सेल पूर्णपणे विभाजित होण्यासाठी, त्याचा आकार वाढला पाहिजे आणि पुरेशा प्रमाणात ऑर्गेनेल्स तयार केले पाहिजेत. आणि अर्ध्या भागात विभागताना आनुवंशिक माहिती गमावू नये म्हणून, तिने तिच्या गुणसूत्रांच्या प्रती तयार केल्या पाहिजेत. आणि, शेवटी, आनुवंशिक माहिती दोन कन्या पेशींमध्ये काटेकोरपणे वितरित करण्यासाठी, कन्या पेशींमध्ये वितरित करण्यापूर्वी गुणसूत्रांची योग्य क्रमाने व्यवस्था करणे आवश्यक आहे. ही सर्व महत्वाची कार्ये सेल सायकल दरम्यान सोडवली जातात.

सेल सायकल महत्वाचे आहे कारण हे सर्वात महत्वाचे दर्शवते: पुनरुत्पादन, वाढ आणि फरक करण्याची क्षमता. देवाणघेवाण देखील होते, परंतु सेल सायकलचा अभ्यास करताना त्याचा विचार केला जात नाही.

संकल्पना व्याख्या

सेल सायकल पेशीच्या जन्मापासून ते कन्या पेशींच्या निर्मितीपर्यंतचा कालावधी.

प्राण्यांच्या पेशींमध्ये, पेशी चक्र, दोन विभागांमध्ये (मायटोसेस) कालावधी मध्यांतर म्हणून सरासरी 10 ते 24 तास टिकते.

सेल सायकलमध्ये अनेक कालखंड (समानार्थी: टप्पे) असतात, जे नैसर्गिकरित्या एकमेकांना बदलतात. एकत्रितपणे, सेल सायकलच्या पहिल्या टप्प्यांना (G 1, G 0, S आणि G 2) म्हणतात. इंटरफेस , आणि शेवटचा टप्पा म्हणतात.

तांदूळ. एकसेल सायकल.

सेल सायकलचा कालावधी (टप्पे).

1. पहिल्या वाढीचा कालावधी G1 (इंग्रजी ग्रोथ - वाढ पासून), सायकलचा 30-40% आहे आणि उर्वरित कालावधी G. 0

समानार्थी शब्द: पोस्टमिटोटिक (माइटोसिस नंतर येतो) कालावधी, प्रीसिंथेटिक (डीएनए संश्लेषणापूर्वी जातो) कालावधी.

पेशी चक्र मायटोसिसच्या परिणामी पेशीच्या जन्मापासून सुरू होते. विभाजनानंतर, कन्या पेशींचा आकार कमी होतो आणि त्यांच्यामध्ये सामान्यपेक्षा कमी ऑर्गेनेल्स असतात. म्हणून, सेल सायकल (G 1) च्या पहिल्या कालावधीत (टप्प्यात) एक "नवजात" लहान पेशी वाढते आणि आकारात वाढते आणि गहाळ ऑर्गेनेल्स देखील बनवते. या सर्वांसाठी आवश्यक प्रथिनांचे सक्रिय संश्लेषण आहे. परिणामी, सेल पूर्ण बनतो, कोणी म्हणू शकतो, "प्रौढ".

सामान्यतः सेलसाठी वाढीचा कालावधी G 1 कसा संपतो?

1. प्रक्रियेत सेलचा प्रवेश. भिन्नतेमुळे, पेशी संपूर्ण अवयव आणि शरीरासाठी आवश्यक कार्ये करण्यासाठी विशेष वैशिष्ट्ये प्राप्त करते. सेलच्या संबंधित आण्विक रिसेप्टर्सवर कार्य करणारे नियंत्रण पदार्थ (हार्मोन्स) द्वारे भेदभाव सुरू केला जातो. एक सेल ज्याने त्याचे भेदभाव पूर्ण केले आहे तो विभाजनांच्या चक्रातून बाहेर पडतो आणि आत असतो विश्रांतीचा कालावधी G 0 . सक्रिय पदार्थ (माइटोजेन्स) ची क्रिया विभेदित होण्यासाठी आणि पुन्हा पेशी चक्रात परत येण्यासाठी आवश्यक आहे.
2. सेलचा मृत्यू (मृत्यू).
3. सेल सायकलच्या पुढील कालावधीतील प्रवेश सिंथेटिक आहे.

2. सिंथेटिक कालावधी S (इंग्रजी संश्लेषण - संश्लेषणातून), चक्राचा 30-50% आहे

या कालावधीच्या नावात संश्लेषणाची संकल्पना संदर्भित करते DNA चे संश्लेषण (प्रतिकृती). , आणि इतर कोणत्याही संश्लेषण प्रक्रियेसाठी नाही. पहिल्या वाढीच्या कालावधीच्या परिणामी एका विशिष्ट आकारापर्यंत पोहोचल्यानंतर, सेल सिंथेटिक कालावधी किंवा फेज, एस मध्ये प्रवेश करते, ज्यामध्ये डीएनए संश्लेषण होते. डीएनए प्रतिकृतीमुळे, पेशी त्याच्या अनुवांशिक सामग्री (क्रोमोसोम्स) दुप्पट करते, कारण न्यूक्लियस प्रत्येक गुणसूत्राची अचूक प्रत बनवतो. प्रत्येक गुणसूत्र दुहेरी बनते आणि गुणसूत्रांचा संपूर्ण संच दुहेरी होतो, किंवा द्विगुणित . परिणामी, सेल आता एकही जनुक न गमावता आनुवंशिक सामग्री दोन कन्या पेशींमध्ये समान रीतीने विभाजित करण्यास तयार आहे.

3. दुसऱ्या वाढीचा कालावधी G 2 (इंग्रजी ग्रोथ - वाढ पासून), सायकलच्या 10-20% आहे

समानार्थी शब्द: प्रीमिटोटिक (माइटोसिसच्या आधी जातो) कालावधी, पोस्टसिंथेटिक (सिंथेटिक नंतर येतो) कालावधी.

पीरियड G 2 पुढील सेल डिव्हिजनची तयारी आहे. दुसऱ्या वाढीच्या काळात, G 2 सेल मायटोसिससाठी आवश्यक प्रथिने तयार करते, विशेषत: विखंडन स्पिंडलसाठी ट्यूब्युलिन; एटीपीच्या स्वरूपात ऊर्जेचा साठा तयार करतो; डीएनए प्रतिकृती पूर्ण झाली आहे की नाही हे तपासते आणि विभाजनाची तयारी करते.

4. माइटोटिक विभाजन M (इंग्रजी माइटोसिस - माइटोसिस) चा कालावधी चक्राच्या 5-10% आहे

विभाजनानंतर, सेल नवीन टप्प्यात G 1 मध्ये आहे आणि सेल सायकल पूर्ण झाली आहे.

सेल सायकल नियमन

आण्विक स्तरावर, सायकलच्या एका टप्प्यातून दुसऱ्या टप्प्यात संक्रमण दोन प्रथिनेंद्वारे नियंत्रित केले जाते - सायकलीनआणि सायक्लिन-आश्रित किनेज(CDK).

