Tipiško ląstelių ciklo etapai

Dviejų rūšių gyvos ląstelės turi skirtingus ląstelių ciklus. Prokariotai yra paprasti organizmai, kurių ląstelės neturi branduolio; šios ląstelės auga ir vėliau dalijasi nesilaikydamos kompleksinio ląstelių ciklo. Eukariotinės ląstelės turi sudėtingą struktūrą su branduoliu ir organeliais, tokiais kaip mitochondrijos. Eukariotinėse ląstelėse tipinį ląstelių ciklą sudaro keturių pakopų ląstelių dalijimosi procesas, vadinamas mitozė (naujesni šaltiniai prideda penktą etapą) ir a trijų - keturių pakopų tarpfazis kurioje ląstelė praleidžia didžiąją laiko dalį.

Tiek prokariotinėse, tiek eukariotinėse ląstelėse ląstelių ciklas yra padalintas ląstelių dalijimasis ir laikotarpis tarp padalijimų. Prokariotinės ląstelės auga tol, kol yra reikalingų maistinių medžiagų, yra pakankamai vietos ir atliekų nesikaupia. Pasiekę tam tikrą dydį, jie padalijami į dvi dalis.

Eukariotų ląstelėms ląstelių augimas ir dalijimasis priklauso nuo daugelio veiksnių. Eukariotinės ląstelės dažnai yra daugialąsčio organizmo dalis ir jos negali ne tik savarankiškai augti ir dalytis. Jiems mitozė ir tarpfazių ląstelių ciklo stadijos derinamos su kitomis organizmo ląstelėmis. Ląstelės

Prokariotinių ląstelių ląstelių cikle yra tik du etapai. Jie yra arba augimo stadijoje, arba, jei jie yra pakankamai dideli, jie patenka į dalijimasis etapas. Daugelio prokariotų išgyvenimo strategija yra greitai daugintis, kol bus pasiektos išorinės ribos, pvz., Maistinių medžiagų trūkumas. Dėl to ląstelių ciklo dalijimosi dalis gali vykti labai greitai.

Pirmasis dalijimosi etapo žingsnis yra DNR replikacija. Prokariotinėse ląstelėse yra viena žiedinė DNR grandinė, pritvirtinta prie ląstelės membranos. Skilimo metu daroma DNR kopija ir pritvirtinama prie ląstelės membranos. Ląstelei pailgėjus ruošiantis skilimui, dvi DNR kopijos ištraukiamos į priešingus ląstelės galus.

Nauja ląstelės membranos medžiaga nusėda tarp dviejų ląstelės galų, o tarp jų išauga nauja siena. Užbaigus naują ląstelės sienelę, dvi naujos dukterinės ląstelės atsiskiria ir patenka į savo ląstelių ciklo augimo stadiją. Kiekvienoje naujoje ląstelėje yra identiška DNR grandinė ir dalis kitos ląstelės medžiagos.

Kaip ir prokariotinės ląstelės, taip ir eukariotų ląstelės turi pakartoti savo DNR ir dalytis į dvi dukterines ląsteles. Šis procesas yra sudėtingas, nes reikia nukopijuoti daugybę DNR grandinių ir dubliuoti eukariotinių ląstelių struktūrą. Be to, specializuotos ląstelės gali greitai daugintis, o kitos beveik niekada nesidalija, o kitos iš viso išeina iš ląstelių ciklo.

Eukariotinės ląstelės dalijasi, nes organizmas auga arba jis pakeičia prarastas ląsteles. Pavyzdžiui, jauni organizmai turi augti kaip visuma, o jų ląstelės turi dalytis. Odos ląstelės nuolat miršta ir išsiskiria iš organizmo paviršiaus. Jie turi nuolat dalytis, kad pakeistų tas prarastas ląsteles. Kitos ląstelės, tokios kaip smegenų neuronai, yra labai specializuotos ir visiškai nesidalija. Ar ląstelė turi aktyvų ląstelių ciklą, priklauso nuo jos vaidmens organizme.

