Buněčný cyklus

Tak jako Buněčný cyklus jeden popisuje pravidelně se vyskytující sekvenci různých fází v tělesné buňce. Buněčný cyklus začíná vždy po rozdělení buňky a končí po dokončení dalšího dělení buněk.

Co je buněčný cyklus?

Buněčný cyklus začíná okamžitě po dělení buněk pomocí mezifáze. Interfáza je také známá jako G fáze. Skládá se z fází G1, G2, S a 0.

Ve fázi G1, také známé jako mezerová fáze, je důraz kladen na růst buněk. Buňka je expandována různými buněčnými složkami, jako je cytoplazma a některé buněčné organely. V buňce jsou produkovány různé proteiny a RNA, kyselina ribonukleová. RNA hraje roli v buňce jako nosič genetické informace.

Ve fázi G se dělí tzv. Centrioly. Centrioly jsou organely živočišných buněk, které jsou umístěny v blízkosti buněčného jádra. Jádro je nyní jasně viditelné. Ve fázi G1 se každý chromozom skládá pouze z jednoho chromatidu. G1 fáze obvykle trvá 1 až 12 hodin. V případě degenerovaných buněk může být tato fáze extrémně zkrácena.

Po fázi G1 následuje fáze S. V této fázi probíhá replikace DNA v buněčném jádru, takže na konci této syntézní fáze je DNA zdvojnásobena a každý chromozom je vytvořen ze dvou chromatidů. Fáze S trvá 7 až 8 hodin.

Fáze G2 představuje přechod na mitózu, dělení buněčného jádra.Tato fáze je známá také jako postsyntetický nebo premitotický interval. Buněčné kontakty se sousedními buňkami jsou rozpuštěny, buňka nabírá zaoblený tvar a zvětšuje se díky zvýšenému přílivu tekutiny. Kromě toho se stále více syntetizuje molekuly RNA a proteiny pro dělení buněk. Tento proces trvá asi čtyři hodiny.

Takzvaný faktor stimulující M-fázi (MPF) pak vede k přechodu na M-fázi, mitotickou fázi. V zárodečných buňkách se mitotická fáze nazývá také meióza. Skutečné dělení buněk probíhá ve fázi M. Chromozomy se dělí stejně jako buněčné jádro a samotná buňka a mitotická fáze se sama dělí na profázi, metafázu, anafázu a telopházu.

Některé buňky přecházejí do fáze G0 po jejich dělení. Ve fázi G0 se netvoří žádné další buňky. Nervové buňky nebo epitelové buňky jsou často ve fázi G0. Buňky z G0 fáze mohou být také reaktivovány speciálními růstovými faktory, takže buněčný cyklus pak začíná znovu v těchto buňkách v G1 fázi.

Funkce a úkol

Periodický buněčný cyklus umožňuje tělu nahradit použité a mrtvé buňky novými buňkami. Životnost lidských buněk se velmi liší. Zatímco nervové buňky v mozku se nikdy nenahrazují, některé buňky těla žijí jen několik hodin. Vědci odhadují, že každou sekundu zemře asi 50 milionů buněk. Současně se stejným počtem buněk regeneruje buněčný cyklus, a tak přímo nahrazují ztracené buňky. Tělo kompenzuje ztrátu umírajících buněk konstantním buněčným cyklem.

Buněčný cyklus také hraje důležitou roli ve fyzickém vývoji. Buňky mohou růst pouze do určité velikosti. Aby se lidé mohli zvětšovat, musí být vytvořeny nové buňky. Buněčný cyklus je také nezbytný pro regeneraci poškozených částí těla nebo tkání. Dělení buněk slouží k nahrazení buněk poškozených zraněním. Například se rány mohou uzavřít, pouze když se vytvoří nové buňky. V průběhu hojení ran se tedy výrazně zvyšuje rychlost buněčného dělení v oblasti rány.

Nemoci a nemoci

Z patologického hlediska hraje buněčný cyklus důležitou roli ve vývoji rakoviny. U zdravých lidí je buněčný cyklus řízen tzv. Kontrolními body buněčného cyklu. Slouží k ochraně DNA a genomu a měly by zabránit degeneraci buněk. Rovněž inhibují dělení buněk v buňkách s poškozením DNA. Postižené buňky pak mají možnost buď opravit poškození, nebo v případě nenapravitelného poškození zahájit programovanou buněčnou smrt. Neoplastické buňky, tj. Rakovinné buňky, působí autonomně a již nejsou předmětem těchto kontrolních mechanismů.

K nekontrolovanému růstu buněk nyní přispívají dva faktory. Na jedné straně takzvané protoonkogeny mutují na onkogeny. Ty spouštějí nadměrný růst v postižené buňce. Kromě toho mutují geny potlačující nádor. Ve svém normálním stavu tyto ve skutečnosti inhibují růst. Po mutaci jsou však jejich funkce narušeny a apoptóza, tj. Programovaná smrt buněk poškozených buněk, již není spouštěna. Rakovinové buňky se tak mohou bez omezení množit.

Poruchy ve fázích meiózy, tj. Dělení zárodečných buněk, mohou vést k maldistribuci chromozomů. Počet chromozomů v dceřiných buňkách je pak patologicky změněn. V tomto případě se mluví o chromozomální aberaci. Nejznámější chromozomální aberace je jistě Downův syndrom, také trizomie 21. Tady je chromozom 21 přítomen třikrát namísto dvakrát. Místo 46 chromozomů existuje 47 chromozomů. Mezi rysy trizomie 21 patří vzestupně se rozšiřující osy víka, svalová hypotonie a rýha se čtyřmi prsty. Ve většině případů vede nemoc k duševnímu postižení. Přibližně polovina všech postižených trpí také srdeční vadou.

Další chromozomální aberace způsobené vadným buněčným cyklem jsou Turnerův syndrom nebo Klinefelterův syndrom. Zde jsou ovlivněny pohlavní chromozomy. Chromozomové aberace jsou také často zodpovědné za včasné potraty.