रेग्युलेटरी प्रोटीन्सच्या रिव्हर्सिबल फॉस्फोरिलेशन/डिफोस्फोरिलेशनची प्रक्रिया सेल सायकलचे नियमन करण्यासाठी वापरली जाते; त्यांना फॉस्फेट जोडणे, त्यानंतर निर्मूलन. मायटोसिसमध्ये सेलच्या प्रवेशाचे नियमन करणारा मुख्य पदार्थ (म्हणजे, त्याचे G 2 टप्प्यापासून M टप्प्यात संक्रमण) एक विशिष्ट आहे सेरीन/थ्रोनाईन प्रोटीन किनेज, जे नाव धारण करते पिकवणारा घटक- FS, किंवा MPF, इंग्रजी परिपक्वता प्रोत्साहन घटक पासून. त्याच्या सक्रिय स्वरूपात, हे प्रोटीन एन्झाइम मायटोसिसमध्ये सामील असलेल्या अनेक प्रथिनांचे फॉस्फोरिलेशन उत्प्रेरित करते. हे, उदाहरणार्थ, हिस्टोन एच 1, जो क्रोमॅटिनचा भाग आहे, लॅमिन (विभक्त झिल्लीमध्ये स्थित सायटोस्केलेटनचा एक घटक), ट्रान्सक्रिप्शन घटक, माइटोटिक स्पिंडल प्रोटीन आणि अनेक एन्झाईम्स. परिपक्वता घटक MPF द्वारे या प्रथिनांचे फॉस्फोरिलेशन त्यांना सक्रिय करते आणि मायटोसिसच्या प्रक्रियेस चालना देते. मायटोसिस पूर्ण झाल्यानंतर, PS चे नियामक उपयुनिट, सायकलीन, हे ubiquitin ने लेबल केले जाते आणि ऱ्हास (प्रोटीओलिसिस) होतो. आता तुझी पाळी प्रथिने फॉस्फेटस, जे मायटोसिसमध्ये भाग घेणारे प्रथिने डिफॉस्फोरिलेट करतात, जे त्यांना निष्क्रिय अवस्थेत अनुवादित करतात. परिणामी, सेल इंटरफेस स्थितीत परत येतो.

PS (MPF) हे हेटरोडिमेरिक एन्झाइम आहे ज्यामध्ये नियामक सब्यूनिट, म्हणजे सायक्लिन, आणि उत्प्रेरक सब्यूनिट, म्हणजे सायक्लिन-आश्रित किनेज CZK (इंग्लिश सायक्लिन डिपेंडेंट किनेजमधून CDK), ज्याला p34cdc2 देखील म्हणतात; 34 kDa. या सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य सक्रिय स्वरूप फक्त CZK + सायक्लिन डायमर आहे. याव्यतिरिक्त, CZK क्रियाकलाप एंझाइमच्या स्वतःच्या उलट करण्यायोग्य फॉस्फोरिलेशनद्वारे नियंत्रित केला जातो. सायक्लिनला असे नाव देण्यात आले आहे कारण त्यांची एकाग्रता सेल सायकलच्या कालावधीनुसार चक्रीयपणे बदलते, विशेषतः, पेशी विभाजन सुरू होण्यापूर्वी ते कमी होते.

कशेरुकी पेशींमध्ये विविध सायक्लिन आणि सायक्लिन-आश्रित किनेसेस असतात. एन्झाईमच्या दोन उपयुनिट्सचे विविध संयोजन मायटोसिसची सुरुवात, जी 1 टप्प्यात प्रतिलेखन प्रक्रियेची सुरुवात, प्रतिलेखन पूर्ण झाल्यानंतर गंभीर बिंदूचे संक्रमण, इंटरफेसच्या एस कालावधीमध्ये डीएनए प्रतिकृती प्रक्रियेची सुरुवात यांचे नियमन करतात. (प्रारंभ संक्रमण), आणि सेल सायकलची इतर प्रमुख संक्रमणे (योजनेत दर्शविली नाहीत).
बेडूक oocytes मध्ये, मायटोसिस (G2/M संक्रमण) मध्ये प्रवेश सायक्लिनची एकाग्रता बदलून नियंत्रित केला जातो. PS द्वारे उत्प्रेरित केलेले संपूर्ण प्रोटीन फॉस्फोरिलेशन कॅसकेड ट्रिगर झाल्यावर M टप्प्यात जास्तीत जास्त एकाग्रता गाठेपर्यंत इंटरफेसमध्ये सायक्लिनचे सतत संश्लेषण केले जाते. मायटोसिसच्या शेवटी, सायक्लिन प्रोटीनेसद्वारे वेगाने खराब होते, जे PS द्वारे देखील सक्रिय केले जाते. इतर सेल्युलर प्रणालींमध्ये, पीएस क्रियाकलाप एंझाइमच्या फॉस्फोरिलेशनच्या वेगवेगळ्या अंशांद्वारे नियंत्रित केला जातो.

पेशी विभाजन- प्रक्रियांचा एक संच ज्यामुळे एका मातृ पेशीपासून दोन किंवा अधिक कन्या पेशी तयार होतात.पेशी विभाजन हा जीवनाचा जैविक आधार आहे. एककोशिकीय जीवांच्या बाबतीत, पेशी विभाजनामुळे नवीन जीव तयार होतात. बहुपेशीय जीवांमध्ये, पेशी विभाजन अलैंगिक आणि लैंगिक पुनरुत्पादन, वाढ आणि त्यांच्या अनेक संरचनांच्या पुनर्संचयनाशी संबंधित आहे. कोशिका विभागणीचे प्राथमिक कार्य म्हणजे वंशपरंपरागत माहिती पुढील पिढीकडे हस्तांतरित करणे. प्रोकॅरियोटिक पेशींना तयार झालेले केंद्रक नसतात, म्हणून त्यांच्या पेशींचे विभाजन दोन लहान कन्या पेशींमध्ये होते, ज्याला म्हणतात. बायनरी पृथक्करण,सोपे आणि जलद केले. युकेरियोट्समध्ये अनेक प्रकारचे पेशी विभाजन आहेत:

माइटोटिक विभागणी- विभाजन, ज्यामध्ये गुणसूत्रांच्या समान संचासह दोन कन्या पेशी एका मातृ पेशीपासून तयार होतात (सोमॅटिक पेशींसाठी)

मायोटिक विभागणी -विभाजन, ज्यामध्ये गुणसूत्रांचा अर्धा (हॅप्लॉइड) संच असलेल्या चार कन्या पेशी एका मातृ पेशीपासून तयार होतात (लैंगिक पुनरुत्पादन असलेल्या जीवांमध्ये)

नवोदित -विभाजन ज्यामध्ये एका मातेच्या पेशीपासून दोन कन्या पेशी तयार होतात, त्यापैकी एक दुसऱ्यापेक्षा मोठी असते (उदाहरणार्थ, यीस्टमध्ये)

एकाधिक विभागणी(स्किझोगोनी) - विभाजन ज्यामध्ये एका मातृ पेशीपासून अनेक कन्या पेशी तयार होतात (उदाहरणार्थ, मलेरियाच्या प्लाझमोडियममध्ये).

सेल डिव्हिजन हा सेल सायकलचा भाग आहे. सेल सायकल- हा सेलच्या एका विभागातून दुसऱ्या विभागात अस्तित्वाचा कालावधी आहे.या कालावधीचा कालावधी वेगवेगळ्या जीवांमध्ये भिन्न असतो (उदाहरणार्थ, बॅक्टेरियामध्ये - 20-30 मिनिटे, मानवी ल्यूकोसाइट्ससाठी - 4-5 दिवस) आणि वय, तापमान, डीएनएचे प्रमाण, पेशी प्रकार आणि यासारख्या गोष्टींवर अवलंबून असते. एककोशिकीय जीवांमध्ये, पेशी चक्र एखाद्या व्यक्तीच्या जीवनाशी एकरूप होते आणि बहुपेशीय जीवांमध्ये, शरीराच्या पेशींमध्ये जे सतत विभागत असतात, ते माइटोटिक चक्राशी एकरूप होते. सेल चक्रादरम्यान होणाऱ्या आण्विक प्रक्रिया अनुक्रमिक असतात. सेल सायकल उलट दिशेने चालवणे अशक्य आहे. सर्व युकेरियोट्सचे एक महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे सेल सायकलचे ट्रान्सव्हर्स टप्पे अचूक समन्वयाच्या अधीन असतात. सेल सायकलचा एक टप्पा काटेकोरपणे स्थापित केलेल्या क्रमाने दुसरा बदलला जातो आणि पुढचा टप्पा सुरू होण्यापूर्वी, मागील टप्प्यातील वैशिष्ट्यपूर्ण सर्व जैवरासायनिक प्रक्रिया योग्यरित्या पूर्ण केल्या पाहिजेत. सेल सायकल दरम्यान व्यत्यय क्रोमोसोमल विकृती होऊ शकते. उदाहरणार्थ, क्रोमोसोमचा काही भाग गमावला जाऊ शकतो, दोन कन्या पेशींमध्ये अपुरेपणे वितरित केले जाऊ शकते आणि यासारखे. तत्सम गुणसूत्र विकृती कर्करोगाच्या पेशींचे वैशिष्ट्य आहे. नियामक रेणूंचे दोन मुख्य वर्ग आहेत जे सेल सायकल निर्देशित करतात. हे सायक्लिन आणि सायक्लिन-आश्रित एंजाइम किनेसेस आहेत. एल. हार्टवेल, आर. हंट आणि पी. नर्स यांना सेल सायकल नियमनातील या केंद्रीय रेणूंच्या शोधासाठी 2001 चे औषध आणि शरीरशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक मिळाले.

