과학자들은 1800 년대 후반에 처음으로 세포 분열 과정을 관찰했습니다. 세포가 스스로 복사하고 분열하기 위해 에너지와 물질을 소비한다는 일관된 현미경 증거는 새로운 세포가 자연 발생에서 발생했다는 광범위한 이론을 반증했습니다. 과학자들은 세포주기의 현상을 이해하기 시작했습니다. 이것은 세포가 세포 분열을 통해 "태어난"다음, 세포 분열을 겪을 때까지 일상적인 세포 활동을하며 그들의 삶을 사는 과정입니다.
세포가 분열을 거치지 않는 이유는 많이 있습니다. 인체의 일부 세포는 단순히 그렇지 않습니다. 예를 들어, 대부분의 신경 세포는 결국 세포 분열을 중단하므로 신경 손상을 견디는 사람은 영구적 인 운동 또는 감각 장애를 겪을 수 있습니다.
그러나 일반적으로 세포주기 두 단계로 구성된 프로세스입니다. 간기 과 유사 분열. 유사 분열은 세포 분열을 포함하는 세포주기의 일부이지만 평균 세포는 수명의 90 %를 간기에 소비합니다. 이는 단순히 세포가 살아 있고 성장하고 있으며 분열하지 않음을 의미합니다. 간기에는 세 가지 하위 단계가 있습니다. 이것들은 지1 단계, S 상, 및 지2 단계.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
간기의 세 단계는 G1, Gap 1 단계를 의미합니다. 합성 단계를 나타내는 S 단계; 그리고 G2, 갭 2 단계를 나타냅니다. 간기는 진핵 세포주기의 두 단계 중 첫 번째 단계입니다. 두 번째 단계는 유사 분열 또는 M 단계로, 세포 분열이 발생합니다. 때때로 세포는 G를 떠나지 않습니다1 분열하는 세포의 유형이 아니거나 죽어 가기 때문입니다. 이 경우 G라는 단계에 있습니다.0, 이는 세포주기의 일부로 간주되지 않습니다.
원핵 생물과 진핵 생물의 세포 분열
박테리아와 같은 단세포 유기체는 원핵 생물, 그리고 그들이 세포 분열에 관여 할 때, 그들의 목적은 무성 생식이다. 그들은 자손을 만들고 있습니다. 원핵 세포 분열은 이분법 유사 분열 대신. 원핵 생물은 일반적으로 핵막에 포함되지 않은 염색체가 하나 뿐이며 다른 종류의 세포가 가진 세포 기관이 없습니다. 이원 분열 동안 원핵 세포는 염색체의 사본을 만든 다음 염색체의 각 자매 사본을 세포막의 반대쪽에 부착합니다. 그런 다음 침입이라고 불리는 과정에서 안쪽으로 꼬집는 막에 갈라진 틈을 형성하기 시작하여 두 개의 동일한 별개의 세포로 분리됩니다. 유사 분열 세포주기의 일부인 세포는 진핵 세포입니다. 그들은 개별 살아있는 유기체가 아니라 더 큰 유기체의 협력 단위로 존재하는 세포입니다. 눈이나 뼈의 세포, 고양이의 혀 또는 앞 잔디밭의 풀잎에있는 세포는 모두
진핵 세포. 그들은 원핵 생물보다 훨씬 더 많은 유전 물질을 포함하고 있으므로 세포 분열 과정도 훨씬 더 복잡합니다.첫 번째 갭 단계
세포주기는 세포가 끊임없이 분열하고 새로운 생명을 시작하기 때문에 그 이름이 붙었습니다. 일단 세포가 분열되면 그것은 유사 분열 단계의 끝이고 즉시 다시 간기 단계를 시작합니다. 물론 실제로 세포주기는 유동적으로 발생하지만 과학자들은 생명의 미세한 구성 요소를 더 잘 이해하기 위해 과정 내에서 단계와 하위 단계를 구분했습니다. 이전에 단일 셀이었던 두 셀 중 하나 인 새로 분할 된 셀은 G에 있습니다.1 간기의 하위 단계. 지1 "Gap"단계의 약어입니다. G라고 표시된 또 다른 것이 있습니다.2. G1 및 G2로 쓰여진 것을 볼 수도 있습니다. 과학자들이 분주하고 근본적인 세포 분열의 현미경 작용을 발견했을 때, 그들은 상대적으로 덜 극적인 간기는 휴지기 또는 세포 사이의 일시 중지기로 해석 부서.
