Stadien eines typischen Zellzyklus

Die beiden Arten von lebenden Zellen haben unterschiedliche Zellzyklen. Prokaryoten sind einfache Organismen, deren Zellen keinen Kern haben; diese Zellen wachsen und teilen sich dann, ohne einem komplexen Zellzyklus zu folgen. Eukaryontische Zellen haben eine komplexe Struktur mit einem Kern und Organellen wie Mitochondrien. In eukaryotischen Zellen besteht der typische Zellzyklus aus einem vierstufigen Zellteilungsprozess namens Mitose (neuere Quellen fügen eine fünfte Stufe hinzu) und a drei- bis vierstufig Zwischenphase in dem die Zelle die meiste Zeit verbringt.

Sowohl in prokaryontischen als auch in eukaryontischen Zellen ist der Zellzyklus aufgeteilt Zellteilung und der Zeitraum zwischen den Divisionen. Prokaryontische Zellen wachsen, solange die benötigten Nährstoffe vorhanden sind, genügend Platz vorhanden ist und sich kein Abfall ansammelt. Wenn sie eine bestimmte Größe erreichen, teilen sie sich in zwei.

Bei eukaryontischen Zellen hängen Zellwachstum und Zellteilung von vielen Faktoren ab. Eukaryontische Zellen sind oft Teil eines vielzelligen Organismus, und sie können nicht einfach unabhängig wachsen und sich teilen. Bei ihnen werden die Mitose und die Interphase-Zellzyklusstadien mit den anderen Zellen des Organismus koordiniert. Zellen

Prokaryontische Zellen haben nur zwei Stadien in ihrem Zellzyklus. Sie befinden sich entweder im Wachstumsstadium oder, wenn sie groß genug sind, treten sie in die Fission Bühne. Die Überlebensstrategie vieler Prokaryoten besteht darin, sich schnell zu vermehren, bis äußere Grenzen wie Nährstoffmangel erreicht sind. Dadurch kann der Teilungsteil des Zellzyklus sehr schnell erfolgen.

Der erste Schritt der Spaltungsphase ist DNA Replikation. Prokaryontische Zellen haben einen einzelnen ringförmigen DNA-Strang, der an die Zellmembran gebunden ist. Bei der Spaltung wird eine Kopie der DNA erstellt und ebenfalls an die Zellmembran angelagert. Während sich die Zelle in Vorbereitung auf die Spaltung verlängert, werden die beiden DNA-Kopien an gegenüberliegenden Enden der Zelle auseinandergezogen.

Zwischen den beiden Zellenden wird neues Zellmembranmaterial abgelagert, zwischen denen eine neue Wand wächst. Wenn die neue Zellwand fertig ist, trennen sich zwei neue Tochterzellen und treten in die Wachstumsphase ihres Zellzyklus ein. Die neuen Zellen haben jeweils einen identischen DNA-Strang und einen Anteil des anderen Zellmaterials.

Wie prokaryontische Zellen müssen die Zellen von Eukaryonten ihre DNA replizieren und sich in zwei Tochterzellen teilen. Dieser Vorgang ist kompliziert, da viele DNA-Stränge kopiert und die eukaryontische Zellstruktur dupliziert werden muss. Darüber hinaus können sich spezialisierte Zellen schnell vermehren, während sich andere kaum teilen und wieder andere den Zellzyklus ganz verlassen.

Eukaryontische Zellen teilen sich, weil der Organismus wächst oder verloren gegangene Zellen ersetzt. Beispielsweise müssen junge Organismen als Ganzes wachsen und ihre Zellen müssen sich teilen. Hautzellen sterben ständig ab und werden von der Oberfläche des Organismus abgestoßen. Sie müssen sich ständig teilen, um diese verlorenen Zellen zu ersetzen. Andere Zellen wie Neuronen im Gehirn sind hochspezialisiert und teilen sich überhaupt nicht. Ob eine Zelle einen aktiven Zellzyklus hat, hängt von ihrer Rolle im Körper ab.