सेल सायकलचे मुख्य कालावधी इंटरफेस, माइटोसिस आणि साइटोकिनेसिस आहेत.

सेल सायकल= इंटरफेस + मायटोसिस + सायटोकिनेसिस

इंटरफेस (lat आंतर - दरम्यान, phasis - देखावा) - पेशी विभाजन किंवा पेशी विभाजनापासून ते मृत्यूपर्यंतचा कालावधी.

इंटरफेसचा कालावधी, एक नियम म्हणून, संपूर्ण सेल सायकलच्या वेळेच्या 90% पर्यंत असतो. इंटरफेस पेशींचे मुख्य लक्षण म्हणजे क्रोमॅटिनची निराशाजनक अवस्था. ज्या पेशींनी विभाजन करण्याची क्षमता गमावली आहे (उदाहरणार्थ, न्यूरॉन्स), इंटरफेस हा शेवटच्या मायटोसिसपासून पेशींच्या मृत्यूपर्यंतचा कालावधी असेल.

इंटरफेस सेलची वाढ, डीएनए रेणू दुप्पट करणे, सेंद्रिय संयुगेचे संश्लेषण, माइटोकॉन्ड्रियाचे पुनरुत्पादन सुनिश्चित करते, ते एटीपीमध्ये ऊर्जा जमा करते, जे सेल विभाजन सुनिश्चित करण्यासाठी आवश्यक आहे.

इंटरफेसमध्ये प्रीसिंथेटिक, सिंथेटिक आणि पोस्टसिंथेटिक कालावधी समाविष्ट आहेत. प्रीसिंथेटिक कालावधी(G1-फेज) - सेल वाढ द्वारे दर्शविले. या कालावधीत, जो सर्वात मोठा असतो, पेशी वाढतात, वेगळे करतात आणि त्यांचे कार्य करतात. यापुढे विभाजीत होणार्‍या पेशींमध्ये, सेल सायकलमध्ये G1 टप्पा नसतो. अशा पेशी सुप्त कालावधीत (G0-फेज) असतात. सिंथेटिक कालावधी(एस-फेज) हा कालावधी आहे ज्यामध्ये मुख्य घटना डीएनए डुप्लिकेशन आहे. या कालावधीतील प्रत्येक गुणसूत्र दोन-क्रोमॅटिड बनते. पोस्टसिंथेटिक कालावधी(G2-फेज) - मायटोसिससाठी त्वरित तयारीचा कालावधी.

इंटरफेस दरम्यान प्रमुख घटना

कालावधी	मुख्य प्रक्रिया
प्रसिंथेटिक(G1-फेज, सर्वात लांब, 10 तासांपासून अनेक दिवसांपर्यंत)	■ मुख्य ऑर्गेनेल्सची निर्मिती; ■ न्यूक्लियोलस mRNA, tRNA, rRNA तयार करतो; ■ गहन बायोसिंथेटिक प्रक्रिया आणि वर्धित सेल वाढ
सिंथेटिक(एस-फेज, त्याचा कालावधी 6-10 तास आहे)	■ डीएनए प्रतिकृती आणि हिस्टोन संश्लेषण आणि गुणसूत्राचे दुहेरी क्रोमॅटिड संरचनेत रूपांतर; ■ सेंट्रीओल दुप्पट करणे
पोस्टसिंथेटिक(G2-फेज, त्याचा कालावधी 3-4 तास आहे)	■ विभागणी, मुख्य नवीन ऑर्गेनेल्सची निर्मिती; ■ सायटोस्केलेटनचा नाश; ■ प्रथिने, लिपिड्स, कार्बोहायड्रेट्स, RNA, ATP, इत्यादींचे वर्धित संश्लेषण |

मायटोसिस हा युकेरियोटिक पेशी विभाजनाचा मुख्य प्रकार आहे.या विभागात 4 टप्पे आहेत ( prophase, metaphase, anaphase, telophase) आणि काही मिनिटांपासून ते 2-3 तासांपर्यंत टिकते.

Tsntokinez(किंवा सायटोटॉमी) - युकेरियोटिक सेलच्या साइटोप्लाझमचे विभाजन, जे सेलमध्ये न्यूक्लियसचे विभाजन झाल्यानंतर उद्भवते (मायटोसिस). बहुतेक प्रकरणांमध्ये, पेशीचे सायटोप्लाझम आणि ऑर्गेनेल्स कन्या पेशींमध्ये अंदाजे समान प्रमाणात वितरीत केले जातात. अपवाद म्हणजे ओजेनेसिस, ज्या दरम्यान भविष्यातील अंडी पेशी जवळजवळ सर्व सायटोप्लाझम आणि ऑर्गेनेल्स प्राप्त करतात, तर ध्रुवीय शरीरात त्यापैकी जवळजवळ काहीही नसते आणि लवकरच मरतात. अणुविभाजन सायटोकिनेसिससह नसलेल्या प्रकरणांमध्ये, बहु-न्यूक्लिएटेड पेशी तयार होतात (उदाहरणार्थ, क्रॉस-ब्लिंकिंग स्नायू तंतू). टेलोफेस नंतर लगेच साइटोकिनेसिस होतो. प्राण्यांच्या पेशींमध्ये, टेलोफेस दरम्यान, प्लाझ्मा झिल्ली विषुववृत्तीय स्तरावर (मायक्रोफिलामेंट्सच्या कृती अंतर्गत) आतील बाजूस दुमडण्यास सुरवात करते आणि सेलला अर्ध्या भागात विभाजित करते. विषुववृत्तावरील वनस्पती पेशींमध्ये मायक्रोफिलामेंट्सपासून शरीर तयार होते - फ्रॅगमोब्लास्टमाइटोकॉन्ड्रिया, ईआर, गोल्गी उपकरण, राइबोसोम त्याकडे जातात. गोल्गी उपकरणातील बुडबुडे एकत्र होतात आणि सेल प्लेट तयार करतात, जी वाढतात आणि मदर सेलच्या सेल भिंतीमध्ये विलीन होतात.

