CYKL KOMÓRKOWY

FAZA G1

Jest okresem życia komórki od końca mitozy do rozpoczęcia syntezy DNA. Komórka wchodząca
w tę fazę jest dwukrotnie mniejsza niż jej komórko-matka. Czas trwania fazy od kilku do kilkunastu godzin. Charakteryzuje się:

- intensywnymi procesami anabolicznymi

- znacznym stopniem wymian chemicznych z otoczeniem oraz wzrostu przejawów aktywności
np. ruchliwość

- w czasie jej trwania ilość przypadających na komórkę makrocząsteczek białka RNA wzrasta,
co prowadzi do zwiększenia masy i objętości komórki

- we wczesnej fazie komórka osiąga punkt restrykcyjny i jeśli go przekroczy, wówczas podejmuje syntezę DNA

- jeśli nie przekroczy punktu R, wchodzi w fazę spoczynkową G

- ujemny ładunek elektryczny powierzchni komórki w G1 jest mniejszy niż w komórek w innych fazach cyklu, dlatego komórki będące w tej fazie cyklu wędrują wolniej w polu elektrycznym

Komórki można zatrzymać w tej fazie in vivo, jak i in vitro za pomocą środków farmakologicznych hamujących biosyntezę endogennych zasad purynowych lub pirymidynowych. Wyróżnia się kilka podfaz: G1A, G1B, G1C.

FAZA S (Synteza DNA)

Replikacji ulega prawie cały jądrowy DNA. Poza programową syntezą DNA istnieje
też nieprogramowa synteza, dotyczy ona niewielkich odcinków DNA, jest następstwem uszkodzeń DNA i nie jest związana z cyklem komórkowym. Programowa przebiega według sposobu semikonserwatywnego, tzn. podwojona spirala Dna ulega rozdzieleniu, a na każdej z jej nici syntetyzowana jest nowa nić. Trwa ok. 7 godzin. Masa i objętość komórki wzrastają w stosunku
do masy i objętości z fazy G1. Syntetyzowane są histony. Poza syntezą białek konstytutywnych
i enzymatycznych jedynymi syntetyzowanymi białkami są proteiny związane z genomem. Najważniejszymi z nich są histony syntetyzowane w cytoplazmie.

- następuje zwiększenie ilości DNA z 2C do 4C

Iperyt azotowy mitomycyna C- doprowadzają do zahamowania powodując synchronizację komórek w fazie S

FAZA G2 (Między zakończeniem fazy S i rozpoczęciem mitozy)

Trwa zazwyczaj kilka godzin. Zachodzi tu synteza części białek wrzeciona podziałowego, głównie tubuliny. Następuje intensywna produkcja składników potrzebnych do odtworzenia błon otoczki jądrowej i plazmalnej komórek w telofazie i cytokinezie. Pod koniec fazy G2 następuje uaktywnienie kompleksu p34-cyklina, co początkuje kaskadę fosforylacji i defosforylacji białek.

WRZECIONA SKŁADAJĄ SIĘ Z 13 PROTOFILAMETRÓW.

PROFAZA:

Obniża się szybkość biosyntezy makrocząsteczek. Szybkość biosyntezy spada do 15% w porównaniu
z interfazą. Obniża się szybkość biosyntezy RNA, a także węglowodanów. Obniżenie zdolności transkrypcyjnych chromatyny wskutek jej kondensacji. Obniżenie lepkości cytoplazmy, co ułatwia ruchy chromosomów.

PROMETAFAZA:

Otoczka jądrowa ulega fragmentacji. Zapoczątkowuje ją aktywacja białkowej kinazy M, która fosforyluje i zmienia konformację białek błonki gęstej przy wewnętrznej błonie otoczki jądrowej. Kondensujące chromosomy są łączone z elementami wrzeciona podziałowego. Każda siostrzana chromatyda jest orientowana prostopadle w stosunku do długiej osi wrzeciona podziałowego,
a jej kinetofor kieruje się ku płaszczyźnie centrali wrzeciona.

