care este ciclul celular?

ciclul celular cuprinde întreaga viață a unei celule de la naștere până la moarte. Este timpul de la formarea unei celule din celula părinte până la divizarea acesteia în celulele fiice.o parte importantă a ciclului celular este diviziunea celulară, procesul prin care o celulă este reprodusă pentru a forma fie două celule fiice, prin procesul de mitoză sau reproducere asexuată; sau patru celule fiice, prin procesul de meioză sau reproducere sexuală. Cu toate acestea, această diviziune formează doar o mică parte a ciclului celular.

fazele ciclului celular

ciclul celular din eucariote este de obicei împărțit în două faze principale. Ciclul începe mai întâi când mitoza sau meioza produce o celulă fiică. Această celulă intră în interfază, o etapă lungă reprezentând aproximativ 90% din ciclul celular. După interfază, celula intră în mitoză sau meioză, ceea ce duce la diviziunea celulară (citokineză) și la începutul unui nou ciclu celular în fiecare dintre celulele fiice.

în mitoză, interfaza poate fi împărțită în trei subfaze: prima este cunoscută sub numele de { g }_{ 1 }, pentru primul decalaj sau prima creștere; a doua este cunoscută sub numele de faza S, pentru sinteză, iar a treia este cunoscută sub numele de { g }_{ 2 }, pentru al doilea decalaj sau a doua creștere. În timpul celor două faze G, creșterea celulară,sinteza proteinelor și sinteza enzimelor au loc, în timp ce în timpul fazei S ADN-ul este replicat. Replicarea ADN are loc fără creșterea numărului de cromozomi; în acest fel, există suficient ADN în celulă pentru două celule fiice, menținând aceeași ploidie (numărul de seturi cromozomiale) ca celula părinte. Nu vă confundați între replicarea ADN și replicarea cromozomilor. Replicarea cromozomilor va duce la o schimbare a ploidiei, în timp ce replicarea ADN-ului nu.

în meioză, ciclul celular este puțin mai complicat: la fel cum meioza poate fi împărțită în meioză I și meioză II, la fel și interfaza. Interfaza i precede meioza I și este împărțită în faze G și S. După ce meioza I este completă, apare interfaza II, dar aceasta este compusă doar dintr-o fază G. După aceasta, apare meioza II. Cele două faze G sunt esențiale pentru creșterea celulară și sinteza proteinelor, în timp ce faza S este responsabilă pentru replicarea ADN-ului. După meioza I, replicarea ADN-ului nu trebuie să apară după meioza I, deoarece replicarea a avut loc deja înainte de meioza I. Acesta este motivul pentru care interfaza II nu include o fază S.

ciclul celular este controlat în mai multe puncte pentru a declanșa și coordona anumite evenimente. Acestea includ un punct de control { g }_{ 1}, un punct de control { g }_{ 2 } și un punct de control M, precum și capacitatea de a trece la o fază care nu divizează { g }_{ 0 } este un semnal nu este dat. Acest lucru este util în organismele în care celulele se uzează și trebuie înlocuite continuu (așa creștem și în cele din urmă îmbătrânim). În timpul creșterii sunt necesare celule noi pentru a ține cont de dimensiunea crescută a corpului (atât greutatea, cât și înălțimea).

numeroase evenimente au loc la fiecare punct de control. La sfârșitul celei de-a doua faze de creștere, chiar înainte ca celula să intre în faza M, are loc controlul calității; masa celulei este verificată pentru a se asigura că s-a dublat, replicarea ADN-ului a concluzionat și că ADN-ul nu este deteriorat. Acest punct se numește punct de control mitotic. Chiar înainte ca celula să iasă din faza M, are loc un alt control al calității; aici se verifică alinierea cromozomilor și se verifică atașarea fusului la toți cromozomii. Înainte ca celulele să intre în faza S a interfazei, acestea trec prin punctul de început sau de restricție; aici se verifică starea nutrițională a celulei și, cel mai important, ADN-ul este verificat din nou pentru deteriorare. Dacă ați fost atenți, este posibil să fi observat că integritatea ADN-ului a fost deja verificată o dată la punctul de control mitotic, acest lucru se datorează faptului că integritatea ADN-ului este, fără îndoială, cel mai important lucru din celulă.

faza S a interfazei

faza S a unui ciclu celular are loc în timpul interfazei, înainte de mitoză sau meioză și este responsabilă pentru sinteza sau replicarea ADN-ului. În acest fel, materialul genetic al unei celule este dublat înainte de a intra în mitoză sau meioză, permițând să existe suficient ADN pentru a fi împărțit în celule fiice. Faza S începe numai atunci când celula a trecut de punctul de control { g }_{ 1 } și a crescut suficient pentru a conține dublu ADN. Faza S este oprită de o proteină numită p16 până când se întâmplă acest lucru.

