Tipiska šūnu cikla posmi

Divu dzīvo šūnu veidiem ir atšķirīgi šūnu cikli. Prokarioti ir vienkārši organismi, kuru šūnām nav kodola; šīs šūnas aug un pēc tam sadalās, neievērojot sarežģītu šūnu ciklu. Eikariotu šūnas ir sarežģīta struktūra ar kodolu un organoīdiem, piemēram, mitohondrijiem. Eikariotu šūnās tipisko šūnu ciklu veido četrpakāpju šūnu dalīšanās process, ko sauc mitoze (jaunāki avoti pievieno piekto posmu) un a trīs līdz četru posmu starpfāze kurā šūna pavada lielāko daļu laika.

Gan prokariotu, gan eikariotu šūnās šūnu cikls ir sadalīts šūnu dalīšanās un periods starp sadalīšanu. Prokariotu šūnas aug, kamēr ir vajadzīgās barības vielas, ir pietiekami daudz vietas un atkritumi neveidojas. Sasniedzot noteiktu izmēru, viņi sadalās divās daļās.

Eikariotu šūnām šūnu augšana un dalīšanās ir atkarīga no daudziem faktoriem. Eikariotu šūnas bieži ir daļa no daudzšūnu organisma, un tās nevar vienkārši augt un dalīties neatkarīgi. Viņiem mitoze un starpfāžu šūnu cikla stadijas ir saskaņotas ar citām organisma šūnām. Šūnas

Prokariotu šūnās šūnu ciklā ir tikai divi posmi. Viņi ir vai nu augšanas stadijā, vai, ja tie ir pietiekami lieli, viņi nonāk skaldīšana posmā. Daudzu prokariotu izdzīvošanas stratēģija ir strauja vairošanās, līdz tiek sasniegtas ārējās robežas, piemēram, barības vielu trūkums. Tā rezultātā šūnu cikla sadalīšanās daļa var notikt ļoti ātri.

Skaldīšanas stadijas pirmais solis ir DNS replikācija. Prokariotu šūnās ir viena cirkulāra DNS virkne, kas piestiprināta pie šūnu membrānas. Sadalīšanās laikā tiek izgatavota DNS kopija, kas piestiprināta arī šūnu membrānai. Kad šūna pagarinās, gatavojoties šķelšanai, abas DNS kopijas tiek izvilktas uz šūnas pretējiem galiem.

Jauns šūnas membrānas materiāls tiek nogulsnēts starp abiem šūnas galiem, un starp tiem izaug jauna siena. Kad jaunā šūnas siena ir pabeigta, divas jaunas meitas šūnas atdalās un nonāk to šūnu cikla augšanas stadijā. Katrai jaunajai šūnai ir identiska DNS virkne un daļa no cita šūnu materiāla.

Tāpat kā prokariotu šūnām, arī eikariotu šūnām ir jāatkārto sava DNS un jāsadala divās meitas šūnās. Šis process ir sarežģīts, jo ir jākopē daudzi DNS pavedieni un jādublē eikariotu šūnu struktūra. Turklāt specializētās šūnas var ātri pavairot, kamēr citas gandrīz nekad nedalās, bet citas pilnībā iziet no šūnu cikla.

Eikariotu šūnas dalās, jo organisms aug vai arī tas aizstāj zaudētās šūnas. Piemēram, jauniem organismiem kopumā ir jāaug, un to šūnām jādalās. Ādas šūnas nepārtraukti mirst un izdalās no organisma virsmas. Viņiem ir nepārtraukti jādalās, lai aizstātu šīs zaudētās šūnas. Citas šūnas, piemēram, smadzeņu neironi, ir ļoti specializētas un vispār nedalās. Tas, vai šūnai ir aktīvs šūnu cikls, ir atkarīgs no tās lomas organismā.

Pat šūnas, kas regulāri dalās, lielāko daļu laika pavada starpfāzēs, gatavojoties dalīties. Interphase ir šādi četri posmi:

• Tiek saukts pirmais robu posms G₁. Tā ir atpūtas fāze pēc tam, kad šūna ir pabeigusi dalīšanos ar mitozi un pirms tā sāk gatavoties citam dalījumam.
• No G1 šūna var iziet no šūnu cikla un ievadīt G₀ fāze. G₀, šūnas vairs nedalās un nesagatavojas dalīšanai.
• Šūnas sāk gatavoties dalīšanai, izejot no G₁ un ievadot sintēze vai S posmā. Šūnas DNS tiek atkārtots S stadijā kā pirmais solis, lai iesaistītos mitozē.
• Kad DNS replikācija ir pabeigta, šūna nonāk otrajā spraugas stadijā, G₂. G laikā₂ tiek pārbaudīta pareiza DNS dublēšanās un tiek ražoti šūnu dalīšanai nepieciešamie šūnu proteīni.

