인체 세포의 수명주기

인간에서 식물에 이르기까지 박테리아는 출생에서 번식까지의 수명주기를 가지고 있습니다. 세포 수명 주기는 세포가 “출생” 사이에 거치는 성장 및 발달 단계를 포함하는 세포의 수명 주기로 생각할 수 있습니다. 즉, 모세포의 분열과 번식 및 분열에 의한 변형으로 두 개의 새로운 딸 세포를 생성합니다.

세포 수명주기 세포가 성장하고 분열함에 따라 세포에서 일어나는 일련의 사건입니다. 세포는 성장하고, 염색체를 복사하고, 분열을 준비하는 데 대부분의 시간을 보냅니다. 셀. 그런 다음 세포는 단계 사이를 떠나 유사 분열을 거쳐 분열을 완료합니다. 생성된 세포를 딸 세포라고 하며, 각각은 고유한 시간 주기로 이동하여 새 세포를 시작합니다. 세포 수명주기 새로운.

세포주기 G1, S, G2 및 M이라는 다른 단계가 있습니다. G1은 세포가 분열을 준비하는 단계입니다. 이를 위해 세포가 모든 DNA를 복사하는 S 단계로 전환합니다. 따라서 S는 합성을 나타냅니다. DNA. DNA가 복제되고 모든 유전 물질의 완전한 상보체를 갖게 된 후, 세포는 G2 단계에 들어가 유전 물질을 조직화하고 응축하거나 유전 물질을 응축하기 시작합니다. 전달, 분열 준비. 다음 단계는 M(mitosis의 약자)입니다. 이것은 세포가 실제로 두 개의 유전 물질 사본을 두 개의 딸 세포로 나누는 곳입니다. M기가 완료된 후 세포 분열이 일어나고 두 개의 세포가 남게 되면 세포 주기가 다시 시작될 수 있습니다.

대부분의 진핵 세포는 내부 시계에 의해 생활합니다. 즉, 단계라고 하는 일련의 단계를 진행합니다. 세포주기. 그 안에서 DNA는 융합(S) 단계에서 복제되고 사본은 유사분열(M) 단계에서 세포의 반대쪽 끝으로 전달됩니다. 주기에 따른 진행은 세포의 상태를 모니터링하는 중요한 체크포인트에서 제어됩니다. 예를 들어, 내부 DNA의 양 또는 세포외 영양소의 존재. 특정 조건이 충족되면 셀은 다음 체크포인트로 이동합니다. 주기는 세포가 두 개의 딸 세포로 분열된 후 시작되며, 각 딸 세포에는 부모 세포의 유전 물질의 동일한 사본이 들어 있습니다.

대부분의 발달 중인 세포에서 4단계가 연속적으로 발생하며 세포 유형과 발달 상태에 따라 10~20시간이 걸립니다. Interphase는 G1, S, G2 phase로 구성되며, DNA가 합성됩니다.

NS 세포 수명주기 원핵생물은 간단하고 빠릅니다. 단일 염색체의 복제는 세포막에 단단히 부착되어 있는 복제의 기점인 특정 DNA 서열에서 시작됩니다. DNA 복제가 완료되면 새로운 세포벽과 막 집합체가 격막을 형성하여 결국 세포를 둘로 나눕니다. 둘의 기원을 위해 염색체 새로 형성된 세포는 서로 다른 막 부위에 부착되므로 각 딸세포는 염색체를 받습니다. 이상적인 성장 조건에서 박테리아 세포 주기는 30분마다 반복됩니다.

특정 유형의 진핵 세포만이 박테리아만큼 빠르게 성장하고 분열할 수 있습니다. 대부분의 성장하는 식물 및 동물 세포는 수가 두 배로 증가하는 데 10~20시간이 걸리며 일부는 훨씬 느린 속도로 복제됩니다. 다음과 같은 성체 동물의 많은 세포 뉴런 그리고 전혀 분열하지 않는 골격근 세포. 그들은 일시적으로 탈출했다 세포 수명주기 유사 분열 후 G0으로 알려진 “일시 중지 또는 정지” 상태에 들어갑니다. 진핵 세포는 원핵 세포보다 크고 복잡하기 때문에 특수 메커니즘이 DNA 복제를 조정합니다. 게놈, 염색체의 분포와 세포 분열.

유사분열은 유사분열 영역에서 게놈을 동등하게 분할하는 진핵생물의 메커니즘입니다. 이 복잡한 작업을 수행하기 위해 식물과 동물 세포는 유사분열 장치라고 하는 특수 기계를 만들어 염색체를 캡처한 다음 세포 분열의 반대 방향으로 밀고 당깁니다. 특히, 유사분열 기구는 유사분열 동안에만 존재하여 유전물질을 분배하는 일시적인 구조이다. 유사분열의 사건은 연속적이지만 전통적으로 염색체 이동의 단계를 나타내는 4개의 하위 단계로 나뉩니다.