Selbst Zellen, die sich regelmäßig teilen, verbringen die meiste Zeit in der Interphase, um sich auf die Teilung vorzubereiten. Interphase hat die folgenden vier Phasen:

• Die erste Lückenstufe heißt G₁. Es ist die Ruhephase, nachdem die Zelle die Teilung durch Mitose abgeschlossen hat und bevor sie sich auf eine weitere Teilung vorbereitet.
• Von G1 kann die Zelle den Zellzyklus verlassen und in die G₀ Phase. In G₀, Zellen teilen sich nicht mehr oder bereiten sich auf die Teilung vor.
• Zellen beginnen sich auf die Teilung vorzubereiten, indem sie G. verlassen₁ und geben Sie ein Synthese oder S Bühne. Die DNA der Zelle wird während des S-Stadiums als erster Schritt zur Beteiligung an der Mitose repliziert.
• Sobald die DNA-Replikation abgeschlossen ist, tritt die Zelle in das zweite Gap-Stadium ein, G₂. Während G₂ die korrekte Vervielfältigung der DNA wird überprüft und die für die Zellteilung notwendigen Zellproteine ​​hergestellt.

Die Lückenstadien trennen die Mitose vom DNA-Replikationsprozess. Diese Trennung ist entscheidend, um sicherzustellen, dass sich nur Zellen mit vollständiger und genauer DNA-Replikation teilen können. G₁ enthält Kontrollpunkte, die überprüfen, ob sich die Zelle erfolgreich geteilt hat und ihre DNA richtig zusammengesetzt ist. G₂ hat verschiedene Kontrollpunkte, um sicherzustellen, dass die DNA-Replikation erfolgreich war. Die DNA-Integrität wird überprüft und die Zellteilung kann abgebrochen oder verschoben werden.

Sobald die Zelle die Interphase verlässt und G₂, spaltet sich die Zelle während der Mitose. Zu Beginn der Mitose existieren doppelte Kopien der DNA und die Zelle hat genug produziert produced Material, Proteine, Organellen und andere Strukturelemente, um die Zellteilung in zwei zu ermöglichen Tochterzellen. Die vier Stadien der Mitose sind wie folgt:

• Prophase. Die Zell-DNA bildet Chromosomenpaare und die Kernmembran löst sich auf. Die Spindel, entlang der sich die Chromosomen trennen, beginnt sich zu bilden. Neuere Quellen platzieren Prometaphase nach der Prophase, aber vor der Metaphase.
  
• Metaphase. Die Bildung der Spindel ist abgeschlossen. und die Chromosomen reihen sich an der Metaphaseplatte auf, einer Ebene auf halbem Weg zwischen den Enden der Spindel.
• Anaphase. Die Chromosomen beginnen, entlang der Spindel zu wandern, wobei jedes der Duplikate zu den entgegengesetzten Enden der Zelle wandert, wenn sich die Zelle verlängert.
• Telophase. Die chromosomale Migration ist abgeschlossen und für jeden Satz bildet sich ein neuer Kern. Die Spindel löst sich auf und zwischen den beiden Tochterzellen bildet sich eine neue Zellmembran.

Mitose geht vergleichsweise schnell. Die neuen Zellen treten in die Interphase G. ein₁ Bühne. An diesem Punkt differenzieren sich oft neue Zellen und werden zu spezialisierten Zellen wie Leberzellen oder Blutzellen. Einige Zellen bleiben undifferenziert und sind die Quelle für weitere Zellen, die sich teilen und spezialisieren können. Die Signale für Zellteilung, Differenzierung und Spezialisierung kommen von anderen Zellen des Organismus.

Die Hauptfunktion des Zellzyklus besteht darin, Tochterzellen mit a. zu produzieren genetischer Code identisch mit der ursprünglichen Zelle. Hier kann der Kreislauf mit den schädlichsten Auswirkungen zusammenbrechen, und das versuchen die Checkpoints in den Lückenphasen zu vermeiden. Tochterzellen mit defekter DNA und daher kann ein defekter genetischer Code Krebs und andere Krankheiten verursachen. Zellen, denen die Checkpoints fehlen, können sich unkontrolliert vermehren und Wucherungen und Tumore erzeugen.

Wenn eine Zelle an einem Kontrollpunkt ein Problem entdeckt, kann sie versuchen, das Problem zu beheben oder, wenn dies nicht möglich ist, den Zelltod auslösen oder Apoptose. Die aufwendigen Zellzyklusstadien und Kontrollpunkte tragen dazu bei, dass sich nur gesunde Zellen mit verifizierter DNA vermehren und die Millionen neuer Zellen produzieren können, die ein normaler Körper regelmäßig produziert.

Ein nicht richtig funktionierender Zellzyklus führt schnell zu defekten Zellen. Werden diese nicht an einem Kontrollpunkt abgefangen, kann die Folge ein Organismus sein, der normale Funktionen wie Nahrungssuche oder Fortpflanzung nicht erfüllen kann. Befinden sich die defekten Zellen in einem Schlüsselorgan wie dem Herzen oder dem Gehirn, kann es zum Tod des Organismus kommen.