Hücre döngüsü biyolojisi. Hücre döngüsü, periyotlar ve fazlar. Hücre yaşam döngüsü: interfaz

Hücre bölünmesinin biyolojik önemi. Mevcut hücrelerin bölünmesi sonucu yeni hücreler ortaya çıkar. Tek hücreli bir organizma bölünürse, ondan iki yenisi oluşur. Çok hücreli bir organizma da gelişimine en sık olarak tek bir hücreden başlar. Birden fazla bölünme yoluyla, vücudu oluşturan çok sayıda hücre oluşur. Hücre bölünmesi, organizmaların üremesini ve gelişmesini sağlar, bu da Dünya'daki yaşamın sürekliliği anlamına gelir.

Hücre döngüsü- ana hücrenin bölünmesi sürecinde oluşum anından kendi bölünmesine (bu bölünme dahil) veya ölüme kadar bir hücrenin yaşamı.

Bu döngü sırasında her hücre, vücuttaki işlevlerini başarıyla yerine getirecek şekilde büyür ve gelişir. Daha sonra hücre belirli bir süre işlev görür, ardından bölünerek yavru hücreler oluşturur veya ölür.

Farklı organizma türlerinde hücre döngüsü farklı bir zaman alır: örneğin, bakteri yaklaşık 20 dakika sürer, kirpikli ayakkabılar- 10 ila 20 saat arası Çok hücreli organizmaların hücreleri, gelişimin erken evrelerinde sıklıkla bölünür ve daha sonra hücre döngüleri önemli ölçüde uzar. Örneğin, bir kişi doğduktan hemen sonra beyin hücreleri çok sayıda bölünür: Bu dönemde beyin nöronlarının %80'i oluşur. Bununla birlikte, bu hücrelerin çoğu hızla bölünme yeteneklerini kaybeder ve bazıları vücudun doğal ölümüne kadar hiç bölünmeden hayatta kalır.

Hücre döngüsü, interfaz ve mitozdan oluşur (Şekil 54).

interfaz- iki bölünme arasındaki hücre döngüsünün aralığı. Tüm interfaz boyunca, kromozomlar sarmal değildir; hücre çekirdeğinde kromatin şeklinde bulunurlar. Kural olarak, interfaz üç dönemden oluşur: sentetik öncesi, sentetik ve sentetik sonrası.

Presentetik dönem (G,)- interfazın en uzun kısmı. 2 - 3 saatten birkaç güne kadar çeşitli hücre tiplerinde kalabilir. Bu süre zarfında hücre büyür, içindeki organel sayısı artar, DNA'nın daha sonraki iki katına çıkması için enerji ve maddeler birikir - Gj döneminde, her kromozom bir kromatitten, yani kromozom sayısından oluşur ( NS) ve kromatitler (ile birlikte) maçlar. Bir dizi kromozom ve krom-

Hücre döngüsünün G r döneminde bir diploid hücrenin matid (DNA molekülleri) yazı ile ifade edilebilir 2p2s.

Sentetik dönemde (S) DNA duplikasyonu, sonraki kromozom oluşumu için gerekli proteinlerin sentezinin yanı sıra meydana gelir. V aynı periyotta sentriyollerin ikiye katlanması vardır.

DNA çiftlenmesi denir çoğaltma. Replikasyon sırasında, özel enzimler, orijinal ana DNA molekülünün iki zincirini keserek tamamlayıcı nükleotitler arasındaki hidrojen bağlarını koparır. Replikasyonun ana enzimi olan DNA polimeraz molekülleri, ayrılmış zincirlere bağlanır. Daha sonra DNA polimeraz molekülleri, onları şablon olarak kullanarak ana zincirler boyunca hareket etmeye başlar ve tamamlayıcılık ilkesine göre onlar için nükleotidleri seçerek yeni yavru zincirleri sentezler (Şekil 55). Örneğin, ana DNA zincirinin bir kısmı bir A C G T G A nükleotid dizisine sahipse, yavru zincirin kısmı şu şekle sahip olacaktır: THCATsT. V bu nedenle, çoğaltma olarak adlandırılır matris sentez reaksiyonları. V replikasyon sonucunda iki özdeş çift sarmallı DNA molekülü oluşur. V her birinin bileşimi, orijinal ana molekülün bir zincirini ve yeni sentezlenmiş bir yavru zinciri içerir.

S periyodunun sonunda, her bir kromozom, sentromer bölgesinde birbirine bağlı iki özdeş kardeş kromatitten oluşur. Her bir homolog kromozom çiftindeki kromatit sayısı dörde eşit olur. Bu nedenle, bir diploid hücrenin S periyodunun sonundaki (yani replikasyondan sonra) kromozom ve kromatit seti, notasyonla ifade edilir. 2p4'ler.

Postsentetik dönem (G 2) DNA duplikasyonundan sonra oluşur - Bu sırada hücre enerji biriktirir ve yaklaşan bölünme için proteinleri sentezler (örneğin, daha sonra bir bölünme mili oluşturan mikrotübüller oluşturmak için protein tübülin). Tüm C2 periyodu boyunca, hücredeki kromozomlar ve kromatitler değişmeden kalır - 2n4s.

Interfaz biter ve başlar Bölüm, sonucunda yavru hücreler oluşur. Mitoz sırasında (ökaryotik hücre bölünmesinin ana yolu), her kromozomun kardeş kromatitleri birbirinden ayrılır ve farklı yavru hücrelere girer. Sonuç olarak, yeni bir hücre döngüsüne giren genç yavru hücrelerin bir dizi 2p2s.

