během života mnoho buněk, které tvoří věk těla a umírají. Tyto buňky musí být nahrazeny tak, aby tělo mohlo pokračovat v optimálním fungování. Důvody, proč jsou buňky ztraceny a musí být nahrazeny, zahrnují následující:
- odlupování epiteliálních buněk, jako jsou ty, které lemují kůži a střeva. Staré, opotřebované buňky na povrchu tkání jsou neustále nahrazovány. Zvláštním případem je měsíční náhrada buněk lemujících dělohu u žen před menopauzou.,
- hojení ran vyžaduje, aby se buňky v oblasti poškození množily, aby nahradily ztracené. Virová onemocnění, jako je hepatitida, mohou také způsobit poškození orgánů, které pak potřebují nahradit ztracené buňky.
- výměna buněk, které tvoří krev. Červené krvinky přenášejí kyslík do tkání. Bílé krvinky, jako jsou B A T lymfocyty, jsou součástí imunitního systému těla a pomáhají odvrátit infekce. Většina těchto buněk má velmi krátkou životnostpany a musí být neustále nahrazovány. Prekurzory těchto buněk jsou umístěny v kostní dřeni., Tyto prekurzory nebo kmenové buňky se musí reprodukovat velmi vysokou rychlostí, aby se udrželo dostatečné množství krevních buněk.
proces, kterým se buňka reprodukuje, aby vytvořila dvě identické kopie, se nazývá mitóza. Cílem mitózy je vytvoření dvou identických buněk z jedné mateřské buňky. Vytvořené buňky jsou známé jako dceřiné buňky. Aby k tomu došlo, musí nastat následující:
- genetický materiál, DNA v chromozomech, musí být věrně kopírován. K tomu dochází prostřednictvím procesu známého jako replikace.,
- organely, jako jsou mitochondrie, musí být distribuovány tak, aby každá Dceřiná buňka dostala odpovídající množství pro funkci.
- cytoplazma buňky musí být fyzicky rozdělena do dvou různých buněk.
jak uvidíme, mnoho vlastností rakovinných buněk je způsobeno defekty genů, které kontrolují dělení buněk. Proces dělení buněk probíhá jako řádná progrese ve čtyřech různých fázích. Tyto čtyři fáze jsou kolektivně známé jako buněčný cyklus., Další informace o tématech na této stránce naleznete také ve většině úvodních učebnic biologie, doporučujeme Campbell Biology, 11. vydání.1 následující stránky podrobně popisují buněčný cyklus.,
Oddíly zahrnuty na této stránce:
- Normální Dělení Buněk
- Dělení Buněk Rakoviny
- Buněčné Dělení Shrnutí
Normální Buněčné Dělení
Existuje několik záruk zabudovány do procesu dělení buněk, aby se zajistilo, že buňky nemají rozdělit, pokud oni dokončili proces replikace správně a že podmínky prostředí, ve kterém buňky existují, jsou příznivé pro buněčné dělení. Mimo jiné existují systémy, které určují následující:
- je DNA plně replikována?
- je DNA poškozená?,
- existuje dostatek živin pro podporu růstu buněk?
pokud tyto kontroly selžou, normální buňky se přestanou dělit, dokud nebudou korigovány podmínky. Rakovinné buňky nedodržují tato pravidla a budou i nadále růst a rozdělovat.
Nyní, když jsme diskutovali o buněčném cyklu, budeme stručně řešit způsoby, jakými jsou buňky signalizovány k rozdělení.
většina buněk v těle se aktivně nerozděluje. Plní své funkce, jako je produkce enzymů k trávení jídla nebo pomoc při pohybu paží nebo nohou., Pouze malé procento buněk skutečně prochází právě popsaným procesem.
Buňky se dělí v reakci na vnější signály, že „říct“ jim vstoupit do buněčného cyklu. Tyto signály mohou mít formu estrogenu nebo proteinů, jako je růstový faktor odvozený od destiček (PDGF)., Tyto signalizační molekuly, zobrazené jako molekula ve tvaru X v níže uvedené animaci, se vážou na své cílové buňky a vysílají signály do jádra. Výsledkem je, že geny zodpovědné za dělení buněk jsou zapnuty a buňka se rozdělí. Například řez v kůži vede určité krevní buňky, krevní destičky k produkci růstového faktoru (který způsobuje, že kožní buňky reprodukují a vyplňují ránu. Buněčné dělení je normální proces, který umožňuje výměnu mrtvých buněk.
normální buněčné dělení II
jaké jsou signály, které způsobují, že se buňky přestanou dělit?,
nedostatek pozitivních vnějších signálů způsobuje zastavení dělení buněk.
