Interphase

Interphase Výraz "bunkový cyklus" sa týka úseku bunkového cyklu, ktorý leží medzi dvoma bunkovými deleniami. V tejto fáze bunka plní svoje normálne funkcie a pripravuje sa na ďalšiu mitózu. Správny priebeh bunkového cyklu sa monitoruje v dvoch kontrolných bodoch interfázy a jednom kontrolnom bode počas mitózy.

Čo je medzifáza?

Interfáza je súčasťou bunkového cyklu, ktorý pozostáva z mitózy a fázy medzi bunkovými deleniami. Bunka trávi viac ako 90 percent času v bunkovom cykle v medzifáze. Interfáza aj mitóza sú opäť rozdelené do rôznych častí.

Bunkový cyklus je opakujúci sa cyklický proces, ktorý sa delí na bunkový rast a delenie buniek. V tomto procese je zabudovaných niekoľko kontrolných mechanizmov, aby sa zabránilo narušeniu reprodukcie buniek.

Reprodukcia buniek a bunkový rast musia byť vo vzájomnom vyváženom vzťahu. Vo fáze embryogenézy a fyzického rastu prevláda v bunkovom cykle mitóza.

Interfáza je rozdelená do troch častí. Sú to fázy G1, GS a G2. Písmeno G znamená anglické slovo „gap“ pre „gap“. Po fáze G1 môže v závislosti od typu bunky nasledovať dlhšia pokojová fáza, ktorá sa označuje ako GO.

Funkcia a úloha

Po delení buniek (mitóza) vždy existuje fáza, ktorá pripravuje ďalšie delenie buniek. To je medzifáza. Funkcia tela vždy závisí od tvorby nových buniek a od smrti starých buniek.

V priebehu života prebieha neustály proces obnovy a regenerácie. Aj keď je organizmus veľmi starý, bunkový cyklus stále funguje, aj keď sa bunkové delenie dovtedy stále viac spomaľuje.

Počas mitózy jedna bunka vytvára dve nové bunky s identickým genetickým materiálom. Genetický materiál je v chromozómoch prítomný ako DNA. Chromozómy zase pozostávajú z jedného alebo dvoch chromatidov. Chromatid je zložený z dvojreťazcových DNA a chromatínových proteínov.

V štádiu G1 interfázy obsahujú chromozómy iba jeden chromatid, pretože v kontexte mitózy sa dva identické chromatidy chromozómu oddelili a každý sa rozdelil medzi tieto dve nové bunky. G1 fáza interfázy je charakterizovaná hlavne bunkovým rastom a tvorbou nových bunkových organel. Ďalej prebieha biosyntéza proteínov a syntéza RNA.

V tomto štádiu bunka dosiahne svoj typický pomer jadra k plazme. Ak je tento pomer prekročený, bunka už nemôže v tomto štádiu vykonávať svoju špecifickú funkciu. Bunka prechádza do štádia GS alebo G0.

Počas fázy GS (S pre syntézu) je bunka stále v bunkovom cykle a syntetizuje novú DNA na replikáciu identických chromatidov. Pre každý chromatid sa vytvorí rovnaká kópia. Sú vzájomne spojené v chromozóme prostredníctvom centroméry. Takže chromozóm teraz pozostáva z dvoch chromatidov. Centrosómy sa tiež zdvojnásobujú. Toto vytvára základ pre ďalšie bunkové delenie.

Po fáze G1 však môže nasledovať aj fáza G0. Počas štádia G0 je bunka v reverzibilnej pokojovej fáze, v ktorej nie je pripravená na ďalšiu mitózu. V závislosti od typu bunky potom bunka preberie dôležité funkcie pre organizmus. Zvyšok môže mať rôzne dĺžky. Napríklad nervové bunky sa zvyčajne už nerozdeľujú a kmeňové bunky môžu tiež zostať v tomto štádiu veľmi dlho.

Ak je však bunka už v štádiu GS, čoskoro dôjde k ďalšiemu rozdeleniu buniek. Po fáze GS nasleduje fáza G2 po fáze. V tejto fáze pokračuje syntéza proteínov a RNA v príprave na ďalšiu mitózu. Súčasne sa vykonáva kontrola, aby sa určilo, či replikácia chromatidov bola bezchybná.

Celkovo trvá fáza približne 23 hodín, približne 10 hodín pre fázu G1, 9 hodín pre fázu GS a 4 hodiny pre fázu G2. Následná mitóza sa dokončí za asi 40 minút. Kompletný bunkový cyklus preto trvá asi 24 hodín. Ak je však fáza prerušená odpočinkovými fázami, časy pre celý proces sú úplne odlišné. To sa líši od typu bunky k typu bunky.

Choroby a choroby

Poruchy v priebehu bunkového cyklu môžu mať zničujúce zdravotné následky. Vo fáze rastu aj v stabilných fázach života je vždy potrebná správna rovnováha medzi obnovou buniek a smrťou starých buniek. Ak je tento vzťah narušený, môžu sa vyvinúť zhubné nádory. Rakovina je vždy charakterizovaná nekontrolovaným bunkovým rastom. Regulačný mechanizmus, ktorý zastaví prebiehajúce delenie buniek, zlyhá v nádore. Príčiny sú rôzne.

V bunkovom cykle sú však tri kontrolné body, ktoré riadia správny priebeh procesov a súčasne zabezpečujú správne rozdelenie chromozómov. V medzifázovej fáze sú dva kontrolné systémy a vo fáze delenia buniek jeden kontrolný systém. Počas mitózy sa v kontrolnom bode metafázy vykonáva kontrola, či sa na vreteno nachádzajú všetky chromozómy. V medzifáze je kontrolný bod G1 a kontrolný bod G2. Tu sa kontroluje, či sú podmienky prostredia priaznivé pre delenie buniek. V kontrolnom bode G2 sa kontroluje, či majú chromozómy dva chromatidy. Bunkové delenie je potom regulované prostredníctvom komplexu cyklín-dependentnej kinázy a cyklínu.