3 фазе интерфазе

Садржај

• ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
• Одељење ћелија код прокариота и еукариота
• Прва фаза гапа
• Контролне тачке Интерфасе
• Синтеза генома
• Припрема за Одељење ћелија

Научници су први приметили процес деобе ћелија крајем 1800-их. Доследни микроскопски докази да ћелије троше енергију и материјал за копирање и дељење оповргавали су раширену теорију да су нове ћелије настале спонтаном генерацијом. Научници су почели да разумеју феномен ћелијског циклуса; ово је процес којим се ћелије "рађају" ћелијском дељењем, а затим живе свој живот, вршећи се свакодневним ћелијским активностима, све док не постану саме ћелије.

Постоји много разлога због којих ћелија можда не пролази кроз поделу. Неке ћелије у људском телу једноставно немају; на пример, већина нервних ћелија на крају престаје да се подељује ћелијским поделама, због чега особа која трпи оштећење живаца може да претрпи трајни моторни или сензорни дефицит.

Међутим, типични ћелијски циклус је процес који се састоји од две фазе: интерфазе и митозе. Митоза је део ћелијског циклуса који укључује поделу ћелија, али просечна ћелија проводи 90 одсто свог живота у интерфази, што једноставно значи да ћелија живи и расте, а не да се дели. Постоје три подфазе унутар интерфазе. Ово су Г₁ фаза, С фаза и Г₂ фаза.

ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)

Три фазе интерфазе су Г₁, што представља Гап фазу 1; С фаза, која означава фазу синтезе; и Г₂, што представља Гап фазу 2. Интерфаза је прва од две фазе еукариотског ћелијског циклуса. Друга фаза је митоза, или М фаза, која настаје када дође до деобе ћелија. Понекад ћелије не напуштају Г₁ зато што нису тип ћелија које се деле или зато што умиру. У тим случајевима су у фази која се зове Г₀, што се не сматра делом ћелијског циклуса.

Одељење ћелија код прокариота и еукариота

Једноћелијски организми попут бактерија називају се прокариоти, а када се укључе у деобу ћелија, њихова је сврха репродуктивно размножавање; они стварају потомство. Прокариотска деоница ћелија назива се бинарна фисија уместо митоза. Прокариоти обично имају само један хромозом који не садржи чак ни нуклеарну мембрану, а недостају им органела које имају друге врсте ћелија. За време бинарне фисије, прокариотска ћелија направи копију свог хромозома, а затим сваку сестрску копију хромосома причврсти на супротну страну своје ћелијске мембране. Тада почиње да формира расцеп у својој мембрани који се забија унутра према процесу који се назива инвагинатион, све док се не одвоји у две идентичне, одвојене ћелије. Ћелије које су део митотичког ћелијског циклуса су еукариотске ћелије. То нису појединачни живи организми, већ ћелије које постоје као јединице које сарађују у већим организмима. Ћелије у вашим очима или вашим костима, или ћелије на језику ваше мачке или у трачницама траве на вашем предњем травњаку су све еукариотске ћелије. Садрже много више генетског материјала него прокариот, тако да је и процес деобе ћелија много сложенији.

Прва фаза гапа

Ћелијски циклус је добио име по томе што ћелије непрестано деле, почевши живот изнова. Једном када се ћелија подели, то је крај фазе митозе и она одмах поново започиње интерфазу. Наравно, у пракси се ћелијски циклус одвија течно, али су научници разграничили фазе и подфазе како би боље разумели микроскопске градивне блокове живота. Ново подељена ћелија, која је сада једна од две ћелије које су раније биле једна ћелија, налази се у групи Г₁ подфаза интерфазе. Г₁ је скраћеница за фазу „Гап“; постојаће још један са ознаком Г₂. Такође их можете видети написане као Г1 и Г2. Када су научници открили заузет, основни ћелијски рад митозе под микроскопом, они су протумачили релативно мање драматичну интерфазу као фазу мировања или паузе између ћелијских подела.

Они су дали име Г₁ фаза са речју "јаз" користећи ово тумачење, али у том смислу то је погрешно. У стварности, Г₁ је више фаза раста него фаза одмора. Током ове фазе ћелија ради све ствари које су нормалне за њен тип ћелије. Ако је бела крвна ћелија, она ће вршити одбрамбене акције за имуни систем. Ако је биљка листова у биљци, она ће вршити фотосинтезу и размену гасова. Ћелија ће вероватно расти. Неке ћелије полако расту током Г₁ док други веома брзо расту. Ћелија синтетише молекуле, попут рибонуклеинске киселине (РНА) и разне протеине. У одређеном тренутку касно у Г.₁ у стадијуму, ћелија мора да "одлучи" да ли ће прећи на следећу фазу интерфазе или не.

Контролне тачке Интерфасе

Молекул који се назива циклин-зависна киназа (ЦДК) регулише ћелијски циклус. Ова регулација је неопходна да би се спречио губитак контроле раста ћелије. Подјела ћелија ван контроле је још један начин описивања малигног тумора или рака. ЦДК пружа сигнале на контролним тачкама током одређених тачака ћелијског циклуса да бића наставила или паузирала. Одређени фактори животне средине доприносе да ли ЦДК даје те сигнале. Они укључују доступност хранљивих састојака и фактора раста и густину ћелија у околном ткиву. Густина ћелија је посебно важна метода саморегулације која ћелије користе за одржавање брзине раста здравог ткива. ЦДК регулише ћелијски циклус током три фазе интерфазе, као и током митозе (која се такође назива М фаза).

