Cellcykel

Som Cellcykel en beskriver en regelbunden sekvens av olika faser i en kroppscell. Cellcykeln börjar alltid efter att cellen delar sig och slutar när nästa celldelning är klar.

Vad är cellcykeln?

Cellcykeln startar omedelbart efter celldelningen med gränssnittet. Interfasen är också känd som G-fasen. Den består av faserna G1, G2, S och 0.

I G1-fasen, även känd som gapfasen, ligger fokus på celltillväxt. Cellen expanderas av olika cellkomponenter, såsom cytoplasma och vissa cellorganeller. Olika proteiner och RNA, ribonukleinsyra, produceras i cellen. RNA spelar en roll i cellen som en bärare av genetisk information.

I G-fasen delar de så kallade centriolerna sig. Centrioler är organeller av djurceller som är belägna nära cellkärnan. Kärnan är nu tydligt synlig. I G1-fasen består varje kromosom av endast en kromatid. G1-fasen varar vanligtvis 1 till 12 timmar. När det gäller degenererade celler kan denna fas extremt förkortas.

G1-fasen följs av S-fasen. I denna fas sker replikationen av DNA: t i cellkärnan, så att i slutet av denna syntesfas fördubblas DNA: et och varje kromosom bildas av två kromatider. S-fasen varar mellan 7 och 8 timmar.

G2-fasen representerar övergången till mitos, cellkärnans uppdelning. Denna fas kallas också det postsyntetiska eller premitotiska intervallet. Cellkontakterna till angränsande celler upplöses, cellen har en rundad form och blir större på grund av ett ökat inflöde av vätska. Dessutom syntetiseras fler och fler RNA-molekyler och proteiner för celldelning. Denna process tar ungefär fyra timmar.

Den så kallade M-fasstimulerande faktorn (MPF) leder sedan till en övergång till M-fasen, den mitotiska fasen. I bakterieceller kallas den mitotiska fasen också meios. Den faktiska celldelningen sker i M-fasen. Kromosomerna delar sig precis som cellkärnan och själva cellen, och den mitotiska fasen är uppdelad i profas, metafas, anafas och telofas.

Vissa celler går in i G0-fasen efter uppdelningen. Inga fler celler bildas i G0-fasen. Nervceller eller epitelceller är ofta i fas G0. Celler från G0-fasen kan också återaktiveras av speciella tillväxtfaktorer, så att cellcykeln startar igen i dessa celler i G1-fasen.

Funktion & uppgift

Den periodiska cellcykeln gör det möjligt för kroppen att ersätta använda och döda celler med nya celler. Mänskliga cellers livslängd varierar mycket. Medan nervceller i hjärnan aldrig ersätts, lever vissa kroppsceller bara några timmar. Forskare uppskattar att cirka 50 miljoner celler dör varje sekund. Samtidigt regenereras samma antal celler av cellcykeln och ersätter således de förlorade cellerna direkt. Kroppen kompenserar förlusten av dörande celler genom den ständiga cellcykeln.

Cellcykeln spelar också en viktig roll i fysisk utveckling. Cellerna kan bara växa till en viss storlek. Så att människor kan bli större måste nya celler bildas. Cellcykeln är också nödvändig för regenerering av skadade kroppsdelar eller vävnader. Celldelning tjänar till att ersätta celler skadade av skador. Till exempel kan sår bara stängas när nya celler bildas. Under sårläkning ökar därför hastigheten för celldelning i sårområdet avsevärt.

Sjukdomar och sjukdomar

Ur en patologisk synvinkel spelar cellcykeln en viktig roll i utvecklingen av cancer. Hos friska människor styrs cellcykeln av så kallade cellcykelkontrollpunkter. De tjänar till att skydda DNA och genomet och bör förhindra cellgeneration. De hämmar också celldelningen i celler med DNA-skada. De drabbade cellerna har då möjlighet att antingen reparera skadan eller, i händelse av irreparabel skada, initiera programmerad celldöd. Neoplastiska celler, dvs cancerceller, verkar autonomt och omfattas inte längre av dessa kontrollmekanismer.

Två faktorer bidrar nu till okontrollerad celltillväxt. Å ena sidan muteras så kallade proto-onkogener till onkogener. Dessa utlöser överdriven tillväxt i den drabbade cellen. Dessutom muterar tumörsuppressorgenerna. I sitt normala tillstånd hämmar dessa tillväxten. Efter mutationen störs emellertid deras funktioner och apoptos, d.v.s. den programmerade celldödet för skadade celler, triggas inte längre. Cancercellerna kan således multiplicera obehindrat.

Störningar i faserna av meios, dvs uppdelningen av groddcellerna, kan leda till en maldistribution av kromosomerna. Antalet kromosomer i dottercellerna ändras sedan patologiskt. I detta fall talar man om en kromosomavvikelse. Den mest kända kromosomavvikelsen är säkert Downs syndrom, även trisomi 21. Här finns kromosom 21 tre gånger i stället för två gånger. I stället för 46 kromosomer finns det 47 kromosomer. Funktioner hos trisomi 21 är uppåt utsträckta lockaxlar, muskelhypotoni och en fyrfingerfälla. I de flesta fall leder sjukdomen till intellektuell funktionsnedsättning. Cirka hälften av alla drabbade lider också av en hjärtdefekt.

Andra kromosomala avvikelser orsakade av en felaktig cellcykel är Turnersyndrom eller Klinefelter syndrom. Här påverkas könskromosomerna. Kromosomavvikelser är också ofta ansvariga för tidiga missfall.