Šūnas progresīvajos organismos nedalās nepārtraukti, bet gan plānveidīgi, koordinēti. Jaunie organismi aug kontrolētā veidā, un nobriedušu organismu šūnas nedalās tik bieži. Lai panāktu šo koordināciju, šūnas izmanto gan ārējos, gan iekšējos faktorus, lai izlemtu, kad sadalīt.
Iekš šūnu cikls, šūnas lielāko daļu laika pavada starpfāžu posms kur viņi veic specializētas funkcijas un aug. Kad iekšējie vai ārējie faktori, kas ietekmē šūnu dalīšanos, liek viņiem dalīties, viņi sagatavošanai iziet cauri vairākiem posmiem. Katrā posmā viņi var apturēt dalīšanas procesu atkarībā no esošajiem faktoriem.
Iekšējie faktori, kas ietekmē šūnu dalīšanos, ir īpaši svarīgi, jo tie palīdz pārliecināties, ka šūnas dalās tikai tad, kad organismam nepieciešamas jaunas šūnas. Šādi faktori ietver ķīmiskās vielas, kas atrodas šūnā un ķīmiskie izraisītāji kas rodas no citu šūnu signāliem. Šīs ķīmiskās vielas ietekmē šūnu un organisma augšanu un izturēšanos.
Šūnu cikls pārvalda šūnu dalīšanu
Šūnu ciklu veido daļa, kurā šūna faktiski sadalās, un starpfāze, vai daļa, kurā šūna nav gatava dalīšanai vai gatavojas tai sagatavoties.
Četri galvenie šūnu cikla posmi ir šādi:
- 1. atstarpe. Šūna ir veiksmīgi sadalījusies, un divas jaunās meitas šūnas ir gatavas uzņemties savu lomu organismā. Lielākā daļa šūnu šajā posmā pavada gandrīz visu laiku.
- Sintēze. Šūna ir nolēmusi sadalīt un atkārtot savu DNS, tāpēc tai būs katras hromosomas nepieciešamās divas kopijas.
- 2. atstarpe. Šūna ir gatava dalīties, bet tai jāpārbauda, vai viss ir gatavs. Tiek veikta DNS integritāte, pietiekama šūnu materiāla klātbūtne un citu šūnu signālu pārbaude.
- Mitoze. Hromosomas un kodols sadalās. Organelles tiek sadalītas, un šūna izaug jauna dalošā membrāna. Tiek izveidotas divas identiskas meitas šūnas.
Punkti, kuros ārējie un iekšējie faktori var ietekmēt šūnu ciklu un šūnu dalīšanās procesu, atrodas visā spraugās un mitozē. Šie kontrolpunkti ļauj ķīmiskiem signāliem un citiem faktoriem apturēt turpmāko progresu. Šie ir faktori, kas kontrolē šūnu ciklu un šūnu dalīšanos.
Vide un slimības var izraisīt iekšējos faktorus
Divi galvenie raksturlielumi, kurus šūnas pārbauda kontrolpunktu laikā, ir tas, vai šūnā ir pietiekami daudz materiāla, lai sadalītos divās funkcionālās meitas šūnās, un vai šūnas DNS nav bojāta. Lai gan abi šie faktori ir šūnas iekšējie, tos var ietekmēt ārējie faktori.
Tipiski ārējie faktori šūnu dalīšanos ietekmē šādi:
- Izejvielu pieejamība var ietekmēt šūnu dalīšanos. Ja nav pieejams pietiekami daudz barības vielu, šūna nespēj pietiekami augt un nedalīsies.
- Radiācija var mainīt DNS molekulas. Ja DNS ir nepareizas sekvences, šūna vai nu gaidīs un labos DNS, pārtrauks dalīšanos vai ievadīs šūnu apoptozi vai šūnu nāvi.
- Toksīni var sabojāt šūnu DNS. Šādi bojājumi tiks atklāti kontrolpunktos, un šūna pārstās dalīties.
- Vīrusi atkārtot, nolaupot šūnas metabolismu, lai izveidotu vīruss, bet vīrusi var ietekmēt arī šūnu DNS. Ja šādas anomālijas tiek atklātas kontrolpunktā, šūna nedalīsies.
- Narkotikas var ietekmēt šūnu dalīšanos. Piemēram, vēža zāles ietekmē šūnu dalīšanos, bloķējot iekšējos faktorus vai darbības, kas nepieciešamas šūnu dalīšanās turpināšanai.
Tāds vides ietekme ietekmē iekšējos faktorus un caur tiem ietekmē šūnu dalīšanos. Šūna var pārtraukt dalīšanos, kamēr tā labo vai novērš problēmas. Dažos gadījumos šūnas var atsākt šūnu ciklu un šūnu dalīšanās procesu, savukārt citos gadījumos šūna nedalīsies.