Bu nedenle hücre döngüsü, hücrenin ortaya çıkışından iki yavru hücreye tam bölünmesine kadar olan dönemi kapsar ve interfaz (G r, S-, C2-periyotları) ve mitoz içerir (bkz. Şekil 54). Hücre döngüsünün böyle bir periyot dizisi, örneğin derinin epidermisinin büyüme tabakasının hücreleri, kırmızı kemik iliği, hayvanların gastrointestinal sisteminin mukoza zarı ve hücrelerin hücreleri için sürekli bölünen hücrelerin karakteristiğidir. bitkilerin eğitim dokusu. Her 12 ila 36 saatte bir paylaşım yapabilirler.

Bunun aksine, çok hücreli bir organizmanın çoğu hücresi uzmanlaşma yolunu alır ve Gj döneminin bir kısmından geçtikten sonra sözde döneme geçebilirler. dinlenme süresi (Gitme süresi). Gn dönemindeki hücreler vücutta belirli işlevlerini yerine getirirler, içlerinde metabolik ve enerji süreçleri gerçekleşir, ancak replikasyon için hazırlık yoktur. Bu tür hücreler, kural olarak, bölünme yeteneklerini kalıcı olarak kaybeder. Örnekler nöronları, lens hücrelerini ve diğerlerini içerir.

Ancak Gn dönemindeki bazı hücreler (örneğin lökositler, karaciğer hücreleri) onu terk edebilir ve tüm interfaz ve mitoz dönemlerinden geçerek hücre döngüsüne devam edebilir. Böylece karaciğer hücreleri, uykuda olan bir dönemde birkaç ay sonra tekrar bölünme yeteneği kazanabilir.

Hücre ölümü.Çok hücreli organizmalarda tek tek hücrelerin veya gruplarının ölümü (ölümü) ile tek hücreli organizmaların ölümü ile sürekli olarak karşılaşılmaktadır. Hücre ölümü iki kategoriye ayrılabilir: nekroz (Yunancadan. nekrolar- ölü) ve genellikle programlanmış hücre ölümü veya hatta hücre intiharı olarak adlandırılan apoptoz.

Nekroz- Zararlı faktörlerin etkisiyle canlı bir organizmada hücre ve dokuların ölümü. Nekrozun nedenleri, yüksek ve düşük sıcaklıklara, iyonlaştırıcı radyasyona, çeşitli kimyasallara (patojenler tarafından salınan toksinler dahil) maruz kalma olabilir. Nekrotik hücre ölümü, alerjik reaksiyonlar durumunda mekanik hasarları, kan beslemesinin ve doku innervasyonunun bozulması sonucu da gözlenir.

Hasarlı hücrelerde zar geçirgenliği bozulur, protein sentezi durur, diğer metabolik süreçler durur, çekirdeğin, organellerin yıkımı ve sonunda tüm hücre gerçekleşir. Nekrozun bir özelliği, tüm hücre gruplarının böyle bir ölüme maruz kalmasıdır (örneğin, miyokard enfarktüsünde, oksijen kaynağının kesilmesi nedeniyle kalp kasının birçok hücre içeren bir bölümü ölür). Genellikle ölmekte olan hücreler lökositler tarafından saldırıya uğrar ve nekroz bölgesinde inflamatuar bir reaksiyon gelişir.

apoptoz- vücut tarafından düzenlenen programlanmış hücre ölümü. Organizmanın gelişimi ve işleyişi sırasında, hücrelerinin bir kısmı doğrudan zarar görmeden ölür. Bu süreç, bir organizmanın yaşamının tüm aşamalarında, hatta embriyonik dönemde bile gerçekleşir.

Erişkin organizmada planlı hücre ölümü de sürekli gerçekleşir. Milyonlarca ölüm, kan hücreleri, cilt epidermisi, gastrointestinal sistemin mukoza zarı vb. Ovulasyondan sonra, yumurtalık foliküler hücrelerinin bir kısmı, emzirmeden sonra ölür - meme bezi hücreleri. Bir yetişkinin vücudunda apoptoz sonucunda her gün 50-70 milyar hücre ölür. Apoptoz sırasında hücre, bir plazmalemma ile çevrili ayrı parçalara ayrılır. Genellikle ölü hücre parçaları, bir inflamatuar yanıtı tetiklemeden lökositler veya komşu hücreler tarafından alınır. Kaybedilen hücrelerin yenilenmesi bölünme ile sağlanır.

Böylece apoptoz, hücre bölünmelerinin sonsuzluğunu kesintiye uğratır. "Doğumlarından" apoptoza kadar, hücreler belirli sayıda normal hücre döngüsüne girerler. Her birinden sonra hücre ya yeni bir hücre döngüsüne ya da apoptoza doğru ilerler.

1. Hücre döngüsü nedir?

2. Neye interfaz denir? İnterfazın G r, S- ve 0 2 - periyotlarında meydana gelen ana olaylar nelerdir?

3. Hangi hücreler G 0 -nepnofl ile karakterize edilir? Bu dönemde ne olur?

4. DNA replikasyonu nasıl gerçekleşir?

5. Homolog kromozomları oluşturan DNA molekülleri aynı mıdır? Kardeş kromatitlerin bileşimi? Niye ya?

6. Nekroz nedir? Apoptoz? Nekroz ve apoptoz arasındaki benzerlikler ve farklılıklar nelerdir?

7. Çok hücreli organizmaların yaşamında programlanmış hücre ölümünün önemi nedir?

8. Canlı organizmaların ezici çoğunluğunda DNA'nın kalıtsal bilgilerin ana koruyucusu olduğunu ve RNA'nın neden sadece yardımcı işlevleri yerine getirdiğini düşünüyorsunuz?

