Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

3 faser af interfase

Forskere observerede først processen med celledeling i slutningen af 1800-tallet. Det konsistente mikroskopiske bevis for, at celler, der forbruger energi og materiale til at kopiere og opdele sig, modbeviste den udbredte teori om, at nye celler opstod fra spontan generation. Forskere begyndte at forstå fænomenet cellecyklus; dette er den proces, hvormed celler "fødes" gennem celledeling og derefter lever deres liv, foregår gennem deres daglige celleaktiviteter, indtil det er tid til selv at gennemgå celledeling.

Masser af grunde til, at en celle muligvis ikke gå gennem en opdeling findes. Nogle celler i den menneskelige krop gør det simpelthen ikke; for eksempel stopper de fleste nerveceller i sidste ende med at blive underlagt celledeling, og derfor kan en person, der tåler nerveskade, lide permanente motoriske eller sensoriske mangler. : interfase og mitose. Mitose er den del af cellecyklussen, der involverer celledeling, men den gennemsnitlige celle bruger 90 procent af sin levetid i interfase, hvilket ganske enkelt betyder, at cellen lever og vokser og ikke deler sig. Der er tre underfaser i interfasen. Disse er G 1-fase, S-fase og G 2-fase.

TL; DR (for lang; læste ikke)

De tre faser i interfasen er G 1, der står for Gap fase 1; S-fase, der står for syntesefasen; og G 2, der står for Gap-fase 2. Interfase er den første af to faser i den eukaryotiske cellecyklus. Den anden fase er mitose eller M-fase, som er, når celledeling finder sted. Nogle gange forlader celler ikke G 1, fordi de ikke er den type celler, der deler sig, eller fordi de er ved at dø. I disse tilfælde befinder de sig i et trin, der kaldes G 0, som ikke betragtes som en del af cellecyklussen.
Celleinddeling i prokaryoter og eukaryoter

Encellede organismer som bakterier kaldes prokaryoter, og når de deltager i celledeling, er deres formål at gengive aseksuelt; de skaber afkom. Prokaryotisk celledeling kaldes binær fission i stedet for mitose. Prokaryoter har typisk kun et kromosom, der ikke engang er indeholdt i en kernemembran, og de mangler de organeller, som andre slags celler har. Under binær fission fremstiller en prokaryot celle en kopi af dets kromosom og fastgør derefter hver søsterkopi af kromosomet til en modsat side af dens cellemembran. Derefter begynder det at danne en spalte i dens membran, der klemmer indad i en proces kaldet invagination, indtil den adskilles i to identiske, separate celler. De celler, der er en del af den mitotiske cellecyklus, er de eukaryote celler. De er ikke individuelle levende organismer, men celler, der findes som samarbejdende enheder af større organismer. Cellerne i dine øjne eller dine knogler eller cellerne i din kattes tunge eller i græsstråene på din forgræsplæne er alle eukaryote celler. De indeholder meget mere genetisk materiale end en prokaryot, så processen med celledeling er også meget mere kompliceret.
Den første gap-fase -

Cellecyklussen fik sit navn, fordi celler konstant deler sig, begynder livet på ny . Når en celle er delt, er det slutningen af mitosefasen, og den starter straks interfase igen. I praksis sker cellecyklussen naturligvis flydende, men forskere har afgrænset faser og underfaser i processen for bedre at forstå de mikroskopiske byggesten i livet. Den nyligt opdelte celle, som nu er en af to celler, der tidligere var en enkelt celle, er i G 1-subfasen af interfasen. G 1 er en forkortelse for “Gap” -fasen; der vil være en anden mærket G 2. Du kan også se disse skrevet som G1 og G2. Da forskere opdagede det travle, grundlæggende cellulære arbejde med mitose under mikroskopet, fortolkede de den relativt mindre dramatiske interfase som en hvilende eller pausefase mellem celledelinger.