그들은 G라는 이름을지었습니다.1 이 해석을 사용하여 "간격"이라는 단어로 무대를하지만 그런 의미에서는 잘못된 이름입니다. 실제로 지1 더 성장의 단계입니다 휴식의 단계보다. 이 단계에서 세포는 세포 유형에 대해 정상적인 모든 작업을 수행합니다. 백혈구라면 면역 체계에 대한 방어 작용을합니다. 식물의 잎 세포라면 광합성과 가스 교환을한다. 세포가 성장할 가능성이 높습니다. G 동안 일부 세포는 천천히 성장합니다.1 다른 것들은 매우 빠르게 성장합니다. 세포는 다음과 같은 분자를 합성합니다. 리보 핵산 (RNA) 그리고 다양한 단백질. G 후반의 특정 시점에서1 단계에서 세포는 다음 단계의 간기 단계로 이동할지 여부를 "결정"해야합니다.
간기의 체크 포인트
사이클린 의존성 키나아제 (CDK)라는 분자가 세포주기를 조절합니다. 이 조절은 세포 성장의 제어 상실을 방지하기 위해 필요합니다. 동물의 통제 불능 세포 분열은 악성 종양 또는 암을 설명하는 또 다른 방법입니다. CDK는 셀주기의 특정 지점 동안 체크 포인트에서 신호를 제공하여 셀을 진행하거나 일시 중지합니다. 특정 환경 요인은 CDK가 이러한 신호를 제공하는지 여부에 영향을줍니다. 여기에는 영양소와 성장 인자의 가용성, 주변 조직의 세포 밀도가 포함됩니다. 세포 밀도는 건강한 조직 성장 속도를 유지하기 위해 세포가 사용하는 특히 중요한 자기 조절 방법입니다. CDK는 간기의 3 단계와 유사 분열 (M 기라고도 함) 동안 세포주기를 조절합니다.
세포가 규제 체크 포인트에 도달하고 세포주기를 계속 진행하라는 신호를받지 못하는 경우 (예: G가 끝날 때)1 간기에서 S기에 들어가기를 기다리고있는 경우), 세포가 할 수있는 두 가지 가능한 일이 있습니다. 하나는 문제가 해결되는 동안 일시 중지 될 수 있다는 것입니다. 예를 들어 필요한 구성 요소 중 일부가 손상되거나 누락 된 경우 수리 또는 보완을 수행 한 다음 다시 체크 포인트에 접근 할 수 있습니다. 세포에 대한 다른 옵션은 G라는 다른 단계에 들어가는 것입니다.0, 이는 세포주기의 외부에 있습니다. 이 지정은 예정된 방식으로 계속 기능하지만 S 기 또는 유사 분열로 이동하지 않고 세포 분열에 관여하지 않는 세포를위한 것입니다. 대부분의 성인 인간 신경 세포는 G에있는 것으로 간주됩니다.0 그들은 일반적으로 S 기 또는 유사 분열로 진행하지 않기 때문에 단계. G의 세포0 단계는 정지 상태로 간주됩니다. 즉, 분열하지 않는 상태에 있거나 노화되어 죽어 가고 있음을 의미합니다.
G 동안1 단계의 단계에서 진행하기 전에 세포가 통과해야하는 두 개의 규제 체크 포인트가 있습니다. 하나는 세포의 DNA가 손상되었는지 여부를 평가하고 손상 되었다면 DNA를 복구해야 진행할 수 있습니다. 세포가 다른 방법으로 간기의 S 단계로 진행할 준비가되어있는 경우에도 확인해야 할 또 다른 체크 포인트가 있습니다. 환경 조건 (셀 주변 환경의 상태를 의미)이 유리한. 이러한 조건에는 주변 조직의 세포 밀도가 포함됩니다. 셀에 G에서 진행하는 데 필요한 조건이있는 경우1 S기에 싸이클린 단백질이 CDK에 결합하여 분자의 활성 부분을 노출시켜 S 기가 시작될 때임을 세포에 알립니다. 셀이 G에서 이동하는 조건을 충족하지 않는 경우1 S 단계에서 사이클린은 진행을 방해하는 CDK를 활성화하지 않습니다. 손상된 DNA와 같은 일부 경우에는 CDK- 억제 단백질이 CDK- 사이클린 분자에 결합하여 문제가 해결 될 때까지 진행을 방지합니다.