Bölüm 1. Canlı organizmaların kimyasal bileşenleri

§ 1. Vücuttaki kimyasal elementlerin içeriği. Makro ve mikro elementler
§ 2. Canlı organizmalardaki kimyasal bileşikler. inorganik maddeler

Bölüm 2. Hücre - canlı organizmaların yapısal ve işlevsel birimi

§ 10. Hücrenin keşfinin tarihi. Hücre teorisinin oluşturulması
§ 15. Endoplazmik retikulum. Golgi kompleksi. lizozomlar

Bölüm 3. Vücutta metabolizma ve enerji dönüşümü

§ 24. Metabolizmanın ve enerji dönüşümünün genel özellikleri

Bölüm 4. Canlı organizmalarda yapısal organizasyon ve fonksiyonların düzenlenmesi

İnsan vücudu büyümesi hücre sayısı ve boyutundaki artış nedeniyle, ikincisi bölünme veya mitoz süreci tarafından sağlanır. Hücre proliferasyonu, hücre dışı büyüme faktörlerinin etkisi altında gerçekleşir ve hücrelerin kendileri, hücre döngüsü olarak bilinen tekrarlayan bir dizi olaydan geçer.

dört ana var faz: G1 (presentetik), S (sentetik), G2 (postsentetik) ve M (mitotik). Bunu sitoplazma ve plazma zarının ayrılması takip eder, bu da iki özdeş yavru hücre ile sonuçlanır. Gl, S ve G2 fazları interfazın bir parçasıdır. Kromozom replikasyonu, sentetik faz veya S fazı sırasında meydana gelir.
Çoğunluk hücreler aktif bölünmeye tabi değildir, mitotik aktiviteleri G1 fazının bir parçası olan GO fazı sırasında baskılanır.

M-fazının süresi 30-60 dakika, tüm hücre döngüsü yaklaşık 20 saat sürer.Yaşına bağlı olarak normal (tümör olmayan) insan hücreleri 80'e kadar mitotik döngü geçirir.

süreçler Hücre döngüsü Sidin bağımlı protein kinazlar (CPK) olarak adlandırılan anahtar enzimlerin ve bunların kofaktörleri olan siklinlerin sırayla tekrarlanan aktivasyonu ve inaktivasyonu ile kontrol edilir. Bu durumda, fosfokinazların ve fosfatazların etkisi altında, döngünün belirli aşamalarının başlangıcından sorumlu olan özel siklin-CZK komplekslerinin fosforilasyonu ve fosforilasyonu meydana gelir.

Ayrıca ilgili konuda CGK proteinlerine benzer aşamalar kromozomların sıkışmasına, nükleer zarfın yırtılmasına ve hücre iskeleti mikrotübüllerinin bir bölünme iğsi (mitotik iğ) oluşturmak için yeniden düzenlenmesine neden olur.

Hücre döngüsünün G1 fazı

G1 fazı- sitoplazma miktarında bir artış olduğu M- ve S-fazları arasında bir ara aşama. Ayrıca G1 aşamasının sonunda, DNA onarımının gerçekleştiği ve çevresel koşulların (S aşamasına geçiş için yeterince elverişli olup olmadığı) kontrol edilen ilk kontrol noktası bulunur.

nükleer olması durumunda DNA hasarlı, p53 proteininin aktivitesi artar, bu da p21 transkripsiyonunu uyarır. İkincisi, hücrenin S fazına transferinden sorumlu olan ve Gl fazı aşamasında bölünmesini engelleyen spesifik bir siklin-CZK kompleksine bağlanır. Bu, onarım enzimlerinin hasarlı DNA parçalarını onarmasına izin verir.

Patolojiler ortaya çıktığında kusurlu DNA'nın p53 protein replikasyonu devam eder, bu da bölünen hücrelerin mutasyonları biriktirmesine izin verir ve tümör süreçlerinin gelişimine katkıda bulunur. Bu nedenle p53'e genellikle "genomun koruyucusu" denir.

Hücre döngüsünün G0 fazı

Memelilerde hücre çoğalması ancak diğer hücreler tarafından salgılananların katılımıyla mümkündür. hücre dışı büyüme faktörleri etkilerini protoonkogenlerin kademeli sinyal iletimi yoluyla gösterirler. G1 fazı sırasında hücre ilgili sinyalleri almazsa, hücre döngüsünden çıkar ve birkaç yıl olabileceği G0 durumuna girer.

G0 bloğu, biri mitoz baskılayıcı proteinlerin yardımıyla oluşur. retinoblastom proteini(Rb proteini) retinoblastoma geninin normal alelleri tarafından kodlanır. Bu protein, hücre proliferasyonu için gerekli olan genlerin transkripsiyonunun uyarılmasını bloke ederek eğik düzenleyici proteinlere bağlanır.

Hücre dışı büyüme faktörleri, aktivasyon yoluyla bloğu yok eder. Gl'ye özgü siklin-CZK kompleksleri Rb proteinini fosforile eden ve konformasyonunu değiştiren, düzenleyici proteinlerle bağın kopmasına neden olan . Bu durumda, ikincisi, çoğalma sürecini tetikleyen, kendileri tarafından kodlanan genlerin transkripsiyonunu aktive eder.

Hücre döngüsünün S fazı

Standart miktar çift sarmallı DNA her hücrede, tek iplikli kromozomların karşılık gelen diploid seti genellikle 2C olarak adlandırılır. 2C seti G1 fazı boyunca devam eder ve yeni kromozomal DNA sentezlendiğinde S fazı sırasında iki katına (4C) çıkar.

sonundan başlayarak S-fazları ve M fazına kadar (G2 fazı dahil), her bir görünür kromozom, kardeş kromatitler adı verilen sıkıca bağlı iki DNA molekülü içerir. Böylece, insan hücrelerinde, S-fazının sonundan M-fazının ortasına kadar, 23 çift kromozom (46 görünür birim), ancak 4C (92) nükleer DNA çift sarmalları vardır.

Sırasında mitoz bölünme her biri 23 çift 2C-DNA molekülü içerecek şekilde iki yavru hücre üzerinde aynı kromozom setlerinin bir dağılımı vardır. G1 ve G0 fazlarının hücre döngüsünün tek fazları olduğu ve bu sırada 2C DNA molekülü setinin hücrelerde 46 kromozoma karşılık geldiği belirtilmelidir.

