Interna faktorer som påverkar celldelningen

Celler i avancerade organismer delar sig inte kontinuerligt utan snarare på ett planerat, samordnat sätt. Unga organismer växer på ett kontrollerat sätt och cellerna i mogna organismer delar sig inte lika ofta. För att uppnå denna samordning använder celler både externa och interna faktorer för att bestämma när de ska delas.

I cellcykel, celler tillbringar större delen av sin tid i mellanfas där de utför specialiserade funktioner och växer. När interna eller externa faktorer som påverkar celldelning säger att de ska dela sig upp går de igenom flera steg för att förbereda sig. I varje steg kan de stoppa delningsprocessen beroende på vilka faktorer som är närvarande.

Interna faktorer som påverkar celldelning är särskilt viktiga eftersom de hjälper till att se till att celler bara delar sig när nya celler behövs av organismen. Sådana faktorer inkluderar kemikalier som finns i själva cellen och kemiska utlösare som härrör från signaler från andra celler. Dessa kemikalier påverkar hur cellerna och organismen växer och beter sig.

Cellcykeln består av den del i vilken cellen faktiskt delar sig och mellanfasen, eller en del i vilken cellen inte är redo för delning eller förbereder sig för den.

De fyra huvudstadierna i cellcykeln är som följer:

1. Gap 1. Cellen har framgångsrikt delats och de två nya dottercellerna är redo att ta sina roller i organismen. De flesta celler tillbringar nästan all sin tid i detta skede.
2. Syntes. Cellen har bestämt sig för att dela och replikera sitt DNA så att den har de nödvändiga två kopiorna av varje kromosom.
3. Gap 2. Cellen är beredd att dela men måste kontrollera att allt är klart. DNA-integritet, närvaron av tillräckligt cellmaterial och verifiering av signaler från andra celler utförs.
4. Mitos. Kromosomerna och kärnan delar sig. Organellerna delas ut och cellen växer ett nytt delningsmembran. Två identiska dotterceller skapas.

De punkter vid vilka externa och interna faktorer kan påverka cellcykeln och celldelningsprocessen ligger i luckorna och mitosen. Dessa kontrollpunkter låta kemiska signaler och andra faktorer stoppa ytterligare framsteg. Detta är de faktorer som styr cellcykeln och celldelningen.

De två huvudsakliga egenskaperna som celler verifierar under kontrollpunkterna är om cellen har tillräckligt med material till hands för att dela upp i två funktionella dotterceller och om cell-DNA är oskadat. Medan båda dessa faktorer är interna i cellen, kan de påverkas av externa faktorer.

Typisk externa faktorer som påverkar celldelning är följande:

• Tillgången på råvaror kan påverka celldelning. Om det inte finns tillräckligt med näringsämnen kan cellen inte växa tillräckligt och kommer inte att dela sig.
• Strålning burk ändra DNA-molekyler. Om DNA: t har felaktiga sekvenser kommer cellen antingen att vänta och reparera DNA: t, sluta dela eller gå in i cellapoptos eller celldöd.
• Toxiner kan skada cell-DNA. Sådan skada kommer att upptäckas vid kontrollpunkterna och cellen slutar dela.
• Virus replikera genom att kapa cellens ämnesomsättning för att göra kopior av virus, men virus kan också påverka cell-DNA. Om sådana avvikelser upptäcks vid en kontrollpunkt delas inte cellen.
• Läkemedel kan påverka celldelning. Till exempel påverkar cancerläkemedel celldelning genom att blockera interna faktorer eller åtgärder som är nödvändiga för att celldelningen ska fortsätta.

Sådan miljöpåverkan påverkar interna faktorer och genom dem påverkar celldelning. Cellen kan sluta dela medan den reparerar eller åtgärdar problem. I vissa fall kan celler sedan återuppta cellcykeln och celldelningsprocessen medan i andra fall kommer cellen inte att delas.

Organismen har interna och externa regulatorer som samordnar celldelning inom specifika organ eller vävnader. Till exempel delar vissa hudceller kontinuerligt för att ersätta slitna och döda hudceller som slungats bort från hudytan. Interna och externa regulatorer be hudceller inom en lägre hudnivå att dela om fler hudceller behövs.

Sådana tillsynsmyndigheter inkluderar följande:

• Tillväxthormon. Kontrollerar tillväxten av celler i unga organismer men minskar sedan tillväxten när organismen når mogen storlek.
• Densitetsberoende cellsignalering. Om det finns celler som skickar signaler från alla sidor kan en cell sluta dela. Om det inte finns några signaler på en eller flera sidor kan cellen fortsätta dela.
• G1-kontrollpunkt. Cellen kontrollerar att den är redo att starta delningsprocessen. Om inte, kan cellen skjuta upp delningen, växa lite mer eller sluta dela helt.
• G2-kontrollpunkt. DNA-replikering är klar och cellen är redo att delas. DNA-molekylerna kontrolleras för fullständighet och noggrannhet. Om det finns ett problem försöker cellen fixa det eller så kan det avbryta delningsprocessen.
• M-kontrollpunkt. Mitos har börjat och detta är den sista chansen att fördröja eller stoppa celldelning. Cellen kontrollerar att rätt DNA-molekyler har separerat och är redo att bilda två celler.

Faktorer inuti organismen spelar en nyckelroll för att avgöra om en cell börjar dela sig och om den delar sig framgångsrikt. Andra celler skickar signaler och cellerna som är redo att dela upp reagerar. Själva kontrollpunkterna styrs av kemikalier som är inre i varje cell.

När celler når en kontrollpunkt inom cellcykeln, oavsett om de fortsätter delning eller avbryter processen regleras av cyklinberoende proteinkinaser. Kinaser finns i cellen medan koncentrationen av cykliner stiger och faller med cellcykeln. Cyklinerna aktiverar kinaserna.

Kinaser har en signalintegrationsfunktion för interna cellsignaler såsom närvaron av skadat DNA eller närvaron av specifika näringsämnen. Om rätt signaler finns aktiveras kinaserna av cyklinerna och cellen passerar kontrollpunkten. Om en blockeringssignal är närvarande eller en nödvändig signal saknas kanske vissa kinaser inte aktiveras och cellen slutar dela.

Celldelningen kontrolleras noggrant eftersom celler kan sluta dela sig om något går fel när det behövs nya celler eller så kan de fortsätta dela okontrollerat. I så fall kan organismen utveckla tumörer eller sjukdomar som cancer.

De interna faktorerna som påverkar celldelning såsom cellsignaler och cyklinberoende kinaser regleras själva av organismen genetisk kod. Gener tillåter celler att producera de proteiner och hormoner som krävs för att reglera celldelning.

Om en gen muterar eller skadas kan ämnen som normalt skulle stoppa celldelning inte längre produceras och celler kan fortsätta dela när de inte behövs. Olika typer av cancer uppstår när sådana oönskade cellmassor blir maligna och skickar ut tumörceller till andra delar av kroppen.

De interna regulatorerna för celldelning håller vävnadstillväxt i schack och styr celler att dela efter behov. De är en viktig del av en hälsosam organism som styr tillväxt till mognad och sedan bara för att ersätta förlorade eller skadade celler.