जीवशास्त्र +apoptosisप्रोग्राम केलेल्या सेल मृत्यूची एक घटना आहे. दुसर्या प्रकारच्या पेशींच्या मृत्यूच्या विपरीत - नेक्रोसिस- एपोप्टोसिस दरम्यान, सायटोप्लाज्मिक झिल्लीचा कोणताही नाश होत नाही आणि त्यानुसार, सेलची सामग्री बाह्य वातावरणात प्रवेश करत नाही. एक वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य म्हणजे विशिष्ट एन्झाइम एंडोन्यूक्लिझद्वारे डीएनएचे तुकड्यांमध्ये विखंडन. शरीरातील पेशींच्या संख्येच्या शारीरिक नियमनासाठी, जुन्या पेशींचा नाश करण्यासाठी, शरद ऋतूतील पानांच्या गळतीसाठी, किलर लिम्फोसाइट्सच्या सायटोटॉक्सिक प्रभावासाठी, शरीराच्या भ्रूणजननासाठी, इ.चे उल्लंघन करण्यासाठी ऍपोप्टोसिसची प्रक्रिया आवश्यक आहे. सामान्य सेल ऍपोप्टोसिसमुळे सेलचे अनियंत्रित पुनरुत्पादन होते आणि ट्यूमरचा देखावा होतो.

पेशी विभाजनाचे जैविक महत्त्व.विद्यमान पेशींच्या विभाजनामुळे नवीन पेशी निर्माण होतात. जर एककोशिकीय जीव विभाजित झाला तर त्यातून दोन नवीन तयार होतात. बहुसेल्युलर जीव देखील बहुतेक वेळा एकाच पेशीने त्याचा विकास सुरू करतो. वारंवार विभागणी करून, मोठ्या संख्येने पेशी तयार होतात, ज्यामुळे शरीर तयार होते. पेशी विभाजन जीवांचे पुनरुत्पादन आणि विकास सुनिश्चित करते आणि म्हणूनच पृथ्वीवरील जीवनाचे सातत्य.

सेल सायकल- मदर सेलच्या विभाजनाच्या प्रक्रियेत त्याच्या निर्मितीच्या क्षणापासून त्याच्या स्वतःच्या विभाजनापर्यंत (या विभाजनासह) किंवा मृत्यूपर्यंत पेशीचे जीवन.

या चक्रादरम्यान, प्रत्येक पेशी शरीरात यशस्वीरित्या कार्य करण्यासाठी अशा प्रकारे वाढतो आणि विकसित होतो. पुढे, पेशी ठराविक काळासाठी कार्य करते, त्यानंतर ते एकतर विभाजित होते, कन्या पेशी तयार करतात किंवा मरतात.

वेगवेगळ्या प्रकारच्या जीवांचे पेशी चक्र वेगवेगळे असतात: उदाहरणार्थ, जिवाणूहे सुमारे 20 मिनिटे टिकते ciliates शूज- 10 ते 20 तासांपर्यंत. विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात बहुपेशीय जीवांच्या पेशी वारंवार विभाजित होतात आणि नंतर पेशी चक्र लक्षणीयरीत्या वाढतात. उदाहरणार्थ, एखाद्या व्यक्तीच्या जन्मानंतर लगेच, मेंदूच्या पेशी मोठ्या संख्येने विभाजित होतात: या काळात मेंदूचे 80% न्यूरॉन्स तयार होतात. तथापि, यातील बहुतेक पेशी त्वरीत विभाजित होण्याची त्यांची क्षमता गमावतात आणि काही अजिबात विभाजित न होता जीवाच्या नैसर्गिक मृत्यूपर्यंत टिकून राहतात.

सेल सायकलमध्ये इंटरफेस आणि माइटोसिस (चित्र 54) असतात.

इंटरफेस- दोन विभागांमधील सेल सायकल अंतराल. संपूर्ण इंटरफेस दरम्यान, क्रोमोसोम सर्पिल केले जात नाहीत; ते क्रोमॅटिनच्या स्वरूपात सेल न्यूक्लियसमध्ये स्थित असतात. नियमानुसार, इंटरफेसमध्ये तीन कालखंड असतात: प्री-सिंथेटिक, सिंथेटिक आणि पोस्टसिंथेटिक.

प्रीसिंथेटिक कालावधी (G,)इंटरफेसचा सर्वात लांब भाग आहे. हे वेगवेगळ्या प्रकारच्या पेशींमध्ये 2-3 तासांपासून अनेक दिवस टिकू शकते. या कालावधीत, सेल वाढतो, त्यात ऑर्गेनेल्सची संख्या वाढते, डीएनएच्या नंतरच्या डुप्लिकेशनसाठी ऊर्जा आणि पदार्थ जमा होतात. Gj- कालावधी दरम्यान, प्रत्येक गुणसूत्रात एक क्रोमॅटिड असतो, म्हणजेच गुणसूत्रांची संख्या ( पी)आणि क्रोमेटिड्स (सह)जुळते गुणसूत्रांचा संच आणि क्रोमो-

सेल सायकलच्या Gr कालावधीतील डिप्लोइड सेलचे मॅटिड (डीएनए रेणू) लिहून व्यक्त केले जाऊ शकतात 2p2s.

सिंथेटिक कालावधीत (एस)डीएनए डुप्लिकेशन उद्भवते, तसेच गुणसूत्रांच्या त्यानंतरच्या निर्मितीसाठी आवश्यक प्रथिनांचे संश्लेषण होते. एटीत्याच कालावधीत सेंट्रीओल्स दुप्पट होते.

डीएनए डुप्लिकेशन म्हणतात प्रतिकृतीप्रतिकृती दरम्यान, विशेष एन्झाईम मूळ मूळ डीएनए रेणूच्या दोन स्ट्रँड वेगळे करतात, पूरक न्यूक्लियोटाइड्समधील हायड्रोजन बंध तोडतात. डीएनए पॉलिमरेझचे रेणू, प्रतिकृतीचे मुख्य एंजाइम, विभक्त साखळ्यांना बांधतात. मग डीएनए पॉलिमरेझ रेणू पॅरेंट चेनच्या बाजूने जाऊ लागतात, त्यांचा टेम्पलेट्स म्हणून वापर करतात आणि नवीन कन्या साखळ्यांचे संश्लेषण करतात, त्यांच्यासाठी पूरकतेच्या तत्त्वानुसार न्यूक्लियोटाइड्स निवडतात (चित्र 55). उदाहरणार्थ, जर मूळ DNA साखळीच्या एका विभागात न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम A C G T G A असेल, तर कन्या साखळीचा विभाग असा दिसेल. TGCAC. एटीया संबंधात, प्रतिकृती म्हणून संदर्भित केले जाते मॅट्रिक्स संश्लेषण प्रतिक्रिया. एटीप्रतिकृती दोन समान दुहेरी अडकलेल्या डीएनए रेणू तयार करते एटीत्या प्रत्येकामध्ये मूळ मूळ रेणूची एक साखळी आणि एक नवीन संश्लेषित कन्या साखळी समाविष्ट आहे.

S-कालावधीच्या अखेरीस, प्रत्येक गुणसूत्रात आधीपासून सेन्ट्रोमियरमध्ये एकमेकांशी जोडलेले दोन समान भगिनी क्रोमेटिड्स असतात. होमोलॉगस क्रोमोसोमच्या प्रत्येक जोडीतील क्रोमेटिड्सची संख्या चार होते. अशा प्रकारे, एस-कालावधीच्या शेवटी (म्हणजे, प्रतिकृतीनंतर) डिप्लोइड सेलच्या गुणसूत्रांचा आणि क्रोमेटिड्सचा संच रेकॉर्डद्वारे व्यक्त केला जातो. 2p4s.

पोस्टसिंथेटिक कालावधी (G 2)डीएनए डुप्लिकेशन नंतर उद्भवते. यावेळी, सेल ऊर्जा जमा करते आणि आगामी विभाजनासाठी प्रथिने संश्लेषित करते (उदाहरणार्थ, मायक्रोट्यूब्यूल्स तयार करण्यासाठी ट्युब्युलिन प्रोटीन, जे नंतर विभाजन स्पिंडल बनवते). संपूर्ण C 2 कालावधीत, सेलमधील गुणसूत्र आणि क्रोमेटिड्सचा संच अपरिवर्तित राहतो - 2n4c.

