세포 분열 유기체의 성장과 건강에 매우 중요합니다. 거의 모든 세포가 세포 분열에 관여합니다. 일부는 평생 동안 여러 번 수행합니다. 인간 배아와 같은 성장하는 유기체는 세포 분열을 사용하여 개별 장기의 크기와 전문화를 증가시킵니다. 은퇴 한 성인 인간처럼 성숙한 유기체조차도 세포 분열을 사용하여 신체 조직을 유지하고 복구합니다. 세포주기는 세포가 지정된 작업을 수행하고 성장 및 분열 한 다음 생성 된 두 개의 딸 세포로 프로세스를 다시 시작하는 과정을 설명합니다. 19 세기에 현미경의 기술 발전으로 과학자들은 모든 세포가 세포 분열 과정을 통해 다른 세포에서 발생한다는 것을 확인할 수있었습니다. 이것은 마침내 세포가 이용 가능한 물질에서 자발적으로 생성되었다는 이전에 널리 퍼진 믿음을 반증했습니다. 세포주기는 모든 지속적인 생명을 책임집니다. 동굴의 암석에 달라 붙은 조류 세포에서 발생하든 팔 피부 세포에서 발생하든 상관없이 단계는 동일합니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
세포 분열은 유기체의 성장과 건강에 매우 중요합니다. 세포주기는 세포 성장과 분열의 반복되는 리듬입니다. 그것은 단계 간기 및 유사 분열뿐만 아니라 하위 단계 및 세포질 분열 과정으로 구성됩니다. 세포주기는 각 단계의 체크 포인트에서 화학 물질에 의해 엄격하게 규제되어 돌연변이가 발생하지 않으며 세포 성장이 주변에 건강한 것보다 빨리 일어나지 않습니다. 조직.
세포주기의 단계
세포주기는 본질적으로 두 단계로 구성됩니다. 첫 번째 단계는 간기입니다. 간기 동안 세포는 다음과 같은 세 가지 하위 단계로 세포 분열을 준비합니다. 지1 단계, S 상 과 지2 단계. 간기가 끝날 때까지 세포핵의 염색체는 모두 복제되었습니다. 이 모든 단계를 통해 세포는 일상적인 기능을 계속해서 수행합니다. 간기는 유기체의 전체 수명 동안 며칠, 몇 주, 몇 년 동안 지속될 수 있습니다. 대부분의 신경 세포는 G를 떠나지 않습니다.1 그래서 과학자들은 G라고 불리는 세포를위한 특별한 단계를 지정했습니다.0. 이 단계는 세포 분열 과정에 들어 가지 않을 신경 세포 및 기타 세포를위한 단계입니다. 때때로 이것은 신경 세포 나 근육 세포처럼 단순히 준비가되지 않았거나 지정되지 않았기 때문이며, 이를 정지 상태라고합니다. 다른 경우에는 너무 오래되었거나 손상되어 노화 상태라고합니다. 신경 세포는 세포주기와 분리되어 있기 때문에 신경 세포에 대한 손상은 대부분 회복 할 수 없습니다. 뼈가 부러졌습니다. 이것이 척추 나 뇌 손상이있는 사람들이 종종 영구적 인 장애.
세포주기의 두 번째 단계는 유사 분열 또는 M 단계. 유사 분열 과정에서 핵은 두 개로 나뉘어 복제 된 각 염색체의 복사본을 두 개의 핵에 각각 보냅니다. 네 가지가 있습니다 유사 분열 단계, 그리고 이들은 전조, 중기, 후기 과 말기. 유사 분열이 일어나는 거의 동시에, 다른 과정이 발생합니다. 세포질 분열, 거의 자체 단계입니다. 이것은 세포의 세포질과 그 안의 모든 것이 분열하는 과정입니다. 이렇게하면 핵이 둘로 갈라질 때 주변 세포에 모든 것이 두 개씩 각 핵과 함께 이동하게됩니다. 분할이 완료되면 원형질막이 각각의 새로운 세포 주변을 닫고 핀치되어 두 개의 새로운 동일한 세포가 서로 완전히 분리됩니다. 즉시, 두 세포는 다시 간기의 첫 단계에 있습니다 .G1.
