Садржај
- ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
- Фазе ћелијског циклуса
- Интерфаза и њене подфазе
- Распад нуклеарне мембране у профази
- Екваториј вретена у метафази
- Два нуклеуса у Анафази и Телофази
- Цитокинеза животиња и биљака
- Регулација ћелијског циклуса
Подјела ћелија је од виталног значаја за раст и здравље организма. Скоро све ћелије учествују у ћелијској подели; неки то раде више пута током свог животног вијека. Растући организам, као што је људски ембрион, користи дељење ћелија да би повећао величину и специјализацију појединих органа. Чак и зрели организми попут одраслог човека у пензији користе поделу ћелија за одржавање и поправљање телесног ткива. Ћелијски циклус описује поступак којим ћелије обављају своје одређене задатке, расту и деле, а затим поново започињу процес са две резултирајуће ћелије кћерке. У 19. веку технолошки напредак у микроскопији омогућио је научницима да утврде да све ћелије потичу из других ћелија кроз процес деобе ћелија. То је коначно оповргло претходно раширено веровање да су ћелије настале спонтано из расположиве материје. Ћелијски циклус је одговоран за цео живот. Без обзира да ли се то догађа у ћелијама алги које се стежу у стени у пећини или у ћелијама коже на вашој руци, кораци су исти.
ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
Подјела ћелија је од виталног значаја за раст и здравље организма. Ћелијски циклус је понављајући ритам раста и дељења ћелија. Састоји се од фаза интерфазе и митозе, као и њихових подфаза, и процеса цитокинезе. Ћелијски циклус је строго регулисан хемикалијама на контролним тачкама током сваког корака како би се осигурало да се мутације не догоде и да се раст ћелија не догоди брже од здравог за околно ткиво.
Фазе ћелијског циклуса
Ћелијски циклус се у основи састоји од две фазе. Прва фаза је интерфазна. Током интерфазе, ћелија се припрема за поделу ћелија у три подфазе под називом Г1 фаза, С фаза и Г2 фаза. На крају интерфазе, хромозоми у ћелијском језгру су дуплирани. Кроз све ове фазе ћелија такође наставља са свакодневним функцијама, без обзира на то које су. Интерфаза може трајати данима, недељама, годинама - а у неким случајевима и током целог животног века организма. Већина нервних ћелија никада не напушта Г1 стадијума интерфазе, па су научници одредили посебан стадиј за ћелије попут њих назван Г0. Овај стадијум је за нервне ћелије и остале ћелије које неће ићи у процес ћелијске деобе. Понекад је то зато што једноставно нису спремне или нису именоване, попут нервних ћелија или ћелија мишића, и то се зове стање мировања. У другим су случајевима престар или оштећен, а то се назива старосним стањем. Пошто су нервне ћелије одвојене од ћелијског циклуса, оштећења истих су углавном ненадокнадљива, за разлику од сломљене кости, и то је разлог што људи који имају повреде кичме или мозга често имају трајне недостатке.
Друга фаза ћелијског циклуса назива се митоза или М фаза. За време митозе, језгро се дели на два дела, по један примерак сваког дуплираног хромозома сваком од два језгра. Постоје четири стадија митозе, а то су профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Отприлике у исто време када се дешава митоза, дешава се и други процес, назван цитокинеза, који је скоро његова сопствена фаза. То је процес којим се цитоплазма ћелије и све остало у њој дели. На тај начин, када се језгро дели на два дела, у околној ћелији постоје две ствари које иду уз свако језгро. Једном када је дељење завршено, плазма мембрана се затвара око сваке нове ћелије и одлепи, делијући две нове идентичне ћелије једна од друге у потпуности. Одмах су обе ћелије поново у првој фази интерфазе: Г1.