Hücre döngüsünün G2 fazı

İkinci kontrol noktası hücre boyutunun kontrol edildiği , S fazı ile mitoz arasında yer alan G2 fazının sonundadır. Ayrıca bu aşamada mitoza geçilmeden önce replikasyonun tamlığı ve DNA bütünlüğü kontrol edilir. Mitoz (M-fazı)

1. Profaz... Her biri aynı iki kromatitten oluşan kromozomlar, çekirdek içinde kalınlaşmaya ve görünür hale gelmeye başlar. Hücrenin zıt kutuplarında, iki sentrozom etrafında tubulin liflerinden iğ benzeri bir aparat oluşmaya başlar.

2. prometafaz... Çekirdek zarının ayrılması meydana gelir. Kinetokorlar kromozom sentromerleri etrafında oluşur. Tubulin lifleri çekirdeğe nüfuz eder ve kinetokorların yakınında yoğunlaşarak onları sentrozomdan çıkan liflerle birleştirir.

3. metafaz... Lifler üzerindeki gerilim, kromozomları iğ kutuplarının ortasında hizalanmaya zorlar ve böylece bir metafaz plakası oluşturur.

4. anafaz... Kardeş kromatitler arasında bölünen sentromer DNA kopyalanır, kromatitler ayrılır ve kutuplara yakınlaşır.

5. telofaz... Ayrılmış kardeş kromatitler (bundan sonra kromozom olarak kabul edilir) kutuplara ulaşır. Grupların her birinin etrafında bir nükleer zar belirir. Yoğunlaştırılmış kromatin dağılır ve nükleoller oluşur.

6. sitokinez... Hücre zarı büzülür ve kutuplar arasında ortada bir yarılma oluğu oluşur ve sonunda iki yavru hücreyi ayırır.

sentrozom döngüsü

İçinde faz G1 zamanı her bir sentrozoma bağlı bir çift sentriyol ayrılığı vardır. S ve G2 evreleri sırasında, eski merkezcillerin sağında yeni bir yavru merkezcil oluşur. M-fazının başlangıcında, sentrozom bölünür, iki kızı sentrozom hücrenin kutuplarına doğru uzaklaşır.

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Hücre döngüsü- bu, bir hücrenin, ana hücrenin bölünmesiyle oluştuğu andan kendi bölünmesine veya ölümüne kadar var olduğu süredir.

Ökaryotik hücre döngüsünün süresi

Hücre döngüsünün uzunluğu hücreden hücreye değişir. Epidermis ve ince bağırsağın hematopoietik veya bazal hücreleri gibi yetişkin organizmaların hızla çoğalan hücreleri, her 12-36 saatte bir hücre döngüsüne girebilir.Ekinodermlerin yumurtalarının hızlı bölünmesi sırasında kısa hücre döngüleri (yaklaşık 30 dakika) gözlenir. , amfibiler ve diğer hayvanlar. Deneysel koşullar altında, birçok hücre kültürü hattı kısa bir hücre döngüsüne (yaklaşık 20 saat) sahiptir. Aktif olarak bölünen hücrelerin çoğunda mitozlar arasındaki süre yaklaşık 10-24 saattir.

Ökaryotik hücre döngüsünün evreleri

Ökaryotik hücre döngüsü iki dönemden oluşur:

DNA ve proteinlerin sentezlendiği ve hücre bölünmesi için hazırlığın yapıldığı "interfaz" adı verilen hücre büyüme dönemi.
"Faz M" olarak adlandırılan hücre bölünmesi dönemi (mitoz - mitoz kelimesinden).

Ara faz birkaç dönemden oluşur:

G 1 -fazı (İngilizce'den. açıklık- aralık) veya mRNA, proteinler ve diğer hücresel bileşenlerin bir sentezinin olduğu ilk büyüme aşaması;
S-fazları (İngilizce'den. sentez- sentez), hücre çekirdeğinin DNA'sının kopyalandığı ve merkezcillerin iki katına çıkması da (tabii ki öyleyse) meydana gelir.
Mitoz için hazırlık yapılan G 2 aşaması.

Artık bölünmeyen farklılaşmış hücreler, hücre döngüsünde G1 fazından yoksun olabilir. Bu tür hücreler dinlenme evresi G 0'dadır.

Hücre bölünmesi periyodu (faz M) iki aşama içerir:

karyokinesis (hücre çekirdeğinin bölünmesi);
sitokinez (sitoplazmanın bölünmesi).

Buna karşılık, mitoz beş aşamaya ayrılır.

Hücre bölünmesinin tanımı, mikrosinema ile birleştirilmiş ışık mikroskobu verilerine ve sabitlenmiş ve boyanmış hücrelerin ışık ve elektron mikroskobu sonuçlarına dayanmaktadır.

Hücre döngüsü düzenlemesi

Hücre döngüsünün periyotlarındaki düzenli değişiklik dizisi, sikline bağımlı kinazlar ve siklinler gibi proteinlerin etkileşimi sırasında gerçekleştirilir. G 0 fazındaki hücreler, büyüme faktörlerine maruz kaldıklarında hücre döngüsüne girebilirler. Trombosit, epidermal ve sinir büyüme faktörleri gibi çeşitli büyüme faktörleri, reseptörlerine bağlanır ve hücre içi bir sinyal zincirini tetikler, bu da sonuçta siklinler ve sikline bağımlı kinazlar için genlerin transkripsiyonuna yol açar. Sikline bağımlı kinazlar, yalnızca karşılık gelen siklinlerle etkileşime girdiğinde aktif hale gelir. Bir hücredeki çeşitli siklinlerin içeriği, tüm hücre döngüsü boyunca değişir. Siklin, siklin-sikline bağımlı kinaz kompleksinin düzenleyici bir bileşenidir. Kinaz, bu kompleksin katalitik bileşenidir. Kinazlar, siklinler olmadan inaktiftir. Hücre döngüsünün farklı aşamalarında farklı siklinler sentezlenir. Böylece, kurbağa oositlerindeki siklin B içeriği, siklin-B / sikline bağımlı kinaz kompleksi tarafından katalize edilen tüm fosforilasyon reaksiyonları dizisi başlatıldığında, mitoz zamanında maksimuma ulaşır. Mitozun sonunda siklin, proteinazlar tarafından hızla parçalanır.