inhibice kontaktu
buňky jsou také schopny vnímat své okolí a reagovat na změny. Pokud například buňka vycítí, že je ze všech stran obklopena jinými buňkami, přestane se dělit. Tímto způsobem buňky v případě potřeby porostou, ale zastaví se, když bude splněn jejich cíl. Aby přehodnotil své rány, například, buňky vyplnit mezeru po ránu, ale pak se dělení zastaví, když rozdíl byl zpečetěn. Rakovinné buňky nevykazují inhibici kontaktu., Rostou, i když jsou obklopeny jinými buňkami, které způsobují tvorbu hmoty. Chování normálních (horní animace) a rakovinných buněk (dolní animace) s ohledem na inhibici kontaktu je znázorněno níže.
kulaté nádoby, ve kterých jsou buňky zobrazeny v animacích, se nazývají Petriho nádobí. V laboratoři se v nich často pěstují buňky, pokryté kapalinou bohatou na živiny.
buněčná Senescence
zdá se, že většina buněk má také předem naprogramovaný limit, kolikrát se mohou dělit., Zajímavé je, že limit se zdá být částečně založen na schopnosti buňky udržovat integritu její DNA. Enzym, telomeráza, je zodpovědný za udržování konců chromozomů. U dospělých většina našich buněk nepoužívá telomerázu, takže nakonec zemřou. V rakovinných buňkách je telomeráza často aktivní a umožňuje buňkám pokračovat v nekonečném dělení. Pro více informací o telomerázy, viz Geny Rakoviny části
Dělení Buněk Rakoviny
pokud jde o dělení buněk, rakovinné buňky porušují téměř všechna pravidla!
- rakovinné buňky se mohou dělit bez vhodných vnějších signálů.To je analogické s vozidlem, které se pohybuje bez tlaku na plynový pedál. Příkladem by byl růst buňky rakoviny prsu bez potřeby estrogenu, normálního růstového faktoru., Některé buňky rakoviny prsu skutečně ztrácejí schopnost reagovat na estrogen vypnutím exprese receptoru pro estrogen v buňce. Tyto buňky se mohou stále reprodukovat tím, že obcházejí potřebu vnějšího růstového signálu.
- rakovinné buňky nevykazují inhibici kontaktu.Zatímco většina buněk může zjistit, zda jsou „přeplněné“ okolními buňkami, rakovinné buňky již nereagují na tento stop signál. Jak je uvedeno výše, pokračující růst vede k hromadění buněk a tvorbě nádorové hmoty.
- rakovinné buňky se mohou dělit bez přijetí signálu „all clear“.,Zatímco normální buňky zastaví dělení za přítomnosti genetického (DNA) poškození, rakovinné buňky se budou i nadále dělit. Výsledkem jsou „dceřiné“ buňky, které obsahují abnormální DNA nebo dokonce abnormální počet chromozomů. Tyto mutantní buňky jsou ještě abnormálnější než „rodičovská“ buňka. Tímto způsobem se rakovinné buňky mohou vyvíjet, aby se staly postupně abnormálnějšími.
pokračující buněčné dělení vede k tvorbě nádorů. Genetická nestabilita, která vyplývá z aberantního rozdělení, přispívá k rezistenci na léky pozorované u mnoha rakovin., Mutace specifických genů mohou změnit chování buněk způsobem, který vede ke zvýšenému růstu nebo vývoji nádoru.
Více informací o tomto tématu naleznete v kapitole 8 biologie rakoviny Roberta a. Weinberga.
Cell Division Summary
Cell Division Control
- Cell division je normální proces.existují mechanismy
- , které zajišťují správnou replikaci DNA a podmínky prostředí jsou příznivé pro dělení buněk. Chyby replikace mohou být také opraveny po jejich výskytu.,
- normální buňky se přestanou dělit, pokud dojde k genetickému poškození nebo podmínky nejsou příznivé. Rakovinné buňky se nadále dělí, i když podmínky nejsou vhodné.
signalizace dělení buněk
- většina buněk v těle se aktivně nerozděluje, ale provádí své normální funkce.
- buňky se dělí v reakci na vnější signály ve formě růstových faktorů bílkovin nebo steroidů.,
- Buňky přestávají dělit z několika důvodů, včetně:
- nedostatek pozitivní externí signály
- buňka cítí, že je obklopen ze všech stran ostatních buněk-kontaktní závislé (hustota závislá) inhibice
- Většina buněk se zdá, že mají pre-naprogramovaný limit na počet časů, které můžeme rozdělit
Dělení Buněk v Rakovinné Buňky,
- Rakovinné buňky mohou rozdělit bez potřeby externí signály.
- rakovinné buňky nevykazují inhibici kontaktu.
- rakovinné buňky se dále dělí za přítomnosti genetického poškození.,
- neinhibované, pokračující dělení geneticky poškozených buněk může vést k tvorbě nádorů.
Pokud zjistíte, že materiál je užitečný, zvažte prosím odkaz na naše webové stránky
- 1. Urry, L. a., Cain, M. L., Wasserman, S. a., Minorsky, P. V., & Reece, J. B. (v roce 2017). Campbell Biology (11.). Pearsone.