Cellen in geavanceerde organismen delen zich niet continu, maar op een geplande, gecoördineerde manier. Jonge organismen groeien op een gecontroleerde manier en de cellen van volwassen organismen delen zich minder vaak. Om deze coördinatie te bereiken, gebruiken cellen zowel externe als interne factoren om te beslissen wanneer ze moeten delen.
In de celcyclus, brengen cellen het grootste deel van hun tijd door in de interfase stadium waar ze gespecialiseerde functies uitoefenen en groeien. Wanneer interne of externe factoren die de celdeling beïnvloeden, hen vertellen dat ze zich moeten delen, doorlopen ze verschillende fasen om zich voor te bereiden. In elke fase kunnen ze het delingsproces stoppen, afhankelijk van de factoren die aanwezig zijn.
Interne factoren die de celdeling beïnvloeden, zijn vooral belangrijk omdat ze ervoor zorgen dat cellen zich alleen delen als het organisme nieuwe cellen nodig heeft. Dergelijke factoren omvatten chemicaliën die in de cel zelf aanwezig zijn en chemische triggers
De celcyclus regelt de celdeling
De celcyclus bestaat uit het deel waarin de cel zich daadwerkelijk deelt en de interfase, ofwel het deel waarin de cel nog niet klaar is voor deling of zich daarop voorbereidt.
De vier belangrijkste stadia van de celcyclus zijn als volgt:
- Kloof 1. De cel is succesvol gedeeld en de twee nieuwe dochtercellen zijn klaar om hun rol in het organisme op zich te nemen. De meeste cellen brengen bijna al hun tijd in deze fase door.
- Synthese. De cel heeft besloten om zijn DNA te delen en te repliceren, zodat het de vereiste twee exemplaren van elk chromosoom heeft.
- kloof 2. De cel is klaar om te delen, maar moet controleren of alles klaar is. DNA-integriteit, de aanwezigheid van voldoende celmateriaal en de verificatie van signalen van andere cellen wordt uitgevoerd.
- Mitose. De chromosomen en de kern delen zich. De organellen worden gedeeld en de cel groeit een nieuw delingsmembraan. Er worden twee identieke dochtercellen gemaakt.
De punten waarop externe en interne factoren de celcyclus en het celdelingsproces kunnen beïnvloeden, bevinden zich in de gaten en mitose. Deze controleposten chemische signalen en andere factoren toestaan om verdere vooruitgang te stoppen. Dit zijn de factoren die de celcyclus en celdeling regelen.
Milieu en ziekte kunnen interne factoren veroorzaken
De twee belangrijkste kenmerken die cellen tijdens controlepunten verifiëren, zijn of de cel voldoende materiaal bij de hand heeft om zich in twee functionele dochtercellen te verdelen en of het cel-DNA onbeschadigd is. Hoewel deze beide factoren intern in de cel zijn, kunnen ze worden beïnvloed door externe factoren.
Typisch externe factoren die de celdeling beïnvloeden, zijn de volgende:
- Beschikbaarheid van grondstoffen celdeling kan beïnvloeden. Als er niet genoeg voedingsstoffen beschikbaar zijn, kan de cel niet genoeg groeien en zich niet delen.
- straling kan DNA-moleculen veranderen. Als het DNA onjuiste sequenties heeft, zal de cel ofwel wachten en het DNA repareren, stoppen met delen of celapoptose of celdood ingaan.
- gifstoffen cel-DNA kan beschadigen. Dergelijke schade wordt gedetecteerd bij de controleposten en de cel stopt met delen.
- virussen repliceren door het metabolisme van een cel te kapen om kopieën te maken van de virus, maar virussen kunnen ook cel-DNA aantasten. Als dergelijke anomalieën worden gedetecteerd bij een controlepunt, zal de cel zich niet delen.
- Drugs celdeling kan beïnvloeden. Geneesmiddelen tegen kanker beïnvloeden bijvoorbeeld de celdeling door interne factoren of acties te blokkeren die essentieel zijn om de celdeling door te laten gaan.
zo'n milieu invloeden beïnvloeden interne factoren en beïnvloeden daardoor de celdeling. De cel kan stoppen met delen terwijl deze problemen repareert of oplost. In sommige gevallen kunnen cellen dan de celcyclus en het celdelingsproces hervatten, terwijl in andere gevallen de cel niet zal delen.
