Ћелије се у напредним организмима не деле континуирано, већ планирано, координирано. Млади организми расту контролисано и ћелије зрелих организама се не деле тако често. Да би постигле ову координацију, ћелије користе и спољне и унутрашње факторе да би одлучиле када ће се делити.
У ћелијски циклус, ћелије проводе већину свог времена у међуфазна фаза где обављају специјализоване функције и расту. Када им унутрашњи или спољни фактори који утичу на поделу ћелија кажу да се деле, они пролазе кроз неколико фаза како би се припремили. У свакој фази могу зауставити процес поделе у зависности од присутних фактора.
Унутрашњи фактори који утичу на поделу ћелија су посебно важни јер помажу у обезбеђивању дељења ћелија само када су организму потребне нове ћелије. Такви фактори укључују хемикалије присутне у самој ћелији и хемијски окидачи који произилазе из сигнала других ћелија. Ове хемикалије утичу на то како ћелије и организам расту и понашају се.
Ћелијски циклус управља ћелијском дивизијом
Ћелијски циклус чине део у којем се ћелија заправо дели и интерфаза, или део у којем ћелија није спремна за деобу или се за њу припрема.
Четири главне фазе ћелијског циклуса су следеће:
- Гап 1. Ћелија се успешно поделила и две нове ћерке су спремне да преузму своје улоге у организму. Већина ћелија проводи готово све своје време у овој фази.
- Синтеза. Ћелија је одлучила да подели и реплицира своју ДНК, тако да ће имати потребне две копије сваког хромозома.
- Гап 2. Ћелија је спремна за поделу, али мора да провери да ли је све спремно. Извршава се интегритет ДНК, присуство довољно ћелијског материјала и верификација сигнала из других ћелија.
- Митоза. Хромозоми и језгро се деле. Органеле се деле и ћелија израста новом поделом мембране. Створене су две идентичне ћерке ћелије.
Тачке у којима спољни и унутрашњи фактори могу утицати на ћелијски циклус и процес ћелијске деобе налазе се кроз празнине и митозу. Ове контролне тачке омогућавају хемијским сигналима и другим факторима да зауставе даљи напредак. То су фактори који контролишу ћелијски циклус и поделу ћелија.
Животна средина и болести могу покренути унутрашње факторе
Две главне карактеристике које ћелије верификују током контролних пунктова су да ли ћелија има при руци довољно материјала да се подели у две функционалне ћерке и да ли је ДНК ћелије неоштећена. Иако су оба ова фактора унутар ћелије, на њих могу утицати спољни фактори.
Типично спољни фактори који утичу на поделу ћелија су следећи:
- Доступност сировина могу утицати на поделу ћелија. Ако нема довољно хранљивих састојака, ћелија не може довољно да расте и неће се делити.
- Зрачење моћи мењају молекуле ДНК. Ако ДНК има нетачне секвенце, ћелија ће или сачекати и поправити ДНК, зауставити дељење или ући у ћелијску апоптозу или ћелијску смрт.
- Токсини може оштетити ћелијску ДНК. Таква оштећења ће се открити на контролним пунктовима и ћелија ће престати да се дели.
- Вируси реплицирају отмицом метаболизма ћелије да би направили копије вирус, али вируси могу утицати и на ћелијску ДНК. Ако се такве аномалије открију на контролној тачки, ћелија се неће делити.
- Дроге могу утицати на поделу ћелија. На пример, лекови против рака утичу на дељење ћелија блокирајући унутрашње факторе или радње од суштинског значаја за дељење ћелија.
Таква утицаји околине утичу на унутрашње факторе и преко њих утичу на поделу ћелија. Ћелија ће можда престати да се дели док поправља или решава проблеме. У неким случајевима ћелије тада могу наставити ћелијски циклус и процес деобе ћелија, док се у другим случајевима ћелија неће делити.
Унутрашњи и спољни регулатори директно утичу на поделу ћелија
Организам има унутрашње и спољне регулаторе који координирају поделу ћелија унутар одређених органа или ткива. На пример, неке ћелије коже се непрекидно деле како би замениле истрошене и мртве ћелије коже излизане са површине коже. Унутрашњи и спољни регулатори реците ћелијама коже на доњем нивоу коже да се деле ако је потребно више ћелија коже.
Такви регулатори укључују следеће:
- Хормон раста. Контролише раст ћелија у младим организмима, али затим смањује раст када организам достигне зрелу величину.
- Сигнализација ћелија зависна од густине. Ако постоје ћелије које шаљу сигнале са свих страна, ћелија може престати да се дели. Ако нема сигнала на једној или више страна, ћелија би могла наставити да се дели.
- Г1 контролна тачка. Ћелија проверава да ли је спремна за започињање процеса поделе. Ако не, ћелија може да одложи дељење, да порасте још или да потпуно престане са дељењем.
- Г2 контролна тачка. Репликација ДНК је завршена и ћелија је спремна за цепање. Проверава се потпуност и тачност молекула ДНК. Ако постоји проблем, ћелија покушава да га поправи или може зауставити процес деобе.
- М контролна тачка. Митоза је започела и ово је последња шанса за одлагање или заустављање ћелијске деобе. Ћелија проверава да ли су се тачни молекули ДНК одвојили и да ли су спремни да формирају две ћелије.
Фактори који су унутрашњи за организам играју кључну улогу у одређивању да ли ћелија почиње да се дели и да ли се успешно дели. Остале ћелије шаљу сигнале и ћелије које су спремне за поделу реагују. Сами контролни пунктови контролишу се хемикалијама које се налазе у свакој ћелији.
Киназе и циклини су унутрашњи фактори који регулишу поделу
Када ћелије дођу до контролне тачке у ћелијском циклусу, регулише се да ли настављају поделу или прекидају процес протеин-киназе зависне од циклина. Киназе су присутне у ћелији док концентрација циклина расте и опада са ћелијским циклусом. Циклини активирају киназе.
Киназе имају а функција интеграције сигнала за унутрашње ћелијске сигнале као што је присуство оштећене ДНК или присуство специфичних хранљивих састојака. Ако су присутни прави сигнали, киназе активирају циклини и ћелија пролази контролну тачку. Ако је присутан сигнал блокирања или потребан сигнал одсуствује, неке од киназа можда неће бити активиране и ћелија престаје да се дели.
Када одељење ћелија крене погрешно
Подела ћелија се строго контролише, јер ако нешто пође по злу, ћелије могу престати да се деле када су потребне нове ћелије или могу да наставе даље поделити неконтролисано. У том случају организам може развити туморе или болести попут рака.
Унутрашњи фактори који утичу на ћелијску поделу, попут ћелијских сигнала и циклин зависних киназа, сами регулишу организам генетски код. Гени омогућавају ћелијама да производе потребне протеине и хормоне који се користе за регулисање деобе ћелија.
Ако ген мутира или претрпи штету, супстанце које би нормално зауставиле дељење ћелија више не могу да се производе и ћелије могу да наставе да се деле када нису потребне. Различите врсте рака настају када такве нежељене ћелијске масе постају малигне и шаљу се напоље ћелије тумора на друге делове тела.
Унутрашњи регулатори ћелијске деобе контролишу раст ткива и усмеравају ћелије да се деле по потреби. Они су кључни део здравог организма, усмеравајући раст ка зрелости, а затим само за надокнађивање изгубљених или оштећених ћелија.