간기 및 하위 단계
지1 Gap Phase 1을 나타냅니다. "갭"이라는 용어는 과학자들이 현미경으로 세포 분열을 발견하고 유사 분열 단계가 매우 흥미롭고 중요하다는 사실을 발견했을 때 유래되었습니다. 그들은 모든 세포가 다른 세포에서 왔다는 증거로 핵 분열과 수반되는 세포 운동 과정을 관찰했습니다. 그만큼 간기 단계그러나 정적이고 비활성 인 것처럼 보였습니다. 따라서 그들은 휴식 기간 또는 활동의 공백으로 생각했습니다. 그러나 진실은 G1 – 그리고 G2 중간기 말기에 – 세포의 번화 한 성장 기간이 있습니다. 세포는 크기가 커지고 "태어난"방식에 관계없이 유기체의 안녕에 기여합니다. 규칙적인 세포 역할 외에도 세포는 단백질 및 리보 핵산 (RNA)과 같은 분자를 생성합니다.
세포의 DNA가 손상되지 않았고 세포가 충분히 성장했다면, 두 번째 단계 인 간기 (interphase)로 진행됩니다. S 상. 합성 단계의 약자입니다. 이 단계에서 이름에서 알 수 있듯이 세포는 분자 합성에 많은 에너지를 바칩니다. 특히, 세포는 DNA를 복제하여 염색체를 복제합니다. 인간의 체세포에는 46 개의 염색체가 있으며, 모든 세포는 생식 세포 (정자와 난자)가 아닙니다. 46 개의 염색체는 서로 결합 된 23 개의 상동 쌍으로 구성됩니다. 상동 쌍의 각 염색체를 다른 염색체의 상 동체라고합니다. 염색체가 S 기 동안 복제되면 히스톤 단백질 주위에 매우 단단히 감겨 있습니다. 염색질이라고 불리는 가닥으로 복제 과정에서 DNA 복제 오류가 덜 발생합니다. 돌연 변이. 두 개의 새로운 동일한 염색체는 이제 각각 염색 분체. 히스톤 가닥은 두 개의 동일한 염색 분체를 함께 묶어 일종의 X 모양을 형성합니다. 그들이 묶인 지점을 centromere라고합니다. 또한, 염색 분체는 여전히 그들의 동족체에 결합되어 있으며, 이제는 X 자 모양의 염색체 쌍이기도합니다. 각 염색체 쌍을 염색체라고합니다. 경험의 법칙은 하나의 중심체에 하나 이상의 염색체가 부착되어 있지 않다는 것입니다.
간기의 마지막 단계는 지2, 또는 갭 2 단계. 이 단계는 G와 같은 이유로 이름이 지정되었습니다.1. G 때처럼1 그리고 S 기, 세포는 중간기의 작업을 마치고 유사 분열을 준비하는 동안에도 단계 내내 일반적인 작업으로 바쁘게 남아 있습니다. 유사 분열을 준비하기 위해 세포는 미토콘드리아와 엽록체 (있는 경우)를 분할합니다. 그것은 microtubules라고 불리는 스핀들 섬유의 전구체를 합성하기 시작합니다. 그것은 핵에서 염색체 쌍의 중심을 복제하고 쌓아서 이것을 만듭니다. 스핀들 섬유는 염색체가 두 개의 분리 된 핵으로 분리되어야하는 유사 분열 동안 핵 분열 과정에 중요합니다. 올바른 염색체가 올바른 핵에 도달하고 올바른 동족체와 짝을 이루도록하는 것이 유전 적 돌연변이를 방지하는 데 중요합니다.
Prophase에서 핵막의 분해
세포주기의 단계와 간기 및 유사 분열의 하위 단계 사이의 구분 마커는 과학자들이 세포 분열 과정을 설명 할 수 있도록 사용하는 인공물입니다. 본질적으로 프로세스는 유동적이고 끝이 없습니다. 유사 분열의 첫 단계는 전조. G의 끝에있는 상태의 염색체로 시작됩니다.2 중간기 단계, 중심체에 의해 부착 된 자매 염색 분체로 복제 됨. 전단계 동안 염색질 가닥이 응축되어 염색체 (즉, 자매 염색체의 각 쌍)가 광학 현미경으로 볼 수 있습니다. centromeres는 스핀들 섬유를 형성하는 microtubules로 계속 성장합니다. 전조가 끝날 무렵 핵막이 파괴되고 방추 섬유가 연결되어 세포의 세포질 전체에 구조적 네트워크를 형성합니다. 염색체는 이제 세포질에서 자유롭게 떠 다니기 때문에 방추 섬유는 염색체가 잘못 떠 다니는 것을 막는 유일한 지지체입니다.
