Chu kỳ tế bào

Như Chu kỳ tế bào là một thuật ngữ được sử dụng để mô tả một trình tự xảy ra thường xuyên của các giai đoạn khác nhau trong một tế bào cơ thể. Chu kỳ tế bào luôn bắt đầu sau khi tế bào phân chia và kết thúc khi hoàn thành lần phân chia tế bào tiếp theo.

Chu kỳ tế bào là gì?

Chu kỳ tế bào bắt đầu ngay sau khi phân chia tế bào với khoảng thời gian giữa các pha. Giai đoạn giữa còn được gọi là pha G. Nó bao gồm các pha G1, G2, S và 0.

Trong giai đoạn G1, còn được gọi là giai đoạn khoảng trống, trọng tâm là sự phát triển của tế bào. Tế bào được mở rộng bởi các thành phần tế bào khác nhau, chẳng hạn như tế bào chất và một số bào quan của tế bào. Các protein khác nhau và RNA, axit ribonucleic, được tạo ra trong tế bào. RNA đóng một vai trò trong tế bào như một vật mang thông tin di truyền.

Trong pha G, cái gọi là trung tâm phân chia. Trung tâm là bào quan của tế bào động vật nằm gần nhân tế bào. Hạt nhân lúc này đã hiện rõ. Trong pha G1, mỗi nhiễm sắc thể chỉ bao gồm một chromatid. Giai đoạn G1 thường kéo dài từ 1 đến 12 giờ. Trong trường hợp tế bào thoái hóa, giai đoạn này có thể cực kỳ ngắn.

Pha G1 được nối tiếp bởi pha S. Trong giai đoạn này, sự sao chép của DNA trong nhân tế bào diễn ra, do đó ở cuối giai đoạn tổng hợp này DNA được nhân đôi và mỗi nhiễm sắc thể được hình thành từ hai crômatit. Giai đoạn S kéo dài từ 7 đến 8 giờ.

Pha G2 đại diện cho quá trình chuyển sang nguyên phân, phân chia nhân tế bào. Pha này còn được gọi là giai đoạn sau tổng hợp hoặc giai đoạn tiền sinh sản. Các tiếp xúc của tế bào với các tế bào lân cận bị hòa tan, tế bào có được hình dạng tròn và trở nên lớn hơn do lượng chất lỏng tăng lên. Ngoài ra, ngày càng có nhiều phân tử RNA và protein được tổng hợp để phân chia tế bào. Quá trình này mất khoảng bốn giờ.

Sau đó, cái gọi là yếu tố kích thích pha M (MPF) dẫn đến sự chuyển đổi sang pha M, pha phân bào. Trong tế bào mầm, giai đoạn phân bào còn được gọi là meiosis. Quá trình phân chia tế bào thực sự diễn ra ở pha M. Các nhiễm sắc thể phân chia giống như nhân tế bào và chính tế bào. Giai đoạn phân bào tự nó được chia thành prophase, metase, anaphase và telophase.

Một số tế bào chuyển sang pha G0 sau khi phân chia. Không có thêm tế bào nào được hình thành trong pha G0. Tế bào thần kinh hoặc tế bào biểu mô thường ở pha G0. Các tế bào từ pha G0 cũng có thể được kích hoạt lại bởi các yếu tố tăng trưởng đặc biệt, để chu kỳ tế bào bắt đầu lại ở các tế bào này trong pha G1.

Chức năng & nhiệm vụ

Chu kỳ tế bào tuần hoàn giúp cơ thể thay thế các tế bào đã chết và đã qua sử dụng bằng các tế bào mới. Tuổi thọ của tế bào con người rất khác nhau. Trong khi các tế bào thần kinh trong não không bao giờ được thay thế, một số tế bào cơ thể chỉ sống được vài giờ. Các nhà khoa học ước tính rằng có khoảng 50 triệu tế bào chết mỗi giây. Đồng thời, cùng một số lượng tế bào được tái tạo theo chu kỳ tế bào và do đó thay thế trực tiếp các tế bào bị mất. Cơ thể bù đắp sự mất mát của các tế bào chết thông qua chu kỳ tế bào không đổi.

