα ξεκινούν κανονικά τον κυτταρικό τους κύκλο όταν οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι ευνοϊκές για αυτόν. Ωστόσο, ο κύκλος δεν συμβαίνει πάντα με τον ίδιο τρόπο, με σημαντικές κυτταρικές παραλλαγές των ζώων Υ λαχανικά ή προκαρυώτες Υ ευκαρυωτες. Ωστόσο, εμφανίζεται σε όλα ζωντανά όντα, με παρόμοιους σκοπούς και παρόμοια στάδια.

Φάσεις κυτταρικού κύκλου

Τα στάδια του κυτταρικού κύκλου περιγράφονται σύμφωνα με τον τύπο:

• G1. Από Αγγλικά Gap 1 ή Interval 1
• Σ. Σύνθεση ή Σύνθεση
• G2. Κενό 2 ή Διάστημα 2
• M. M-phase ή Phase M, η ονομασία του οποίου οφείλεται στο γεγονός ότι περιλαμβάνει το μίτωσις ή μείωση, πριν από την κυτταροπλασματική διαίρεση ή κυτταροκίνηση.

Πριν από την έναρξη του κυτταρικού κύκλου, τα κύτταρα ονομάζονται «ήσυχα» (που σημαίνει ότι επιλέγουν να είναι ακίνητα) και μόλις ξεκινήσουν τον κυτταρικό κύκλο, ονομάζονται «πολλαπλασιαζόμενα» (που σημαίνει ότι πολλαπλασιάζονται γρήγορα).

Ο κυτταρικός κύκλος δεν είναι γραμμικός, αλλά κυκλικός, καθώς τα νεαρά κύτταρα μπορούν να επιλέξουν να το επαναλάβουν επεξεργάζομαι, διαδικασία, δημιουργώντας έτσι δύο νέα το καθένα, όπως υπαγορεύουν οι ανάγκες. Και σε γενικές γραμμές, τα διαφορετικά στάδια που το αποτελούν οργανώνονται με βάση δύο ξεχωριστές φάσεις, οι οποίες είναι:

• Η διεπαφή. Αυτή η πρώτη φάση περιλαμβάνει τα στάδια G1-S-G2 και κατά τη διάρκειά τους αυξάνεται στο κατάλληλο επίπεδο για να ξεκινήσει ο διπλασιασμός του γενετικό υλικό, αντιγράφοντας το πλήρως σύμφωνα με το δικό σας DNA.
  • Κενό σταδίου 1. Το κύτταρο αναπτύσσεται φυσικά, διπλασιάζοντας τα οργανίδια του και τις πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για τα ακόλουθα στάδια.
  • Στάδιο S. Συντίθεται ένα πλήρες αντίγραφο του DNA του κυττάρου, καθώς και ένα αντίγραφο του κεντροσώματος, το οποίο θα βοηθήσει στον διαχωρισμό του DNA σε μεταγενέστερα στάδια.
  • Κενό στάδιο 2. Το κύτταρο μεγαλώνει ακόμη περισσότερο σε μέγεθος, δημιουργεί πρωτεΐνη και νέα οργανίδια και προετοιμάζεται για μίτωση, κυτταρική διαίρεση.
• Η φάση Μ. Η μιτωτική φάση ξεκινά όταν το κύτταρο έχει ήδη διπλασιάσει το γενετικό του υλικό και τα οργανίδια του, έτοιμα να διαιρεθούν σε δύο πανομοιότυπα άτομα. Η έναρξη της μίτωσης ξεκινά από τον διαχωρισμό του DNA σε δύο διπλούς κλώνους και οι δύο νέοι κυτταρικοί πυρήνες απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο, προς αντίθετους πόλους.

Η φάση Μ χωρίζεται σε τέσσερις διακριτές φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση, τελόφαση.

Έτσι, όταν ξεκινά η κυτταροκίνηση, που είναι η προετοιμασία για τον οριστικό διαχωρισμό των δύο νέων κυττάρων, κάθε πυρήνας αφήνεται χωριστά. Ένα φράγμα αρχίζει να δημιουργείται μεταξύ των δύο κυττάρων, το οποίο αργότερα θα γίνει μέρος του ίδιου του κυττάρου. μεμβράνη πλάσματος, και τελικά επέρχεται φυσικός διαχωρισμός.

Ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου

Ο κυτταρικός κύκλος πρέπει να συμβαίνει κάτω από πολύ συγκεκριμένες συνθήκες, οι οποίες αξίζουν πολύ συγκεκριμένες περιπτώσεις ελέγχου και ρύθμισης. Έτσι χωρίς τις ακριβείς οδηγίες, όχι μόνο δεν ξεκινά ολόκληρος ο κύκλος, αλλά δεν θα υπάρξει μετάβαση από το ένα στάδιο στο άλλο.

