Cellecyklus

Som Cellecyklus en beskriver en regelmæssigt forekommende sekvens af forskellige faser i en kropscelle. Cellecyklussen begynder altid, når cellen er delt og slutter, når den næste celledeling er afsluttet.

Hvad er cellecyklussen?

Cellecyklussen starter umiddelbart efter celledeling med interfasen. Interfasen er også kendt som G-fasen. Det er sammensat af faserne G1, G2, S og 0.

I G1-fasen, også kendt som gap-fasen, er der fokus på cellevækst. Cellen udvides med forskellige cellekomponenter, såsom cytoplasma og nogle celleorganeller. Forskellige proteiner og RNA, ribonukleinsyre, produceres i cellen. RNA spiller en rolle i cellen som bærer af genetisk information.

I G-fasen deler de såkaldte centrioler sig. Centrioler er organeller af dyreceller, der er placeret nær cellekernen. Kernen er nu tydeligt synlig. I G1-fasen består hvert kromosom kun af en kromatid. G1-fasen varer normalt 1 til 12 timer. I tilfælde af degenererede celler kan denne fase ekstremt forkortes.

G1-fasen efterfølges af S-fasen. I denne fase finder replikationen af ​​DNA'et i cellekernen sted, så ved slutningen af ​​denne syntesefase fordobles DNA'et, og hvert kromosom dannes af to kromatider. S-fasen varer mellem 7 og 8 timer.

G2-fasen repræsenterer overgangen til mitose, cellekernedeling.Denne fase er også kendt som det postsyntetiske eller premitotiske interval. Cellekontakterne til de nærliggende celler opløses, cellen får en afrundet form og bliver større på grund af en øget tilstrømning af væske. Derudover syntetiseres flere og flere RNA-molekyler og proteiner til celledeling. Denne proces tager cirka fire timer.

Den såkaldte M-fase-stimulerende faktor (MPF) fører derefter til en overgang til M-fasen, den mitotiske fase. I kimceller kaldes den mitotiske fase også meiose. Den faktiske celledeling finder sted i M-fasen. Kromosomerne opdeler ligesom cellekernen og selve cellen.Den mitotiske fase er i sig selv opdelt i profase, metafase, anafase og telofase.

Nogle celler går ind i G0-fasen efter deres opdeling. Der dannes ikke flere celler i G0-fasen. Nerveceller eller epitelceller er ofte i fase G0. Celler fra G0-fasen kan også genaktiveres af specielle vækstfaktorer, så cellecyklussen starter igen i disse celler i G1-fasen.

Funktion & opgave

Den periodiske cellecyklus gør det muligt for kroppen at erstatte brugte og døde celler med nye celler. Levetiden for menneskelige celler varierer meget. Mens nerveceller i hjernen aldrig erstattes, lever nogle kropsceller kun et par timer. Forskere estimerer, at omkring 50 millioner celler dør hvert sekund. På samme tid regenereres det samme antal celler af cellecyklussen og erstatter således de mistede celler direkte. Kroppen kompenserer for tabet af døende celler gennem den konstante cellecyklus.

Cellecyklussen spiller også en vigtig rolle i fysisk udvikling. Celler kan kun vokse til en bestemt størrelse. Så folk kan blive større, skal nye celler dannes. Cellecyklussen er også nødvendig for regenereringen af ​​beskadigede kropsdele eller væv. Celleinddeling tjener til at erstatte celler, der er beskadiget af kvæstelser. For eksempel kan sår kun lukkes, når der dannes nye celler. I løbet af sårheling øges derfor hastigheden af ​​celledeling i sårområdet markant.

Sygdomme og lidelser

Fra et patologisk synspunkt spiller cellecyklussen en vigtig rolle i udviklingen af ​​kræft. Hos sunde mennesker styres cellecyklussen af ​​såkaldte cellecykluskontrolpunkter. De tjener til at beskytte DNA og genomet og bør forhindre celledegeneration. De hæmmer også celledeling i celler med DNA-skade. De berørte celler har derefter muligheden for enten at reparere skaden eller i tilfælde af uoprettelig skade at indlede programmeret celledød. Neoplastiske celler, dvs. kræftceller, fungerer autonomt og er ikke længere underlagt disse kontrolmekanismer.

To faktorer bidrager nu til ukontrolleret cellevækst. På den ene side muteres såkaldte proto-oncogener til oncogener. Disse udløser overdreven vækst i den berørte celle. Derudover muterer tumorundertrykkelsesgenerne. I deres normale tilstand hæmmer disse faktisk væksten. Efter mutationen forstyrres deres funktioner imidlertid, og apoptose, dvs. den programmerede celledød af beskadigede celler, udløses ikke længere. Kræftecellerne kan således formere sig uhindret.

Forstyrrelser i faser af meiose, dvs. opdelingen af ​​kimcellerne, kan føre til en maldistribution af kromosomerne. Antallet af kromosomer i dattercellerne ændres derefter patologisk. I dette tilfælde taler man om en kromosomafvigelse. Den bedst kendte kromosomafvigelse er bestemt Downs syndrom, også trisomi 21. Her er kromosom 21 til stede tre gange i stedet for to gange. I stedet for 46 kromosomer er der 47 kromosomer. Funktioner ved trisomi 21 er opad forlængende lågeakser, muskelhypotoni og en fire-finger fur. I de fleste tilfælde fører sygdommen til intellektuelt handicap. Cirka halvdelen af ​​alle berørte lider også af en hjertedefekt.

Andre kromosomale afvigelser forårsaget af en defekt cellecyklus er Turner syndrom eller Klinefelter syndrom. Her påvirkes kønskromosomerne. Kromosomafvigelser er også ofte ansvarlige for tidlige aborter.