Interne en externe regulatoren beïnvloeden rechtstreeks de celdeling
Het organisme heeft interne en externe regulatoren die de celdeling binnen specifieke organen of weefsels coördineren. Sommige huidcellen delen zich bijvoorbeeld continu om versleten en dode huidcellen te vervangen die van het huidoppervlak zijn afgestoten. Interne en externe toezichthouders vertel huidcellen binnen een lager huidniveau om te delen als er meer huidcellen nodig zijn.
Dergelijke regelgevers omvatten het volgende:
- Groeihormoon. Regelt de groei van cellen in jonge organismen, maar remt vervolgens de groei af wanneer het organisme volwassen is geworden.
- Dichtheidsafhankelijke celsignalering. Als er cellen zijn die signalen van alle kanten sturen, kan een cel stoppen met delen. Als er aan een of meer kanten geen signalen zijn, kan de cel zich blijven delen.
- G1 controlepunt. De cel controleert of deze klaar is om het delingsproces te starten. Als dat niet het geval is, kan de cel deling uitstellen, nog meer groeien of helemaal niet meer delen.
- G2 checkpoint. DNA-replicatie is voltooid en de cel is klaar om te splitsen. De DNA-moleculen worden gecontroleerd op volledigheid en juistheid. Als er een probleem is, probeert de cel het op te lossen of kan het delingsproces stoppen.
- M checkpoint. Mitose is begonnen en dit is de laatste kans om te vertragen of te stoppen celverdeling. De cel controleert of de juiste DNA-moleculen zijn gescheiden en klaar zijn om twee cellen te vormen.
Interne factoren in het organisme spelen een sleutelrol bij het bepalen of een cel begint te delen en of deze zich succesvol deelt. Andere cellen sturen signalen en de cellen die klaar zijn om te delen reageren. De controlepunten zelf worden gecontroleerd door chemicaliën die in elke cel aanwezig zijn.
Kinasen en cyclinen zijn interne factoren die de verdeling reguleren
Wanneer cellen een controlepunt binnen de celcyclus bereiken, of ze doorgaan met delen of afbreken, wordt het proces gereguleerd door: cycline-afhankelijke eiwitkinasen. Kinasen zijn aanwezig in de cel terwijl de concentratie van cyclinen stijgt en daalt met de celcyclus. De cyclines activeren de kinasen.
Kinasen hebben een signaal-integratie functie: voor interne celsignalen zoals de aanwezigheid van beschadigd DNA of de aanwezigheid van specifieke voedingsstoffen. Als de juiste signalen aanwezig zijn, worden de kinasen geactiveerd door de cyclines en passeert de cel het checkpoint. Als er een blokkeersignaal aanwezig is of een vereist signaal ontbreekt, worden sommige kinasen mogelijk niet geactiveerd en stopt de cel met delen.
Wanneer celdeling fout gaat
De celdeling wordt streng gecontroleerd omdat, als er iets misgaat, cellen kunnen stoppen met delen als er nieuwe cellen nodig zijn of ze kunnen doorgaan met deling. ongecontroleerd verdelen. In dat geval kan het organisme tumoren of ziekten zoals kanker ontwikkelen.
De interne factoren die de celdeling beïnvloeden, zoals celsignalen en cycline-afhankelijke kinasen, worden zelf gereguleerd door de genetische code. Genen stellen cellen in staat om de vereiste eiwitten en hormonen te produceren die worden gebruikt om de celdeling te reguleren.
Als een gen muteert of schade oploopt, kunnen stoffen die normaal gesproken de celdeling stoppen niet meer worden geproduceerd en kunnen cellen zich blijven delen als ze niet nodig zijn. Verschillende soorten kanker optreden wanneer dergelijke ongewenste celmassa's kwaadaardig worden en uitzenden tumorcellen naar andere delen van het lichaam.
De interne regulatoren van celdeling houden de weefselgroei onder controle en sturen de cellen aan om te delen als dat nodig is. Ze zijn een belangrijk onderdeel van een gezond organisme en sturen de groei naar volwassenheid en dan alleen om verloren of beschadigde cellen te vervangen.
