Notranji dejavniki, ki vplivajo na celično delitev

Celice v naprednih organizmih se ne delijo neprekinjeno, temveč načrtno in usklajeno. Mladi organizmi rastejo nadzorovano in celice zrelih organizmov se ne delijo tako pogosto. Da bi to koordinacijo dosegle, celice uporabljajo zunanje in notranje dejavnike, da se odločijo, kdaj se delijo.

V celični cikel, celice preživijo večino svojega časa v medfazna stopnja kjer opravljajo specializirane funkcije in rastejo. Ko jim notranji ali zunanji dejavniki, ki vplivajo na delitev celic, rečejo, naj se delijo, gredo skozi več stopenj priprave. V vsaki fazi lahko ustavijo postopek delitve, odvisno od prisotnih dejavnikov.

Notranji dejavniki, ki vplivajo na delitev celic, so še posebej pomembni, ker pomagajo zagotoviti, da se celice delijo le, kadar organizem potrebuje nove celice. Takšni dejavniki vključujejo kemikalije, prisotne v sami celici in kemični sprožilci ki izhajajo iz signalov drugih celic. Te kemikalije vplivajo na rast in obnašanje celic in organizma.

Celični cikel je sestavljen iz dela, v katerem se celica dejansko deli, in medfaze ali dela, v katerem celica ni pripravljena na delitev ali se nanjo pripravlja.

Štiri glavne faze celičnega cikla so naslednje:

1. Vrzel 1. Celica se je uspešno razdelila in novi dve hčerinski celici sta pripravljeni prevzeti svojo vlogo v organizmu. Večina celic preživi skoraj ves svoj čas v tej fazi.
2. Sinteza. Celica se je odločila, da bo svojo DNA razdelila in razmnožila, tako da bo imela potrebni dve kopiji vsakega kromosoma.
3. Vrzel 2. Celica je pripravljena na delitev, vendar mora preveriti, ali je vse pripravljeno. Izvaja se integriteta DNA, prisotnost dovolj celičnega materiala in preverjanje signalov iz drugih celic.
4. Mitoza. Kromosomi in jedro se delijo. Organele se delijo in celici zraste nova delilna membrana. Ustvari se dve enaki hčerinski celici.

Točke, na katerih lahko zunanji in notranji dejavniki vplivajo na celični cikel in proces celične delitve, se nahajajo skozi vrzeli in mitozo. Te kontrolne točke omogočiti kemičnim signalom in drugim dejavnikom, da ustavijo nadaljnji napredek. To so dejavniki, ki nadzorujejo celični cikel in delitev celic.

Dve glavni značilnosti, ki jih celice preverjajo med kontrolnimi točkami, sta, ali ima celica pri roki dovolj materiala, da se lahko razdeli na dve funkcionalni hčerinski celici in ali je celična DNA nepoškodovana. Oba dejavnika sta sicer notranja v celici, nanje pa lahko vplivajo zunanji dejavniki.

Tipično zunanji dejavniki ki vplivajo na delitev celic, so naslednje:

• Razpoložljivost surovin lahko vpliva na delitev celic. Če ni na voljo dovolj hranil, celica ne more dovolj zrasti in se ne bo delila.
• Sevanje lahko spremeniti molekule DNA. Če ima DNK napačna zaporedja, bo celica bodisi počakala in popravila DNK, se neha deliti ali pa bo vstopila v celično apoptozo ali celično smrt.
• Toksini lahko poškoduje celično DNA. Takšna škoda bo zaznana na kontrolnih točkah in celica se bo nehala deliti.
• Virusi replicirati z ugrabitvijo metabolizma celice, da bi naredili kopije virus, virusi pa lahko vplivajo tudi na celično DNA. Če se takšne nepravilnosti zaznajo na kontrolni točki, se celica ne bo delila.
• Droge lahko vpliva na delitev celic. Na primer, zdravila proti raku vplivajo na delitev celic tako, da blokirajo notranje dejavnike ali ukrepe, ki so bistveni za nadaljevanje delitve celic.

