Κύκλος κυττάρων

Οπως και Κύκλος κυττάρων περιγράφει μια τακτικά ακολουθία διαφορετικών φάσεων σε ένα κύτταρο σώματος. Ο κυτταρικός κύκλος ξεκινά πάντα αφού το κελί διαιρείται και τελειώνει όταν ολοκληρωθεί η επόμενη κυτταρική διαίρεση.

Τι είναι ο κυτταρικός κύκλος;

Ο κυτταρικός κύκλος ξεκινά αμέσως μετά την κυτταρική διαίρεση με την ενδιάμεση φάση. Η ενδιάμεση φάση είναι επίσης γνωστή ως η φάση G. Αποτελείται από τις φάσεις G1, G2, S και 0.

Στη φάση G1, επίσης γνωστή ως φάση διακένου, η εστίαση είναι στην ανάπτυξη των κυττάρων. Το κύτταρο διογκώνεται από διάφορα συστατικά κυττάρων, όπως το κυτταρόπλασμα και ορισμένα οργανικά κύτταρα. Διάφορες πρωτεΐνες και το RNA, ριβονουκλεϊκό οξύ, παράγονται στο κύτταρο. Το RNA παίζει ρόλο στο κύτταρο ως φορέας γενετικών πληροφοριών.

Στη φάση G, τα λεγόμενα centrioles διαιρούνται. Τα Centrioles είναι οργανίδια των ζωικών κυττάρων που βρίσκονται κοντά στον κυτταρικό πυρήνα. Ο πυρήνας είναι τώρα ορατός. Στη φάση G1, κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από ένα μόνο χρωματοειδές. Η φάση G1 διαρκεί συνήθως 1 έως 12 ώρες. Στην περίπτωση εκφυλισμένων κυττάρων, αυτή η φάση μπορεί να μειωθεί εξαιρετικά.

Η φάση G1 ακολουθείται από τη φάση S. Σε αυτή τη φάση, πραγματοποιείται η αντιγραφή του DNA στον πυρήνα των κυττάρων, έτσι ώστε στο τέλος αυτής της φάσης σύνθεσης το DNA διπλασιάζεται και κάθε χρωμόσωμα σχηματίζεται από δύο χρωματοειδή. Η φάση S διαρκεί μεταξύ 7 και 8 ωρών.

Η φάση G2 αντιπροσωπεύει τη μετάβαση στη μίτωση, τη διαίρεση του πυρήνα των κυττάρων. Αυτή η φάση είναι επίσης γνωστή ως το μετασυνθετικό ή προκατανωτικό διάστημα Οι κυτταρικές επαφές με γειτονικά κύτταρα διαλύονται, το κύτταρο παίρνει στρογγυλεμένο σχήμα και γίνεται μεγαλύτερο λόγω της αυξημένης εισροής υγρού. Επιπλέον, όλο και περισσότερα RNA μόρια και πρωτεΐνες συντίθενται για κυτταρική διαίρεση. Αυτή η διαδικασία διαρκεί περίπου τέσσερις ώρες.

Ο επονομαζόμενος παράγοντας διέγερσης φάσης Μ (MPF) οδηγεί σε μετάβαση στη φάση Μ, τη μιτωτική φάση. Στα γεννητικά κύτταρα, η μιτωτική φάση ονομάζεται επίσης μύωση. Η πραγματική κυτταρική διαίρεση λαμβάνει χώρα στη φάση Μ. Τα χρωμοσώματα διαιρούνται όπως ο πυρήνας του κυττάρου και το ίδιο το κύτταρο.Η μιτωτική φάση διαιρείται σε προφάση, μεταφάση, αναφάση και τελοφάση.

Μερικά κύτταρα πηγαίνουν στη φάση G0 μετά τη διαίρεσή τους. Δεν σχηματίζονται πλέον κύτταρα στη φάση G0. Τα νευρικά κύτταρα ή τα επιθηλιακά κύτταρα βρίσκονται συχνά στη φάση G0. Τα κύτταρα από τη φάση G0 μπορούν επίσης να επανενεργοποιηθούν από ειδικούς αυξητικούς παράγοντες, έτσι ώστε ο κυτταρικός κύκλος να ξεκινήσει ξανά σε αυτά τα κύτταρα στη φάση G1.

Λειτουργία & εργασία

Ο περιοδικός κυτταρικός κύκλος επιτρέπει στο σώμα να αντικαθιστά τα χρησιμοποιημένα και νεκρά κύτταρα με νέα κύτταρα. Η διάρκεια ζωής των ανθρώπινων κυττάρων ποικίλλει σημαντικά. Ενώ τα νευρικά κύτταρα στον εγκέφαλο δεν αντικαθίστανται ποτέ, ορισμένα κύτταρα στο σώμα ζουν μόνο λίγες ώρες. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι περίπου 50 εκατομμύρια κύτταρα πεθαίνουν κάθε δευτερόλεπτο. Ταυτόχρονα, ο ίδιος αριθμός κυττάρων αναγεννάται από τον κυτταρικό κύκλο και έτσι αντικαθιστά άμεσα τα χαμένα κύτταρα. Το σώμα αντισταθμίζει την απώλεια κυττάρων που πεθαίνουν μέσω του σταθερού κυτταρικού κύκλου.

