Interfázis 3 szakasza

A tudósok először az 1800-as évek végén figyelték meg a sejtosztódás folyamatát. Az a következetes mikroszkópos bizonyíték, hogy a sejtek energiát és anyagot fordítanak önmaguk másolására és megosztására, cáfolták azt a széles körben elterjedt elméletet, miszerint új sejtek keletkeztek spontán generációból. A tudósok kezdték megérteni a sejtciklus jelenségét; ez az a folyamat, amelynek során a sejtek a sejtosztódás révén "születnek", majd a mindennapi sejttevékenységüket élve élik az életüket, amíg el nem érkezik az ideje, hogy maguk is részt vegyenek a sejtosztódáson.

Rengeteg oka van annak, hogy egy sejt esetleg nem megy át osztódáson. Az emberi test egyes sejtjei egyszerűen nem; például a legtöbb idegsejt végül abbahagyja a sejtosztódást, ezért az idegkárosodást szenvedő személy tartós motoros vagy szenzoros hiányokat szenvedhet.

Jellemzően mégis sejtciklus olyan folyamat, amely két szakaszból áll: interfázis és mitózis. A mitózis a sejtciklus azon része, amely magában foglalja a sejtosztódást, de az átlagos sejt élete 90 százalékát interfázisban tölti, ami egyszerűen azt jelenti, hogy a sejt él és növekszik, és nem osztódik. Az interfázison belül három alfázis van. Ezek

TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)

Az interfázis három szakasza G₁, amely a Gap 1. fázist jelenti; S fázis, amely a szintézis fázist jelenti; és G₂, amely a Gap 2. fázist jelenti. Az interfázis az eukarióta sejtciklus két fázisa közül az első. A második fázis a mitózis vagy M fázis, amikor a sejtosztódás bekövetkezik. Néha a sejtek nem hagyják el a G-t₁ mert nem olyan típusú sejtek, amelyek osztódnak, vagy mert pusztulnak. Ezekben az esetekben a G nevű szakaszban vannak₀, amely nem tekinthető a sejtciklus részének.

Egysejtű organizmusokat, például baktériumokat nevezünk prokarióták, és amikor sejtosztódásba keverednek, céljuk az ivartalan szaporodás; utódokat hoznak létre. A prokarióta sejtosztódást ún bináris hasadás mitózis helyett. A prokariótáknak tipikusan csak egy kromoszómájuk van, amelyet még egy magmembrán sem tartalmaz, és hiányoznak azok az organellák, amelyek más sejteknél vannak. A bináris hasadás során egy prokarióta sejt másolatot készít kromoszómájáról, majd a kromoszóma minden testvérpéldányát sejtmembránjának ellentétes oldalához csatolja. Ezután egy hasadékot kezd kialakítani a membránjában, amely behatol az invaginációnak nevezett folyamatban, amíg két azonos, különálló sejtre nem válik szét. A mitotikus sejtciklus részét képező sejtek az eukarióta sejtek. Ezek nem egyedi élő szervezetek, hanem sejtek, amelyek nagyobb organizmusok együttműködő egységeként léteznek. A sejtek a szemedben vagy a csontjaidban, vagy a macskád nyelvének vagy a fűszálak sejtjei az első gyepen eukarióta sejtek. Sokkal több genetikai anyagot tartalmaznak, mint egy prokarióta, így a sejtosztódás folyamata is sokkal összetettebb.

A sejtciklus azért kapta a nevét, mert a sejtek folyamatosan osztódnak, újrakezdik az életet. Amint egy sejt megoszlik, ezzel vége a mitózis fázisnak, és azonnal újrakezdi az interfázist. Természetesen a gyakorlatban a sejtciklus folyékonyan megy végbe, de a tudósok elhatárolták a fázisokat és alfázisokat a folyamaton belül, hogy jobban megértsék az élet mikroszkopikus építőköveit. Az újonnan felosztott sejt, amely ma egyike azon két sejtnek, amelyek korábban egyetlen sejtek voltak, a G-ben van₁ az interfázis alfázisa. G₁ a „Rés” szakasz rövidítése; lesz még egy G feliratú₂. Láthatja ezeket G1 és G2 néven is. Amikor a tudósok felfedezték a mitózis mozgalmas, alapvető sejtes munkáját mikroszkóp alatt, ők a viszonylag kevésbé drámai interfázist pihenő vagy szüneteltető fázisként értelmezte a sejtek között felosztások.

