cykl komórkowy składa się z mitozy, kiedy komórki dzielą się, i interfazy, kiedy komórki rosną, wykonują wyspecjalizowane funkcje i przygotowują się do mitozy.
Mitoza to szybki proces, który zwykle zajmuje mniej niż 20 procent czasu komórki, nawet w przypadku komórek, które często się dzielą. Większość innych komórek, takich jak komórki nerwowe, komórki wątroby, komórki nerek i komórki płuc, dzieli się bardzo rzadko lub wcale. Komórki tych tkanek spędzają większość czasu w interfazie lub całkowicie opuszczają cykl komórkowy.
Które komórki dzielą i dlaczego?
Komórki wyższych organizmów dzielą się i wchodzą w mitozę tylko wtedy, gdy są specjalne wyzwalacze. Na przykład w młodych organizmach tkanki muszą urosnąć, aby osiągnąć pełny rozmiar. Komórki dzielą się, aż organizm dojrzeje, a tkanki będą w pełni rozwinięte.
Komórki w zewnętrznych warstwach skóry obumierają i są złuszczane. W rezultacie, komórki skóry dalej dzielić, ponieważ martwe komórki muszą zostać zastąpione. Komórki mogą również dzielić się, aby naprawić uszkodzenia, jeśli tkanki są uszkodzone. Kiedy takie wyzwalacze nie istnieją, komórki zwykle pozostają w interfazie.
Czy komórki wchodzą mitoza zależy od tych wyzwalaczy i od tego, jak wyspecjalizowane są komórki. Niektóre komórki muszą się zmienić, aby pełnić swoje funkcje i tracą zdolność do dzielenia się. Na przykład, krwinki przenosić tlen w całym ciele. Nie mają jądra, więc nie mogą już wejść w mitozę.
Inne komórki, takie jak komórki nerwowe stają się wysoce wyspecjalizowane i pozostają w interfazie przez całe życie dorosłego organizmu. W przypadku tkanek, w których komórki zmieniły się, aby spełniać specjalne funkcje, komórki te spędzają większość czasu w interfazie.
Etapy cyklu komórkowego
Główne części cyklu komórkowego to interfaza i mitoza. Trzy główne fazy interfazy są następujące:
- G1 lub luka 1: Komórka rośnie i wykonuje swoje wyspecjalizowane funkcje. Jeśli nie może się już dzielić, wychodzi z cyklu komórkowego i wchodzi w stadium G0.
- S lub Synteza: Komórka otrzymała sygnał wyzwalający podział komórki i wykonuje kopie wszystkich swoich chromosomów. Komórka będzie próbowała wejść w mitozę, ale proces nadal może zostać przerwany.
- G2 lub luka 2: Komórka sprawdza, czy kod DNA chromosomów został całkowicie i poprawnie skopiowany. Sprawdza, czy dostępne są wszystkie zasoby potrzebne do mitozy.
Po pomyślnym zakończeniu kontroli komórek G2 komórka wchodzi do rzeczywistego proces podziału komórek mitozy. Oto główne etapy mitozy:
- Profaza: Jądro rozpuszcza się i wewnątrz komórki tworzy się wrzeciono, zakotwiczone na przeciwległych końcach komórki przez dwa centrosomy.
- Metafaza: Zduplikowane chromosomy układają się wzdłuż środka wrzeciona w środku komórki.
- Anafaza: Dwie kopie każdego chromosomu migrują wzdłuż włókien wrzeciona do przeciwległych końców komórki.
- Telofaza i cytokineza: Wrzeciono rozpuszcza się, a jądro komórkowe odbudowuje się wokół kolekcji chromosomów na każdym końcu komórki. Tworzy się ściana/błona dzieląca komórki, aby wytworzyć dwie nowe komórki potomne.
Gdzie w cyklu komórkowym komórki spędzają najwięcej czasu?
Komórki, które się nie dzielą, spędzają czas w Etap G1, który jest częścią interfazy. Komórki, które czasami się dzielą, spędzają większość czasu na trzech etapach międzyfazowych i szybko przechodzą przez mitozę, aby okazjonalnie podzielić komórki.
Komórki dzielące się często spędzają dużo czasu w interfazie Etap S, przygotowując się do mitozy. Mogą też spędzać dużo czasu w Etap G2 czy DNA musi zostać naprawione lub jeśli do pomyślnej mitozy potrzebne są dodatkowe enzymy lub białka.
etapy mitozy są zawsze krótkie i można je szybko zakończyć, ponieważ czasochłonne przygotowania odbywają się na etapach międzyfazowych S i G2. W mitozie utworzone komórki są identycznymi kopiami komórki macierzystej. Dwie komórki potomne wchodzą w stadium G1, aby rosnąć i odgrywać swoje role w ich tkankach.