Czynniki wewnętrzne wpływające na podział komórek

Komórki w zaawansowanych organizmach nie dzielą się w sposób ciągły, ale raczej w zaplanowany, skoordynowany sposób. Młode organizmy rosną w sposób kontrolowany, a komórki dojrzałych organizmów nie dzielą się tak często. Aby osiągnąć tę koordynację, komórki wykorzystują zarówno czynniki zewnętrzne, jak i wewnętrzne, aby zdecydować, kiedy dokonać podziału.

w cykl komórkowykomórki spędzają większość czasu w faza międzyfazowa gdzie pełnią wyspecjalizowane funkcje i rozwijają się. Kiedy czynniki wewnętrzne lub zewnętrzne, które wpływają na podział komórek, każą im się dzielić, przechodzą przez kilka etapów przygotowania. Na każdym etapie mogą zatrzymać proces podziału w zależności od występujących czynników.

Czynniki wewnętrzne wpływające na podział komórek są szczególnie ważne, ponieważ pomagają zapewnić podział komórek tylko wtedy, gdy organizm potrzebuje nowych komórek. Do takich czynników należą substancje chemiczne obecne w samej komórce oraz wyzwalacze chemiczne wynikające z sygnałów innych komórek. Te substancje chemiczne wpływają na wzrost i zachowanie komórek i organizmu.

Cykl komórkowy składa się z części, w której komórka faktycznie się dzieli oraz z interfazy, czyli części, w której komórka nie jest gotowa do podziału lub przygotowuje się do niego.

Cztery główne etapy cyklu komórkowego są następujące:

1. Przerwa 1. Komórka pomyślnie się podzieliła i dwie nowe komórki potomne są gotowe do podjęcia swoich ról w organizmie. Większość komórek spędza na tym etapie prawie cały czas.
2. Synteza. Komórka zdecydowała się podzielić i zreplikować swoje DNA, aby mieć wymagane dwie kopie każdego chromosomu.
3. Przerwa 2. Komórka jest przygotowana do podziału, ale musi sprawdzić, czy wszystko jest gotowe. Przeprowadzana jest integralność DNA, obecność wystarczającej ilości materiału komórkowego oraz weryfikacja sygnałów z innych komórek.
4. Mitoza. Chromosomy i jądro dzielą się. Organelle są dzielone i w komórce wyrasta nowa dzieląca się błona. Tworzone są dwie identyczne komórki potomne.

Punkty, w których czynniki zewnętrzne i wewnętrzne mogą wpływać na cykl komórkowy i proces podziału komórek, znajdują się w przerwach i mitozie. Te punkty kontrolne pozwalają na zatrzymanie dalszych postępów przez sygnały chemiczne i inne czynniki. Są to czynniki, które kontrolują cykl komórkowy i podział komórek.

Dwie główne cechy, które komórki weryfikują podczas punktów kontrolnych, to to, czy komórka ma pod ręką wystarczającą ilość materiału, aby podzielić się na dwie funkcjonalne komórki potomne i czy DNA komórki jest nieuszkodzone. Chociaż oba te czynniki są wewnętrzne w komórce, mogą na nie wpływać czynniki zewnętrzne.

Typowy czynniki zewnętrzne które wpływają na podział komórek są następujące:

• Dostępność surowców może wpływać na podział komórek. Jeśli nie ma wystarczającej ilości składników odżywczych, komórka nie może wystarczająco rosnąć i nie będzie się dzielić.
• Promieniowanie mogą zmienić cząsteczki DNA. Jeśli DNA ma nieprawidłowe sekwencje, komórka albo poczeka i naprawi DNA, przestanie się dzielić, albo wejdzie w apoptozę lub śmierć komórki.
• Toksyny może uszkodzić DNA komórki. Takie uszkodzenia zostaną wykryte na punktach kontrolnych i cela przestanie się dzielić.
• Wirusy replikować poprzez przejęcie metabolizmu komórki w celu wykonania kopii wirus, ale wirusy mogą również wpływać na DNA komórki. Jeśli takie anomalie zostaną wykryte w punkcie kontrolnym, komórka nie podzieli się.
• Leki może wpływać na podział komórek. Na przykład leki przeciwnowotworowe wpływają na podział komórek, blokując czynniki wewnętrzne lub działania niezbędne do dalszego podziału komórek.