Интерфаза и њене подфазе
Г1 означава фазу Гап 1. Израз "јаз" потиче од времена када су научници откривали поделу ћелија под микроскопом и открили да је митотички стадиј врло узбудљив и важан. Приметили су дељење језгра и пратећи цитокинетички процес као доказ да све ћелије потичу из других ћелија. Фазе интерфазе, међутим, чиниле су се статичне и неактивне. Стога су о њима мислили као на периоде одмора или на празнину у активностима. Истина је, међутим, да је Г1 - и Г2 на крају интерфазе - су ужурбани периоди раста ћелије, у којима ћелија расте у величини и доприноси добробити организма на било који начин „рођен“ је да ради. Поред својих редовних ћелијских обавеза, ћелија гради молекуле попут протеина и рибонуклеинске киселине (РНА).
Ако ДНК ћелије није оштећен и ћелија је довољно нарасла, прелази у другу фазу интерфазе, која се назива С фаза. Ово је кратка фаза за синтезу. Током ове фазе, као што име каже, ћелија посвећује добар део енергије синтезирању молекула. Конкретно, ћелија реплицира своју ДНК, дуплирајући своје хромозоме. Људи имају 46 хромозома у својим соматским ћелијама, а све су то ћелије које нису репродуктивне ћелије (сперма и јајне станице).46 хромозома су организовани у 23 хомологна пара који су спојени заједно. Сваки хромозом у хомологном пару назива се хомолог другог. Када се хромозоми дуплирају током С фазе, они су врло чврсто намотани око ланца протеина хистона који се називају хроматин, што чини процес дуплирања мање склоним грешкама репликације ДНК или мутацији. Два нова идентична хромозома сада се сваки назива хроматидама. Праменови хистона вежу два идентична хроматида заједно тако да формирају неку врсту Кс облика. Тачка на коју су везани назива се центромере. Поред тога, хроматиде су још увек спојене са својим хомологом, што је сада такође пар хроматида у облику Кс. Сваки пар хроматида назива се хромосом; правило палца је да никада не постоји више хромосома причвршћених на један центрометар.
Последња фаза интерфазе је Г2или фаза Гап 2. Ова фаза је добила име из истих разлога као и Г1. Баш као за време Г-а1 и С фазу, ћелија остаје заузета својим типичним задацима током читаве фазе, чак и када завршава рад интерфазе и припрема се за митозу. Да би се припремила за митозу, ћелија дели своје митохондрије, као и своје хлоропласте (ако их има). Почиње синтетизирати прекурсоре вретенастих влакана, који се називају микротубуле. То се постиже умножавањем и слагањем центромера хроматидних парова у њено језгро. Вретенаста влакна биће кључна за процес нуклеарне поделе током митозе, када ће се хромозоми морати раздвојити у два раздвајајућа језгра; осигуравање да исправни хромозоми дођу до правилног језгра и остану упарени са исправним хомологом су од пресудног значаја за спречавање генетских мутација.
Распад нуклеарне мембране у профази
Дељени маркери између фаза ћелијског циклуса и подфазе интерфазе и митозе су уметнине које научници користе да би могли да опишу процес деобе ћелије. У природи је процес флуидан и непрекидан. Први стадиј митозе назива се профаза. Почиње хромозомима у стању у којем су били на крају Г.2 стадија интерфазе, реплицирана сестринским хроматидама причвршћеним центромерама. Током профазе, ланчић хроматина се кондензује, што омогућава да хромозоми (то јест, сваки пар сестринских хроматида) постану видљиви под светлосном микроскопијом. Центромере и даље расту у микротубуле, које формирају вретенаста влакна. На крају профазе, нуклеарна мембрана се распада, а влакна вретена се повезују и творе структурну мрежу кроз цитоплазму ћелије. Будући да хромозоми сада слободно плутају у цитоплазми, влакна вретена су једини ослонац који их спречава да плутају.
