אנו מסבירים מהו מחזור התא, שלביו, נקודות הבקרה והויסות שלו. בנוסף, השלכה שלו על התפתחות סרטן.
מהו מחזור התא?
מחזור התא הוא קבוצת האירועים המסודרת והרציפה המתרחשת בתוך כל התאים באופן כללי. הם מערבים את הצמיחה שלהם ובסופו של דבר רבייה בשניים תאים "בנות". תהליך זה חיוני עבור קִיוּם של ה יצורים רב-תאיים.
זה מתחיל בהופעתו של תא צעיר ומסתיים בהבשלתו ובחלוקת התאים, כלומר ביצירת שני תאים חדשים. זה מבוצע על פי קבוצה של גירויים ותגובות ביוכימיות המתפרשות על ידי גרעין התא, המבטיחים רבייה מסודרת של רקמות הגוף.
מסיבה זו, תאים בדרך כלל מתחילים את מחזור התא שלהם כאשר תנאי הסביבה מתאימים לכך. עם זאת, המחזור לא תמיד מתרחש באותו אופן, עם וריאציות תאים חשובות בעלי חיים י ירקות אוֹ פרוקריוטים י איקריוטים. עם זאת, זה קורה בכל יצורים חיים, עם מטרות דומות ושלבים דומים.
שלבי מחזור התא
שלבי מחזור התא מתוארים לפי הנוסחה:
- G1. מאנגלית Gap 1 או Interval 1
- ס סינתזה או סינתזה
- G2. פער 2 או מרווח 2
- M. M-phase או Phase M, ששמה נובע מהעובדה שהיא כוללת את מיטוזה אוֹ מיוזה, לפני חלוקה ציטופלזמית או ציטוקינזיס.
לפני תחילת מחזור התא, תאים נקראים "שקטים" (כלומר שהם בוחרים להיות דוממים), ולאחר שהתחילו את מחזור התא, הם נקראים "מתרבים" (כלומר שהם מתרבים במהירות).
מחזור התא אינו ליניארי, אלא מעגלי, שכן תאים צעירים יכולים לבחור לחזור על תהליך, ובכך נוצרו שניים חדשים כל אחד, לפי הצרכים. ובגדול, השלבים השונים המרכיבים אותו מאורגנים על בסיס שני שלבים נפרדים, שהם:
- הממשק. שלב ראשון זה כולל את שלבי ה-G1-S-G2, ובמהלכם הוא גדל לרמתו המתאימה כדי להתחיל את ההכפלה של חומר גנטי, מעתיק אותו לחלוטין לפי שלך DNA.
- פער שלב 1. התא גדל פיזית, משכפל את האברונים שלו ואת החלבונים הדרושים לשלבים הבאים.
- שלב S. עותק שלם של ה-DNA של התא מסונתז, כמו גם שכפול של הצנטרוזום, מה שיעזור להפריד את ה-DNA בשלבים מאוחרים יותר.
- פער שלב 2. התא גדל עוד יותר בגודלו, יוצר חֶלְבּוֹן ואברונים חדשים ומתכונן למיטוזה, חלוקת תאים.
- שלב M. השלב המיטוטי מתחיל כאשר התא כבר שכפל את החומר הגנטי ואת האברונים שלו, מוכן להתחלק לשני פרטים זהים. תחילתה של מיטוזה מתחילה מהפרדת ה-DNA לשני גדילים כפולים, ושני גרעיני התא החדשים מתרחקים זה מזה, לכיוון קטבים מנוגדים.
שלב M מחולק לארבעה שלבים נפרדים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה, טלופזה.
לפיכך, כאשר מתחילה ציטוקינזיס, שהיא ההכנה להפרדה הסופית של שני התאים החדשים, כל גרעין נשאר בנפרד. בין שני התאים מתחיל להיווצר מחסום, שיהפוך מאוחר יותר לחלק מהתא עצמו. קרום פלזמה, ולבסוף מתרחשת הפרדה פיזית.
ויסות מחזור התא
מחזור התא חייב להתרחש בתנאים מאוד ספציפיים, אשר ראויים למקרים מאוד ספציפיים של שליטה וויסות. אז ללא ההנחיות המדויקות, לא רק שכל המחזור לא מתחיל, אלא שלא יהיה מעבר משלב אחד למשנהו.
בשלב ראשון, השליטה מופעלת על ידי ה גנים לבד קוד גנטי של התא. ישנן הוראות לייצור או שינוי של חלבונים כדי להפעיל כל שלב במחזור. הסט של אנזימים המפעילים, מקלים או מסיימים כל שלב הם ציקלינים וקינאזות תלויות ציקלין.
נקודות ביקורת למחזור התא
יש, במיוחד בזמן מיטוזה, סדרה של נקודות ביקורת למחזור התא, שבהן מתבצע מעקב אחר התהליך ומוודאים שלא נעשו טעויות. אלו הם מסלולי אימות קיום חולפים, כלומר ברגע שהם ממלאים את תפקידם ומוודאים שהתהליך נמשך ללא כשלים, הם נעלמים.
בנוסף, אם הבעיה, לאחר פרק זמן, לא נפתרה בצורה משביעת רצון, מחסומים אלו מכינים את התא להתחיל בהשמדה עצמית או אפופטוזיס.
נקודות הבידוק במהלך מיטוזה הן:
- בסוף שלב ה-G1 ולפני ה-S. זהו המחסום ל-DNA לא משוכפל, המעכב את הגן Cdc25, אשר בתורו מפעיל את Cyclin A/B Cdk1. לפיכך, זה מונע את המשך המחזור.
- לפני אנפאזה במיטוזה. זוהי נקודת בקרה שמבטיחה את ההפרדה של כרומוזומים, ופועל על ידי הפעלת החלבון Mad2 המונע את פירוק הסגורין, עד לתנאים מתאימים.
- נקודות ביקורת נזק ל-DNA ב-G1, S או G2. במקרה של נזק תאי, ספציפית לחומר הגנטי, יופעל החלבון p53 המאפשר תיקון DNA. אם זה ייכשל, תהליכי אפופטוזיס מופעלים מיד.
חשיבות מחזור התא
מחזור התא הוא המחזור הבסיסי של רבייה של תאים, המאפשר צמיחה של אורגניזמים רב-תאיים ותיקון רקמות. בנוסף, הוא גורם להתרבות הדרושה כדי ליצור, למשל, את מסת התאים הקריטית ליצירת עוברים של פרטים חדשים עתידיים מהמין.
זה תהליך שמתבצע ללא הרף. הוא מקודד ב-DNA שלנו עצמו, כך שהוא אחד המחזורים הבסיסיים והמקוריים של חיי התא האוקריוטי.
סרטן ומחזור התא
כידוע, סרטן היא מחלה שבה תאים מסוימים של רקמות מסוימות יוזמים רבייה לא תקינה, בלתי ניתנת לעצירה, של תאים לא מתפקדים. תהליך זה, שעלול בהחלט לגרום למוות אם לא ייפסק בזמן, אינו מופרע על ידי התהליך הטבעי של אפופטוזיס תאי, ולכן מצריך התערבות רפואית.
מומחים רבים מציעים כי התחלת התהליך המסרטן היא בגנים מווסתים מסוימים של מחזור התא שאינם פועלים היטב או שניזוקו, מה שמכפיף את התהליך לחוסר בקרה אשר בתורו מייצר כשלים אחרים ומגיע לשיאו ביצירת גידול. גנים אלו ידועים כאונקוגנים, ומבשריהם כפרוטונקוגנים.