jaký je buněčný cyklus?

buněčný cyklus zahrnuje celý život buňky od narození až po její smrt. Je to čas od vytvoření buňky z její mateřské buňky až do jejího rozdělení na dceřiné buňky.

důležitou součástí buněčného cyklu je buněčné dělení, proces, jímž buňka je replikována na podobu buď dvou dceřiných buněk, a to prostřednictvím procesu mitózy, nebo nepohlavní rozmnožování; nebo čtyři dceřiné buňky, procesem meiózy, nebo pohlavní rozmnožování. Toto rozdělení však tvoří jen malou část buněčného cyklu.

fáze buněčného cyklu

buněčný cyklus u eukaryot se běžně člení na dvě hlavní fáze. Cyklus nejprve začíná, když mitóza nebo meióza produkuje dceřinou buňku. Tato buňka vstupuje do mezifáze, což je dlouhá fáze, která představuje asi 90% buněčného cyklu. Po interfázi vstupuje buňka do mitózy nebo meiózy, což vede k buněčnému dělení (cytokinezi) a začátku nového buněčného cyklu v každé z dceřiných buněk.

V mitóze, během interfáze lze dále rozdělit do tří dílčích fází: první je známý jako { G }_{ 1 }, pro první mezery nebo první růst; druhý je známý jako S fáze, pro syntézu, a třetí je známý jako { G }_{ 2 }, pro druhé mezery nebo druhý růst. Během dvou fází G dochází k růstu buněk, syntéze proteinů a syntéze enzymů, zatímco během fáze s se dna replikuje. Replikace DNA probíhá bez zvýšení chromozomu číslo; v tímto způsobem, tam je dost DNA na buňku na dvě dceřiné buňky, zachování stejné ploidie (počet chromozomálních sad) jako mateřská buňka. Nenechte se zmást mezi replikací DNA a replikací chromozomů. Replikace chromozomů povede ke změně ploidie, zatímco replikace DNA ne.

V meiózy, buněčný cyklus je poněkud složitější: tak jako meiózy lze rozdělit do meiózy i a meiózy II, tak může interfáze. Interfáze i předchází meióze I a je rozdělena na Fáze G A S. Po dokončení meiózy I dochází k interfázi II, která se však skládá pouze z fáze G. Poté dochází k meióze II. Dvě fáze G jsou nezbytné pro růst buněk a syntézu proteinů, zatímco fáze S je zodpovědná za replikaci DNA. Po meióze I nemusí dojít k replikaci DNA po meióze I, protože replikace již nastala před meiózou i. to je důvod, proč interfáze II nezahrnuje fázi S.

buněčný cyklus je řízen v několika bodech, aby spustil a koordinoval určité události. Mezi ně patří kontrolní bod { G }_{ 1 }, kontrolní bod { G }_{ 2 } a kontrolní bod M, stejně jako schopnost přepnout na nedělicí fázi { G }_{ 0 } je signál není uveden. To se hodí v organismech, kde se buňky opotřebovávají a je třeba je průběžně vyměňovat (takto rosteme a nakonec stárneme). Během růstu jsou zapotřebí nové buňky, aby se zohlednila zvýšená velikost těla(hmotnost i výška).

na každém kontrolním stanovišti dochází k četným událostem. Na konci druhé růstové fáze, těsně předtím, než buňka vstoupí do fáze m, probíhá kontrola kvality; hmotnost buňky se kontroluje, aby se zajistilo, že se zdvojnásobila, replikace DNA skončila a že DNA není poškozena. Tento bod se nazývá mitotický kontrolní bod. Těsně předtím, než buňka opustí fázi M, probíhá další kontrola kvality; zde se kontroluje zarovnání chromozomů a kontroluje se připojení vřetena ke všem chromozomům. Před buňky vstoupí do S fáze interfáze, že jít přes START nebo Omezení bodu; to je místo, kde nutriční stav buňky je kontrolována, a co je nejdůležitější, DNA je zkontrolovat znovu za škodu. Pokud jste dávali pozor, možná jste si všimli, že integrita DNA již byla kontrolována jednou na mitotický kontrolní bod, je to proto, že DNA integrity je pravděpodobně nejdůležitější věc v buňce.

