under en livstid, många av de celler som utgör kroppens ålder och dör. Dessa celler måste bytas ut så att kroppen kan fortsätta fungera optimalt. Orsaker till att celler förloras och måste ersättas inkluderar följande:
- Sloughing off av epitelceller, såsom de som kantar huden och tarmarna. De gamla, slitna cellerna på ytan av vävnaderna ersätts ständigt. Ett speciellt fall av detta är den månatliga ersättningen av cellerna som fodrar livmodern hos premenopausala kvinnor.,
- sårläkning kräver att celler i skadorna multipliceras för att ersätta de förlorade. Virussjukdomar som hepatit kan också orsaka skador på organ som sedan behöver ersätta förlorade celler.
- ersättning av de celler som utgör blod. Röda blodkroppar bär syre till vävnader. Vita blodkroppar som b och T-lymfocyter är en del av kroppens immunförsvar och hjälper till att avvärja infektioner. De flesta av dessa celler har mycket kort livslängd och måste ständigt bytas ut. Prekursorerna för dessa celler är belägna i benmärg., Dessa prekursorer, eller stamceller, måste reproducera i mycket hög takt för att upprätthålla tillräckliga mängder av blodcellerna.
processen genom vilken en cell reproducerar för att skapa två identiska kopior av sig själv kallas mitos. Målet med mitos är bildandet av två identiska celler från en enda föräldercell. De bildade cellerna kallas dotterceller. För att detta ska ske måste följande ske:
- det genetiska materialet, DNA i kromosomer, måste kopieras troget. Detta sker via en process som kallas replikering.,
- organellerna, såsom mitokondrier, måste fördelas så att varje dottercell får en tillräcklig mängd att fungera.
- cellens cytoplasma måste fysiskt separeras i två olika celler.
som vi kommer att se beror många av funktionerna hos cancerceller på defekter i de gener som styr celldelning. Celldelningsprocessen sker som en ordnad progression genom fyra olika steg. Dessa fyra steg är kollektivt kända som cellcykeln., Ytterligare information om ämnena på denna sida finns också i de flesta inledande biologi läroböcker, rekommenderar vi Campbell Biology, 11th edition.1 följande sidor beskriver cellcykeln i detalj.,
avsnitt som finns på denna sida:
- Normal celldelning
- Cancercelldelning
- Celldelningssammanfattning
Normal celldelning
det finns flera skyddsåtgärder inbyggda i celldelningsprocessen för att säkerställa att cellerna inte delas upp om de inte har slutfört replikationsprocessen korrekt och att miljöförhållandena där cellerna finns är gynnsamma för celldelning. Bland annat finns det system för att bestämma följande:
- är DNA: t helt replikerat?
- är DNA: t skadat?,
- finns det tillräckligt med näringsämnen för att stödja celltillväxt?
om dessa kontroller misslyckas kommer normala celler att sluta dela tills förhållandena korrigeras. Cancerceller följer inte dessa Regler och fortsätter att växa och dela.
nu när vi har diskuterat cellcykeln kommer vi kortfattat att ta itu med hur celler signaleras att dela upp.
de flesta celler i kroppen delar inte aktivt. De utför sina funktioner, såsom produktion av enzymer för att smälta mat eller hjälpa till att flytta armarna eller benen., Endast en liten andel av cellerna går faktiskt igenom den process som just beskrivits.
celler delar sig som svar på externa signaler som ”berättar” för dem att gå in i cellcykeln. Dessa signaler kan ha formen av östrogen eller proteiner, såsom trombocytderiverad tillväxtfaktor (PDGF)., Dessa signalmolekyler, avbildade som en X-formad molekyl i animationen nedan, binder till sina målceller och skickar signaler till kärnan. Resultatet är att de gener som är ansvariga för celldelning är påslagna och cellen delar sig. Till exempel leder ett snitt i huden vissa blodkroppar, blodplättar, för att producera en tillväxtfaktor (som gör att hudcellerna reproducerar och fyller såret. Celldelning är en normal process som möjliggör ersättning av döda celler.
Normal celldelning II
vilka signaler får cellerna att sluta dela?,
brist på positiva externa signaler gör att cellerna slutar dela sig.
