Interne faktorer, der påvirker celledivisionen

Celler i avancerede organismer deler sig ikke kontinuerligt, men snarere på en planlagt, koordineret måde. Unge organismer vokser på en kontrolleret måde, og cellerne i modne organismer deler sig ikke så ofte. For at opnå denne koordination bruger celler både eksterne og interne faktorer til at beslutte, hvornår de skal opdele.

I cellecyklusbruger celler det meste af deres tid i mellemfase hvor de udfører specialiserede funktioner og vokser. Når interne eller eksterne faktorer, der påvirker celledeling, fortæller dem at dele sig, gennemgår de flere faser for at forberede sig. I hvert trin kan de stoppe delingsprocessen afhængigt af de faktorer, der er til stede.

Interne faktorer, der påvirker celledeling, er især vigtige, fordi de hjælper med at sikre, at celler kun opdeles, når organismen har brug for nye celler. Sådanne faktorer inkluderer kemikalier, der findes i selve cellen og kemiske udløsere som følge af signalerne fra andre celler. Disse kemikalier påvirker, hvordan cellerne og organismen vokser og opfører sig.

Cellecyklussen består af den del, i hvilken cellen faktisk deler sig, og mellemfasen, eller den del, i hvilken cellen ikke er klar til deling eller forbereder sig på den.

De fire hovedfaser i cellecyklussen er som følger:

1. Hul 1. Cellen er opdelt med succes, og de to nye datterceller er klar til at påtage sig deres roller i organismen. De fleste celler bruger næsten al deres tid på dette stadium.
2. Syntese. Cellen har besluttet at dele og replikere dens DNA, så den har de nødvendige to kopier af hvert kromosom.
3. Hul 2. Cellen er parat til at dele sig, men skal kontrollere for at sikre, at alt er klar. DNA-integritet, tilstedeværelsen af ​​nok cellemateriale og verifikation af signaler fra andre celler udføres.
4. Mitose. Kromosomerne og kernen deler sig. Organellerne deles ud, og cellen vokser en ny skillemembran. To identiske datterceller oprettes.

De punkter, hvor eksterne og interne faktorer kan påvirke cellecyklussen og celledelingsprocessen, er placeret gennem hullerne og mitosen. Disse kontrolpunkter lad kemiske signaler og andre faktorer stoppe yderligere fremskridt. Dette er de faktorer, der styrer cellecyklus og celledeling.

De to hovedegenskaber, som celler verificerer under kontrolpunkter, er, om cellen har nok materiale til rådighed til at opdele sig i to funktionelle datterceller, og om celle-DNA'et er ubeskadiget. Mens begge disse faktorer er interne i cellen, kan de påvirkes af eksterne faktorer.

Typisk eksterne faktorer der påvirker celledeling er følgende:

• Tilgængelighed af råmaterialer kan påvirke celledeling. Hvis der ikke er nok næringsstoffer, kan cellen ikke vokse nok og vil ikke dele sig.
• Stråling kan ændre DNA-molekyler. Hvis DNA'et har forkerte sekvenser, vil cellen enten vente og reparere DNA'et, stoppe delingen eller gå ind i celle-apoptose eller celledød.
• Giftstoffer kan beskadige celle-DNA. En sådan skade opdages ved kontrolpunkterne, og cellen holder op med at dele sig.
• Virus replikere ved at kapre en celles stofskifte for at lave kopier af virus, men vira kan også påvirke celle-DNA. Hvis sådanne uregelmæssigheder opdages ved et kontrolpunkt, deler cellen sig ikke.
• Narkotika kan påvirke celledeling. For eksempel påvirker kræftlægemidler celledeling ved at blokere interne faktorer eller handlinger, der er vigtige for, at celledeling kan fortsætte.

Sådan miljøpåvirkninger påvirke interne faktorer og gennem dem påvirke celledeling. Cellen kan stoppe med at dele sig, mens den reparerer eller løser problemer. I nogle tilfælde kan celler derefter genoptage cellecyklussen og celledelingsprocessen, mens cellen i andre tilfælde ikke deler sig.