Fáze s interfáze

fáze s buněčného cyklu nastává během interfáze, před mitózou nebo meiózou a je zodpovědná za syntézu nebo replikaci DNA. Tímto způsobem se genetický materiál buňky zdvojnásobí dříve, než vstoupí do mitózy nebo meiózy, což umožňuje, aby bylo dostatek DNA k rozdělení na dceřiné buňky. Fáze S začíná pouze tehdy, když buňka prošla kontrolním bodem { G }_{ 1 } a rostla natolik, že obsahovala dvojnásobek DNA. S fáze je zastavena proteinem zvaným p16, dokud se to nestane.

protein p16 je životně důležitý při potlačování nádorů a byl identifikován jako protein, který zabraňuje vzniku některých rakovin. Působí proti aktivitám cyklin dependentních kinázových proteinů, které jsou zodpovědné za signalizaci, když je buňka připravena projít do další fáze. Kinázy to signalizují fosforylací retinoblastomového proteinu (pRB), který, když je aktivní, řekne buňce, aby se přesunula do další fáze.

nejdůležitější událostí vyskytující se ve fázi S je replikace DNA. Cílem tohoto procesu je produkovat dvojnásobné množství DNA, které poskytuje základ pro chromozomové sady dceřiných buněk. Replikace DNA začíná v bodě, kdy jsou regulační pre-replikační komplexy připojeny k DNA ve fázi { G }_{ 1 }. Tyto komplexy působí jako signál, kde by měla začít replikace DNA. Jsou odstraněny ve fázi S před zahájením replikace, takže k replikaci DNA nedochází více než jednou.

kromě replikace DNA pokračuje růst buněk ve fázi S a nadále se produkují proteiny a enzymy nezbytné pro syntézu DNA.

syntéza DNA

molekula DNA je ve formě dvojité šroubovice. Během fáze S, enzym zvaný helikáza odvíjí řetězec DNA, stejným způsobem, jakým byste rozbalili zip. Dva jednotlivé řetězce DNA pak mohou být použity jako šablony pro vytvoření dvou identických dvojitých řetězců DNA.

enzym nazývaný DNA polymeráza pak váže nukleotidů pro jednotlivé šablony DNA pomocí komplementární párování bází pravidlo: adenin se váže s thyminem a cytosin guanin se váže na. Tímto způsobem se vytvoří nová dvojitá šroubovice DNA, která je totožná s originálem.

Obrázek 3: syntéza DNA vyskytující se v průběhu S fáze.

Po všech DNA byly rozbalené a syntetizovány do dvou nových DNA, buňka se přesune z této fáze do { G }_{ 1 } fáze mitózy, nebo profáze I meiózy.

Proč S Fáze Je Důležité

syntéza DNA, musí dojít rychle, jako nepárové párů bází DNA během replikace jsou citlivé na škodlivé mutageny, které mohou vést k genetických abnormalit, onemocnění buněk, nebo dokonce i smrt buněk. Tato fáze je vysoce regulována díky své důležitosti při zachování genetického materiálu. Pokud dojde k poškození DNA v buňce, může být identifikována a fixována ve fázi S.

Kromě replikace DNA, četné ovládací prvky se podílejí na zajišťování plynulého chodu show jsou zásadní pro zajištění, že buňka nemusí trávit více času, než je nutné v této fázi. Jakékoli zpoždění může mít kaskádový účinek na rychlost růstu, náhradu buněk, což by mělo nepříznivé důsledky pro organismus jako celek.

Biology Review

buněčný cyklus je proces od okamžiku, kdy je buňka vytvořena dělením, až do bodu, kdy se rozdělí na dceřiné buňky. To zahrnuje mitózu nebo meiózu a mezifázi. V mitotického cyklu interfáze je rozdělen do první mezery fáze ({ G }_{ 1 }), syntéza fáze (S), a druhý rozdíl fáze ({ G }_{ 2 }). Během { G }_{ 1 } a { G }_{ 2 } buňka roste a syntetizují se proteiny a enzymy. Během fáze S se DNA syntetizuje v procesu replikace DNA. V meiotického cyklu interfáze je rozdělena do interfáze jsem a interfáze II. Interfáze I obsahuje mezeru fázi (G) a syntéza fáze (S), zatímco interfáze II obsahuje pouze mezeru fáze (G).

S fáze je regulována regulačním pre-replikační komplexy, které signál, kde syntézy DNA by měl začít; protein p16 a jeho přidružené partnery, které inhibují buněk před vstupem do S fáze, dokud není dost velké; a regulačních drah v průběhu replikace DNA. Chyby v této fázi mohou vést k genetickým abnormalitám, nemoci nebo buněčné smrti (neplánované buněčné úmrtí, které nelze zaměňovat s apoptózou). Fáze S je také důležitá pro detekci a korekci poškození DNA.

hledáte biologickou praxi?

podívejte se na naše další články o biologii.

můžete také najít tisíce praxi otázky, na Albert.io. Albert.io vám umožní přizpůsobit své zkušenosti učení na cíl, kde je třeba nejvíce pomoci. Dáme vám náročné praktické otázky, které vám pomohou dosáhnout mistrovství v biologii.

začněte cvičit zde.

jste učitel nebo administrátor, který má zájem o zvýšení výsledků studentů biologie?

Další informace o našich školních licencích naleznete zde.