De navngav G 1 fase med ordet "gap" ved hjælp af denne fortolkning, men i den forstand er det en fejlnummer. I virkeligheden er G 1 mere et vækststadium end et hviletrin. I denne fase gør cellen alle de ting, der er normale for dens type celle. Hvis det er en hvid blodlegeme, udfører den defensive handlinger for immunsystemet. Hvis det er en bladcelle i en plante, udfører den fotosyntesen og gasudveksling. Nogle celler vokser langsomt under G 1, mens andre vokser meget hurtigt. Cellen syntetiserer molekyler, såsom ribonukleinsyre (RNA) og forskellige proteiner. På et bestemt tidspunkt sent i G 1-trinet er cellen nødt til at "beslutte", om den skal videre til det næste trin i interfasen.
Checkpoints of Interphase

Et molekyle kaldet cyclinafhængig kinase (CDK) regulerer cellecyklussen. Denne regulering er nødvendig for at forhindre et tab af kontrol med cellevækst. Celleinddeling uden for kontrol hos dyr er en anden måde at beskrive en ondartet tumor eller kræft på. CDK leverer signaler på kontrolpunkter under specifikke punkter i cellecyklussen for at cellen skal fortsætte eller pause. Visse miljøfaktorer bidrager til, om CDK leverer disse signaler. Disse inkluderer tilgængeligheden af næringsstoffer og vækstfaktorer og celletætheden i det omgivende væv. Celledensitet er en særlig vigtig metode til selvregulering, der anvendes af celler til at opretholde sunde vævsvæksthastigheder. CDK regulerer cellecyklussen i de tre faser af interfasen såvel som under mitose (som også kaldes M-fase).

Hvis en celle når et regulatorisk kontrolpunkt og ikke modtager et signal til at fortsætte fremad med cellecyklus (for eksempel hvis det er ved slutningen af G 1 i interfase og venter på at komme ind i S-fase i interfase), er der to mulige ting, som cellen kunne gøre. Den ene er, at den kan stoppe, mens problemet er løst. Hvis for eksempel en nødvendig komponent er beskadiget eller mangler, kan der udføres reparationer eller supplering, og så kunne det komme til kontrolpunktet igen. Den anden mulighed for cellen er at gå ind i en anden fase kaldet G 0, som er uden for cellecyklussen. Denne betegnelse er for celler, som fortsat vil fungere, som de skal, men ikke vil gå videre til S-fase eller mitose, og som sådan ikke vil deltage i celledeling. De fleste voksne menneskelige nerveceller anses for at være i G 0-fasen, da de typisk ikke går videre til S-fase eller mitose. Celler i G 0-fasen betragtes som rolige, hvilket betyder, at de er i en ikke-opdelende tilstand eller senescent, hvilket betyder, at de er ved at dø.

Under G 1-trinnet interfase, er der to regulatoriske kontrolpunkter, som cellen skal passere igennem, før de fortsætter. Man vurderer, om cellens DNA er beskadiget, og hvis det er tilfældet, skal DNA'et repareres, før det kan fortsætte. Selv når cellen ellers er klar til at gå videre til S-fasen af interfasen, er der et andet kontrolpunkt for at sikre, at miljøforholdene - hvilket betyder tilstanden af miljøet, der umiddelbart omgiver cellen - er gunstige. Disse betingelser inkluderer celletætheden i det omgivende væv. Når cellen har de nødvendige betingelser for at gå videre fra G <1 til S-fase, binder et cyclinprotein sig til CDK og udsætter den aktive del af molekylet, som signalerer til cellen, at det er tid til at begynde S-fase. Hvis cellen ikke opfylder betingelserne for at bevæge sig fra G 1 til S-fase, aktiverer cyclin ikke CDK, hvilket forhindrer progressionen. I nogle tilfælde, såsom beskadiget DNA, vil CDK-inhibitorproteiner binde til CDK-cyclin-molekyler for at forhindre progression, indtil problemet er afhjulpet.
Syntese af genomet