Ο κυτταρικός κύκλος

Κυτταρικός κύκλος ονομάζεται το χρονικό διάστημα από τη στιγμή που θα σχηματιστεί ένα κύτταρο (από τη διαίρεση ενός γονικού κυττάρου), μέχρι τη στιγμή που από τη δική του διαίρεση θα σχηματιστούν δύο νέα θυγατρικά κύτταρα.

Διακρίνεται σε δύο φάσεις, τη μεσόφαση και τη μιτωτική φάση (Μ). Η μεσόφαση είναι στο στάδιο με την μεγαλύτερη διάρκεια (το 90% περίπου του κύκλου), κατά το οποίο το κύτταρο μεγεθύνεται, αντιγράφει τα χρωμοσώματά του κι ετοιμάζεται για τη διαίρεση. Διακρίνεται στις φάσεις G1, S και G2. Η μιτωτική φάση είναι το βραχύτερο στάδιο και περιλαμβάνει τη μίτωση και την κυτταροκίνηση.

G1 φάση: Σε αυτό το στάδιο γίνεται η βιοσύνθεση mRNA, tRNA, ριβοσωμάτων και πρωτεϊνών,ενώ παράλληλα γίνεται έντονη κυτταρική αναπνοή για να καλυφθούν οι ενεργειακές ανάγκες του κυττάρου.

S φάση: Σε αυτό το στάδιο γίνεται η αντιγραφή του DNA, δηλαδή ο αυτοδιπλασιασμός του γενετικού υλικού (των χρωμοσωμάτων).Τα αντίγραφα του γενετικού υλικού που παράγονται έχουν ταυτόσημες γενετικές πληροφορίες.

G2 φάση: Είναι μια μεταβατική φάση, πριν την έναρξη της μίτωσης, κατά τη διάρκειά της τα μιτοχόνδρια, οι χλωροπλάστες και τα κεντροσώματα (στα ζωικά κύτταρα) διαιρούνται. Τα χρωμοσώματα δεν μπορούν ακόμα να γίνουν ορατά ως μεμονωμένες δομές, γιατί η χρωματίνη που τα συνιστά δεν έχει ακόμα συμπυκνωθεί σε μεγάλο βαθμό.

Πρόφαση: Η χρωματίνη πυκνώνει κι έτσι τα χρωμοσώματα γίνονται διακριτά στο οπτικό μικροσκόπιο. Οι πυρηνίσκοι εξαφανίζονται.Τα διπλασιασμένα χρωμοσώματα αποτελούνται από δύο αδερφές χρωματίδες ενωμένες στο κεντρομερίδιο (αλλά και σε όλο το μήκος των βραχιόνων τους με συνεκτίνες). Αρχίζει να σχηματίζεται η μιτωτική άτρακτος, που αποτελείται από τα κεντροσώματα και τους μικροσωληνίσκους. Οι μικροσωληνίσκοι επιμηκύνονται κι έτσι απομακρύνονται και τα κεντροσώματα. 

Μετάφαση: Τα κεντροσώματα έχουν τοποθετηθεί στους 2 αντίθετους πόλους του κυττάρου. Τα χρωμοσώματα αποκτούν το μέγιστο βαθμό συσπείρωσης. Στα κεντρομερίδια σχηματίζονται πρωτεϊνικές δομές, οι κινητοχώροι, στους οποίους θα συνδεθούν οι άκρες των μικροσωληνίσκων. Τα χρωμοσώματα διατάσσονται στην ισημερινή πλάκα.

Ανάφαση: Γίνεται θραύση των συνεκτινών, οπότε διαχωρίζονται οι αδελφές χρωματίδες. Οι μικροσωληνίσκοι αρχίζουν να βραχύνονται, οπότε οι αδελφές χρωματίδες απομακρύνονται προς αντίθετους πόλους κι αποτελούν πλέον η καθεμία ένα μεμονωμένο χρωμόσωμα. Στο τέλος, σε κάθε άκρο του κυττάρου υπάρχουν δύο πλήρη και ισοδύναμα σύνολα χρωμοσωμάτων.

Τελόφαση: Σχηματίζονται οι δύο θυγατρικοί πυρήνες στο κύτταρο, ο καθένας περιέχοντας από ένα σύνολο χρωμοσωμάτων. Τα χρωμοσώματα αποσυσπειρώνονται.

Κυτταροκίνηση: Ακολουθεί η διαίρεση του κυτταροπλάσματος, ώστε να προκύψουν τα δύο νέα θυγατρικά κύτταρα.

Στον κυτταρικό κύκλο υπάρχουν σημεία ελέγχου, στα οποία δρουν σήματα “διακοπής” ή “ελεύθερης πορείας”.Τα σήματα “διακοπής” σταματούν τον κυτταρικό κύκλο σε συγκεκριμένο στάδιο, μέχρι να έρθουν σήματα που επιτρέπουν την ελεύθερη περαιτέρω πορεία. Το πιο σημαντικό σημείο ελέγχου εντοπίζεται στην φάση G1. Κατά κανόνα, όταν το κύτταρο λάβει σήμα “ελεύθερης πορείας” στο σημείο αυτό, ολοκληρώνει τα στάδια G1, S, G2 και Μ και διαιρείται. Αν δεν λάβει όμως σήμα “ελεύθερης πορείας”, μεταβαίνει σε κατάσταση αδιαιρεσίας, που ονομάζεται φάση G0. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, στα ώριμα νευρικά ή μυϊκά κύτταρα. Υπάρχουν, όμως, κύτταρα, όπως τα ηπατικά, που ανακαλούνται από την φάση G0 όταν δεχθούν εξωτερικά σήματα, όπως αυξητικοί παράγοντες, μετά από τραυματισμό, ώστε να εισέλθουν σε φάση Μ και να επουλώσουν το τραύμα. 

4_1_mitosis