Τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης ενός κυτταρικού κύκλου;
Κατά τη ενδιάμεση φάση ενός κυτταρικού κύκλου , το κύτταρο αντιγράφει το DNA, αναπτύσσεται και εκτελεί τις κανονικές του λειτουργίες. Ο κυτταρικός κύκλος αναφέρεται στον κύκλο που έχει τα κύτταρα να αναπαράγονται και να διαιρούνται. Ο κυτταρικός κύκλος χωρίζεται σε δύο ή τρεις κύριες φάσεις:μεσόφαση, μίτωση και κυτταροκίνηση. Τι ακριβώς συμβαίνει στη μεσοφάση ενός κυτταρικού κύκλου;
Προκειμένου να περιγραφεί σωστά τι συμβαίνει στη μεσοφάση του κυτταρικού κύκλου, θα ήταν χρήσιμο να το τοποθετήσετε στο πλαίσιο και να εξετάσετε τον κυτταρικό κύκλο στο σύνολό του.
Γιατί είναι απαραίτητος ο κυτταρικός κύκλος;
Τα κύτταρα ενός ζώου πρέπει να υποστούν τον κυτταρικό κύκλο για διάφορους λόγους. Ο κυτταρικός κύκλος βοηθά τα κυτταρικά συστήματα να αναπτυχθούν και να παράγουν περισσότερα κύτταρα, ικανά να δημιουργήσουν μεγαλύτερες, πιο σύνθετες δομές. Ο κυτταρικός κύκλος είναι επίσης υπεύθυνος για την αντικατάσταση των κυττάρων. Όταν ένα στοιχείο έχει καταστραφεί ή φθαρεί από τη χρήση, πρέπει να αντικατασταθεί από ένα άλλο στοιχείο που μπορεί να εκτελέσει την ίδια λειτουργία.
Ο κυτταρικός κύκλος
Ο κυτταρικός κύκλος είναι αυτός που δημιουργεί νέα κύτταρα. Η πραγματική αντιγραφή και διαίρεση ενός μόνο κυττάρου σε δύο διαφορετικά κύτταρα συμβαίνει κατά τη διάρκεια της μίτωσης και της κυτταροκίνησης. Η υπόλοιπη κυτταρική φάση αποτελείται από μεσόφαση και το κύτταρο αναπτύσσεται και αντιγράφεται DNA κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
- Ενδιάμεση φάση:Καθορίζει το χρόνο μεταξύ μιας μιτωτικής φάσης και της επόμενης. Το κύτταρο αναπτύσσεται και αντιγράφει το DNA.
- Μιτωτική φάση:Βλέπει τη διαίρεση ενός κυττάρου σε δύο διαφορετικά κύτταρα. Η διαδικασία της μίτωσης δημιουργεί διπλάσια απαραίτητα οργανίδια, ενώ η διαδικασία της κυτταροκίνησης διαιρεί το κύτταρο σε δύο κύτταρα.
Τα κύτταρα των ανθρώπων χρειάζονται συνήθως περίπου 24 ώρες για να διαιρεθούν πλήρως και να δημιουργήσουν δύο κύτταρα, αν και ορισμένα κύτταρα στο ανθρώπινο σώμα (όπως αυτά στα έντερα) μπορούν να ολοκληρώσουν αυτόν τον κύκλο μόνο σε περίπου 9-10 ώρες υπό τις κατάλληλες συνθήκες. Σημειώστε ότι τα σεξουαλικά κύτταρα έχουν μια άλλη φάση που ονομάζεται μείωση, όπου διαιρούνται για να σχηματίσουν τέσσερα θυγατρικά κύτταρα που το καθένα έχει το ήμισυ του αριθμού των χρωμοσωμάτων που έχει το γονικό κύτταρο.
