Interne faktorer som påvirker celledivisjonen

Celler i avanserte organismer deler seg ikke kontinuerlig, men heller på en planlagt, koordinert måte. Unge organismer vokser på en kontrollert måte, og cellene til modne organismer deler seg ikke så ofte. For å oppnå denne koordineringen bruker celler både eksterne og interne faktorer for å bestemme når de skal dele seg.

I cellesyklus, celler tilbringer mesteparten av tiden sin i mellomfase hvor de utfører spesialfunksjoner og vokser. Når interne eller eksterne faktorer som påvirker celledeling, ber dem dele seg, går de gjennom flere trinn for å forberede seg. I hvert trinn kan de stoppe delingsprosessen avhengig av hvilke faktorer som er til stede.

Interne faktorer som påvirker celledeling er spesielt viktige fordi de hjelper med å sikre at celler bare deles når organismen trenger nye celler. Slike faktorer inkluderer kjemikalier som er tilstede i selve cellen og kjemiske utløsere resultatet av signalene fra andre celler. Disse kjemikaliene påvirker hvordan cellene og organismen vokser og oppfører seg.

Cellesyklusen består av den delen der cellen faktisk deler seg og mellomfasen, eller en del der cellen ikke er klar for deling eller forbereder seg på den.

De fire hovedstadiene i cellesyklusen er som følger:

1. Gap 1. Cellen har delt seg og de to nye dattercellene er klare til å ta sine roller i organismen. De fleste celler bruker nesten all sin tid på dette stadiet.
2. Syntese. Cellen har bestemt seg for å dele og replikere DNA-en, slik at den har de nødvendige to kopiene av hvert kromosom.
3. Gap 2. Cellen er forberedt på å dele seg, men må sjekke for å sikre at alt er klart. DNA-integritet, tilstedeværelsen av nok cellemateriale og verifisering av signaler fra andre celler utføres.
4. Mitose. Kromosomene og kjernen deler seg. Organellene deles ut og cellen vokser en ny skillemembran. To identiske datterceller opprettes.

Poengene der eksterne og interne faktorer kan påvirke cellesyklusen og celledelingsprosessen ligger gjennom hullene og mitosen. Disse sjekkpunkter la kjemiske signaler og andre faktorer stoppe videre fremgang. Dette er faktorene som styrer cellesyklusen og celledelingen.

De to hovedegenskapene som celler verifiserer under kontrollpunktene, er om cellen har nok materiale tilgjengelig for å dele seg i to funksjonelle datterceller, og om celle-DNA er uskadet. Selv om begge disse faktorene er interne i cellen, kan de påvirkes av eksterne faktorer.

Typisk eksterne faktorer som påvirker celledeling er følgende:

• Tilgjengelighet av råvarer kan påvirke celledeling. Hvis det ikke er nok næringsstoffer, kan ikke cellen vokse nok og vil ikke dele seg.
• Stråling kan endre DNA-molekyler. Hvis DNA har feil sekvenser, vil cellen enten vente og reparere DNA, slutte å dele eller gå inn i celle-apoptose eller celledød.
• Giftstoffer kan skade celle-DNA. Slike skader vil bli oppdaget ved kontrollpunktene, og cellen vil slutte å dele seg.
• Virus replikere ved å kapre en celles metabolisme for å lage kopier av virus, men virus kan også påvirke celle-DNA. Hvis slike avvik oppdages ved et kontrollpunkt, vil ikke cellen dele seg.
• Narkotika kan påvirke celledeling. For eksempel påvirker kreftmedisiner celledeling ved å blokkere interne faktorer eller handlinger som er essensielle for at celledeling skal fortsette.

Slik miljøpåvirkninger påvirke interne faktorer og påvirke celledeling gjennom dem. Cellen kan slutte å dele seg mens den reparerer eller løser problemer. I noen tilfeller kan celler deretter gjenoppta cellesyklusen og celledelingsprosessen, mens i andre tilfeller ikke cellen vil dele seg.

Organismen har interne og eksterne regulatorer som koordinerer celledeling i bestemte organer eller vev. For eksempel deler noen hudceller seg kontinuerlig for å erstatte slitte og døde hudceller som er slengt av fra overflaten av huden. Interne og eksterne regulatorer fortell hudceller innenfor et lavere hudnivå å dele seg hvis flere hudceller er nødvendig.

Slike regulatorer inkluderer følgende:

• Veksthormon. Kontrollerer veksten av celler i unge organismer, men reduserer deretter veksten når organismen når moden størrelse.
• Tetthetsavhengig cellesignalering. Hvis det er celler som sender signaler fra alle sider, kan en celle slutte å dele seg. Hvis det ikke er signaler på en eller flere sider, kan cellen fortsette å dele seg.
• G1 sjekkpunkt. Cellen sjekker for å sikre at den er klar til å starte delingsprosessen. Hvis ikke, kan cellen utsette delingen, vokse noe mer eller slutte å dele helt.
• G2 sjekkpunkt. DNA-replikering er fullført og cellen er klar til å splittes. DNA-molekylene blir sjekket for fullstendighet og nøyaktighet. Hvis det er et problem, prøver cellen å fikse det, eller det kan stoppe delingsprosessen.
• M sjekkpunkt. Mitosis har startet, og dette er siste sjanse til å forsinke eller stoppe celledeling. Cellen kontrollerer at de riktige DNA-molekylene har separert seg og er klare til å danne to celler.

Faktorer internt i organismen spiller en nøkkelrolle for å avgjøre om en celle begynner å dele seg og om den deler seg vellykket. Andre celler sender signaler, og cellene som er klare til å dele seg reagerer. Sjekkpunktene kontrolleres av kjemikalier som er interne i hver celle.

Når celler når et kontrollpunkt i cellesyklusen, reguleres det av om de fortsetter delingen eller avbryter prosessen syklinavhengige proteinkinaser. Kinaser er tilstede i cellen mens konsentrasjonen av sykliner stiger og synker med cellesyklusen. Sykliner aktiverer kinasene.

Kinaser har en signalintegrasjonsfunksjon for interne cellesignaler som tilstedeværelsen av skadet DNA eller tilstedeværelsen av spesifikke næringsstoffer. Hvis de riktige signalene er til stede, aktiveres kinasene av syklinene og cellen passerer kontrollpunktet. Hvis et blokkeringssignal er til stede eller et nødvendig signal er fraværende, kan det hende at noen av kinasene ikke aktiveres, og cellen slutter å dele seg.

Celledeling er tett kontrollert fordi, hvis noe går galt, kan celler slutte å dele seg når det trengs nye celler eller de kan fortsette å dele ukontrollert. I så fall kan organismen utvikle svulster eller sykdommer som kreft.

De indre faktorene som påvirker celledeling som cellesignaler og syklinavhengige kinaser reguleres selv av organismen genetisk kode. Gener tillater celler å produsere de nødvendige proteiner og hormoner som brukes til å regulere celledeling.

Hvis et gen muterer eller får skade, kan stoffer som normalt stopper celledeling ikke lenger produseres, og cellene kan fortsette å dele seg når det ikke er nødvendig. Ulike typer kreft oppstå når slike uønskede cellemasser blir ondartede og sender ut svulstceller til andre deler av kroppen.

De interne regulatorene for celledeling holder vevsvekst i sjakk og styrer cellene til å dele seg etter behov. De er en sentral del av en sunn organisme, som styrer veksten til modenhet og bare erstatter tapte eller skadede celler.