Net ląstelės, kurios dalijasi reguliariai, didžiąją laiko dalį praleidžia fazėse, ruošdamosi dalytis. „Interphase“ turi šiuos keturis etapus:

• Vadinama pirmoji spragos stadija G₁. Tai yra poilsio fazė, kai ląstelė baigia dalijimąsi pagal mitozę ir prieš jai pradedant ruoštis kitam dalijimui.
• Nuo G1 ląstelė gali išeiti iš ląstelės ciklo ir patekti į G₀ fazė. G₀, ląstelės nebesidalija ir neparuošia dalijimosi.
• Ląstelės pradeda ruoštis dalijimui išeidamos iš G₁ ir įeinant į sintezė arba S etapas. Ląstelės DNR replikuojama S stadijoje kaip pirmas žingsnis įsitraukiant į mitozę.
• Kai DNR replikacija bus baigta, ląstelė pereis į antrąją spragos stadiją, G₂. Per G₂ patikrinamas teisingas DNR dubliavimasis ir gaminami ląstelių baltymai, būtini ląstelių dalijimuisi.

Tarpinės stadijos atskiria mitozę nuo DNR replikacijos proceso. Šis atskyrimas yra labai svarbus norint užtikrinti, kad dalytis galėtų tik tos ląstelės, kurių DNR replikacija yra tiksli ir tiksli. G₁ apima kontrolinius taškus, kurie patikrina, ar ląstelė sėkmingai pasidalijo ir ar tinkamai sukonstruota jos DNR. G₂ turi skirtingus kontrolės taškus, kad įsitikintų, jog DNR replikacija buvo sėkminga. DNR vientisumas patikrinamas, o ląstelių dalijimąsi galima atšaukti arba atidėti.

Kai ląstelė išeina iš fazės ir G₂, mitozės metu ląstelė skyla. Mitozės pradžioje egzistuoja pasikartojančios DNR kopijos, ir ląstelė pagamino pakankamai medžiaga, baltymai, organeliai ir kiti struktūriniai elementai, leidžiantys ląstelėms dalytis į dvi dalis dukterinės ląstelės. Keturi mitozės etapai yra šie:

• Pranašumas. Ląstelės DNR sudaro chromosomų poras, o branduolio membrana ištirpsta. Pradeda formuotis verpstė, kuria palei išsiskirs chromosomos. Naujesni šaltiniai prometafazė po profazės, bet prieš metafazę.
  
• Metafazė. Suklio formavimas baigtas. o chromosomos išsirikiuoja ties metafazine plokšte, plokštuma pusiaukelėje tarp verpstės galų.
• Anafazė. Chromosomos ima migruoti išilgai verpstės, kiekviena iš jos kopijų, pailgėjus ląstelei, keliauja į priešingus ląstelės galus.
• Telofazė. Chromosomų migracija baigta, ir kiekvienam rinkiniui susidaro naujas branduolys. Verpstė ištirpsta, o tarp dviejų dukterinių ląstelių susidaro nauja ląstelės membrana.

Mitozė įvyksta palyginti greitai. Naujos ląstelės patenka į tarpfazę G₁ etapas. Naujos ląstelės šiuo metu dažnai diferencijuojasi ir tampa specializuotomis ląstelėmis, tokiomis kaip kepenų ląstelės ar kraujo ląstelės. Kai kurios ląstelės lieka nediferencijuotos ir yra daugiau ląstelių, galinčių dalytis ir tapti specializuotomis, šaltinis. Ląstelių dalijimosi, diferenciacijos ir specializacijos signalai gaunami iš kitų organizmo ląstelių.

Pagrindinė ląstelių ciklo funkcija yra gaminti dukterines ląsteles su a genetinis kodas identiškas pradinei ląstelei. Čia ciklas gali suskaidyti su žalingiausiu poveikiu, ir to bandoma išvengti tarpuose esančių kontrolinių punktų. Dukterinės ląstelės su defektais DNR todėl netinkamas genetinis kodas gali sukelti vėžį ir kitas ligas. Ląstelės, kuriose trūksta kontrolinių punktų, gali nekontroliuojamai daugintis ir gali sukelti ataugas bei navikus.

Kai ląstelė atranda problemą kontrolės punkte, ji gali bandyti išspręsti problemą arba, jei to negali, gali sukelti ląstelės mirtį arba apoptozė. Sudėtingi ląstelių ciklo etapai ir kontroliniai taškai padeda užtikrinti, kad tik sveikos ląstelės su patikrinta DNR gali padauginti ir pagaminti milijonus naujų ląstelių, kurias normalus kūnas reguliariai gamina.

Tinkamai neveikiantis ląstelių ciklas greitai sukelia ląstelių defektus. Jei jie nėra sugauti kontrolės punkte, rezultatas gali būti organizmas, kuris negali atlikti įprastų funkcijų, pavyzdžiui, ieškoti maisto ar daugintis. Jei trūkumų turinčios ląstelės yra pagrindiniame organe, pavyzdžiui, širdyje ar smegenyse, organizmas gali mirti.