Ενδιάμεση φάση του κυτταρικού κύκλου8*
Η ενδιάμεση φάση ενός κελιού μπορεί να υποδιαιρεθεί σε τρία ξεχωριστά κομμάτια:
- Κενό 1
- Σύνθεση
- Κενό 2
G1
Το κενό 1, ή G1, ξεκινά αμέσως μετά τη διαίρεση ενός κελιού στα δύο. Το γονικό κύτταρο έχει ήδη ολοκληρώσει τη διαίρεση των χρωμοσωμάτων και η διαδικασία της κυτταροκίνησης έχει δημιουργήσει δύο νέα κύτταρα. Το G1 αντιπροσωπεύει την επιστροφή στην κανονική λειτουργία, το κύτταρο αρχίζει να εκτελεί τα κανονικά του καθήκοντα, μεγαλώνει σε μέγεθος ενώ το κάνει και αναπαράγει τα οργανίδια που χρειάζεται. Αρχίζει επίσης να συνθέτει τις μοριακές ενώσεις που χρειάζεται για μεταγενέστερα βήματα στον κυτταρικό κύκλο.
Εάν ένα κύτταρο χρειάζεται να εκτελέσει εξειδικευμένες λειτουργίες, πρέπει να διαφοροποιηθεί. Το κύτταρο πρέπει να εγκαταλείψει τη φάση G1 για να μεταβεί σε κατάσταση ηρεμίας όπου μπορεί να διαφοροποιηθεί, μια φάση γνωστή ως G0. Ορισμένα κελιά δεν θα εισέλθουν ξανά στο G1 και θα αρχίσουν να διαιρούνται ξανά, ενώ άλλα θα εισέλθουν ξανά.
Αν και τα κύτταρα συνήθως αναπτύσσονται πριν από τη διαίρεση, δεν θα το κάνουν όλα. Ορισμένα κύτταρα μπορεί σκόπιμα να διαιρούνται ξανά και ξανά χωρίς να αναπτυχθούν, χωρίζοντας τα ίδια σε πολλά μικρά κομμάτια κυττάρων σε πολλαπλούς γύρους διαίρεσης. Αυτό συμβαίνει σπάνια, αλλά ορισμένα ζώα, όπως ορισμένοι βάτραχοι, χρησιμοποιούν αυτήν τη μέθοδο για να δημιουργήσουν έμβρυα.
Φάση S
Στη σύνθεση, ή στη φάση S, το κύτταρο παύει να εκτελεί τις κανονικές του λειτουργίες. Όλοι οι πόροι και η ενέργεια του κυττάρου θα χρησιμοποιηθούν για την αντιγραφή του DNA. Οι δύο συνυφασμένες σειρές του DNA πρέπει να αποσυμπιεστούν για να διαβαστούν και να προσπελαστούν οι γενετικές πληροφορίες. Η διαδικασία αποσυμπίεσης γίνεται από έναν αριθμό διαφορετικών πρωτεϊνών. Κατά τη διάρκεια της σύνθεσης, το κύτταρο θα αρχίσει επίσης να δημιουργεί πανομοιότυπα αντίγραφα κάθε χρωμοσώματος και τα αντίγραφα των επιμέρους κλώνων DNA συνδέονται μεταξύ τους σε μια δομή που ονομάζεται αδελφή χρωματίδα.
Τι συμβαίνει με αυτές τις αδελφές χρωματίδες εξαρτάται από τον τύπο του κυττάρου. Τα περισσότερα κύτταρα είναι σωματικά κύτταρα και κατά τη διάρκεια της μίτωσης, οι αδελφές χρωματίδες θα διαχωριστούν, διασφαλίζοντας ότι υπάρχουν δύο αντίγραφα του DNA σε κάθε κύτταρο. Εν τω μεταξύ, οι γαμέτες (σεξουαλικά κύτταρα) θα εισέλθουν στη φάση της μείωσης αντί της μίτωσης μετά την ολοκλήρωση της μεσόφασης. Κατά τη διάρκεια της μείωσης, συμβαίνουν δύο γύροι διαίρεσης αντί μόνο ενός. Τα ομόλογα χρωμοσώματα διαχωρίζονται στον πρώτο γύρο διαίρεσης και μετά οι αδελφές χρωματίδες διαχωρίζονται στον επόμενο. Αυτό είναι που οδηγεί σε τέσσερα απλοειδή κύτταρα, τα οποία έχουν μόνο το ήμισυ ολόκληρου του γονιδιώματος.