METAFAZA:

Dwomosomy ulegają dalszej kondensacji, która kończy się gdy chromosomy ustawiają się
w płaszczyźnie równikowej komórki. W metafazie chromosomy pozostają w stałych pozycjach
w stosunku do wrzeciona podziałowego. Jednocześnie odbywa się przemieszanie składników cytoplazmy ku biegunowi komórki. DNA jądra komórkowego po replikacji o długości ok. 4 m skraca się do dł. 200-400 mikrometrów. Pod koniec metafazy chromosomy układają się na obwodzie wrzeciona podziałowego, a każdy z nich ulega częściowemu rozdzieleniu na dwie chromatydy.

ANAFAZA:

Nagłe rozdzielenie siostrzanych chromatyd w miejscach centromerów. Przypuszcza się,
że jednoczesne i nagłe rozdzielenie chromosomów odbywa się poprzez syntezę DNA. Ruch chromosomów odbywa się z różną szybkością zależną od wielu czynników (rodzaj komórki, temperatura). Na ogół rozpoczyna się jednocześnie dla wszystkich chromosomów. Energia dla ruchu chromosomów pochodzi z ATP. Wydłużeniu wrzeciona podziałowego towarzyszy wydłużaniu mikrotubul. W anafazie następuje depolimeryzacja mikrotubul w pobliżu kinetochomu.

TELOFAZA:

Rozpoczyna się proces dekondensacji chromosomów. Poszczególne chromosomy wydłużają się,
a ich zwarta struktura ulega stopniowemu rozluźnieniu. Przy udziale zdekondensowanej chromatyny chromosomów jąderkotwórczych rozpoczyna się intensywna synteza rRNA co jest wstępnym etapem odtwarzania jąderka. Wrzeciono podziałowe zanika, a co najmniej część jego składników bierze udział w wytworzeniu cytoszkieletu typowego dla komórki interferowej. Fragmenty otoczki jądrowej powstałe w profazie łączą się, wytwarzają nową otoczkę i blaszkę jądrową. Rekonstrukcja jądra jest regulowana przez procesy defosforylacji histonów, białek błonki jądrowej, nukleoliny i cykliny centrosfery. Defosforylacja katalizowana jest przez fosfatazy

CYTOKINEZA:

Następuje podział cytoplazmy. Rozpoczyna się pod koniec anafazy lub na początku telofazy, powstaniem pierścienia kurczliwego. Pierścień ten jest nagromadzeniem filamentów aktynowych
i miozynowych pod błona komórkową, w płaszczyźnie prostopadłej do długiej osi wrzeciona podziałowego. Nagromadzenie składników pierścienia następuje przez reorganizację istniejących
w komórce filamentów. Pierścień kurczliwy powstaje w anafazie, a jego dokurczanie się z początkuje telofazy prowadzi do powstania bruzdy podziałowej. Wrzeciono podziałowe jest niezbędne tylko do inicjowania cytokinezy.

Profaza

Prometafaza

Metafaza

Anafaza

Telofaza

PROFAZA:

Pierwsza oznaką wchodzenia komórki w mitozę jest kondensacja chromatyny. W jej wyniku w jądrze pojawiają się chromosomy mitotyczne. Chromosomy początkowej profazy mają wygląd długich cienkich nici. Składają się z dwóch chromatyd siostrzanych połączonych centromerem. W późniejszej profazie ukształtowaniu ulega kinetofor. Kinetofor każdej chromatydy jest miejscem wiązania mikrotubuli wrzeciona podziałowego. Proces kondensacji chromatyny doprowadza do powstania w pełni skondensowanych chromosomów w metafazie. W tym czasie nukleofilamenty ulegają sfałdowaniu lub spiralizacji. W wyniku czego powstają grubsze i bardziej zwane