Gibi Hücre döngüsü biri, bir vücut hücresinde düzenli olarak oluşan farklı fazlar dizisini tanımlar. Hücre döngüsü her zaman hücre bölündükten sonra başlar ve bir sonraki hücre bölünmesi tamamlandığında biter.
Hücre döngüsü nedir?
Hücre döngüsü, ara faz ile hücre bölünmesinden hemen sonra başlar. Faz arası aynı zamanda G fazı olarak da bilinir. G1, G2, S ve 0 fazlarından oluşur.
Boşluk aşaması olarak da bilinen G1 aşamasında, odak hücre büyümesidir. Hücre, sitoplazma ve bazı hücre organelleri gibi çeşitli hücre bileşenleri tarafından genişletilir. Hücrede çeşitli proteinler ve RNA, ribonükleik asit üretilir. RNA, hücrede genetik bilgi taşıyıcısı olarak rol oynar.
G fazında, sözde merkezciler bölünür. Centrioles, hücre çekirdeğinin yakınında bulunan hayvan hücrelerinin organelleridir. Çekirdek şimdi açıkça görülebilir. G1 fazında, her bir kromozom yalnızca bir kromatidden oluşur. G1 aşaması genellikle 1 ila 12 saat sürer. Dejenere hücreler söz konusu olduğunda, bu faz aşırı derecede kısaltılabilir.
G1 fazını S fazı takip eder. Bu aşamada, DNA'nın hücre çekirdeğindeki replikasyonu gerçekleşir, böylece bu sentez aşamasının sonunda DNA ikiye katlanır ve her bir kromozom iki kromatitten oluşur. S fazı 7 ila 8 saat sürer.
G2 fazı, hücre çekirdeği bölünmesi olan mitoza geçişi temsil eder Bu faz aynı zamanda sentetik veya prömiyetik aralık olarak da bilinir. Komşu hücrelere hücre teması çözülür, hücre yuvarlak bir şekil alır ve artan sıvı akışı nedeniyle büyür. Ek olarak, hücre bölünmesi için gittikçe daha fazla RNA molekülü ve proteini sentezlenmektedir. Bu işlem yaklaşık dört saat sürer.
Sözde M-fazı uyarıcı faktör (MPF) daha sonra M-fazına, mitotik faza geçişe yol açar. Germ hücrelerinde mitotik faza mayoz bölünme de denir. Gerçek hücre bölünmesi M fazında gerçekleşir. Kromozomlar tıpkı hücre çekirdeği ve hücrenin kendisi gibi bölünür Mitotik fazın kendisi profil faz, metafaz, anafaz ve telofaz olarak ayrılır.
Bazı hücreler bölündükten sonra G0 aşamasına geçer. G0 fazında daha fazla hücre oluşmaz. Sinir hücreleri veya epitel hücreleri genellikle G0 fazındadır. G0 fazındaki hücreler ayrıca özel büyüme faktörleri tarafından yeniden etkinleştirilebilir, böylece G1 fazında bu hücrelerde hücre döngüsü yeniden başlar.
İşlev ve görev
Periyodik hücre döngüsü, vücudun kullanılmış ve ölü hücreleri yeni hücrelerle değiştirmesini sağlar. İnsan hücrelerinin ömrü büyük ölçüde değişir. Beyindeki sinir hücreleri asla değiştirilmezken, bazı vücut hücreleri sadece birkaç saat yaşar. Bilim adamları, her saniye yaklaşık 50 milyon hücrenin öldüğünü tahmin ediyor. Aynı zamanda, aynı sayıda hücre hücre döngüsü tarafından yeniden oluşturulur ve böylece doğrudan kayıp hücrelerin yerine geçer. Vücut ölmekte olan hücrelerin kaybını sabit hücre döngüsü ile telafi eder.
Hücre döngüsü ayrıca fiziksel gelişimde önemli bir rol oynar. Hücreler yalnızca belirli bir boyuta kadar büyüyebilir. İnsanların büyüyebilmesi için yeni hücrelerin oluşturulması gerekiyor. Hücre döngüsü, hasarlı vücut parçalarının veya dokularının yenilenmesi için de gereklidir. Hücre bölünmesi, yaralanmalardan zarar gören hücreleri değiştirmeye yarar. Örneğin, yaralar ancak yeni hücreler oluştuğunda kapanabilir. Yara iyileşmesi sırasında, yara bölgesindeki hücre bölünme oranı bu nedenle önemli ölçüde artar.
Hastalıklar ve rahatsızlıklar
Patolojik bir bakış açısıyla, hücre döngüsü kanserin gelişiminde önemli bir rol oynar. Sağlıklı insanlarda hücre döngüsü, hücre döngüsü kontrol noktaları olarak adlandırılan kontrol noktaları tarafından kontrol edilir. DNA ve genomu korumaya hizmet ederler ve hücre dejenerasyonunu önlemelidirler. Ayrıca DNA hasarı olan hücrelerde hücre bölünmesini inhibe ederler. Etkilenen hücreler daha sonra hasarı onarma veya onarılamaz hasar durumunda programlanmış hücre ölümünü başlatma seçeneğine sahiptir. Neoplastik hücreler, yani kanser hücreleri bağımsız olarak hareket eder ve artık bu kontrol mekanizmalarına tabi değildir.
Şimdi iki faktör kontrolsüz hücre büyümesine katkıda bulunuyor. Bir yandan, sözde proto-onkogenler onkojenlere dönüşür. Bunlar, etkilenen hücrede aşırı büyümeyi tetikler. Ek olarak, tümör baskılayıcı genler mutasyona uğrar. Normal durumlarında bunlar büyümeyi gerçekten engeller. Ancak mutasyondan sonra işlevleri bozulur ve apoptoz, yani hasarlı hücrelerin programlanmış hücre ölümü artık tetiklenmez. Kanser hücreleri böylece engellenmeden çoğalabilir.
Mayoz bölünme aşamalarındaki rahatsızlıklar, yani germ hücrelerinin bölünmesi, kromozomların yanlış dağılımına yol açabilir. Kızı hücrelerdeki kromozomların sayısı daha sonra patolojik olarak değiştirilir. Bu durumda bir kromozom sapmasından söz edilir. En iyi bilinen kromozom sapması kesinlikle Down sendromudur, ayrıca trizomi 21'dir. Burada 21. kromozom iki yerine üç kez bulunur. 46 kromozom yerine 47 kromozom vardır. Trizomi 21'in özellikleri, yukarıya doğru uzanan kapak eksenleri, kas hipotoni ve dört parmaklı oluğudur. Çoğu durumda, hastalık zihinsel engelliliğe yol açar. Etkilenenlerin yaklaşık yarısı da bir kalp kusurundan muzdariptir.
Hatalı bir hücre döngüsünün neden olduğu diğer kromozomal anormallikler Turner sendromu veya Klinefelter sendromudur. Burada cinsiyet kromozomları etkilenir. Kromozom sapmaları genellikle erken düşüklerden de sorumludur.