Megnevezték G-t₁ szakaszban a „rés” szóval ezt az értelmezést használva, de ebben az értelemben téves elnevezés. A valóságban, G₁ inkább a növekedés szakasza mint egy pihenési szakasz. Ebben a fázisban a sejt minden olyan dolgot elvégez, amely normális a cellatípusa szempontjából. Ha ez egy fehérvérsejt, akkor védekező intézkedéseket hajt végre az immunrendszer számára. Ha egy növény levélsejtje, akkor fotoszintézist és gázcserét hajt végre. A sejt valószínűleg növekszik. Néhány sejt lassan növekszik a G alatt₁ míg mások nagyon gyorsan növekednek. A sejt olyan molekulákat szintetizál, mint pl ribonukleinsav (RNS) és különféle fehérjék. A G egy bizonyos pontján₁ szakaszban a sejtnek „el kell döntenie”, hogy továbblép-e az interfázis következő szakaszába.

A ciklin-függő kináznak (CDK) nevezett molekula szabályozza a sejtciklust. Ez a szabályozás szükséges a sejtnövekedés kontrolljának elvesztésének megakadályozásához. Az állatok kontrollon kívüli sejtosztódása egy másik módszer a rosszindulatú daganat vagy rák leírására. A CDK jeleket ad ellenőrző pontokon a sejtciklus meghatározott pontjain a sejt folytatásához vagy szüneteltetéséhez. Bizonyos környezeti tényezők hozzájárulnak ahhoz, hogy a CDK szolgáltassa ezeket a jeleket. Ide tartozik a tápanyagok és növekedési faktorok rendelkezésre állása, valamint a környező szövet sejtsűrűsége. A sejtsűrűség különösen fontos önszabályozási módszer, amelyet a sejtek használnak az egészséges szövetnövekedési sebesség fenntartása érdekében. A CDK szabályozza a sejtciklust az interfázis három szakaszában, valamint a mitózis során (amelyet M fázisnak is neveznek).

Ha egy cella eléri a szabályozási ellenőrzési pontot, és nem kap jelet a sejtciklus előre haladásához (például, ha a G végén van₁ interfázisban és arra vár, hogy az interfázisban S fázisba lépjen), két lehetséges dolog van, amelyet a sejt tehet. Az egyik az, hogy szünetet tarthat, amíg a probléma megoldódik. Ha például valamilyen szükséges alkatrész megsérül vagy hiányzik, javításra vagy kiegészítésre kerülhet sor, majd újra megközelítheti az ellenőrző pontot. A cella másik lehetősége az, hogy belép egy másik, G nevű fázisba₀, amely kívül esik a sejtcikluson. Ez a megjelölés azokra a sejtekre vonatkozik, amelyek továbbra is úgy működnek, ahogyan feltételezik, de nem lépnek át S fázisba vagy mitózisba, és mint ilyenek, nem vesznek részt sejtosztódásban. A legtöbb felnőtt emberi idegsejtet a G-ben tartják₀ fázis, mivel általában nem mennek át S fázisba vagy mitózisba. Sejtek a G-ben₀ fázist nyugalmi állapotnak tekintjük, vagyis nem megosztó állapotban vagy öregedő állapotban vannak, vagyis haldoklik.

A G₁ Az interfázis szakaszában két szabályozási ellenőrző pont van, amelyen a cellának át kell haladnia, mielőtt folytatja. Az egyik felméri, hogy a sejt DNS-e sérült-e, és ha igen, akkor a DNS-t meg kell javítani, mielőtt továbbléphet. Még akkor is, ha a cella egyébként készen áll az interfázis S szakaszának folytatására, van még egy ellenőrző pont biztos, hogy a környezeti feltételek - vagyis a sejtet közvetlenül körülvevő környezet állapota - fennállnak kedvező. Ezek az állapotok magukban foglalják a környező szövet sejtsűrűségét. Amikor a sejtnek megvan a szükséges feltétele a G-ből való kilépéshez₁ az S-fázishoz egy ciklinfehérje kötődik a CDK-hoz, kiszolgáltatva a molekula aktív részét, amely jelzi a sejt számára, hogy ideje elkezdeni az S-fázist. Ha a cella nem felel meg a G-től való elmozdulás feltételeinek₁ az S fázisig a ciklin nem aktiválja a CDK-t, ami megakadályozza a progressziót. Bizonyos esetekben, például a sérült DNS-ben, a CDK-inhibitor fehérjék kötődnek a CDK-ciklin molekulákhoz, hogy megakadályozzák a progressziót, amíg a probléma meg nem oldódik.