Ако ћелија достигне регулаторну контролну тачку и не прими сигнал да настави даље са ћелијским циклусом (на пример, ако је на крају Г₁ у интерфази и чека да уђе у С фазу у интерфази) постоје две могуће ствари које билија могла да уради. Једно је да би могло паузирати док се проблем ријеши. Ако је, на пример, нека неопходна компонента оштећена или недостаје, могло би се извршити поправка или допуњавање, а затим се може поново приближити контролној тачки. Друга опција ћелије је улазак у другу фазу звану Г₀, која је изван ћелијског циклуса. Ова ознака је за ћелије које ће и даље функционисати онако како треба, али неће прећи на С фазу или митозу и као такве се неће укључити у ћелијску деобу. Сматра се да је већина нервних ћелија одраслих људи у групи Г₀ фаза, пошто обично не прелазе у С фазу или митозу. Ћелије у групи Г₀ фаза се сматра мирољубивом, што значи да су у нераздвојном или сенесцентном стању, што значи да умире.

Током Г₁ фазе интерфазе, постоје две регулаторне контролне тачке кроз које ћелија мора да прође пре него што настави. Процењује се да ли је ћелија ДНК оштећена и ако јесте, ДНК мора да се поправи пре него што може да се настави. Чак и када је ћелија на други начин спремна да пређе на С фазу интерфазе, постоји још једна контролна тачка која ће обезбедити да околински услови - што значи стање животне средине која је непосредно око ћелије - буду повољна. Ови услови укључују густину ћелије околног ткива. Кад ћелија има потребне услове да крене са Г₁ за С фазу, циклински протеин се веже за ЦДК, излажући активном делу молекула, што ћелији сигнализира да је време да започне С фазу. Ако ћелија не испуњава услове за прелазак са Г₁ до С фазе, циклин неће активирати ЦДК, што спречава напредовање. У неким случајевима, попут оштећене ДНК, протеини ЦДК-инхибитора ће се везати за молекуле ЦДК-циклина да спрече напредовање док се проблем не реши.

Синтеза генома

Једном када ћелија уђе у С фазу, мора се наставити све до краја ћелијског циклуса без окретања уназад или повлачења у Г₀. Међутим, током целог процеса постоји више контролних тачака како би се осигурало да се кораци правилно завршавају пре него што ћелија пређе на следећу фазу ћелијског циклуса. „С“ у С фази означава синтезу јер ћелија синтетише, или ствара, потпуно нову копију ДНК. У људским ћелијама, то значи да ћелија прави потпуно нови сет од 46 хромозома током С фазе. Ова фаза је пажљиво регулисана како би се спречило да грешке пређу у следећу фазу; те грешке су мутације. Мутације се дешавају довољно често, али прописи ћелијског циклуса спрјечавају да се пуно више њих догађа. Током репликације ДНК, сваки хромозом постаје изузетно намотан око ланца протеина који се називају хистони, смањујући њихову дужину са 2 нанометара на 5 микрона. Два нова двострука сестринска хромозома зову се кроматиди. Хистони вежу два подударајућа кроматида заједно у потпуности дужим својим дужинама. Точка спајања назива се центромере. (Погледајте Ресурсе за визуелни приказ овог.)

Поред компликованих покрета који се дешавају током репликације ДНК, многе еукариотске ћелије су диплоидне, што значи да су њихови хромозоми нормално распоређени у паровима. Већина људских ћелија је диплоидна, с изузетком репродуктивних ћелија; ту спадају ооцити (јајашца) и сперматоцити (сперматозоиди), који су хаплоидни и имају 23 хромозома. Људске соматске ћелије, које су све остале ћелије у телу, имају 46 хромозома распоређених у 23 пара. Упарени хромозоми називају се хомологни пар. Током С фазе интерфазе, када се сваки појединачни хромозом из оригиналног хомологног пара реплицира, резултирајућа два сестринска хроматида из сваког оригиналног хромозома спојена су, формирајући лик који изгледа као два Кс која су спојена. Током митозе, језгро ће се делити на два нова језгра, повлачећи по један хроматид из сваког хомологног пара даље од своје сестре.

Припрема за Одељење ћелија

Ако ћелија прође контролне тачке С фазе, које се посебно баве проверавањем да ДНК није оштећена, да се правилно реплицирала и да се само реплицирала само једном, тада регулаторни фактори омогућавају ћелији да пређе у следећу фазу интерфазе. Ово је Г₂, што представља Гап фазу 2, попут Г₁. То је такође погрешно, јер ћелија не чека, већ је веома заузета током ове фазе. Ћелија наставља нормално да ради. Подсетимо се тих примера из Г₁ лисне ћелије која врши фотосинтезу или бела крвна зрнца која бране тело од патогена. Такође се припрема да напусти интерфазу и уђе у митозу (М фазу), која је друга и последња фаза ћелијског циклуса, пре него што се подели и почне изнова.

Још једна контролна тачка током Г₂ осигурава да се ДНК правилно реплицира, а ЦДК му омогућава да напредује само ако прође сабрано. Током Г₂, ћелија реплицира центромере који вежу кроматиде, формирајући нешто што се зове микротубула. То ће постати део вретена, што је мрежа влакана која ће сестринске хроматиде водити даље једни од других и на њихова одговарајућа места у ново подељеним језграма. Током ове фазе, митохондрији и хлоропласти се такође деле када су присутни у ћелији. Када ћелија надмаши контролне тачке, спремна је за митозу и завршила је три фазе интерфазе. Током митозе, језгро ће се делити на два језгра, а готово у исто време, процес зван цитокинеза, цитоплазму ће делити, што значи остатак ћелије, на две ћелије. До краја ових процеса, постаће две нове ћелије, спремне за почетак Г-а₁ поново фаза интерфазе.