Μετά το τέλος της σύνθεσης, το κύτταρο αρχίζει να προετοιμάζεται για κυτταρική διαίρεση για άλλη μια φορά.
G2
Το Gap2, ή G2, συμβαίνει μετά την αντιγραφή του DNA. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, τα κύτταρα αρχίζουν να αυξάνονται σε μέγεθος δημιουργώντας περισσότερο κυτταρόπλασμα. Πολλά σημαντικά οργανίδια όπως τα μιτοχόνδρια, τα οποία παρέχουν στο κύτταρο ενέργεια, αναπαράγονται σε αυτό το στάδιο. Τα φυτικά κύτταρα θα δημιουργήσουν και χλωροπλάστες και μιτοχόνδρια, ενώ τα ζωικά κύτταρα θα δημιουργήσουν μόνο μιτοχόνδρια. Η φάση G2 συνεχίζεται έως ότου το κύτταρο εισέλθει σε μίτωση ή μείωση. Αφού ολοκληρωθεί η κυτταρική διαίρεση, ο κυτταρικός κύκλος θα ξεκινήσει ξανά στο G1.
Τι συμβαίνει στη μίτωση;
Η ίδια η μίτωση χωρίζεται σε φάσεις:
- πρόφαση
- προμεταφάση
- μεταφάση
- ανάφαση
- τελοφάση
Κατά τη διάρκεια της προφάσης τα χρωμοσώματα συμπυκνώνονται το ένα γύρω από το άλλο, ενώ το πυρηνικό περίβλημα που περιβάλλει τον πυρήνα εξαφανίζεται, αφήνοντας τα περιεχόμενα του πυρήνα έξω στο κυτταρόπλασμα.
Η προμεταφάση βλέπει τα χρωμοσώματα να συνεχίζουν να συμπυκνώνονται ενώ σχηματίζεται μια δομή που ονομάζεται μιτωτική άτρακτος, η οποία είναι απαραίτητη για τον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων.
Η μετάφαση έχει τα χρωμοσώματα ευθυγραμμισμένα στο κέντρο του κυττάρου, ανάμεσα στα δύο μισά της μιτωτικής ατράκτου. Οι αδελφές χρωματίδες είναι πλέον προσκολλημένες σε δομές που ονομάζονται κεντροσώματα μέσω μιας άλλης δομής που ονομάζεται μικροσωληνίσκος.
Η αναφάση αποσπά τις χρωματίδες και τα απελευθερωμένα χρωμοσώματα έλκονται προς τους αντίθετους πόλους του κυττάρου, όπου θα παραμείνουν καθώς το κύτταρο διαιρείται. Το κύτταρο επιμηκύνεται καθώς επιμηκύνονται οι ίνες της μιτωτικής ατράκτου.
Κατά τη διάρκεια της τελοφάσης, τα χρωμοσώματα φτάνουν σε αντίθετες πλευρές του κυττάρου όπου αρχίζουν να ξετυλίγονται και να αποσυμπυκνώνονται. Οι πυρηνικοί φάκελοι αρχίζουν να ξαναχτίζονται γύρω από κάθε σύνολο χρωμοσωμάτων. Τέλος, η μιτωτική άτρακτος διασπάται καθώς το κύτταρο προετοιμάζεται να επιστρέψει στη μεσόφαση.
Η κυτταροκίνηση διαχωρίζει τα κύτταρα, δημιουργώντας δύο κύτταρα. Αυτό γίνεται με διάσπαση σε ζωικά κύτταρα, καθώς το κύτταρο «τσιμπάται» στη μέση μέχρι να χωριστεί στα δύο. Τα φυτικά κύτταρα απλώς δημιουργούν ένα νέο κυτταρικό τοίχωμα κάτω από το κέντρο του κυττάρου.
Η ενδιάμεση φάση είναι ένα σημαντικό και απαραίτητο μέρος του κυτταρικού κύκλου. Επιτρέπει στο κελί να επαναφέρει τον εαυτό του μετά τη διαίρεση και να εκτελέσει τις κανονικές του λειτουργίες.
