w ciągu życia wiele komórek tworzących ciało starzeje się i umiera. Komórki te muszą zostać zastąpione, aby organizm mógł kontynuować optymalne funkcjonowanie. Przyczyny utraty komórek i konieczności ich zastąpienia to:

  • usuwanie komórek nabłonkowych, takich jak te wyściełające skórę i jelita. Stare, zużyte komórki na powierzchni tkanek są stale wymieniane. Szczególnym przypadkiem jest miesięczna wymiana komórek wyściełających macicę u kobiet przed menopauzą.,
  • gojenie się ran wymaga, aby komórki w obszarze uszkodzenia namnożyły się, aby zastąpić utracone. Choroby wirusowe, takie jak zapalenie wątroby, mogą również powodować uszkodzenia narządów, które następnie muszą zastąpić utracone komórki.
  • wymiana komórek tworzących krew. Krwinki czerwone przenoszą tlen do tkanek. Białe krwinki, takie jak limfocyty B I T są częścią układu odpornościowego organizmu i pomagają odeprzeć infekcje. Większość z tych komórek ma bardzo krótką żywotność i musi być stale wymieniana. Prekursory tych komórek znajdują się w szpiku kostnym., Prekursory te lub komórki macierzyste muszą rozmnażać się w bardzo wysokim tempie, aby utrzymać odpowiednią ilość krwinek.

proces, w którym komórka rozmnaża się tworząc dwie identyczne kopie siebie, jest znany jako mitoza. Celem mitozy jest utworzenie dwóch identycznych komórek z jednej komórki macierzystej. Powstałe komórki znane są jako komórki potomne. Aby tak się stało, należy wykonać następujące czynności:

  • materiał genetyczny, DNA w chromosomach, musi być wiernie skopiowany. Odbywa się to za pomocą procesu znanego jako replikacja.,
  • organelle, takie jak mitochondria, muszą być rozmieszczone tak, aby każda komórka potomna otrzymała odpowiednią ilość do funkcjonowania.
  • cytoplazma komórki musi być fizycznie rozdzielona na dwie różne komórki.

jak zobaczymy, wiele cech komórek nowotworowych wynika z wad genów, które kontrolują podział komórek. Proces podziału komórek odbywa się w sposób uporządkowany przez cztery różne etapy. Te cztery etapy są łącznie znane jako cykl komórkowy., Więcej informacji na temat tematów na tej stronie można znaleźć również w większości podręczników do biologii wprowadzającej, polecamy biologię Campbella, wydanie 11.1 poniższe strony szczegółowo opisują cykl komórkowy.,

sekcje zawarte na tej stronie:

  • normalny podział komórek
  • podział komórek nowotworowych
  • podsumowanie podziału komórek

normalny podział komórek

istnieje kilka zabezpieczeń wbudowanych w proces podziału komórek, aby zapewnić, że komórki nie dzielą się, chyba że prawidłowo ukończyły proces replikacji i że warunki środowiskowe, w których komórki istnieją, są korzystne dla podziału komórek. Istnieją między innymi systemy pozwalające określić:

  • czy DNA jest w pełni replikowane?
  • czy DNA jest uszkodzone?,
  • czy jest wystarczająco dużo składników odżywczych, aby wspierać wzrost komórek?

Jeśli te kontrole zawiodą, normalne komórki przestaną się dzielić, dopóki warunki nie zostaną poprawione. Komórki nowotworowe nie przestrzegają tych zasad i będą nadal rosnąć i dzielić.

teraz, gdy omówiliśmy cykl komórkowy, pokrótce omówimy sposoby sygnalizowania podziału komórek.

większość komórek w organizmie nie dzieli się aktywnie. Pełnią one swoje funkcje, takie jak produkcja enzymów do trawienia pokarmu lub pomoc w poruszaniu ramionami lub nogami., Tylko niewielki procent komórek faktycznie przechodzi przez proces właśnie opisany.

normalny podział komórek wymaga stałych sygnałów (człowiek stojący na przełączniku). Po usunięciu sygnałów komórki przestają się dzielić.

komórki dzielą się w odpowiedzi na zewnętrzne sygnały, które „każą” im wejść do cyklu komórkowego. Sygnały te mogą przybierać postać estrogenów lub białek, takich jak czynnik wzrostu pochodzenia płytkowego (PDGF)., Te cząsteczki sygnałowe, przedstawione jako cząsteczka w kształcie litery X na poniższej animacji, wiążą się ze swoimi komórkami docelowymi i wysyłają sygnały do jądra. W rezultacie geny odpowiedzialne za podział komórek są włączone, a komórka się dzieli. Na przykład, cięcie w skórze prowadzi pewne komórki krwi, płytki krwi, do produkcji czynnika wzrostu (który powoduje komórki skóry do reprodukcji i wypełnienia rany. Podział komórek jest normalnym procesem, który pozwala na wymianę martwych komórek.

normalny podział komórek II

Jakie są sygnały, które powodują, że komórki przestają się dzielić?,

brak pozytywnych sygnałów zewnętrznych powoduje, że komórki przestają się dzielić.