Hücre döngüsü kontrol noktaları

Hücre döngüsünün her aşamasının sonunu belirlemek için içinde kontrol noktalarının olması gerekir. Hücre kontrol noktasını "geçerse", hücre döngüsü boyunca "hareket etmeye" devam eder. Bazı durumlar, örneğin DNA hasarı, hücrenin kontrol noktasından geçmesini engelliyorsa, ki bu bir tür kontrol noktasıyla karşılaştırılabilir, o zaman hücre durur ve hücre döngüsünün başka bir aşaması, en azından engelleri ortadan kaldırana kadar gerçekleşmez. kafesin kontrol noktasından geçmesini engelledi. En az dört hücre döngüsü kontrol noktası vardır: G1'de DNA'nın S fazına girmeden önce DNA bütünlüğünün kontrol edildiği bir nokta, S-fazında doğru DNA replikasyonunun kontrol edildiği bir kontrol noktası, G2'de gözden kaçan lezyonların kontrol edildiği bir kontrol noktası. önceki kontrol noktalarından geçerken kontrol edilir veya hücre döngüsünün sonraki aşamalarında elde edilir. G2 fazında, DNA replikasyonunun tamlığı saptanır ve DNA'nın yetersiz kopyalandığı hücreler mitoza girmez. Fisyon mili düzeneğinin kontrol noktasında, tüm kinetokorların mikrotübüllere bağlı olup olmadığı kontrol edilir.

Hücre döngüsü bozuklukları ve tümör oluşumu

Hücre döngüsünün normal düzenlenmesinin bozulması, çoğu katı tümörün ortaya çıkmasının nedenidir. Hücre döngüsünde, daha önce de belirtildiği gibi, kontrol noktalarının geçişi, yalnızca önceki aşamaların normal olarak tamamlanması ve arıza olmaması durumunda mümkündür. Tümör hücreleri, hücre döngüsünün kontrol noktalarının bileşenlerindeki değişikliklerle karakterize edilir. Bazı tümör baskılayıcıların ve protoonkogenlerin, özellikle p53, pRb, Myc ve Ras'ın işlev bozukluğu, hücre döngüsü kontrol noktalarının inaktivasyonu üzerine gözlenir. P53 proteini, G1 ve G2 dönemlerinde hücre döngüsünün durmasına yol açan CDK-siklin kompleksinin bir inhibitörü olan p21 proteininin sentezini başlatan transkripsiyon faktörlerinden biridir. Böylece DNA'sı hasar görmüş bir hücre S-fazına girmez. p53 protein genlerinin kaybolmasına neden olan mutasyonlar veya değişiklikleri ile hücre döngüsünün blokajı oluşmaz, hücreler mitoza girer ve bu da çoğu canlı olmayan mutant hücrelerin ortaya çıkmasına neden olur, diğeri ise mutant hücrelerin ortaya çıkmasına neden olur. malign hücrelere yol açar.

"Hücre Döngüsü" makalesi hakkında bir inceleme yazın

Edebiyat

Kolman Y., Rem K., Wirth Y., (2000). 'Görsel biyokimya',
Chentsov Yu.S., (2004). "Hücre Biyolojisine Giriş". M.: ICC "Akademkniga"
Kopnin B.P., 'Onkogenlerin ve tümör baskılayıcıların etki mekanizmaları'