Taki wpływ środowiska wpływają na czynniki wewnętrzne, a za ich pośrednictwem wpływają na podział komórek. Komórka może przestać się dzielić podczas naprawy lub rozwiązywania problemów. W niektórych przypadkach komórki mogą następnie wznowić cykl komórkowy i proces podziału komórki, podczas gdy w innych przypadkach komórka nie podzieli się.

Organizm posiada wewnętrzne i zewnętrzne regulatory, które koordynują podział komórek w obrębie określonych narządów lub tkanek. Na przykład niektóre komórki skóry dzielą się w sposób ciągły, aby zastąpić zużyte i martwe komórki skóry złuszczone z powierzchni skóry. Regulatory wewnętrzne i zewnętrzne powiedz komórkom skóry na niższym poziomie skóry, aby się podzieliły, jeśli potrzeba więcej komórek skóry.

Do takich regulatorów należą:

• Hormon wzrostu. Kontroluje wzrost komórek w młodych organizmach, ale następnie hamuje wzrost, gdy organizm osiąga dojrzały rozmiar.
• Sygnalizacja komórkowa zależna od gęstości. Jeśli istnieją komórki wysyłające sygnały ze wszystkich stron, komórka może przestać się dzielić. Jeśli nie ma sygnałów z jednej lub więcej stron, komórka może dalej się dzielić.
• Punkt kontrolny G1. Komórka sprawdza, czy jest gotowa do rozpoczęcia procesu podziału. Jeśli nie, komórka może opóźnić podział, rozrosnąć się lub całkowicie przestać się dzielić.
• Punkt kontrolny G2. Replikacja DNA jest zakończona i komórka jest gotowa do podziału. Cząsteczki DNA są sprawdzane pod kątem kompletności i dokładności. Jeśli pojawi się problem, komórka próbuje go naprawić lub może zatrzymać proces podziału.
• Punkt kontrolny M. Mitoza się rozpoczęła i jest to ostatnia szansa na opóźnienie lub zatrzymanie podział komórek. Komórka sprawdza, czy właściwe cząsteczki DNA rozdzieliły się i są gotowe do utworzenia dwóch komórek.

Czynniki wewnętrzne organizmu odgrywają kluczową rolę w określaniu, czy komórka zaczyna się dzielić i czy dzieli się pomyślnie. Inne komórki wysyłają sygnały, a komórki gotowe do podziału reagują. Same punkty kontrolne są kontrolowane przez substancje chemiczne znajdujące się wewnątrz każdej komórki.

Kiedy komórki osiągną punkt kontrolny w cyklu komórkowym, niezależnie od tego, czy kontynuują podział, czy przerywają, proces jest regulowany przez kinazy białkowe zależne od cyklin. Kinazy są obecne w komórce, podczas gdy stężenie cyklin wzrasta i spada wraz z cyklem komórkowym. Cykliny aktywują kinazy.

Kinazy mają funkcja integracji sygnału dla wewnętrznych sygnałów komórkowych, takich jak obecność uszkodzonego DNA lub obecność określonych składników odżywczych. Jeśli obecne są właściwe sygnały, kinazy są aktywowane przez cykliny i komórka przechodzi przez punkt kontrolny. Jeżeli występuje sygnał blokujący lub brak jest sygnału wymaganego, niektóre kinazy mogą nie być aktywowane i komórka przestaje się dzielić.

Podział komórek jest ściśle kontrolowany, ponieważ jeśli coś pójdzie nie tak, komórki mogą przestać się dzielić, gdy potrzebne są nowe komórki lub mogą kontynuować dzielić w niekontrolowany sposób. W takim przypadku organizm może rozwinąć guzy lub choroby, takie jak rak.

Czynniki wewnętrzne wpływające na podział komórki, takie jak sygnały komórkowe i kinazy zależne od cyklin, są same regulowane przez organizm kod genetyczny. Geny pozwalają komórkom wytwarzać wymagane białka i hormony wykorzystywane do regulacji podziału komórek.

Jeśli gen zmutuje lub ulegnie uszkodzeniu, substancje, które normalnie zatrzymałyby podział komórki, nie mogą być już produkowane, a komórki mogą dalej się dzielić, gdy nie są potrzebne. Różne rodzaje raka pojawiają się, gdy takie niechciane masy komórkowe stają się złośliwe i wysyłają komórki nowotworowe do innych części ciała.

Wewnętrzne regulatory podziału komórek utrzymują wzrost tkanki w ryzach i kierują komórki do podziału w razie potrzeby. Stanowią kluczową część zdrowego organizmu, kierując wzrost do dojrzałości, a następnie jedynie zastępują utracone lub uszkodzone komórki.