Cellesyklusen er en regelmessig forekommende sekvens av forskjellige faser i en kroppscelle. Cellesyklusen begynner alltid etter at en celle deler seg og slutter etter at neste celledeling er fullført.
Hva er cellesyklusen?
Cellesyklusen starter alltid etter en oppdeling av cellen og slutter etter fullføring av neste celledeling. Cellesyklusen starter umiddelbart etter celledeling med interfase. Interphase er også kjent som G-fase. Den er sammensatt av fasene G1, G2, S og 0. I G1-fasen, også kalt gap-fase, er cellevekst hovedfokus. Ulike cellekomponenter, slik som cytoplasmaet og noen celleorganeller, tilsettes cellen. Diverse proteiner og RNA, ribonukleinsyre, blir produsert i cellen. RNA spiller en rolle i cellen som bærer av genetisk informasjon. I G-fasen deler de såkalte sentriolene seg. Sentrioler er organeller av dyreceller som ligger nær kjernen. Cellekjernen er nå godt synlig. I G1-fase består hvert kromosom av bare ett kromatid. G1-fasen varer vanligvis fra 1 til 12 timer. I degenererte celler kan denne fasen forkortes ekstremt. G1-fasen etterfølges av S-fasen. I denne fasen foregår replikasjon av DNA i kjernen, slik at på slutten av denne syntesefasen blir DNA duplisert og hvert kromosom dannes av to kromatider. S-fasen varer mellom 7 og 8 timer. G2-fasen representerer overgangen til mitose, delingen av cellekjernen. Denne fasen kalles også postsyntetisk eller premitotisk intervall. Cellekontakter med naboceller brytes opp, cellen får en rund form og blir større på grunn av økt tilstrømning av væske. I tillegg økte RNA molekyler og proteiner blir syntetisert for celledeling. Denne prosessen tar omtrent fire timer. Den såkalte M-fase stimulerende faktoren (MPF) fører deretter til en overgang til M-fasen, den mitotiske fasen. I kimceller kalles også mitosefase meiose. I M-fase foregår den faktiske celledelingen. De kromosomer dele så vel som kjernen og selve cellen. Mitosefasen er videre delt inn i profase, metafase, anafase og telofase. Noen celler går inn i G0-fasen etter delingen. I G0-fasen dannes ikke flere celler. Nerveceller eller epitelceller er ofte i G0-fasen. Spesielle vekstfaktorer kan også aktivere celler fra G0-fasen, slik at cellesyklusen deretter starter igjen i G1-fasen også for disse cellene.
Funksjon og oppgave
Den periodiske cellesyklusen gjør at kroppen kan erstatte brukte og døde celler med nye celler. Levetiden til menneskelige celler varierer veldig. Mens nerveceller i hjerne blir aldri erstattet, noen kroppsceller lever bare noen få timer. Forskere anslår at rundt 50 millioner celler dør hvert sekund. På samme tid er det samme antallet celler nylig dannet gjennom cellesyklusen, og erstatter direkte de tapte cellene. Dermed kompenserer kroppen for tapet av døende celler gjennom den stadig forekommende cellesyklusen. Cellesyklusen spiller også en viktig rolle i fysisk utvikling. Celler kan bare vokse til en viss størrelse. Dermed, for at mennesker skal vokse større, nye celler må dannes. Cellesyklusen er også nødvendig for regenerering av skadede kroppsdeler eller vev. Her tjener celledeling til å erstatte celler som er skadet av skade. sår, for eksempel, kan bare lukkes hvis nye celler dannes. Derfor, i løpet av sårhelingøker frekvensen av celledeling i sårområdet kraftig.
Sykdommer og klager
Fra et patologisk synspunkt spiller cellesyklusen en viktig rolle i utviklingen av kreft. Hos friske mennesker er cellesyklusen underlagt kontroll med såkalte cellesykluskontrollpunkter. De tjener til å beskytte DNA og genetisk materiale og for å forhindre celledegenerasjon. I tillegg hemmer de celledeling i celler med DNA-skade. De berørte cellene har da muligheten til å enten reparere skaden eller, i tilfelle uopprettelig skade, starte en programmert celledød. Neoplastiske celler, dvs. kreft celler, handler autonomt og er ikke lenger underlagt disse kontrollmekanismene. To faktorer bidrar nå til ukontrollert cellevekst. For det første muterer såkalte protooncogenes til onkogener, som utløser overdreven vekst av den berørte cellen. I tillegg muteres tumorundertrykkelsesgenene. I normal tilstand har disse faktisk en veksthemmende effekt. Etter mutasjon er imidlertid funksjonene deres svekket og apoptose, dvs. programmert celledød av skadede celler, utløses ikke lenger. De kreft celler kan dermed spre seg uhindret. Forstyrrelser i fasene av meiose, dvs. delingen av kimceller, kan føre til en maldistribusjon av kromosomer. Antall kromosomer i dattercellene endres deretter patologisk. Dette blir også referert til som kromosomavvik. Den mest kjente kromosomavviken er absolutt Down syndrom, også kjent som trisomi 21, der kromosom 21 er til stede tre ganger i stedet for to ganger. I stedet for 46 kromosomer er 47 kromosomer til stede. Kjennetegn ved trisomi 21 er øyelokk akser rennende utad, muskelhypotoni og en fire-finger fure. I de fleste tilfeller fører lidelsen til mental retardasjon. Omtrent halvparten av alle berørte individer lider også av a hjerte defekt. Andre kromosomavvik forårsaket av en defekt cellesyklus er Turnersyndrom or Klinefelter syndrom. Her påvirkes kjønnskromosomene. Kromosomavvik er også ofte ansvarlige for tidlige spontanaborter.