इंटरफेस संपतो आणि सुरू होतो विभागणी,परिणामी कन्या पेशी तयार होतात. मायटोसिस (युकेरियोट्समधील पेशी विभाजनाची मुख्य पद्धत) दरम्यान, प्रत्येक गुणसूत्राचे सिस्टर क्रोमेटिड्स एकमेकांपासून वेगळे होतात आणि वेगवेगळ्या कन्या पेशींमध्ये प्रवेश करतात. परिणामी, नवीन पेशी चक्रात प्रवेश करणाऱ्या तरुण कन्या पेशींचा एक संच असतो 2p2s.

अशाप्रकारे, सेल सायकल दिसण्यापासून ते दोन मुलींमध्ये पूर्ण विभाजनापर्यंतचा कालावधी कव्हर करते आणि त्यात इंटरफेस (Gr, S-, C2-पीरियड्स) आणि मायटोसिस (चित्र 54 पहा) यांचा समावेश होतो. पेशी चक्राच्या कालावधीचा असा क्रम सतत पेशींचे विभाजन करण्यासाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे, उदाहरणार्थ, त्वचेच्या एपिडर्मिसच्या जंतू थराच्या पेशी, लाल अस्थिमज्जा, प्राण्यांच्या गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टचा श्लेष्मल त्वचा, शैक्षणिक ऊतकांच्या पेशी. वनस्पतींचे. ते प्रत्येक 12-36 तासांनी विभाजित करण्यास सक्षम आहेत.

याउलट, बहुसेल्युलर जीवांच्या बहुतेक पेशी स्पेशलायझेशनच्या मार्गावर येतात आणि Gj कालावधीचा काही भाग पार केल्यानंतर, तथाकथित पेशींमध्ये जाऊ शकतात. विश्रांतीचा कालावधी (गो-पीरियड). Gn -period मध्ये असलेल्या पेशी शरीरात त्यांची विशिष्ट कार्ये करतात, ते चयापचय आणि ऊर्जा प्रक्रिया करतात, परंतु प्रतिकृतीसाठी कोणतीही तयारी नसते. अशा पेशी, एक नियम म्हणून, कायमचे विभाजन करण्याची क्षमता गमावतात. उदाहरणांमध्ये न्यूरॉन्स, डोळ्याच्या लेन्सच्या पेशी आणि इतर अनेकांचा समावेश होतो.

तथापि, जीएन-पीरियडमध्ये असलेल्या काही पेशी (उदाहरणार्थ, ल्युकोसाइट्स, यकृत पेशी) ते सोडू शकतात आणि पेशी चक्र चालू ठेवू शकतात, इंटरफेस आणि मायटोसिसच्या सर्व कालखंडातून गेले आहेत. तर, यकृताच्या पेशी सुप्त कालावधीत राहिल्यानंतर अनेक महिने पुन्हा विभाजित होण्याची क्षमता प्राप्त करू शकतात.

पेशी मृत्यू.वैयक्तिक पेशी किंवा त्यांच्या गटांचा मृत्यू (मृत्यू) बहुपेशीय जीवांमध्ये, तसेच एककोशिकीय जीवांचा मृत्यू सतत होतो. सेल मृत्यू दोन प्रकारांमध्ये विभागला जाऊ शकतो: नेक्रोसिस (ग्रीकमधून. नेक्रोस- मृत) आणि ऍपोप्टोसिस, ज्याला सहसा प्रोग्राम्ड सेल डेथ किंवा अगदी सेल आत्महत्या म्हणतात.

नेक्रोसिस- हानीकारक घटकांच्या कृतीमुळे सजीवातील पेशी आणि ऊतींचा मृत्यू. नेक्रोसिसची कारणे उच्च आणि निम्न तापमान, आयनीकरण किरणोत्सर्ग, विविध रसायने (रोगजनकांद्वारे सोडलेल्या विषांसह) असू शकतात. यांत्रिक नुकसान, बिघडलेला रक्त पुरवठा आणि ऊतींचे ज्वलन आणि ऍलर्जीक प्रतिक्रियांमुळे नेक्रोटिक सेल मृत्यू देखील साजरा केला जातो.

खराब झालेल्या पेशींमध्ये, झिल्लीची पारगम्यता विस्कळीत होते, प्रथिने संश्लेषण थांबते, इतर चयापचय प्रक्रिया थांबतात, न्यूक्लियस, ऑर्गेनेल्स आणि शेवटी, संपूर्ण पेशी नष्ट होतात. नेक्रोसिसचे वैशिष्ट्य म्हणजे पेशींच्या संपूर्ण गटांचा असा मृत्यू होतो (उदाहरणार्थ, मायोकार्डियल इन्फेक्शनमध्ये, हृदयाच्या स्नायूचा एक भाग ज्यामध्ये अनेक पेशी असतात ऑक्सिजन पुरवठा बंद झाल्यामुळे मरतात). सहसा, मरणा-या पेशींवर ल्युकोसाइट्सचा हल्ला होतो आणि नेक्रोसिस झोनमध्ये एक दाहक प्रतिक्रिया विकसित होते.

apoptosis- प्रोग्राम केलेला सेल मृत्यू, शरीराद्वारे नियंत्रित. शरीराच्या विकास आणि कार्यादरम्यान, त्यातील काही पेशी थेट नुकसान न होता मरतात. ही प्रक्रिया जीवाच्या जीवनाच्या सर्व टप्प्यांवर, अगदी भ्रूण कालावधीत देखील होते.

प्रौढ जीवात, नियोजित पेशी मृत्यू देखील सतत होतो. रक्तपेशी, त्वचेचा एपिडर्मिस, गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टचा श्लेष्मल त्वचा इत्यादी लाखोंच्या संख्येने मरतात. ओव्हुलेशननंतर, अंडाशयातील फॉलिक्युलर पेशींचा काही भाग मरतो, स्तनपानानंतर, स्तन ग्रंथींच्या पेशी मरतात. प्रौढ मानवी शरीरात, एपोप्टोसिसच्या परिणामी दररोज 50-70 अब्ज पेशी मरतात. अपोप्टोसिस दरम्यान, पेशी प्लाझमलेमाने वेढलेल्या स्वतंत्र तुकड्यांमध्ये मोडते. सहसा, मृत पेशींचे तुकडे ल्युकोसाइट्स किंवा शेजारच्या पेशींद्वारे प्रक्षोभक प्रतिक्रिया सुरू न करता घेतले जातात. हरवलेल्या पेशींची भरपाई विभाजनाद्वारे प्रदान केली जाते.

अशा प्रकारे, ऍपोप्टोसिस, जसे होते, पेशी विभाजनांच्या अनंततेमध्ये व्यत्यय आणते. त्यांच्या "जन्म" पासून ऍपोप्टोसिसपर्यंत, पेशी विशिष्ट संख्येच्या सामान्य सेल चक्रांमधून जातात. त्या प्रत्येकानंतर, सेल एकतर नवीन सेल सायकल किंवा ऍपोप्टोसिसकडे जातो.

1. सेल सायकल काय आहे?

2. इंटरफेस काय म्हणतात? इंटरफेसच्या G r, S- आणि 0 2-कालावधींमध्ये कोणत्या मुख्य घटना घडतात?

3. कोणत्या पेशी G 0 -nepnofl द्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत? या काळात काय होते?

4. डीएनए प्रतिकृती कशी केली जाते?

5. होमोलोगस क्रोमोसोम बनवणारे डीएनए रेणू सारखेच असतात का? बहिण क्रोमेटिड्सचा भाग म्हणून? का?

6. नेक्रोसिस म्हणजे काय? अपोप्टोसिस? नेक्रोसिस आणि अपोप्टोसिसमधील समानता आणि फरक काय आहेत?