Iekšējie un ārējie regulatori tieši ietekmē šūnu nodaļu
Organismam ir iekšēji un ārēji regulatori, kas koordinē šūnu dalīšanos noteiktos orgānos vai audos. Piemēram, dažas ādas šūnas nepārtraukti dalās, lai aizstātu nolietotās un atmirušās ādas šūnas, kas atdalītas no ādas virsmas. Iekšējie un ārējie regulatori pastāstiet ādas šūnām zemākā ādas līmenī sadalīties, ja ir vajadzīgas vairāk ādas šūnas.
Šādi regulatori ietver:
- Augšanas hormons. Kontrolē šūnu augšanu jaunos organismos, bet pēc tam samazina augšanu, kad organisms sasniedz nobriedušu lielumu.
- No blīvuma atkarīga šūnu signalizācija. Ja ir šūnas, kas sūta signālus no visām pusēm, šūna var pārtraukt dalīšanos. Ja vienā vai vairākās pusēs nav signālu, šūna varētu turpināt dalīties.
- G1 kontrolpunkts. Šūna pārbauda, vai tā ir gatava sākt dalīšanas procesu. Ja nē, šūna var atlikt dalīšanos, vēl vairāk izaugt vai pārtraukt dalīšanos.
- G2 kontrolpunkts. DNS replikācija ir pabeigta, un šūna ir gatava sadalīties. Pārbauda DNS molekulu pilnīgumu un precizitāti. Ja rodas problēma, šūna mēģina to novērst, vai arī tā var apturēt dalīšanas procesu.
- M kontrolpunkts. Mitoze ir sākusies, un tā ir pēdējā iespēja aizkavēt vai pārtraukt šūnu dalīšanās. Šūna pārbauda, vai pareizās DNS molekulas ir atdalījušās un ir gatavas veidot divas šūnas.
Organisma iekšējiem faktoriem ir galvenā loma, nosakot, vai šūna sāk dalīties un vai tā veiksmīgi dalās. Citas šūnas sūta signālus, un šūnas, kas ir gatavas sadalīšanai, reaģē. Pārbaudes punktus kontrolē ķīmiskās vielas, kas atrodas katrā šūnā.
Kināzes un ciklīni ir iekšējie faktori, kas regulē dalīšanos
Kad šūnas sasniedz kontrolpunktu šūnu cikla laikā, neatkarīgi no tā, vai tās turpina dalīšanos vai pārtrauc procesu, to regulē no ciklīna atkarīgās olbaltumvielu kināzes. Kināzes atrodas šūnā, kamēr ciklīnu koncentrācija palielinās un samazinās līdz ar šūnu ciklu. Ciklīni aktivizē kināzes.
Kināzēm ir a signāla integrācijas funkcija šūnu iekšējiem signāliem, piemēram, bojātas DNS klātbūtnei vai specifisku barības vielu klātbūtnei. Ja ir pareizie signāli, kināzes aktivizē ciklīni, un šūna iziet kontrolpunktu. Ja ir bloķējošs signāls vai nav vajadzīgā signāla, dažas no kināzēm var netikt aktivizētas un šūna pārtrauc dalīšanos.
Kad šūnu dalīšana notiek nepareizi
Šūnu dalīšanās tiek stingri kontrolēta, jo, ja kaut kas noiet greizi, šūnas var pārtraukt dalīšanos, kad vajadzīgas jaunas šūnas vai tās var turpināt sadalīt nekontrolējami. Tādā gadījumā organismam var attīstīties audzēji vai tādas slimības kā vēzis.
Iekšējos faktorus, kas ietekmē šūnu dalīšanos, piemēram, šūnu signālus un no ciklīna atkarīgās kināzes, paši regulē organisms ģenētiskais kods. Gēni ļauj šūnām ražot nepieciešamos proteīnus un hormonus, ko izmanto šūnu dalīšanās regulēšanai.
Ja gēns mutē vai cieš no bojājumiem, vairs nevar ražot vielas, kas parasti apturētu šūnu dalīšanos, un šūnas var turpināt dalīties, kad tās nav vajadzīgas. Dažādi vēža veidi rodas, kad šādas nevēlamas šūnu masas kļūst ļaundabīgas un izsūta audzēja šūnas uz citām ķermeņa daļām.
Šūnu dalīšanās iekšējie regulatori uztur audu augšanu pārbaudē un vada šūnas pēc nepieciešamības sadalīties. Tie ir veselīga organisma galvenā sastāvdaļa, virzot augšanu līdz briedumam un pēc tam tikai aizvietojot zaudētās vai bojātās šūnas.