Bağlantılar

Hücre döngüsü

Aşamalar





Diğer aşamalar

düzenleyiciler

Hücre Döngüsünden Alıntı

“Moskova sakinleri!
Talihsizlikleriniz acımasız ama Majesteleri İmparator ve Kral onları durdurmak istiyor. Korkunç örnekler size itaatsizliği ve suçu nasıl cezalandırdığını öğretti. Karışıklığı sona erdirmek ve genel güvenliği sağlamak için sıkı önlemler alınmıştır. Aranızdan seçilen baba tarafından idare belediyeniz veya şehir idareniz olacaktır. Sizinle, ihtiyaçlarınızla, menfaatinizle ilgilenecek. Bunun üyeleri, omzuna takılacak kırmızı bir kurdele ile ayırt edilir ve şehrin başının üzerinde beyaz bir kemer olacaktır. Ancak görev süreleri dışında sol kollarında sadece kırmızı bir kurdele olacak.
Şehir polisi önceki pozisyona göre kuruldu ve faaliyetleri sayesinde daha iyi bir düzen var. Hükümet, şehrin her yerine atanan iki genel komiser veya polis şefi ve yirmi komiser veya özel icra memuru atadı. Onları sol kollarına takacakları beyaz kurdeleden tanıyacaksınız. Çeşitli mezheplerden bazı kiliseler açıktır ve içlerinde ilahi hizmetler engellenmez. Vatandaşlarınız her gün evlerine dönüyor ve içlerinde yardım ve koruma bulma emri verildi, ardından talihsizlik geldi. Bunlar, hükümetin düzeni sağlamak ve durumunuzu hafifletmek için kullandığı araçlardır; ancak bunu başarmak için çabalarınızı onunla birleştirmeniz gerekir, böylece mümkünse, katlandığınız talihsizliklerinizi, o kadar acımasız olmayan bir kaderin ümidine teslim ettiğinizi, kaçınılmaz ve utanç verici bir ölümden emin olduğunuzu unutmanız gerekir. Kişilerinize ve kalan mülkünüze cüret edenleri bekliyor ve sonunda korunacaklarından şüphe etmediler, çünkü bu tüm hükümdarların en büyük ve en adil iradesidir. Askerler ve sakinler, hangi milletten olursanız olun! Devlet için mutluluk kaynağı olan halkın güvenini geri kazanın, kardeşler gibi yaşayın, birbirinize yardım ve himaye edin, kötü niyetlilerin niyetlerini çürütmek için birleşin, askeri ve sivil otoritelere itaat edin ve yakında gözyaşlarınız duracaktır."
Birlikler için yiyecek tedarikiyle ilgili olarak, Napolyon tüm birliklerin sırayla Moskova'ya gidip kendilerine yiyecek tedarik etmelerini emretti, böylece ordunun geleceği sağlanacaktı.
Dini olarak, Napolyon ramener les popes'a [rahipleri geri getirmesini] ve kiliselerde hizmete devam etmesini emretti.
Ticari anlamda ve ordunun yiyeceği için her yere şunlar asıldı:
ilan
“Siz, talihsizliğin şehirden çıkardığı sakin Moskova sakinleri, zanaatkarlar ve işçiler ve siz, temelsiz korkularla hala tarlalarda kalan dağınık çiftçiler! Sessizlik bu başkente geri döner ve orada düzen yeniden sağlanır. Yurttaşlarınız saygı duyulduğunu görerek barınaklarından cesurca çıkıyorlar. Onlara ve mallarına karşı işlenen her türlü şiddet derhal cezalandırılır. İmparator ve Kral Majesteleri onları korur ve içinizden emirlerine uymayanlar dışında hiç kimseyi düşman olarak görmez. Talihsizliklerinize son vermek ve sizi mahkemelerinize ve ailelerinize geri döndürmek istiyor. Hayırsever niyetlerine uyun ve bize tehlikesiz bir şekilde gelin. Sakinler! Evlerinize güvenle dönün: Yakında ihtiyaçlarınızı karşılamanın yollarını bulacaksınız! Esnaf ve çalışkan zanaatkarlar! El sanatlarınıza geri dönün: evler, dükkanlar, güvenlik görevlileri sizi bekliyor ve işiniz için hak ettiğiniz ödemeyi alacaksınız! Ve nihayet, köylüler, korkudan saklandığınız ormanı terk edin, bir koruma bulacağınıza dair kesin güvence içinde, korkmadan kulübelerinize dönün. Köylülerin fazla stoklarını ve toprak bitkilerini getirebilecekleri ambarlar şehirde kurulur. Hükümet, bunların ücretsiz satışını sağlamak için aşağıdaki önlemleri almıştır: 1) Bu tarihten itibaren, köylüler, çiftçiler ve Moskova çevresinde yaşayanlar, her ne tür olursa olsun, tedariklerini iki belirlenmiş depolama tesisinde şehre getirebilirler, yani: Mokhovaya ve Okhotny Ryad'da. 2) Bu gıda maddeleri, alıcı ve satıcının anlaştığı fiyattan onlardan satın alınacaktır; ancak satıcı, istediği adil fiyatı almazsa, onları herhangi bir bahaneyle kimsenin engelleyemediği köyüne geri almakta özgür olacaktır. 3) Her Pazar ve Çarşamba, büyük işlem günleri için haftalık olarak planlanır; neden salı ve cumartesi günleri tüm ana yollarda yeterli sayıda asker konuşlandırılacak, bu vagonları savunmaya yetecek kadar şehir dışına. 4) Köylülerin arabaları ve atları ile dönüş yolunda engellerle karşılaşmamaları için bu tür tedbirler alınacaktır. 5) Fonlar, olağan ticareti eski haline getirmek için derhal kullanılacaktır. Şehirlerin ve köylerin vatandaşları ve siz, işçiler ve zanaatkârlar, hangi milletten olursanız olun! Sizden Majesteleri İmparator ve Kral'ın babalık niyetlerini yerine getirmeniz ve onunla birlikte genel esenliğe katkıda bulunmanız isteniyor. Saygı ve güveni ayağınıza getirin ve bize katılmaktan çekinmeyin!"
Ordunun ve halkın ruhunun yükseltilmesi konusunda aralıksız incelemeler yapıldı, ödüller verildi. İmparator sokaklarda at sırtında gezdi ve sakinleri teselli etti; ve devlet işleriyle bütün meşguliyetine rağmen, emriyle kurulan tiyatroları bizzat ziyaret etti.
Napolyon, taçlı başların en iyi yiğitliği olan hayır işlerinde de kendisine bağlı olan her şeyi yaptı. Hayır kurumlarında, Maison de ma mere [Annemin Evi] yazılmasını emretti ve bu hareketle şefkatli bir evlatlık hissini hükümdarın erdeminin büyüklüğü ile birleştirdi. Yetimhaneyi ziyaret etti ve kurtardığı yetimlere beyaz ellerini öpmeleri için vererek Tutolmin ile nezaketle konuştu. Ardından, Thiers'in anlamlı sunumuna göre, birliklerinin maaşlarını, kendisi tarafından yapılan Ruslarla sahte para dağıtmasını emretti. İlgili l "mploi de ces moyens par un acte digue de lui et de l" armee Francaise, uygun distribuer des secours aux incindies. Napoleon'un amacı, en iyi ve en pahalı kağıtlar. [Kendisine ve Fransız ordusuna yakışır bir eylemde bu tedbirlerin kullanılmasını yücelterek, yanmışlara yardım dağıtılmasını emretti. Ancak yiyecek kaynakları yabancı bir ülkenin halkına veremeyecek kadar pahalı olduğundan ve çoğunlukla düşmanca olduğundan, Napolyon onlara yiyeceklerini yanlarında alabilmeleri için onlara para vermenin en iyisi olduğunu düşündü; ve onlara kağıt ruble verilmesini emretti.]