Σε πρώτο βαθμό, ο έλεγχος ασκείται από την γονίδια μόνος του γενετικός κώδικας του κελιού. Υπάρχουν οδηγίες για τη δημιουργία ή την τροποποίηση πρωτεϊνών για την ενεργοποίηση κάθε σταδίου του κύκλου. Το σύνολο των ένζυμα που ενεργοποιούν, διευκολύνουν ή τερματίζουν κάθε φάση είναι οι κυκλίνες και οι εξαρτώμενες από κυκλίνη κινάσες.

Σημεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου

Η πρωτεΐνη p53 επιδιορθώνει το DNA κατά τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου.

Υπάρχουν, ειδικά κατά τη μίτωση, μια σειρά από σημεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου, όπου παρακολουθείται η διαδικασία και διασφαλίζεται ότι δεν έχουν γίνει λάθη. Πρόκειται για μεταβατικές διαδρομές επαλήθευσης ύπαρξης, δηλαδή, αφού εκπληρώσουν τη λειτουργία τους και επαληθεύσουν ότι η διαδικασία συνεχίζεται χωρίς αποτυχίες, εξαφανίζονται.

Επιπλέον, εάν το πρόβλημα, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, δεν έχει λυθεί ικανοποιητικά, αυτά τα σημεία ελέγχου προετοιμάζουν το κελί να ξεκινήσει την αυτοκαταστροφή ή απόπτωση.

Τα σημεία ελέγχου κατά τη μίτωση είναι:

• Στο τέλος του σταδίου G1 και πριν από το S. Αυτό είναι το σημείο ελέγχου για το μη αναδιπλασιασμένο DNA, το οποίο αναστέλλει το γονίδιο Cdc25, το οποίο με τη σειρά του ενεργοποιεί την Κυκλίνη A/B Cdk1. Έτσι, εμποδίζει τη συνέχιση του κύκλου.
• Πριν από την ανάφαση στη μίτωση. Είναι ένα σημείο ελέγχου που εγγυάται τον διαχωρισμό του χρωμοσώματα, και λειτουργεί ενεργοποιώντας την πρωτεΐνη Mad2 που αποτρέπει την αποικοδόμηση της σεγκουρίνης, έως ότου οι συνθήκες είναι κατάλληλες.
• Σημεία ελέγχου βλάβης DNA σε G1, S ή G2. Σε περίπτωση κυτταρικής βλάβης, συγκεκριμένα στο γενετικό υλικό, θα ενεργοποιηθεί η πρωτεΐνη p53, η οποία επιτρέπει την επιδιόρθωση του DNA. Εάν αυτό αποτύχει, οι διαδικασίες απόπτωσης ενεργοποιούνται αμέσως.

Σημασία του κυτταρικού κύκλου

Ο κυτταρικός κύκλος είναι ο θεμελιώδης κύκλος αναπαραγωγής των κυττάρων, ο οποίος επιτρέπει την ανάπτυξη πολυκύτταρων οργανισμών και την επισκευή των ιστών. Επιπλέον, προκαλεί τον απαραίτητο πολλαπλασιασμό για να δημιουργήσει, για παράδειγμα, την κρίσιμη κυτταρική μάζα για να σχηματιστούν έμβρυα μελλοντικών νέων ατόμων του είδους.

Είναι μια διαδικασία που πραγματοποιείται συνεχώς. Είναι κωδικοποιημένο στο ίδιο το DNA μας, επομένως είναι ένας από τους θεμελιώδεις και αρχικούς κύκλους της ζωής των ευκαρυωτικών κυττάρων.

Ο καρκίνος και ο κυτταρικός κύκλος

Όπως είναι γνωστό, ο καρκίνος είναι μια ασθένεια στην οποία ορισμένα κύτταρα ορισμένων ιστών ξεκινούν μια ανώμαλη, ασταμάτητη αναπαραγωγή δυσλειτουργικών κυττάρων. Αυτή η διαδικασία, η οποία μπορεί κάλλιστα να προκαλέσει θάνατο εάν δεν σταματήσει εγκαίρως, δεν διακόπτεται από τη φυσική διαδικασία της κυτταρικής απόπτωσης, απαιτώντας έτσι ιατρική παρέμβαση.

Πολλοί ειδικοί προτείνουν ότι η έναρξη της καρκινογόνου διαδικασίας είναι σε ορισμένα ρυθμιστικά γονίδια του κυτταρικού κύκλου που δεν λειτουργούν καλά ή υπέστησαν βλάβη, υποβάλλοντας τη διαδικασία σε έλλειψη ελέγχου που με τη σειρά της προκαλεί άλλες αποτυχίες και καταλήγει στο σχηματισμό όγκου. Αυτά τα γονίδια είναι γνωστά ως ογκογονίδια και οι πρόδρομοί τους ως πρωτοκογόνα.