Amint a cella belép S fázis, folytatnia kell a sejtciklus végéig anélkül, hogy visszafordulna vagy visszavonulna a G felé₀. További ellenőrzési pontok vannak a folyamat során, annak biztosítása érdekében, hogy a lépések megfelelően befejeződjenek, mielőtt a cella áttérne a cellaciklus következő szakaszára. Az „S” az S fázisban a szintézist jelenti, mivel a sejt szintetizálja vagy létrehozza egy teljesen új DNS-másolatát. Az emberi sejtekben ez azt jelenti, hogy a sejt egy teljesen új 46 kromoszómát készít az S fázis során. Ezt a szakaszt gondosan szabályozzák, hogy megakadályozzák a hibák átjutását a következő szakaszba; ezek a hibák mutációk. A mutációk elég gyakran előfordulnak, de a sejtciklus szabályozásai sokkal többet akadályoznak meg abban. A DNS-replikáció során minden kromoszóma rendkívül tekercsbe kerül a hisztonoknak nevezett fehérje szálak köré, hosszukat 2 nanométerről 5 mikronra csökkentve. A két új kettős testvér kromoszómát nevezzük kromatidok. A hisztonok a két illeszkedő kromatidot szorosan összekötik hosszukban. A csatlakozási pontot centromernek nevezik. (Ennek vizuális ábrázolásához lásd a forrásokat.)

A DNS-replikáció során bekövetkező bonyolult mozgásokhoz hozzá kell adni, hogy sok eukarióta sejt diploid, ami azt jelenti, hogy kromoszómáik rendesen párban vannak elrendezve. Az emberi sejtek többsége diploid, a reproduktív sejtek kivételével; ezek közé tartoznak a petesejtek (petesejtek) és a spermatociták (spermiumok), amelyek haploidak és 23 kromoszómával rendelkeznek. Az emberi szomatikus sejtek, amelyek a test összes többi sejtjei, 46 kromoszómával rendelkeznek, 23 párban elrendezve. A párosított kromoszómákat homológ pároknak nevezzük. Az interfázis S szakaszában, amikor egy eredeti homológ pár minden egyes kromoszómája megismétlődik, a az egyes eredeti kromoszómákból két testvérkromatidát egyesítenek, és olyan alakot alkotnak, amely két X ragasztottnak tűnik együtt. A mitózis során a mag két új magra oszlik, és az egyes kromatidák egyikét az egyes homológ párokból húgától távolabb húzza.

Ha a sejt áthalad az S-fázis ellenőrző pontokon, amelyek különösen azzal foglalkoznak, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy a DNS nem sérült-e meg, akkor az és hogy csak egyszer replikálódott, akkor a szabályozó tényezők lehetővé teszik a sejtnek a következő szakaszba való továbblépést interfázis. Ez G₂, amely a Gap 2. fázist jelenti, mint a G₁. Ez is félrevezetés, mivel a sejt nem vár, de nagyon elfoglalt ebben a szakaszban. A sejt folytatja a szokásos munkáját. Idézzük fel azokat a példákat G-ből₁ egy fotoszintézist végző levélsejt vagy egy fehérvérsejt, amely megvédi a testet a kórokozóktól. Felkészül arra is, hogy elhagyja az interfázist és belépjen a mitózisba (M fázis), amely a sejtciklus második és egyben utolsó szakasza, mielőtt feloszlik és újra kezdődik.

Újabb ellenőrző pont G alatt₂ biztosítja, hogy a DNS helyesen replikálódjon, és a CDK csak akkor engedi továbblépni, ha a mustert elhaladja. G alatt₂, a sejt megismétli a kromatidokat megkötő centromert, úgynevezett mikrotubulust alkotva. Ez az orsó részévé válik, amely egy szálhálózat, amely elvezeti a testvérkromatidákat egymástól és a megfelelő helyekre az újonnan megosztott magokban. Ebben a fázisban a mitokondrium és a kloroplaszt is megoszlik, ha jelen vannak a sejtben. Amikor a sejt meghaladta ellenőrzési pontjait, készen áll a mitózisra, és befejezte az interfázis három szakaszát. A mitózis során a mag két magra oszlik, és ezzel egyidőben egy úgynevezett folyamat citokinezis két sejtre osztja a citoplazmát, vagyis a sejt többi részét. Ezeknek a folyamatoknak a végére két új sejt lesz, amelyek készen állnak a G megkezdésére₁ szakasza ismét a fázis.