Organizmaların üremesi ve gelişmesi, kalıtsal bilgilerin iletilmesi ve yenilenmesi hücre bölünmesine dayanır. Bu haliyle hücre, yalnızca bölümler arasındaki zaman aralığında var olur.

Bir hücrenin ana hücrenin bölünmesiyle oluştuğu andan (yani bölünmenin kendisi de bu süreye dahildir) kendi bölünmesi veya ölümü anına kadar geçen süreye hücre denir. hayati veya Hücre döngüsü.

Bir hücrenin yaşam döngüsü birkaç aşamaya ayrılır:

bölünme aşaması (bu aşama, mitotik bölünmenin gerçekleştiği zamandır);
büyüme evresi (bölünmeden hemen sonra hücre büyümesi başlar, hacim olarak artar ve belirli bir boyuta ulaşır);
dinlenme evresi (bu aşamada hücrenin gelecekteki kaderi henüz belirlenmemiştir: hücre bölünmeye hazırlanmaya başlayabilir veya uzmanlaşma yolunu izleyebilir);
farklılaşma aşaması (uzmanlaşma) (büyüme aşamasının sonunda meydana gelir - bu sırada hücre belirli yapısal ve işlevsel özellikler alır);
olgunluk aşaması (hücre işleyişinin süresi, uzmanlığa bağlı olarak belirli işlevlerin yerine getirilmesi);
yaşlanma evresi (bölünmesi veya ölümü ile biten hücrenin hayati fonksiyonlarının zayıflaması dönemi).

Hücrelerde hücre döngüsünün süresi ve içerdiği faz sayısı farklıdır. Örneğin, embriyonik dönemin bitiminden sonra sinir dokusunun hücreleri bölünmeyi durdurur ve organizmanın yaşamı boyunca işlev görür ve sonra ölür. Diğer bir örnek ise embriyonun hücreleridir. Ezme aşamasında, bir bölümü tamamladıktan sonra, diğer tüm aşamaları aynı anda atlayarak hemen bir sonrakine geçerler.

Aşağıdaki hücre bölünmesi yolları vardır:

mitoz veya karyokinez - dolaylı bölme;
mayoz bölünme veya redüksiyon bölünmesi - germ hücrelerinin olgunlaşma aşamasının veya daha yüksek spor bitkilerinde spor oluşumunun özelliği olan bölünme.

Mitoz, sürekli bir süreçtir, bunun sonucu olarak, önce iki katına çıkar ve ardından kalıtsal materyalin yavru hücreler arasında eşit bir dağılımı vardır. Mitozun bir sonucu olarak, her biri annenin hücresinde bulunanla aynı sayıda kromozom içeren iki hücre ortaya çıkar. Çünkü yavru hücrelerin kromozomları, kesin DNA replikasyonu yoluyla anne kromozomlarından kaynaklanır, genleri tamamen aynı kalıtsal bilgiye sahiptir. Kız hücreler genetik olarak ana hücre ile aynıdır.
Böylece, mitoz sırasında, kalıtsal bilgilerin ebeveynden yavru hücrelere doğru bir şekilde aktarılması vardır. Ana büyüme mekanizmalarından biri olan mitoz sonucunda vücuttaki hücre sayısı artar. Farklı kromozomlara sahip hücrelerin mitozla bölünebileceği unutulmamalıdır - sadece diploid (çoğu hayvanın somatik hücreleri) değil, aynı zamanda haploid (birçok alg, yüksek bitkilerin gametofitleri), triploid (anjiyosperm endosperm) veya poliploid.

Sadece bir mitotik hücre bölünmesi yoluyla aseksüel olarak üreyen birçok bitki ve hayvan türü vardır, yani. eşeysiz üremenin temelinde mitoz vardır. Mitoz sayesinde hücreler değiştirilir ve vücudun kaybolan kısımları yenilenir, bu da tüm çok hücreli organizmalarda her zaman bir dereceye kadar bulunur. Mitotik hücre bölünmesi tam genetik kontrol altında ilerler. Mitoz, hücrenin mitotik döngüsünde merkezi bir olaydır.

Mitotik döngü - hücrenin bölünmeye hazırlanması sırasında ve hücre bölünmesinin kendisi sırasında meydana gelen birbiriyle ilişkili ve kronolojik olarak belirlenmiş olaylar kompleksi. Farklı organizmalarda, mitotik döngünün süresi büyük ölçüde değişebilir. En kısa mitotik döngüler, bazı hayvanların yumurtalarını parçalamada bulunur (örneğin, bir akvaryum balığında, ilk bölünme bölünmeleri her 20 dakikada bir gerçekleşir). Mitotik döngülerin en yaygın süresi 18-20 saattir. Birkaç gün süren döngüler de vardır. Bir organizmanın farklı organ ve dokularında bile mitotik döngünün süresi farklı olabilir. Örneğin, farelerde, duodenumun epitel dokusunun hücreleri her 11 saatte bir, jejunumun her 19 saatte bir ve gözün korneasında her 3 günde bir bölünür.

Hücreyi mitoza neden olan faktörlerin neler olduğu bilim adamları tarafından bilinmemektedir. Buradaki ana rolün nükleer sitoplazmik oran (çekirdek ve sitoplazma hacimlerinin oranı) tarafından oynandığı varsayımı vardır. Ölmekte olan hücrelerin hücre bölünmesini uyarabilen maddeler ürettiğine dair kanıtlar da vardır.

Mitotik döngüde iki ana olay ayırt edilir: interfaz ve kendisi Bölüm .

Yeni hücreler iki ardışık süreçte oluşur:

mitoz, çekirdeğin iki katına çıkmasına neden olur;
sitokinez - her biri bir kızı çekirdeği içeren iki yavru hücrenin göründüğü sitoplazmanın bölünmesi.