Taka vplivi okolja vplivajo na notranje dejavnike in prek njih vplivajo na delitev celic. Med popravljanjem ali odpravljanjem težav se celica lahko neha deliti. V nekaterih primerih lahko celice nato nadaljujejo celični cikel in postopek delitve celic, medtem ko se v drugih primerih celica ne bo delila.

Organizem ima notranje in zunanje regulatorje, ki usklajujejo delitev celic znotraj določenih organov ali tkiv. Na primer, nekatere kožne celice se neprestano delijo, da bi nadomestile obrabljene in odmrle kožne celice, ki so se odlepile s površine kože. Notranji in zunanji regulatorji povejte kožnim celicam na spodnjem nivoju kože, naj se delijo, če potrebujete več kožnih celic.

Takšni regulatorji vključujejo naslednje:

• Rastni hormon. Nadzira rast celic v mladih organizmih, nato pa zmanjša rast, ko organizem doseže zrelo velikost.
• Od gostote odvisna celična signalizacija. Če obstajajo celice, ki pošiljajo signale z vseh strani, se celica lahko neha deliti. Če na eni ali več straneh ni signalov, se celica lahko še naprej deli.
• Kontrolna točka G1. Celica preveri, ali je pripravljena za začetek postopka delitve. V nasprotnem primeru lahko celica odloži delitev, se še nekoliko poveča ali popolnoma preneha deliti.
• Kontrolna točka G2. Replikacija DNA je končana in celica je pripravljena na razdelitev. Molekule DNA se preverjajo glede popolnosti in natančnosti. Če pride do težave, jo celica poskuša popraviti ali pa lahko postopek delitve ustavi.
• M kontrolna točka. Mitoza se je začela in to je zadnja priložnost za odložitev ali zaustavitev delitev celic. Celica preveri, ali so se pravilne molekule DNA ločile in so pripravljene na oblikovanje dveh celic.

Notranji dejavniki organizma igrajo ključno vlogo pri določanju, ali se celica začne deliti in ali se uspešno deli. Druge celice pošiljajo signale in celice, ki so pripravljene na delitev, reagirajo. Kontrolne točke nadzorujejo kemikalije, ki so v notranjosti vsake celice.

Ko celice dosežejo kontrolno točko znotraj celičnega cikla, postopek nadzira, ali nadaljujejo z delitvijo ali prekinejo postopek protein-kinaze, odvisne od ciklina. Kinaze so prisotne v celici, medtem ko koncentracija ciklinov narašča in pada s celičnim ciklom. Ciklini aktivirajo kinaze.

Kinaze imajo a funkcija integracije signala za notranje celične signale, kot sta prisotnost poškodovane DNA ali prisotnost določenih hranil. Če so prisotni pravi signali, ciklini aktivirajo kinaze in celica preide kontrolno točko. Če je prisoten blokirni signal ali odsoten zahtevani signal, nekatere kinaze morda ne bodo aktivirane in celica preneha deliti.

Delitev celic je strogo nadzorovana, ker se lahko, če gre kaj narobe, celice prenehajo deliti, ko so potrebne nove celice ali pa se lahko nadaljujejo deliti nekontrolirano. V tem primeru lahko organizem razvije tumorje ali bolezni, kot je rak.

Notranje dejavnike, ki vplivajo na delitev celic, kot so celični signali in od ciklina odvisne kinaze, sami regulirajo organizmi genetska koda. Geni omogočajo celicam, da proizvajajo potrebne beljakovine in hormone, ki se uporabljajo za uravnavanje delitve celic.

Če gen mutira ali utrpi škodo, snovi, ki bi običajno ustavile delitev celic, ne morejo več nastajati in celice se lahko delijo, kadar niso potrebne. Različne vrste raka pojavijo, ko takšne neželene celične mase postanejo maligne in jih pošljejo ven tumorske celice na druge dele telesa.

Notranji regulatorji delitve celic nadzorujejo rast tkiva in usmerjajo celice, da se po potrebi delijo. So ključni del zdravega organizma, ki usmerjajo rast v zrelost in nato le nadomeščajo izgubljene ali poškodovane celice.