게놈의 합성
세포가 들어가면 S 상, G로 돌아가거나 물러나지 않고 세포주기의 끝까지 계속되어야합니다.0. 그러나 셀이 셀주기의 다음 단계로 이동하기 전에 단계가 제대로 완료되고 있는지 확인하기 위해 프로세스 전체에 더 많은 체크 포인트가 있습니다. S 단계의 "S"는 세포가 DNA의 새로운 사본을 합성하거나 생성하기 때문에 합성을 의미합니다. 인간 세포에서 이는 세포가 S 기 동안 완전히 새로운 46 개의 염색체 세트를 만든다는 것을 의미합니다. 이 단계는 오류가 다음 단계로 전달되지 않도록주의 깊게 조정됩니다. 그 오류는 돌연변이입니다. 돌연변이는 충분히 자주 발생하지만 세포주기 규정으로 인해 훨씬 더 많은 돌연변이가 발생하지 않습니다. DNA 복제 동안 각 염색체는 히스톤이라는 단백질 가닥 주위에 극도로 감겨져 길이가 2 나노 미터에서 5 미크론으로 줄어 듭니다. 두 개의 새로운 중복 자매 염색체는 염색 분체. 히스톤은 두 개의 일치하는 염색체를 길이 부분에서 단단히 묶습니다. 이들이 결합되는 지점을 중심이라고합니다. (이에 대한 시각적 표현은 리소스를 참조하십시오.)
DNA 복제 중에 발생하는 복잡한 움직임에 추가하기 위해 많은 진핵 세포는 이배체이며, 이는 염색체가 일반적으로 쌍으로 배열되어 있음을 의미합니다. 대부분의 인간 세포는 생식 세포를 제외하고는 이배체입니다. 여기에는 반수체이고 23 개의 염색체를 가진 난 모세포 (달걀)와 정자 세포 (정자)가 포함됩니다. 인체의 다른 모든 세포 인 인간 체세포는 23 쌍으로 배열 된 46 개의 염색체를 가지고 있습니다. 쌍을 이룬 염색체를 상동 쌍이라고합니다. 간기의 S 기 동안 원래 상동 쌍의 각 개별 염색체가 복제되면 각각의 원래 염색체에서 두 개의 자매 염색체가 결합되어 두 개의 X가 붙은 것처럼 보이는 모양을 형성합니다. 함께. 유사 분열 동안, 핵은 두 개의 새로운 핵으로 분할되어 각 상 동성 쌍에서 각 염색체 중 하나를 자매로부터 멀리 끌어 당깁니다.
세포 분열을위한 준비
세포가 특히 DNA가 손상되지 않았는지 확인하는 것과 관련된 S 기 체크 포인트를 통과하면 올바르게 복제되고 한 번만 복제 된 경우 조절 요인으로 인해 세포가 다음 단계로 진행할 수 있습니다. 간기. 이것은 G2, G와 같이 Gap 단계 2를 나타냅니다.1. 세포가 기다리지 않고이 단계에서 매우 바쁘기 때문에 잘못된 이름이기도합니다. 세포는 정상적인 작업을 계속합니다. G에서 그 예를 기억하십시오.1 광합성을 수행하는 잎 세포 또는 병원체로부터 신체를 방어하는 백혈구의. 또한 세포주기의 두 번째이자 마지막 단계 인 간기 (interphase)를 떠나 유사 분열 (M 기)에 들어갈 준비를합니다.
G 동안 또 다른 체크 포인트2 DNA가 올바르게 복제되었는지 확인하고 CDK는 소집을 통과 한 경우에만 전진 할 수 있도록합니다. G 동안2, 세포는 염색 분체를 결합하는 중심체를 복제하여 미세 소관이라고하는 것을 형성합니다. 이것은 스핀들의 일부가 될 것입니다.이 섬유 네트워크는 자매 염색 분체를 서로 멀리하고 새로 분할 된 핵에서 적절한 위치로 안내 할 것입니다. 이 단계에서 미토콘드리아와 엽록체도 세포에 존재할 때 분열합니다. 세포가 체크 포인트를 초과하면 유사 분열 준비가되어 있으며 간기의 3 단계를 완료합니다. 유사 분열 과정에서 핵은 두 개의 핵으로 나뉘며 거의 동시에 세포질 분열 나머지 세포를 의미하는 세포질을 두 개의 세포로 나눕니다. 이 과정이 끝나면 G를 시작할 준비가 된 두 개의 새 셀이 있습니다.1 다시 간기의 단계.