7. बहुपेशीय जीवांच्या जीवनात प्रोग्राम्ड सेल डेथचे महत्त्व काय आहे?

8. तुम्हाला असे का वाटते की बहुसंख्य सजीवांमध्ये वंशानुगत माहितीचा मुख्य संरक्षक डीएनए असतो आणि आरएनए केवळ सहायक कार्ये करतो?

धडा 1. सजीवांचे रासायनिक घटक

• § 1. शरीरातील रासायनिक घटकांची सामग्री. मॅक्रो- आणि सूक्ष्म घटक
• § 2. सजीवांमध्ये रासायनिक संयुगे. अजैविक पदार्थ

धडा 2. सेल - सजीवांचे संरचनात्मक आणि कार्यात्मक एकक

• § 10. सेलच्या शोधाचा इतिहास. सेल सिद्धांताची निर्मिती
• § 15. एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम. गोल्गी कॉम्प्लेक्स. लायसोसोम्स

प्रकरण 3

• § 24. चयापचय आणि ऊर्जा रूपांतरणाची सामान्य वैशिष्ट्ये

धडा 4. सजीवांमध्ये संरचनात्मक संघटना आणि कार्यांचे नियमन

सेल सायकल

पेशी चक्र म्हणजे पेशीच्या निर्मितीच्या क्षणापासून त्याच्या स्वतःच्या विभाजनापर्यंत किंवा मृत्यूपर्यंत पेशीच्या अस्तित्वाचा कालावधी.

युकेरियोटिक सेल सायकलची लांबी

सेल सायकलची लांबी सेल ते सेल बदलते. एपिडर्मिस आणि लहान आतड्याच्या हेमॅटोपोएटिक किंवा बेसल पेशींसारख्या प्रौढ जीवांच्या झपाट्याने वाढणाऱ्या पेशी, दर 12-36 तासांनी पेशी चक्रात प्रवेश करू शकतात. एकिनोडर्म्सच्या अंड्यांचे जलद विखंडन करताना लहान पेशी चक्र (सुमारे 30 मिनिटे) दिसून येतात, उभयचर आणि इतर प्राणी. प्रायोगिक परिस्थितीत, अनेक सेल कल्चर लाइन्समध्ये लहान सेल सायकल (सुमारे 20 तास) असते. सर्वात सक्रियपणे विभाजित पेशींमध्ये, मायटोसेस दरम्यानचा कालावधी अंदाजे 10-24 तास असतो.

युकेरियोटिक सेल सायकलचे टप्पे

युकेरियोटिक सेल सायकलमध्ये दोन कालावधी असतात:

पेशींच्या वाढीचा कालावधी, ज्याला "इंटरफेस" म्हणतात, ज्या दरम्यान डीएनए आणि प्रथिने संश्लेषित केली जातात आणि पेशी विभाजनासाठी तयारी केली जाते.

पेशी विभाजनाचा कालावधी, ज्याला "फेज एम" म्हणतात (माइटोसिस - माइटोसिस या शब्दावरून).

इंटरफेसमध्ये अनेक कालावधी असतात:

G1-फेज (इंग्रजी अंतरापासून - अंतर), किंवा प्रारंभिक वाढीचा टप्पा, ज्या दरम्यान mRNA, प्रथिने आणि इतर सेल्युलर घटक संश्लेषित केले जातात;

एस-फेज (इंग्रजी संश्लेषणातून - सिंथेटिक), ज्या दरम्यान सेल न्यूक्लियसच्या डीएनएची प्रतिकृती तयार केली जाते, सेंट्रीओल्सचे दुप्पट देखील होते (जर, अर्थातच, काही असतील तर).

जी 2-फेज, ज्या दरम्यान मायटोसिसची तयारी असते.

विभेदित पेशी ज्या यापुढे विभाजित होत नाहीत त्यांना सेल सायकलमध्ये G1 टप्प्याची कमतरता असू शकते. अशा पेशी विश्रांतीच्या टप्प्यात G0 आहेत.

सेल डिव्हिजनचा कालावधी (फेज एम) मध्ये दोन टप्पे समाविष्ट आहेत:

माइटोसिस (पेशी केंद्रकांचे विभाजन);

साइटोकिनेसिस (साइटोप्लाझमचे विभाजन).

या बदल्यात, माइटोसिस पाच टप्प्यात विभागले गेले आहे, व्हिव्होमध्ये हे सहा टप्पे डायनॅमिक अनुक्रम तयार करतात.

पेशी विभाजनाचे वर्णन मायक्रोफिल्मिंगच्या संयोगाने प्रकाश मायक्रोस्कोपीच्या डेटावर आणि स्थिर आणि डाग असलेल्या पेशींच्या प्रकाश आणि इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपीच्या परिणामांवर आधारित आहे.

सेल सायकल नियमन

सेल सायकलच्या बदलत्या कालावधीचा नैसर्गिक क्रम सायक्लिन-आश्रित किनेसेस आणि सायक्लिन सारख्या प्रथिनांच्या परस्परसंवादाद्वारे चालतो. वाढीच्या घटकांच्या संपर्कात असताना G0 टप्प्यातील पेशी पेशी चक्रात प्रवेश करू शकतात. प्लेटलेट, एपिडर्मल आणि मज्जातंतूंच्या वाढीचे घटक यांसारखे विविध वाढीचे घटक त्यांच्या रिसेप्टर्सला बांधून, इंट्रासेल्युलर सिग्नलिंग कॅस्केड ट्रिगर करतात, ज्यामुळे शेवटी सायक्लिन आणि सायक्लिन-आश्रित किनेसेससाठी जनुकांचे लिप्यंतरण होते. सायक्लिन-आश्रित किनेसेस संबंधित सायक्लिनशी संवाद साधतानाच सक्रिय होतात. सेलमधील विविध सायक्लिनची सामग्री संपूर्ण सेल सायकलमध्ये बदलते. सायक्लिन हा सायक्लिन-सायक्लिन-आश्रित किनेज कॉम्प्लेक्सचा एक नियामक घटक आहे. किनेस हा या कॉम्प्लेक्सचा उत्प्रेरक घटक आहे. सायक्लिनशिवाय किनेस सक्रिय नसतात. सेल सायकलच्या वेगवेगळ्या टप्प्यांवर वेगवेगळ्या सायक्लिनचे संश्लेषण केले जाते. अशाप्रकारे, जेव्हा सायक्लिन बी/सायक्लिन-आश्रित किनेज कॉम्प्लेक्सद्वारे उत्प्रेरित केलेल्या फॉस्फोरिलेशन प्रतिक्रियांचे संपूर्ण कॅस्केड ट्रिगर केले जाते तेव्हा बेडूक oocytes मधील सायक्लिन B ची सामग्री मायटोसिसच्या वेळेपर्यंत जास्तीत जास्त पोहोचते. मायटोसिसच्या शेवटी, सायक्लिन प्रोटीनेसद्वारे वेगाने खराब होते.