proteina p16 este vitală în suprimarea tumorilor și a fost identificată ca fiind proteina care împiedică apariția unor tipuri de cancer. Contracarează activitățile proteinelor kinazei dependente de ciclină, care sunt responsabile de semnalizare atunci când celula este gata să treacă la faza următoare. Kinazele semnalează acest lucru prin fosforilarea proteinei retinoblastomului (pRB) care, atunci când este activă, spune celulei să treacă la faza următoare.

cel mai important eveniment care are loc în faza S este replicarea ADN-ului. Scopul acestui proces este de a produce dublul cantității de ADN, oferind baza seturilor cromozomiale ale celulelor fiice. Replicarea ADN-ului începe într-un punct în care complexele de pre-replicare reglatoare sunt atașate la ADN în faza { g }_{ 1}. Aceste complexe acționează ca un semnal pentru locul în care ar trebui să înceapă replicarea ADN-ului. Acestea sunt îndepărtate în faza S înainte de începerea replicării, astfel încât replicarea ADN-ului să nu apară mai mult de o dată.

în plus față de replicarea ADN-ului, creșterea celulară continuă să aibă loc prin faza S, iar proteinele și enzimele necesare sintezei ADN continuă să fie produse.

sinteza ADN

molecula ADN este sub forma unei spirale duble. În timpul fazei S, o enzimă numită helicază desface catena ADN, în același mod în care ați dezarhiva un fermoar. Cele două catene ADN unice pot fi apoi utilizate ca șabloane pentru a forma două catene ADN duble identice.

o enzimă numită ADN polimerază leagă apoi nucleotidele de fiecare catenă ADN cu un singur șablon folosind regula complementară de asociere a bazelor: adenina se leagă de timină, iar citozina se leagă de guanină. În acest fel, se formează o nouă spirală dublă de ADN care este identică cu originalul.

Figura 3: sinteza ADN care are loc în timpul fazei S.

după ce tot ADN-ul a fost dezarhivat și sintetizat în două noi catene de ADN, celula se deplasează din această fază în faza { g }_{ 1 } a mitozei sau a profazei i a meiozei.

de ce faza S este importantă

sinteza ADN-ului trebuie să aibă loc rapid, deoarece perechile de baze nepereche ale catenei ADN în timpul replicării sunt vulnerabile la mutageni nocivi, ceea ce poate duce la anomalii genetice, boli celulare sau chiar moartea celulelor. Această fază este foarte reglementată, datorită importanței sale în conservarea materialului genetic. Dacă există vreo deteriorare a ADN-ului într-o celulă, acesta poate fi identificat și fixat în faza S.

pe lângă replicarea ADN-ului, numeroasele controale implicate în asigurarea bunei desfășurări a spectacolului sunt cruciale pentru a se asigura că celula nu petrece mai mult timp decât este necesar în această fază. Orice întârziere poate avea un efect de cascadă asupra ratelor de creștere, înlocuirea celulelor și acest lucru ar avea implicații adverse asupra organismului în ansamblu.

Biology Review

ciclul celular este procesul de la momentul în care o celulă este formată prin diviziune, până la punctul în care se împarte în celule fiice. Aceasta include mitoza sau meioza și interfaza. Într-un ciclu mitotic, interfaza este împărțită într-o primă fază gap ({ g }_{ 1 }), o fază de sinteză și o a doua fază gap ({g }_{ 2}). În timpul { g }_{ 1 } și { G }_{ 2 } celula crește, iar proteinele și enzimele sunt sintetizate. În timpul fazei S, ADN-ul este sintetizat în procesul de replicare a ADN-ului. În ciclul meiotic, interfaza este împărțită în interfaza I și interfaza II. interfaza i include o fază gap (G) și o fază de sinteză (S), în timp ce interfaza II include doar o fază gap (G).

faza S este reglată de complexe de pre-replicare reglatoare, care semnalează unde ar trebui să înceapă sinteza ADN-ului; proteina p16 și partenerii săi asociați, care inhibă celula să intre în faza S până când este suficient de mare; și căi de reglare în timpul replicării ADN-ului. Erorile din această fază pot duce la anomalii genetice, boli sau moarte celulară (decese celulare neplanificate, care nu trebuie confundate cu apoptoza). Faza S este, de asemenea, importantă pentru detectarea și corectarea deteriorării ADN-ului.

Privind pentru practica Biologie?

consultați celelalte articole despre biologie.

puteți găsi, de asemenea, mii de întrebări practică pe Albert.io. Albert.io vă permite să vă personalizați experiența de învățare pentru a viza practica acolo unde aveți nevoie de cel mai mult ajutor. Vă vom oferi întrebări practice provocatoare pentru a vă ajuta să obțineți măiestrie în biologie.

începeți să exersați aici.

sunteți un profesor sau administrator interesat în stimularea rezultatelor studenților Biologie?

Aflați mai multe despre licențele noastre școlare aici.