Kontaktinhibering
celler kan också känna sin omgivning och reagera på förändringar. Till exempel, om en cell känner att den är omgiven på alla sidor av andra celler, det kommer att sluta dela. På detta sätt kommer celler att växa när det behövs men sluta när deras mål har uppnåtts. För att se över vårt sår exempel fyller cellerna i gapet kvar av såret men sedan slutar de dela när gapet har förseglats. Cancerceller uppvisar inte kontaktinhibering., De växer även när de är omgivna av andra celler som orsakar en massa att bilda. Beteendet hos normala (toppanimering) och cancerceller (bottenanimering) med avseende på kontaktinhibering visas nedan.
de runda behållarna där cellerna avbildas i animationerna kallas petriskålar. I laboratoriet odlas celler ofta i dessa, täckta med en näringsrik vätska.
cellulär Senescence
de flesta celler verkar också ha en förprogrammerad gräns för antalet gånger som de kan dela upp., Intressant verkar gränsen delvis baseras på cellens förmåga att upprätthålla integriteten hos dess DNA. Ett enzym, telomeras, är ansvarigt för underhåll av kromosomernas ändar. Hos vuxna använder de flesta av våra celler inte telomeras så att de så småningom dör. I cancerceller är telomeras ofta aktiv och tillåter cellerna att fortsätta att dela på obestämd tid. För mer information om telomeras, se avsnittet cancergener
Cancercelldelning
När det gäller celldelning bryter cancerceller nästan alla regler!
- cancerceller kan dela sig utan lämpliga externa signaler.Detta är analogt med en bil som rör sig utan att ha tryck på gaspedalen. Ett exempel skulle vara tillväxten av en bröstcancercell utan behov av östrogen, en normal tillväxtfaktor., Vissa bröstcancerceller förlorar faktiskt förmågan att reagera på östrogen genom att stänga av uttrycket av receptorn för östrogen i cellen. Dessa celler kan fortfarande reproducera genom att kringgå behovet av den externa tillväxtsignalen.
- cancerceller uppvisar ingen kontaktinhibering.Medan de flesta celler kan berätta om de är ”trångt” av närliggande celler, svarar cancerceller inte längre på denna stoppsignal. Såsom visas ovan leder den fortsatta tillväxten till att cellerna stiger upp och bildandet av en tumörmassa.
- cancerceller kan dela sig utan att ta emot ”all clear” – signalen.,Medan normala celler kommer att stoppa division I närvaro av genetiska (DNA) skador, cancerceller kommer att fortsätta att dela. Resultaten av detta är ”dotter” – celler som innehåller onormalt DNA eller till och med onormalt antal kromosomer. Dessa mutanta celler är ännu mer onormala än den ”överordnade” cellen. På detta sätt kan cancerceller utvecklas till att bli progressivt mer onormala.
fortsatt celldelning leder till bildandet av tumörer. Den genetiska instabiliteten som härrör från avvikande division bidrar till läkemedelsresistensen som ses i många cancerformer., Mutationer i specifika gener kan förändra cellernas beteende på ett sätt som leder till ökad tumörtillväxt eller utveckling.
Mer information om detta ämne finns i kapitel 8 i Cancerbiologin av Robert A. Weinberg.
Cell Division Summary
Cell Division Control
- Cell division är en normal process.
- mekanismer finns för att säkerställa att DNA-replikering sker korrekt och miljöförhållandena är gynnsamma för celldelning. Replikeringsfel kan också korrigeras efter att de har uppstått.,
- normala celler slutar dela när det finns genetisk skada eller villkor är inte gynnsamma. Cancerceller fortsätter att dela även när förhållandena inte är lämpliga.
celldelning signalering
- de flesta celler i kroppen delar inte aktivt, men utför sina normala funktioner.
- celler delar sig som svar på externa signaler i form av protein-eller steroidtillväxtfaktorer.,
- celler slutar dela av flera skäl, inklusive:
- brist på positiva externa signaler
- cellen känner att den är omgiven på alla sidor av andra celler-kontaktberoende (densitetsberoende) hämning
- de flesta celler verkar ha en förprogrammerad gräns för antalet gånger de kan dela
celldelning i cancerceller
- cancerceller kan dela utan lämpliga externa signaler.
- cancerceller uppvisar ingen kontaktinhibering.
- cancerceller fortsätter att dela i närvaro av genetisk skada.,
- den oinhibiterade, fortsatta uppdelningen av genetiskt skadade celler kan leda till tumörbildning.
om du hittar materialet användbart, överväg att länka till vår hemsida
- 1. Urry, L. A., Kain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., & Reece, J. B. (2017). Campbell Biologi (11th ed.). Pearson.