중기의 스핀들 적도
세포는 핵막이 용해되는 즉시 중기로 이동합니다. 방추 섬유는 염색체를 세포의 적도로 이동합니다. 이 평면은 spindle equator 또는 metaphase plate로 알려져 있습니다. 거기에는 가시적 인 것이 없습니다. 그것은 단순히 모든 염색체가 정렬되고 세포를 수평으로 또는 수평으로 양분하는 평면입니다. 셀을 보거나 상상하는 방식에 따라 수직으로 (이에 대한 시각적 표현은 자원). 인간에게는 46 개의 센트로 메어가 있으며, 각각은 한 쌍의 염색체 자매에 붙어 있습니다. centromeres의 수는 유기체에 따라 다릅니다. 각 centromere는 두 개의 스핀들 섬유에 연결됩니다. 두 개의 방추 섬유는 중심을 벗어나면 갈라져서 세포의 반대쪽 극에있는 구조에 연결됩니다.
Anaphase 및 Telophase의 두 핵
세포는 유사 분열의 4 단계 중 가장 짧은 단계 인 anaphase로 이동합니다. 염색체를 세포의 극에 연결하는 스핀들 섬유는 짧아지고 각 극을 향해 멀어집니다. 그렇게함으로써 그들은 부착 된 염색체를 분리합니다. 중심체는 또한 반쪽이 각 염색체 자매와 함께 반대 극을 향해 이동함에 따라 둘로 나뉩니다. 이제 각 염색체에는 자체 중심이 있으므로 다시 염색체라고합니다. 한편, 양쪽 극에 부착 된 다른 방추 섬유가 길어지면서 세포의 두 극 사이의 거리가 커져서 세포가 평평 해지고 길어집니다. anaphase의 과정은 결국 세포의 각면에 각 염색체의 사본이 하나씩 포함되도록하는 방식으로 발생합니다.
텔로 페이즈 유사 분열의 네 번째이자 마지막 단계입니다. 이 단계에서 복제의 정확성을 높이기 위해 응축 된 극도로 촘촘한 염색체가 스스로 풀립니다. 방추 섬유가 용해되고 소포체 각 염색체 세트 주변에 새로운 핵막을 합성합니다. 이것은 세포가 이제 완전한 게놈을 가진 두 개의 핵을 가지고 있음을 의미합니다. 유사 분열이 완료되었습니다.
동물 및 식물 세포질 분열
이제 핵이 분할되었으므로 나머지 세포도 분할해야 두 세포가 분리 될 수 있습니다. 이 프로세스는 세포질 분열. 그것은 종종 유사 분열과 함께 발생하지만 유사 분열과는 별개의 과정입니다. 그것은 동물 세포와 식물 세포에서 다르게 발생합니다. 동물 세포에는 원형 세포막 만있는 곳에서 식물 세포는 단단한 세포벽을 가지고 있기 때문입니다. 두 종류의 세포에서 이제 하나의 세포에 두 개의 별개의 핵이 있습니다. 동물 세포에서는 수축 고리가 세포의 중간 지점에 형성됩니다. 이것은 세포 주위를 꽉 쥐고 코르셋처럼 중앙의 원형질막을 분열 고랑이라고 알려진 것을 만들 때까지 조여주는 미세 필라멘트의 고리입니다. 즉, 수축성 고리는 세포가 두 개의 개별 세포로 완전히 집어 질 때까지 세포가 점점 더 뚜렷 해지는 모래 시계 모양을 형성하게합니다. 식물 세포에서 골지 복합체라고 불리는 소기관은 두 핵 사이의 세포를 나누는 축을 따라 막 결합 된 액체 주머니 인 소포를 생성합니다. 이러한 소포에는 세포 판을 형성하는 데 필요한 다당류가 포함되어 있으며 결국 세포 판은 한때 원래의 단일 셀을 수용했지만 이제는 두 개의 셀이있는 셀 벽과 융합되고 그 일부가됩니다. 세포.
세포주기 조절
세포주기는 세포 내부와 외부에서 특정 조건이 충족되지 않으면 진행되지 않도록하기 위해 많은 조절이 필요합니다. 그러한 규제가 없다면 확인되지 않은 유전 적 돌연변이, 통제 불능 세포 성장 (암) 및 기타 문제가있을 것입니다. 세포주기에는 일이 올바르게 진행되고 있는지 확인하기위한 여러 체크 포인트가 있습니다. 그렇지 않은 경우 수리가 이루어 지거나 프로그래밍 된 세포 사멸이 시작됩니다. 세포주기의 주요 화학 조절제 중 하나는 사이클린 의존성 키나아제 (CDK)입니다. 이 분자에는 세포주기의 다른 지점에서 작동하는 다양한 형태가 있습니다. 예를 들어, 단백질 p53 세포의 손상된 DNA에 의해 생성되며 G에서 CDK 복합체를 비활성화합니다.1/ S 검문소, 따라서 세포의 진행을 체포합니다.