Chu kỳ tế bào cũng đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển thể chất. Tế bào chỉ có thể phát triển đến một kích thước nhất định. Để con người có thể lớn hơn, các tế bào mới phải được hình thành. Chu kỳ tế bào cũng cần thiết cho việc tái tạo các bộ phận hoặc mô cơ thể bị tổn thương. Phân chia tế bào phục vụ để thay thế các tế bào bị tổn thương do chấn thương. Ví dụ, vết thương chỉ có thể đóng lại khi các tế bào mới được hình thành. Trong quá trình chữa lành vết thương, tốc độ phân chia tế bào ở vùng vết thương vì thế mà tăng lên đáng kể.

Bệnh tật & ốm đau

Theo quan điểm bệnh lý, chu kỳ tế bào đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của ung thư. Ở những người khỏe mạnh, chu kỳ tế bào được kiểm soát bởi cái gọi là điểm kiểm tra chu kỳ tế bào. Chúng có nhiệm vụ bảo vệ DNA và bộ gen và ngăn ngừa sự thoái hóa tế bào. Chúng cũng ức chế sự phân chia tế bào ở những tế bào bị tổn thương DNA. Các tế bào bị ảnh hưởng sau đó có tùy chọn sửa chữa thiệt hại hoặc trong trường hợp không thể sửa chữa được, bắt đầu quá trình chết tế bào theo chương trình. Tế bào tân sinh, tức là tế bào ung thư, hoạt động tự chủ và không còn tuân theo các cơ chế kiểm soát này.

Hai yếu tố bây giờ góp phần vào sự phát triển không kiểm soát của tế bào. Một mặt, cái gọi là proto-oncogenes đột biến thành ung thư. Những điều này kích hoạt sự phát triển quá mức trong tế bào bị ảnh hưởng. Ngoài ra, các gen ức chế khối u bị đột biến. Ở trạng thái bình thường, chúng thực sự ức chế sự phát triển. Tuy nhiên, sau đột biến, các chức năng của chúng bị rối loạn và quá trình apoptosis, tức là quá trình chết theo chương trình của các tế bào bị tổn thương, không còn được kích hoạt nữa. Do đó, các tế bào ung thư có thể nhân lên mà không bị cản trở.

Sự xáo trộn trong các giai đoạn của meiosis, tức là sự phân chia của các tế bào mầm, có thể dẫn đến sự phân bố không hợp lý của các nhiễm sắc thể. Số lượng nhiễm sắc thể trong các tế bào con sau đó bị thay đổi một cách bệnh lý. Trong trường hợp này, người ta nói về sự sai lệch nhiễm sắc thể. Sự sai lệch nhiễm sắc thể được biết đến nhiều nhất chắc chắn là hội chứng Down, cũng là thể ba nhiễm 21. Ở đây nhiễm sắc thể 21 hiện diện ba lần thay vì hai lần. Thay vì 46 nhiễm sắc thể, có 47 nhiễm sắc thể. Các đặc điểm của trisomy 21 là trục nắp kéo dài lên trên, giảm trương lực cơ và nhăn bốn ngón tay. Trong hầu hết các trường hợp, bệnh dẫn đến thiểu năng trí tuệ. Khoảng một nửa trong số những người bị ảnh hưởng cũng bị dị tật tim.

Các sai lệch nhiễm sắc thể khác do chu kỳ tế bào bị lỗi là hội chứng Turner hoặc hội chứng Klinefelter. Tại đây các nhiễm sắc thể giới tính bị ảnh hưởng. Sự sai lệch nhiễm sắc thể cũng thường là nguyên nhân dẫn đến sẩy thai sớm.