zahamowanie kontaktu
komórki są również w stanie wyczuć swoje otoczenie i reagować na zmiany. Na przykład, jeśli komórka wyczuwa, że jest otoczona ze wszystkich stron przez inne komórki, przestanie się dzielić. W ten sposób komórki będą rosły w razie potrzeby, ale przestaną, gdy ich cel zostanie osiągnięty. Wracając do naszego przykładu rany, komórki wypełniają lukę pozostawioną przez ranę, ale potem przestają się dzielić, gdy szczelina zostanie uszczelniona. Komórki nowotworowe nie wykazują hamowania kontaktu., Rosną nawet wtedy, gdy są otoczone przez inne komórki, powodując formowanie się masy. Zachowanie normalnych (górna animacja) i komórek nowotworowych (dolna animacja) w odniesieniu do hamowania kontaktu przedstawiono poniżej.

okrągłe pojemniki, w których komórki są przedstawione w animacjach, nazywane są szalkami Petriego. W laboratorium często hoduje się w nich komórki, pokryte płynem bogatym w składniki odżywcze.

starzenie się komórek
większość komórek również wydaje się mieć zaprogramowane ograniczenie liczby razy, które mogą podzielić., Co ciekawe, granica wydaje się być częściowo oparta na zdolności komórki do utrzymania integralności jej DNA. Enzym, telomeraza, jest odpowiedzialny za utrzymanie końców chromosomów. U dorosłych większość naszych komórek nie wykorzystuje telomerazy, więc w końcu umierają. W komórkach nowotworowych telomeraza jest często aktywna i pozwala komórkom kontynuować podział w nieskończoność. Więcej informacji na temat telomerazy można znaleźć w sekcji geny nowotworowe

podział komórek nowotworowych

podział komórek nowotworowych., Komórki nowotworowe dzielą się nawet wtedy, gdy komórki nie są „namawiane” (nikt nie stoi na przełączniku).

jeśli chodzi o podział komórek, komórki rakowe łamią prawie wszystkie zasady!

  • komórki nowotworowe mogą się dzielić bez odpowiednich sygnałów zewnętrznych.Jest to analogiczne do samochodu poruszającego się bez nacisku na pedał gazu. Przykładem może być wzrost komórki raka piersi bez potrzeby stosowania estrogenu, normalnego czynnika wzrostu., Niektóre komórki raka piersi faktycznie tracą zdolność do reagowania na estrogen poprzez wyłączenie ekspresji receptora dla estrogenu w komórce. Komórki te mogą nadal rozmnażać się, omijając potrzebę zewnętrznego sygnału wzrostu.
  • komórki nowotworowe nie wykazują hamowania kontaktowego.Podczas gdy większość komórek może stwierdzić, czy są „zatłoczone” przez pobliskie komórki, komórki nowotworowe nie reagują już na ten sygnał stopu. Jak pokazano powyżej, dalszy wzrost prowadzi do piętrzenia się komórek i tworzenia się masy guza.
  • komórki nowotworowe mogą się dzielić bez odbierania sygnału „wszystko jasne”.,Podczas gdy normalne komórki zatrzymają podział w obecności uszkodzenia genetycznego (DNA), komórki nowotworowe będą nadal dzielić. Wynikiem tego są komórki „córki”, które zawierają nieprawidłowe DNA lub nawet nieprawidłową liczbę chromosomów. Te zmutowane komórki są nawet bardziej nienormalne niż komórka „macierzysta”. W ten sposób komórki nowotworowe mogą ewoluować, aby stać się stopniowo bardziej nienormalne.

dalszy podział komórek prowadzi do powstawania nowotworów. Niestabilność genetyczna wynikająca z nieprawidłowego podziału przyczynia się do oporności na leki występującej w wielu nowotworach., Mutacje w określonych genach mogą zmieniać zachowanie komórek w sposób, który prowadzi do zwiększonego wzrostu guza lub rozwoju.

Więcej informacji na ten temat można znaleźć w rozdziale 8 Biologii raka autorstwa Roberta A. Weinberga.

podsumowanie podziału komórek

Kontrola podziału komórek

  • podział komórek jest normalnym procesem.
  • istnieją mechanizmy zapewniające prawidłową replikację DNA, a warunki środowiskowe sprzyjają podziałowi komórek. Błędy replikacji mogą być również korygowane po ich wystąpieniu.,
  • normalne komórki przestają się dzielić, gdy występuje uszkodzenie genetyczne lub warunki nie są korzystne. Komórki nowotworowe nadal dzielą się nawet wtedy, gdy warunki nie są odpowiednie.

Sygnalizacja podziału komórek

  • większość komórek w organizmie nie dzieli się aktywnie, ale wykonuje swoje normalne funkcje.
  • komórki dzielą się w odpowiedzi na sygnały zewnętrzne w postaci białek lub steroidowych czynników wzrostu.,
  • komórki przestają się dzielić z kilku powodów, w tym:
    1. brak pozytywnych sygnałów zewnętrznych
    2. komórka wyczuwa, że jest otoczona ze wszystkich stron przez inne komórki-zależne od kontaktu (zależne od gęstości) zahamowanie
    3. większość komórek wydaje się mieć zaprogramowany limit liczby razy, kiedy mogą się dzielić

    • podział komórek w komórkach nowotworowych

    • komórki nowotworowe mogą się dzielić bez odpowiednich sygnałów zewnętrznych.
    • komórki nowotworowe nie wykazują hamowania kontaktowego.
    • komórki nowotworowe nadal dzielą się w obecności uszkodzeń genetycznych.,
    • nieskrępowany, ciągły podział genetycznie uszkodzonych komórek może prowadzić do powstawania nowotworów.

    Jeśli uważasz, że materiał jest przydatny, rozważ umieszczenie linku do naszej strony

    • 1. Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., & Campbell Biology (11th ed.). Pearson.