सेल सायकल चेकपॉइंट्स

सेल सायकलच्या प्रत्येक टप्प्याची पूर्णता निश्चित करण्यासाठी, त्यात चेकपॉईंट्स असणे आवश्यक आहे. जर सेल चेकपॉईंटला "पास" करतो, तर तो सेल सायकलमधून "हलवणे" सुरू ठेवतो. तथापि, काही परिस्थिती, जसे की डीएनएचे नुकसान, सेलला चेकपॉईंटमधून जाण्यापासून प्रतिबंधित करते, ज्याची तुलना एका प्रकारच्या चेकपॉईंटशी केली जाऊ शकते, तर सेल थांबतो आणि सेल सायकलचा दुसरा टप्पा उद्भवत नाही, किमान तोपर्यंत अडथळे दूर केले जातात, पिंजरा चेकपॉईंटमधून जाण्यापासून रोखतात. किमान चार सेल सायकल चेकपॉईंट आहेत: G1 मधील एक चेकपॉईंट जेथे S-फेजमध्ये प्रवेश करण्यापूर्वी DNA अखंडता तपासली जाते, S-फेजमधील एक चेकपॉईंट जेथे DNA प्रतिकृतीच्या अचूकतेसाठी DNA प्रतिकृती तपासली जाते, G2 मधील एक चेकपॉईंट जिथे चुकलेले नुकसान तपासले जाते. मागील चेकपॉइंट्स पास करताना, किंवा सेल सायकलच्या त्यानंतरच्या टप्प्यावर प्राप्त केले जाते. G2 टप्प्यात, डीएनए प्रतिकृतीची पूर्णता शोधली जाते आणि ज्या पेशींमध्ये डीएनए कमी प्रतिकृती आहे ते मायटोसिसमध्ये प्रवेश करत नाहीत. स्पिंडल असेंबली चेकपॉईंटवर, सर्व किनेटोचोर मायक्रोट्यूब्यूल्सशी संलग्न आहेत की नाही हे तपासले जाते.

सेल सायकल विकार आणि ट्यूमर निर्मिती

p53 प्रोटीनच्या संश्लेषणात वाढ झाल्यामुळे p21 प्रथिने, सेल सायकल इनहिबिटरचे संश्लेषण होते.

सेल सायकलच्या सामान्य नियमनाचे उल्लंघन हे बहुतेक घन ट्यूमरचे कारण आहे. सेल सायकलमध्ये, आधीच नमूद केल्याप्रमाणे, चेकपॉईंट पास करणे केवळ तेव्हाच शक्य आहे जेव्हा मागील टप्पे सामान्यपणे पूर्ण केले जातात आणि कोणतेही ब्रेकडाउन नसतात. ट्यूमर पेशी सेल सायकलच्या चेकपॉइंट्सच्या घटकांमधील बदलांद्वारे दर्शविले जातात. सेल सायकल चेकपॉईंट्सच्या निष्क्रियतेमुळे अनेक ट्यूमर सप्रेसर्स आणि प्रोटो-ऑनकोजीन, विशेषतः p53, pRb, Myc आणि Ras च्या बिघडलेले कार्य होते. p53 प्रोटीन हे ट्रान्सक्रिप्शन घटकांपैकी एक आहे जे p21 प्रोटीनचे संश्लेषण सुरू करते, जे CDK-सायक्लिन कॉम्प्लेक्सचे अवरोधक आहे, ज्यामुळे G1 आणि G2 कालावधीत सेल सायकल अटक होते. अशा प्रकारे, ज्या सेलचा डीएनए खराब झाला आहे तो एस टप्प्यात प्रवेश करत नाही. जेव्हा उत्परिवर्तनामुळे p53 प्रथिन जनुकांचे नुकसान होते, किंवा ते बदलतात तेव्हा पेशी चक्र नाकेबंदी होत नाही, पेशी मायटोसिसमध्ये प्रवेश करतात, ज्यामुळे उत्परिवर्ती पेशी दिसतात, त्यापैकी बहुतेक व्यवहार्य नसतात, तर काही घातक पेशींना जन्म देतात. .

सायक्लिन हे प्रथिनांचे एक कुटुंब आहे जे सायक्लिन-आश्रित प्रोटीन किनेसेस (CDK) (CDK - cyclin-dependent kinases) चे सक्रिय करणारे आहेत - युकेरियोटिक सेल सायकलच्या नियमनात गुंतलेली प्रमुख एन्झाईम्स. सायक्लिन्सना त्यांचे नाव मिळाले कारण पेशी पेशी चक्रातून जात असताना त्यांची इंट्रासेल्युलर एकाग्रता वेळोवेळी बदलते आणि त्याच्या विशिष्ट टप्प्यांवर जास्तीत जास्त पोहोचते.

सायक्लिन-आश्रित प्रोटीन किनेजचे उत्प्रेरक सब्यूनिट सायक्लिन रेणूशी परस्परसंवादाच्या परिणामी अंशतः सक्रिय होते, जे एन्झाइमचे नियामक उपयुनिट बनवते. सायक्लिन गंभीर एकाग्रतेपर्यंत पोहोचल्यानंतर या हेटेरोडाइमरची निर्मिती शक्य होते. सायक्लिनच्या एकाग्रतेत घट झाल्याच्या प्रतिसादात, एंजाइम निष्क्रिय होते. सायक्लिन-आश्रित प्रोटीन किनेजच्या संपूर्ण सक्रियतेसाठी, या कॉम्प्लेक्सच्या पॉलीपेप्टाइड चेनमध्ये विशिष्ट फॉस्फोरिलेशन आणि विशिष्ट अमीनो ऍसिड अवशेषांचे डिफॉस्फोरिलेशन होणे आवश्यक आहे. अशा प्रतिक्रिया घडवणारे एक एन्झाईम म्हणजे सीएके किनेज (सीएके - सीडीके सक्रिय करणारे किनेज).

सायक्लिन-आश्रित किनेस

सायक्लिन-आश्रित किनेसेस (CDKs) हे सायक्लिन आणि सायक्लिन-सदृश रेणूंद्वारे नियंत्रित प्रथिनांचे समूह आहेत. बहुतेक सीडीके सेल सायकल टप्प्यांमध्ये गुंतलेले असतात; ते ट्रान्सक्रिप्शन आणि mRNA प्रक्रियेचे देखील नियमन करतात. सीडीके हे सेरीन/थ्रेओनाईन किनेसेस असतात जे संबंधित प्रथिनांचे अवशेष फॉस्फोरिलेट करतात. अनेक सीडीके ज्ञात आहेत, त्यातील प्रत्येक एक किंवा अधिक सायक्लिन आणि इतर तत्सम रेणूंद्वारे त्यांच्या गंभीर एकाग्रतेपर्यंत पोहोचल्यानंतर सक्रिय केले जातात आणि बहुतेक भागासाठी सीडीके एकसंध असतात, प्रामुख्याने सायक्लिन बंधनकारक साइटच्या कॉन्फिगरेशनमध्ये भिन्न असतात. विशिष्ट सायक्लिनच्या इंट्रासेल्युलर एकाग्रतेत घट झाल्याच्या प्रतिसादात, संबंधित CDK ची उलट करता येणारी निष्क्रियता उद्भवते. जर सीडीके सायक्लिनच्या गटाद्वारे सक्रिय केले गेले तर, त्यातील प्रत्येक जण, प्रथिने किनेसेस एकमेकांना हस्तांतरित करत असताना, सीडीके दीर्घकाळ सक्रिय स्थितीत ठेवतात. CDK सक्रियतेच्या अशा लहरी सेल सायकलच्या G1 आणि S टप्प्यांमध्ये होतात.