Plaisa posmi atdala mitozi no DNS replikācijas procesa. Šī atdalīšana ir kritiska, lai nodrošinātu, ka dalīties var tikai tās šūnas, kurām ir pilnīga un precīza DNS replikācija. G₁ ietver kontrolpunktus, kas pārbauda, ​​vai šūna ir veiksmīgi sadalījusies un vai tās DNS ir pareizi izveidots. G₂ ir dažādi kontrolpunkti, lai pārliecinātos, ka DNS replikācija ir bijusi veiksmīga. DNS integritāte tiek pārbaudīta, un šūnu dalīšanos var atcelt vai atlikt.

Kad šūna iziet no fāzes un G₂, mitozes laikā šūna sašķeļ. Mitozes sākumā pastāv DNS eksemplāru dublikāti, un šūna ir saražojusi pietiekami daudz materiāls, olbaltumvielas, organelli un citi strukturālie elementi, kas ļauj sadalīt šūnas divās daļās meitas šūnas. Četri mitozes posmi ir šādi:

• Priekšnoteikums. Šūnas DNS veido hromosomu pārus, un kodola membrāna izšķīst. Sāk veidoties vārpsta, pa kuru atdalīsies hromosomas. Jaunāku avotu vieta prometafāze pēc profāzes, bet pirms metafāzes.
  
• Metafāze. Vārpstas veidošanās ir pabeigta. un hromosomas atrodas vienā līnijā pie metafāzes plāksnes, plaknes pusceļā starp vārpstas galiem.
• Anafāze. Hromosomas sāk migrēt pa vārpstu, katrai no dublikātiem, šūnai izstiepjot, ceļojot uz pretējiem šūnas galiem.
• Telofāze. Hromosomu migrācija ir pabeigta, un katram kopumam veidojas jauns kodols. Vārpsta izšķīst, un starp abām meitas šūnām izveidojas jauna šūnu membrāna.

Mitoze notiek salīdzinoši ātri. Jaunās šūnas nonāk starpfāzē G₁ posmā. Jaunas šūnas šajā brīdī bieži diferencējas un kļūst par specializētām šūnām, piemēram, aknu šūnām vai asins šūnām. Dažas šūnas paliek nediferencētas un ir vairāku šūnu avots, kas var sadalīties un kļūt specializētas. Šūnu dalīšanās, diferenciācijas un specializācijas signāli nāk no citām organisma šūnām.

Šūnu cikla galvenā funkcija ir meitas šūnu ražošana ar a ģenētiskais kods identisks sākotnējai šūnai. Tieši šeit cikls var sadalīties ar viskaitīgākajām sekām, un no tā mēģina izvairīties no kontrolpunktiem starplaikos. Meitas šūnas ar bojātu DNS un tāpēc nepilnīgs ģenētiskais kods var izraisīt vēzi un citas slimības. Šūnas, kurām trūkst kontrolpunktu, var nekontrolēti vairoties un var izraisīt izaugumus un audzējus.

Kad šūna kontrolpunktā atklāj problēmu, tā var mēģināt novērst problēmu vai, ja tā nevar, tā var izraisīt šūnas nāvi vai apoptoze. Sarežģītie šūnu cikla posmi un kontrolpunkti palīdz nodrošināt, ka tikai veselīgas šūnas ar pārbaudītu DNS var pavairot un radīt miljoniem jaunu šūnu, ko normāls ķermenis ražo regulāri.

Šūnu cikls, kas nedarbojas pareizi, ātri noved pie defektīvām šūnām. Ja kontrolpunktā tos nenoķer, rezultāts var būt organisms, kas nespēj pildīt normālas funkcijas, piemēram, meklēt pārtiku vai vairoties. Ja bojātās šūnas atrodas galvenajā orgānā, piemēram, sirdī vai smadzenēs, var izraisīt organisma nāvi.