Ο κυτταρικός κύκλος παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στη φυσική ανάπτυξη. Τα κύτταρα μπορούν να αναπτυχθούν μόνο σε ένα συγκεκριμένο μέγεθος. Για να μεγαλώσουν οι άνθρωποι, πρέπει να σχηματιστούν νέα κελιά. Ο κυτταρικός κύκλος είναι επίσης απαραίτητος για την αναγέννηση των κατεστραμμένων τμημάτων ή ιστών του σώματος. Η κυτταρική διαίρεση χρησιμεύει στην αντικατάσταση κυττάρων που έχουν υποστεί ζημιές από τραυματισμούς. Για παράδειγμα, οι πληγές μπορούν να κλείσουν μόνο όταν σχηματίζονται νέα κύτταρα. Κατά τη διάρκεια της επούλωσης των πληγών, ο ρυθμός κυτταρικής διαίρεσης στην περιοχή του τραύματος αυξάνεται επομένως σημαντικά.

Ασθένειες και παθήσεις

Από παθολογική άποψη, ο κυτταρικός κύκλος παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη καρκίνου. Σε υγιείς ανθρώπους, ο κυτταρικός κύκλος ελέγχεται από τα λεγόμενα σημεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου. Χρησιμεύουν στην προστασία του DNA και του γονιδιώματος και αποσκοπούν στην πρόληψη του εκφυλισμού των κυττάρων. Αναστέλλουν επίσης την κυτταρική διαίρεση σε κύτταρα με βλάβη στο DNA. Τα προσβεβλημένα κύτταρα έχουν στη συνέχεια τη δυνατότητα είτε να επιδιορθώσουν τη ζημιά είτε, σε περίπτωση ανεπανόρθωτης βλάβης, να ξεκινήσουν προγραμματισμένο θάνατο κυττάρων. Τα νεοπλαστικά κύτταρα, δηλαδή τα καρκινικά κύτταρα, δρουν αυτόνομα και δεν υπόκεινται πλέον σε αυτούς τους μηχανισμούς ελέγχου.

Δύο παράγοντες συμβάλλουν τώρα στην ανεξέλεγκτη ανάπτυξη των κυττάρων. Από τη μία πλευρά, τα λεγόμενα πρωτο-ογκογόνα μεταλλάσσονται σε ογκογόνα. Αυτά προκαλούν υπερβολική ανάπτυξη στο προσβεβλημένο κύτταρο. Επιπλέον, τα γονίδια καταστολής όγκων μεταλλάσσονται. Στην κανονική τους κατάσταση, αυτά αναστέλλουν πραγματικά την ανάπτυξη. Μετά τη μετάλλαξη, ωστόσο, οι λειτουργίες τους διαταράσσονται και η απόπτωση, δηλαδή ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος των κατεστραμμένων κυττάρων, δεν ενεργοποιείται πλέον. Τα καρκινικά κύτταρα μπορούν έτσι να πολλαπλασιαστούν ανεμπόδιστα.

Οι διαταραχές στις φάσεις της μείωσης, δηλαδή η διαίρεση των γεννητικών κυττάρων, μπορούν να οδηγήσουν σε κακή κατανομή των χρωμοσωμάτων. Στη συνέχεια, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων στα θυγατρικά κύτταρα αλλάζει παθολογικά. Σε αυτήν την περίπτωση κάποιος μιλάει για εκτροπή χρωμοσωμάτων. Η πιο γνωστή εκτροπή χρωμοσωμάτων είναι σίγουρα το σύνδρομο Down, επίσης η τρισωμία 21. Εδώ το χρωμόσωμα 21 υπάρχει τρεις φορές αντί για δύο. Αντί για 46 χρωμοσώματα, υπάρχουν 47 χρωμοσώματα. Τα χαρακτηριστικά της τρισωμίας 21 είναι οι άξονες του καπακιού που εκτείνονται προς τα πάνω, η υποτονία των μυών και ένα αυλάκι με τέσσερα δάχτυλα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ασθένεια οδηγεί σε διανοητική αναπηρία. Περίπου οι μισοί από αυτούς που πλήττονται επίσης πάσχουν από καρδιακό ελάττωμα

Άλλες χρωμοσωμικές εκτροπές που προκαλούνται από ελαττωματικό κύκλο κυττάρων είναι το σύνδρομο Turner ή το σύνδρομο Klinefelter. Εδώ επηρεάζονται τα χρωμοσώματα του φύλου. Οι εκτροπές χρωμοσωμάτων είναι επίσης συχνά υπεύθυνες για πρόωρες αποβολές.