CDK आणि त्यांच्या नियामकांची यादी

CDK1; सायक्लिन ए, सायक्लिन बी

CDK2; सायक्लिन ए, सायक्लिन ई

CDK4; cyclin D1, cyclin D2, cyclin D3

CDK5; CDK5R1, CDK5R2

CDK6; cyclin D1, cyclin D2, cyclin D3

CDK7; सायकलीन एच

CDK8; सायक्लिन सी

CDK9; cyclin T1, cyclin T2a, cyclin T2b, cyclin K

CDK11 (CDC2L2); सायक्लिन एल

अमिटोसिस (किंवा थेट पेशी विभाजन) मायटोसिसपेक्षा सोमाटिक युकेरियोटिक पेशींमध्ये कमी वेळा आढळते. 1841 मध्ये जर्मन जीवशास्त्रज्ञ आर. रीमाक यांनी प्रथम वर्णन केले होते, हा शब्द एका हिस्टोलॉजिस्टने प्रस्तावित केला होता. डब्ल्यू. फ्लेमिंग नंतर - 1882 मध्ये. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, कमी झालेल्या माइटोटिक क्रियाकलाप असलेल्या पेशींमध्ये अमिटोसिस दिसून येतो: या वृद्ध किंवा पॅथॉलॉजिकल बदललेल्या पेशी आहेत, बहुतेकदा मृत्यूला बळी पडतात (सस्तन प्राण्यांच्या भ्रूण झिल्लीच्या पेशी, ट्यूमर पेशी इ.). अमिटोसिस दरम्यान, न्यूक्लियसची इंटरफेस स्थिती मॉर्फोलॉजिकलदृष्ट्या संरक्षित केली जाते, न्यूक्लियोलस आणि न्यूक्लियर झिल्ली स्पष्टपणे दृश्यमान असतात. डीएनए प्रतिकृती अनुपस्थित आहे. क्रोमॅटिनचे सर्पिलीकरण होत नाही, गुणसूत्र सापडत नाहीत. पेशी त्याच्या अंतर्निहित कार्यात्मक क्रियाकलाप राखून ठेवते, जी मायटोसिस दरम्यान जवळजवळ पूर्णपणे अदृश्य होते. अमिटोसिस दरम्यान, केवळ न्यूक्लियसचे विभाजन होते आणि विखंडन स्पिंडल तयार केल्याशिवाय, आनुवंशिक सामग्री यादृच्छिकपणे वितरीत केली जाते. साइटोकिनेसिसच्या अनुपस्थितीमुळे द्विन्यूक्लियर पेशी तयार होतात, जे नंतर सामान्य माइटोटिक चक्रात प्रवेश करू शकत नाहीत. वारंवार एमीटोसेससह, मल्टीन्यूक्लिएटेड पेशी तयार होऊ शकतात.

ही संकल्पना 1980 पर्यंत काही पाठ्यपुस्तकांमध्ये दिसून आली. सध्या, असे मानले जाते की अ‍ॅमिटोसिसचे श्रेय दिलेली सर्व घटना अपुरेपणे तयार केलेल्या मायक्रोस्कोपिक तयारीच्या चुकीच्या अर्थाने किंवा पेशींचा नाश किंवा पेशी विभाजन म्हणून इतर पॅथॉलॉजिकल प्रक्रियांच्या सोबतच्या घटनेचा अर्थ लावल्याचा परिणाम आहे. त्याच वेळी, युकेरियोटिक न्यूक्लियर फिशनच्या काही प्रकारांना मायटोसिस किंवा मेयोसिस म्हटले जाऊ शकत नाही. असे, उदाहरणार्थ, अनेक सिलीएट्सच्या मॅक्रोन्यूक्लीचे विभाजन आहे, जेथे स्पिंडल तयार केल्याशिवाय, क्रोमोसोमच्या लहान तुकड्यांचे पृथक्करण होते.

सेल जीवन चक्र, किंवा सेल सायकल, हा कालावधी आहे ज्या दरम्यान ते एकक म्हणून अस्तित्वात आहे, म्हणजे सेलच्या आयुष्याचा कालावधी. जेव्हा पेशी त्याच्या आईच्या विभाजनाच्या परिणामी दिसून येते तेव्हापासून आणि त्याचे विभाजन संपेपर्यंत, जेव्हा ते दोन मुलींमध्ये "विघटन" होते.

असे काही वेळा असतात जेव्हा सेल विभाजित होत नाही. मग त्याचे जीवन चक्र म्हणजे पेशी दिसण्यापासून ते मृत्यूपर्यंतचा कालावधी. सहसा बहुपेशीय जीवांच्या अनेक ऊतींच्या पेशी विभाजित होत नाहीत. उदाहरणार्थ, चेतापेशी आणि लाल रक्तपेशी.

युकेरियोटिक पेशींच्या जीवनचक्रात अनेक विशिष्ट कालखंड किंवा टप्पे वेगळे करण्याची प्रथा आहे. ते सर्व विभाजित पेशींचे वैशिष्ट्य आहेत. टप्पे G 1 , S, G 2 , M असे नामित केले आहेत. G 1 फेजमधून, सेल G 0 फेजमध्ये जाऊ शकतो, उर्वरित ज्यामध्ये तो विभाजित होत नाही आणि बर्याच बाबतीत वेगळे होतो. त्याच वेळी, काही पेशी G 0 ते G 1 पर्यंत परत येऊ शकतात आणि सेल सायकलच्या सर्व टप्प्यांतून जाऊ शकतात.

फेज संक्षेपातील अक्षरे इंग्रजी शब्दांची पहिली अक्षरे आहेत: गॅप (गॅप), संश्लेषण (संश्लेषण), माइटोसिस (माइटोसिस).

G1 टप्प्यात पेशी लाल फ्लोरोसेंट इंडिकेटरसह प्रकाशित होतात. सेल सायकलचे उर्वरित टप्पे हिरवे आहेत.

कालावधी जी 1 - प्रीसिंथेटिक- सेल दिसू लागताच सुरू होते. या क्षणी, ते आईपेक्षा आकाराने लहान आहे, त्यात काही पदार्थ आहेत, ऑर्गेनेल्सची संख्या पुरेशी नाही. म्हणून, जी 1 मध्ये, पेशींची वाढ, आरएनए, प्रथिने आणि ऑर्गेनेल्सचे संश्लेषण होते. सामान्यतः G 1 हा सेल जीवन चक्राचा सर्वात मोठा टप्पा असतो.

एस - कृत्रिम कालावधी. त्याचे सर्वात महत्त्वाचे वेगळे वैशिष्ट्य म्हणजे डीएनएचे डुप्लिकेशन प्रतिकृती. प्रत्येक गुणसूत्र दोन क्रोमेटिड्सचे बनलेले असते. या कालावधीत, गुणसूत्र अजूनही निराशाजनक आहेत. गुणसूत्रांमध्ये, डीएनए व्यतिरिक्त, अनेक हिस्टोन प्रथिने आहेत. म्हणून, एस-फेजमध्ये, हिस्टोन्स मोठ्या प्रमाणात संश्लेषित केले जातात.

एटी पोस्टसिंथेटिक कालावधी - जी 2पेशी विभाजनासाठी तयार होते, सहसा मायटोसिसद्वारे. सेल वाढतच आहे, एटीपी संश्लेषण सक्रियपणे चालू आहे, सेंट्रीओल्स दुप्पट होऊ शकतात.

पुढे, सेल प्रवेश करतो पेशी विभाजनाचा टप्पा - एम. या ठिकाणी सेल न्यूक्लियसचे विभाजन होते. मायटोसिसत्यानंतर सायटोप्लाझमचे विभाजन होते साइटोकिनेसिस. साइटोकिनेसिसची पूर्णता ही दिलेल्या पेशीच्या जीवनचक्राचा शेवट आणि दोन नवीन पेशी चक्रांची सुरुवात दर्शवते.

टप्पा G0कधीकधी सेलचा "विश्रांती" कालावधी म्हणून संबोधले जाते. सेल सामान्य चक्र "पाने" सोडते. या कालावधीत, सेल वेगळे करणे सुरू करू शकते आणि सामान्य चक्रात परत येत नाही. G0 टप्प्यात सेन्सेंट पेशी देखील समाविष्ट असू शकतात.

सायकलच्या प्रत्येक पुढील टप्प्यातील संक्रमण विशेष सेल्युलर यंत्रणेद्वारे नियंत्रित केले जाते, तथाकथित चेकपॉइंट्स - चौक्या. पुढील टप्पा सुरू होण्यासाठी, सेलमध्ये यासाठी सर्व काही तयार असले पाहिजे, डीएनएमध्ये स्थूल त्रुटी असू नयेत इ.

टप्पे G 0, G 1, S, G 2 एकत्र तयार होतात इंटरफेस - I.