Клетки в продвинутых организмах делятся не непрерывно, а, скорее, планомерно и скоординированно. Молодые организмы растут контролируемым образом, а клетки зрелых организмов делятся не так часто. Для достижения этой координации клетки используют как внешние, так и внутренние факторы, чтобы решить, когда делиться.
в клеточный цикл, клетки проводят большую часть времени в межфазная стадия где они выполняют специализированные функции и растут. Когда внутренние или внешние факторы, влияющие на деление клеток, говорят им о делении, они проходят несколько этапов подготовки. На каждом этапе они могут останавливать процесс разделения в зависимости от присутствующих факторов.
Внутренние факторы, влияющие на деление клеток, особенно важны, потому что они помогают обеспечить деление клеток только тогда, когда организму необходимы новые клетки. К таким факторам относятся химические вещества, присутствующие в самой клетке, и химические триггеры в результате сигналов других клеток. Эти химические вещества влияют на рост и поведение клеток и организма.
Клеточный цикл управляет делением клеток
Клеточный цикл состоит из части, в которой клетка фактически делится, и интерфазы, или части, в которой клетка не готова к делению или готовится к нему.
Четыре основных этапа клеточного цикла следующие:
- Разрыв 1. Клетка успешно разделена, и две новые дочерние клетки готовы взять на себя свои роли в организме. Большинство клеток проводят на этой стадии почти все свое время.
- Синтез. Клетка решила разделиться и реплицирует свою ДНК, чтобы у нее были необходимые две копии каждой хромосомы.
- Разрыв 2. Клетка готова к делению, но ее нужно проверить, чтобы убедиться, что все готово. Выполняется целостность ДНК, наличие достаточного количества клеточного материала и проверка сигналов от других клеток.
- Митоз. Хромосомы и ядро делятся. Органеллы разделяются, и в клетке вырастает новая делящаяся мембрана. Создаются две идентичные дочерние клетки.
Точки, в которых внешние и внутренние факторы могут влиять на клеточный цикл и процесс деления клеток, расположены в промежутках и митозах. Эти контрольно-пропускные пункты позволить химическим сигналам и другим факторам остановить дальнейший прогресс. Это факторы, контролирующие клеточный цикл и деление клеток.
Окружающая среда и болезнь могут вызвать внутренние факторы
Две основные характеристики, которые клетки проверяют во время контрольных точек, - это то, достаточно ли у клетки материала для деления на две функциональные дочерние клетки и неповреждена ли клеточная ДНК. Хотя оба эти фактора являются внутренними по отношению к клетке, на них могут влиять внешние факторы.
Типичный внешние факторы которые влияют на деление клеток:
- Доступность сырья может повлиять на деление клеток. Если доступно недостаточно питательных веществ, клетка не может достаточно расти и не будет делиться.
- Радиация может изменить молекулы ДНК. Если ДНК имеет неправильные последовательности, клетка будет ждать и восстанавливать ДНК, прекращать деление или вступать в апоптоз или гибель клетки.
- Токсины может повредить клеточную ДНК. Такие повреждения будут обнаружены на контрольно-пропускных пунктах, и ячейка перестанет делиться.
- Вирусы реплицироваться, перехватывая метаболизм клетки, чтобы сделать копии вирус, но вирусы также могут влиять на клеточную ДНК. Если такие аномалии будут обнаружены на контрольно-пропускном пункте, ячейка не будет делиться.
- Наркотики может повлиять на деление клеток. Например, противораковые препараты влияют на деление клеток, блокируя внутренние факторы или действия, необходимые для продолжения деления клеток.
Такой влияние окружающей среды влияют на внутренние факторы и через них влияют на деление клеток. Клетка может перестать делиться, пока она ремонтирует или устраняет проблемы. В некоторых случаях клетки могут возобновить клеточный цикл и процесс деления клеток, в то время как в других случаях клетка не будет делиться.
Внутренние и внешние регуляторы напрямую влияют на подразделение ячейки
В организме есть внутренние и внешние регуляторы, которые координируют деление клеток в определенных органах или тканях. Например, некоторые клетки кожи непрерывно делятся, заменяя изношенные и отмершие клетки кожи, отколовшиеся от поверхности кожи. Внутренние и внешние регуляторы приказывают клеткам кожи на более низком уровне кожи делиться, если требуется больше клеток кожи.
К таким регуляторам относятся:
- Гормон роста. Контролирует рост клеток в молодых организмах, но затем замедляет рост, когда организм достигает зрелых размеров.
- Сигнализация клеток, зависящая от плотности. Если есть клетки, посылающие сигналы со всех сторон, клетка может перестать делиться. Если нет сигналов с одной или нескольких сторон, клетка может продолжать делиться.
- КПП G1. Ячейка проверяет, готова ли она начать процесс деления. В противном случае клетка может отложить деление, вырасти еще немного или вообще перестать делиться.
- КПП G2. Репликация ДНК завершена, и клетка готова к разделению. Молекулы ДНК проверяются на полноту и точность. Если есть проблема, клетка пытается ее исправить или может остановить процесс деления.
- КПП М. Митоз начался, и это последний шанс отсрочить или остановить деление клеток. Клетка проверяет, что правильные молекулы ДНК разделились и готовы к образованию двух клеток.
Внутренние факторы организма играют ключевую роль в определении того, начинает ли клетка делиться и успешно ли она делится. Другие клетки посылают сигналы, и готовые к делению клетки реагируют. Сами контрольно-пропускные пункты контролируются химическими веществами, внутренними для каждой ячейки.
Киназы и циклины - внутренние факторы, регулирующие деление
Когда клетки достигают контрольной точки в клеточном цикле, продолжают ли они деление или прерывают процесс, регулируется циклинзависимые протеинкиназы. Киназы присутствуют в клетке, в то время как концентрация циклинов повышается и падает с клеточным циклом. Циклины активируют киназы.
Киназы имеют функция интегрирования сигналов для внутренних сигналов клетки, таких как присутствие поврежденной ДНК или присутствие определенных питательных веществ. Если присутствуют правильные сигналы, киназы активируются циклинами, и клетка проходит контрольную точку. Если блокирующий сигнал присутствует или необходимый сигнал отсутствует, некоторые киназы могут не активироваться, и клетка перестает делиться.
Когда деление клеток идет не так
Деление клеток строго контролируется, потому что, если что-то пойдет не так, клетки могут перестать делиться, когда потребуются новые клетки, или они могут продолжать делиться. бесконтрольно разделять. В этом случае в организме могут развиться опухоли или заболевания, например рак.
Внутренние факторы, влияющие на деление клеток, такие как клеточные сигналы и циклин-зависимые киназы, сами регулируются организмом. генетический код. Гены позволяют клеткам производить необходимые белки и гормоны, используемые для регулирования деления клеток.
Если ген мутирует или страдает повреждением, вещества, которые обычно останавливают деление клеток, больше не могут производиться, и клетки могут продолжать делиться, когда они не нужны. Различные виды рака возникают, когда такие нежелательные клеточные массы становятся злокачественными и отправляют опухолевые клетки к другим частям тела.
Внутренние регуляторы клеточного деления контролируют рост тканей и направляют клетки на деление по мере необходимости. Они являются ключевой частью здорового организма, направляя рост к зрелости, а затем только для замены потерянных или поврежденных клеток.