Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Tre grunde til, at celdeling er vigtig

Tidligt i biologiens historie mente forskere, at celler opstod spontant. Med udviklingen af celleteorien indså folk endelig, at kun celler kan få andre celler. Faktisk er to kategorier, der definerer noget som levende eller ej, vækst og reproduktion, som begge celledeling opnår. Celleinddeling, også kaldet mitose, forekommer i alle levende ting. Når levende ting vokser, dør nogle celler eller bliver beskadiget og har behov for udskiftning. Nogle encellede organismer bruger en type mitose som deres eneste former for reproduktion. I multicellulære organismer tillader celledeling enkeltpersoner at vokse og ændre sig ved at udvide antallet af samlede celler.

TL; DR (for lang; ikke læst) vækst, reproduktion og vævsreparation.
Process of Cell Division
••• Comstock-billeder /Comstock /Getty Images

Mitose udgør kun en lille del af cellecyklussen. Celledeling består af fem faser. Under interfase, der udgør et flertal af cellecyklussen, udfører cellen ikke meget af noget undtagen at duplikere dets genetiske materiale eller DNA. Prophase ser kromosomerne tykkere og bevæger sig til modsatte ender af cellen. Kromosomerne udgør en linje nede i midten af cellen under metafase. Anafase finder sted, når kromosomerne adskilles, mens cellen klemmer i midten. Telophase annoncerer afslutningen af mitose, hvor kernekonvolutten formes igen omkring de tyndende kromosomer, og de to datterceller adskiller sig fuldstændigt.
Cellular Reproduktion
••• Comstock-billeder /Comstock /Getty-billeder

Mere primitive livsformer, celledeling fungerer som et middel til reproduktion. Celleinddeling med henblik på reproduktion, kaldet binær fission, forekommer i organismer, der ikke har udviklet sig til seksuel reproduktion eller ikke har brug for sex. Binær fission udviklede sig relativt tidligt i det evolutionære livssystem. Bakterier, en af de tidligste former for liv på Jorden, anvender binær fission, fordi de ikke kan skåne den ekstra energi, der er nødvendig for at finde kammerater, fremstille sexceller eller passe efter afkom. Bakterier formerer sig mange gange for at danne kolonier af organismer, der genetisk ligner hinanden. Fordi alle individer er kloner af hinanden og tilpasning sker langsomt, kan enhver potentiel ændring af miljøet udrydde hele kolonien.
Cellular Growth
••• Digital Vision./Digital Vision /Getty Images

Organismer vokser enten ved at forøge cellestørrelse eller øge i celletal. Mens en multicellulær organisme er i sine tidlige udviklingsstadier, deler celler sig i accelererede hastigheder for at øge størrelsen på organismen. Celler fortsætter med at dele sig for at øge organismens størrelse, indtil organismen når voksenlivet. På dette tidspunkt har mange celler, såsom nerve- eller hjertemuskelceller, ikke længere evnen til at dele sig. Vækst i disse celler forekommer kun som et resultat af normale eller patologiske stigninger i cellestørrelser.
Cell Reparation
••• Digital Vision./Digital Vision /Getty Images

Når der opstår en skade på væv, er skadestedet bliver et arnested for aktivitet. Stoffer kaldet ”vækstfaktorer”, der er til stede i den ekstracellulære matrix - de strukturer, der understøtter celler - stimulerer vævsreparation. ECM indeholder materialer som vand, mineraler og forbindelser, der er nødvendige for at reparere sår. Ved mindre kvæstelser tillader ECM, at vævet regenererer sig selv gennem mitose uden skadelige følger. Ved større læsioner forekommer regenerering ikke, og fibrose eller ardannelse forekommer i stedet.
Kontrol af celledeling

Celledeling begrænser normalt sig, nemlig på visse kontrolpunkter i løbet af cellecyklussen. Størstedelen af celler i den menneskelige krop findes i G0-fase af interfasen, som angiver tilstanden af ikke-opdelende celler. En celle fortsætter ind i den mitotiske cyklus, hvis den modtager et signal ved G1-kontrolpunktet, der siger, at det skal opdeles. Kemikalier kaldet kinaser fungerer som disse signaler. Hvis cellecyklussen fortsætter til G2-kontrolpunktet, skubber modningsfremmende faktorer cellen til mitose. Når der opstår skade, producerer blodplader - koagulationsfaktorer - blodpladeafledte vækstfaktorer, der får celler, der kaldes fibroblaster, til at dele sig og således fremme heling. Celler stopper typisk med at dele sig, når de kommer i kontakt med andre celler eller danner en tilknytning til ECM.
Når celledeling går galt. • •• Duncan Smith /Photodisc /Getty Images

Nogle gange bliver mitose ukontrolleret, og kræftresultater. Kræfteceller klæber ikke længere efter signaler, der ophører med mitose. Disse unormale enheder skyldes sandsynligvis mutationer i generne, der kontrollerer celledeling. Kræfteceller opfører sig ikke som eller ligner almindelige celler. De usædvanlige celler stimulerer blodkarets vækst til at fodre sig selv. Til tider kan disse celler bryde fri fra den oprindelige klynge eller tumor og rejse gennem blodbanen for at etablere en ny tumor på et andet sted. I betragtning af alt, hvad de har brug for for at overleve, kan kræftceller fortsætte med at dele sig for evigt, folde hinanden og ignorere alle signaler til at stoppe mitose.