Екваториј вретена у метафази
Ћелија прелази у метафазу чим се нуклеарна мембрана растопи. Влакна вретена помичу хромозоме до екватора ћелије. Ова равнина је позната као вретенасти екватор или метафазна плоча. Нема ту ништа опипљиво; то је једноставно равнина у којој се сви хромозоми поставе и која сеце ћелију водоравно или вертикално, у зависности од тога како ћелију посматрате или замишљате (за визуелни приказ овог, погледајте Ресурси). Код људи постоји 46 центромера, а сваки је повезан на пар кроматидних сестара. Број центромера зависи од организма. Сваки центромере повезан је са два вретенаста влакна. Два вретенаста влакна се разилазе када напусте центромере, тако да се повезују са структурама на супротним половима ћелије.
Два нуклеуса у Анафази и Телофази
Ћелија се премешта у анафазу, што је најкраћа фаза митозе. Влакна вретена која повезују хромозоме на половима ћелије скраћују се и одмичу према својим половима. При томе раздвајају хромозоме на које су везани. Центромерес се такође дели на два дела док једна половина путује са сваком сестром кроматида према супротном полу. Пошто сваки хроматид има свој центрометар, поново се назива хромозом. У међувремену, различита вретенаста влакна причвршћена на оба пола продужују се, узрокујући раст између два пола ћелије, тако да се ћелија спљоштава и издужује. Процес анафазе догађа се на тај начин да до краја, свака страна ћелије садржи по један примерак сваког хромозома.
Телофаза је четврти и последњи стадиј митозе. У овој фази, изузетно чврсто упаковани хромозоми - који су кондензовани да би повећали тачност репликације - сами се одмотавају. Влакна вретена се растварају, а ћелијска органела названа ендоплазматски ретикулум синтетише нове нуклеарне мембране око сваког низа хромозома. То значи да ћелија сада има два језгра, од којих свако има комплетан геном. Митоза је завршена.
Цитокинеза животиња и биљака
Сада када је језгро подељено, остатак ћелије мора да се подели, тако да се две ћелије могу раздвојити. Овај процес је познат и као цитокинеза. То је одвојени процес од митозе, иако се често дешава истовремено са митозом. Дешава се различито код животињских и биљних ћелија, јер тамо где животињске ћелије имају само мембрану плазма ћелија, биљне ћелије имају круту ћелијску стијенку. У обе врсте ћелија сада постоје два различита језгра у једној ћелији. У животињским ћелијама контрактилни прстен се формира на средини ћелије. Ово је прстен микрофиламената који се стежу око ћелије, затежући плазма мембрану у центру попут стезника док не створи оно што је познато као бразда цепања. Другим речима, контрактилни прстен узрокује да ћелија формира облик пешчаног сата који постаје све израженији, све док се ћелија у целости не споји на две одвојене ћелије. У биљним ћелијама, органела звана Голгијев комплекс ствара везикуле, које су џепови течности везани мембраном дуж осе, који деле ћелију између два језгра. Те везикуле садрже полисахариде који су потребни за формирање ћелијске плоче, а ћелијска плоча се на крају стапа са и постаје део ћелијског зида који је некада садржавао оригиналну јединицу, али сада је дом две ћелије.
Регулација ћелијског циклуса
Ћелијски циклус захтева велико регулисање како би се осигурало да се он не одвија без испуњења одређених услова унутар и изван ћелије. Без те регулације било би неконтролисаних генетских мутација, раста ћелија ван контроле (рака) и других проблема. Ћелијски циклус има бројне контролне тачке како би се осигурало да се ствари одвијају исправно. Ако нису, врши се поправак или започиње програмирана ћелија. Један од примарних хемијских регулатора ћелијског циклуса је циклин-зависна киназа (ЦДК). Постоје различити облици овог молекула који делују на различите тачке ћелијског циклуса. На пример, протеин п53 се производи оштећеном ДНК у ћелији и који ће деактивирати ЦДК комплекс у Г1/ С контролне тачке, чиме се зауставља напредак ћелије.