Hücre bölünmesinin kendisi genellikle 1-3 saat sürer, bu nedenle hücrenin yaşamının ana kısmı interfazda gerçekleşir. interfaz iki hücre bölünmesi arasındaki zaman aralığı denir. Ara fazın süresi genellikle tüm hücre döngüsünün %90'ına kadardır. Ara faz üç dönemden oluşur: sentetik veya G1, sentetik veya S ve postsentetik veya G2.

Presentetik periyot interfazın en uzun periyodudur, süresi 10 saatten birkaç güne kadar değişir. Bölünmeden hemen sonra, interfaz hücrenin organizasyonunun özellikleri geri yüklenir: nükleol oluşumu tamamlanır, sitoplazmada yoğun bir protein sentezi meydana gelir, bu da hücre kütlesinde bir artışa yol açar, bir DNA öncül stoku oluşur. oluşan, DNA replikasyonunun reaksiyonunu katalize eden enzimler, vb. Onlar. sentetik öncesi dönemde, interfazın bir sonraki dönemi - sentetik olan için hazırlık süreçleri vardır.

Süre sentetik süre değişebilir: bakterilerde birkaç dakika, memeli hücrelerinde 6-12 saate ulaşabilir. Sentetik dönemde, DNA moleküllerinin iki katına çıkması meydana gelir - interfazın ana olayı. Bu durumda, her kromozom dikromat olur ve sayıları değişmez. DNA'nın sitoplazmada replikasyonu ile eş zamanlı olarak, kromozomları oluşturan proteinlerin yoğun bir sentezi süreci meydana gelir.

G 2 periyodu olarak adlandırılmasına rağmen postsentetik , interfazın bu aşamasında sentez süreçleri devam eder. Postsentetik olarak adlandırılır, çünkü DNA sentezi (replikasyon) sürecinin bitiminden sonra başlar. Presentez döneminde, DNA sentezi için büyüme ve hazırlık yapılırsa, postsentetik dönemde hücre, yoğun sentez süreçleri ile de karakterize edilen bölünme için hazırlanır. Bu dönemde kromozomları oluşturan proteinlerin sentezlenme süreci devam eder; hücre bölünmesi sürecini sağlamak için gerekli olan enerjik maddeler ve enzimler sentezlenir; kromozomların spiralleşmesi başlar, hücrenin mitotik aparatının (bölme mili) inşası için gerekli olan proteinler sentezlenir; sitoplazmanın kütlesinde bir artış var ve çekirdeğin hacmi büyük ölçüde arttı. Postsentetik dönemin sonunda hücre bölünmeye başlar.

Hücre döngüsü, bir hücrenin, ana hücrenin bölünmesiyle oluştuğu andan kendi bölünmesine veya ölümüne kadar var olduğu dönemdir.

Hücre döngüsü süresi

Hücre döngüsü aşamaları

Ökaryotik hücre döngüsü iki dönemden oluşur:

DNA ve proteinlerin sentezlendiği ve hücre bölünmesi için hazırlığın yapıldığı "interfaz" adı verilen hücre büyüme dönemi.

"Faz M" olarak adlandırılan hücre bölünmesi dönemi (mitoz - mitoz kelimesinden).

Ara faz birkaç dönemden oluşur:

G 1 -fazı (İngilizce'den. açıklık- aralık) veya mRNA, proteinler ve diğer hücresel bileşenlerin bir sentezinin olduğu ilk büyüme aşaması;

S-fazları (İngilizce'den. sentez- sentez), hücre çekirdeğinin DNA'sının kopyalandığı ve merkezcillerin iki katına çıkması da (tabii ki varsa) meydana gelir.

Mitoz için hazırlık yapılan G 2 aşaması.

Artık bölünmeyen farklılaşmış hücreler, hücre döngüsünde G1 fazından yoksun olabilir. Bu tür hücreler dinlenme evresi G 0'dadır.

Hücre bölünmesi periyodu (faz M) iki aşama içerir:

karyokinesis (hücre çekirdeğinin bölünmesi);

sitokinez (sitoplazmanın bölünmesi).

Buna karşılık, mitoz beş aşamaya ayrılır.

Hücre bölünmesinin tanımı, mikrosinema ile birleştirilmiş ışık mikroskobu verilerine ve sabitlenmiş ve boyanmış hücrelerin ışık ve elektron mikroskobu sonuçlarına dayanmaktadır.

Hücre döngüsü düzenlemesi

Hücre döngüsünün periyotlarındaki düzenli değişiklik dizisi, sikline bağımlı kinazlar ve siklinler gibi proteinlerin etkileşimi sırasında gerçekleştirilir. G 0 fazındaki hücreler, büyüme faktörlerine maruz kaldıklarında hücre döngüsüne girebilirler. Trombosit, epidermal ve sinir büyüme faktörleri gibi çeşitli büyüme faktörleri, reseptörlerine bağlanarak hücre içi bir sinyal zincirini tetikler, bu da nihayetinde siklin bağımlı kinazların siklin genlerinin transkripsiyonuna yol açar. Sikline bağımlı kinazlar, yalnızca karşılık gelen siklinlerle etkileşime girdiğinde aktif hale gelir. Bir hücredeki çeşitli siklinlerin içeriği, tüm hücre döngüsü boyunca değişir. Siklin, siklin-sikline bağımlı kinaz kompleksinin düzenleyici bir bileşenidir. Kinaz, bu kompleksin katalitik bileşenidir. Kinazlar, siklinler olmadan inaktiftir. Hücre döngüsünün farklı aşamalarında farklı siklinler sentezlenir. Böylece, kurbağa oositlerindeki siklin B içeriği, siklin-B / sikline bağımlı kinaz kompleksi tarafından katalize edilen tüm fosforilasyon reaksiyonları dizisi başlatıldığında, mitoz zamanında maksimuma ulaşır. Mitozun sonunda siklin, proteinazlar tarafından hızla parçalanır.