Organismen har interne og eksterne regulatorer, der koordinerer celledeling inden for specifikke organer eller væv. For eksempel deler nogle hudceller sig kontinuerligt for at erstatte slidte og døde hudceller, der slæbes væk fra overfladen af ​​huden. Interne og eksterne regulatorer fortæl hudceller inden for et lavere hudniveau at dele sig, hvis der er behov for flere hudceller.

Sådanne regulatorer inkluderer følgende:

• Væksthormon. Kontrollerer væksten af ​​celler i unge organismer, men reducerer derefter væksten, når organismen når moden størrelse.
• Tæthedsafhængig cellesignalering. Hvis der er celler, der sender signaler fra alle sider, kan en celle muligvis stoppe med at dele sig. Hvis der ikke er nogen signaler på en eller flere sider, kan cellen fortsætte med at dele sig.
• G1 kontrolpunkt. Cellen kontrollerer for at sikre, at den er klar til at starte delingsprocessen. Hvis ikke, kan cellen udsætte opdeling, vokse noget mere eller stoppe med at dele helt.
• G2 kontrolpunkt. DNA-replikation er fuldført, og cellen er klar til at opdele. DNA-molekylerne kontrolleres for fuldstændighed og nøjagtighed. Hvis der er et problem, prøver cellen at rette det, eller det kan stoppe delingsprocessen.
• M kontrolpunkt. Mitosis er startet, og dette er den sidste chance for at udsætte eller stoppe celledeling. Cellen kontrollerer, at de korrekte DNA-molekyler er adskilt og er klar til at danne to celler.

Faktorer, der er indre for organismen, spiller en nøglerolle til at bestemme, om en celle begynder at dele sig, og om den deler sig med succes. Andre celler sender signaler, og cellerne, der er klar til at opdele, reagerer. Selve kontrolpunkterne styres af kemikalier, der er interne i hver celle.

Når celler når et kontrolpunkt i cellecyklussen, uanset om de fortsætter delingen eller afbryder, er processen reguleret af cyclinafhængige proteinkinaser. Kinaser er til stede i cellen, mens koncentrationen af ​​cycliner stiger og falder med cellecyklussen. Cyclinerne aktiverer kinaser.

Kinaser har en signalintegrationsfunktion til interne cellesignaler, såsom tilstedeværelsen af ​​beskadiget DNA eller tilstedeværelsen af ​​specifikke næringsstoffer. Hvis de rigtige signaler er til stede, aktiveres kinaserne af cyklinerne, og cellen passerer kontrolpunktet. Hvis der er et blokeringssignal, eller et nødvendigt signal er fraværende, kan nogle af kinaser muligvis ikke aktiveres, og cellen holder op med at dele sig.

Celledeling kontrolleres tæt, fordi celler kan stoppe med at dele, hvis der er behov for nye celler, eller hvis de fortsætter del ukontrollabelt. I så fald kan organismen udvikle tumorer eller sygdomme som kræft.

De interne faktorer, der påvirker celledeling, såsom cellesignaler og cyclinafhængige kinaser, reguleres selv af organismen genetisk kode. Gener tillader celler at producere de krævede proteiner og hormoner, der bruges til at regulere celledeling.

Hvis et gen muterer eller lider skade, kan stoffer, der normalt stopper celledeling, ikke længere produceres, og celler kan fortsætte med at dele sig, når de ikke er nødvendige. Forskellige former for kræft opstår, når sådanne uønskede cellemasser bliver ondartede og sender ud tumorceller til andre dele af kroppen.

De interne regulatorer af celledeling holder vævsvækst i skak og styrer celler til at opdele efter behov. De er en vigtig del af en sund organisme, der styrer væksten til modenhed og kun derefter erstatter tabte eller beskadigede celler.