첫 번째 하위 단계인 의향 단계에서 복제된 염색체는 각각 두 개의 동일한 염색체로 구성되어 압축된 패키지로 압축된 다음 핵막이 파괴될 때 세포질로 방출됩니다.

중기 및 후기 동안 염색체가 배열되고 쌍의 각 염색체는 세포의 반대쪽 가장자리로 이동합니다. 유사분열의 끝은 각 염색체 세트를 둘러싸는 막의 재형성(말기)으로 표시됩니다. 세포질의 분열을 세포질분열(cytokinesis)이라고 하며, 이는 각각 2n개의 추가 유전 물질을 포함하는 2개의 딸 세포를 생성합니다.

식물 세포와 동물 세포의 세포 분열은 주로 세포 형성 과정에서 다릅니다. 동물 세포는 세포질의 압축에 의해 둘로 나뉩니다. 그러나 식물 세포는 단단한 세포벽으로 둘러싸여 있기 때문에 두 딸핵 사이에 새로운 세포막과 세포벽을 형성하여 세포질을 두 부분으로 절단하여 딸세포를 형성합니다.

세포 역학의 가장 복잡한 예는 세포가 특정 기능을 수행하기 위해 변화하거나 분화할 때 발생합니다. 이 과정은 일반적으로 세포의 현미경적 또는 형태학적 외관의 변화로 표시됩니다. 예를 들어, 뉴런과 근육 세포의 서로 다른 구조는 장거리 통신 및 수축에서 각각의 기능을 반영하여 “형태는 기능을 따른다”라는 생물학적 원리를 강조합니다.

세포 분화는 성숙한 난자에서 유기체가 발달하는 동안 발생하는 다양한 세포 유형을 발생시킵니다. 수분. 이것은 광범위한 세포 증식 및 분화의 과정입니다. 포유류는 단일 세포에서 시작하여 근육, 신경 및 피부와 같이 다양한 수백 가지 세포 유형을 가진 유기체가 되었습니다. 에서 우리는 세포 행동을 제어하는 ​​DNA의 힘을 가장 분명하게 봅니다. 진화는 거의 오류 없이 발생하는 DNA(쉽게 수만 개)에 의해 정렬된 일련의 세포 변화입니다. 쌍의 거의 완벽한 유사성 쌍둥이 “동일한”은 개인의 발달을 재현 가능하게 지시하기 위해 DNA에 의해 암호화된 프로그램에 대한 증거입니다.

세포 활동과 반응의 다양성이 다음보다 더 잘 설명된 곳은 없습니다. 면역 체계 신체. 신체가 자신의 세포를 “침입자”의 세포와 구별할 수 있도록 특별히 설계된 조직화된 조직에 함께 모이는 많은 유형의 세포가 있습니다. 면역 체계에서 우리는 침입하는 세포를 인식할 수 있는 특수 세포의 발달과 신체의 다른 부분에서 기원하는 세포로부터 조직의 형성을 모두 봅니다. 면역 체계의 세포는 환경을 적극적으로 조사할 뿐만 아니라 단백질 항체와 같은 표면 수용체뿐만 아니라 이물질과 마주쳤을 때 그 특성을 변경하여 신체가 “침입자”를 스스로 제거할 수 있도록 합니다.

통제되지 않은 세포 성장과 증식은 세포 덩어리인 종양을 만듭니다. 아폽토시스 세포 사멸은 세포 성장과 증식의 균형을 유지함으로써 개체군 조절에서 매우 중요한 역할을 합니다. 또한 죽은 세포는 불필요한 세포를 제거하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 배발생, 우리의 손가락과 발가락은 틈새 공간에서 세포의 죽음에 의해 “조각”됩니다. 이 세포가 아직 살아 있다면 우리의 손과 발은 물갈퀴가 될 것입니다. 따라서 세포의 성장과 분열뿐 아니라 세포가 사멸하는 시기와 위치도 정밀하게 조절되어야 한다.

세포 사멸은 세포의 모든 흔적이 사라지는 세포 사멸로 알려진 사건의 내부 프로그램을 따릅니다. 세포 사멸의 첫 번째 가시적 징후는 핵의 응축과 DNA의 단편화입니다. 세포는 곧 위축되어 대식세포에 의해 소모됩니다. 세포는 세포 외 환경에서 필수 요소가 제거되거나 내부 신호가 활성화될 때 자멸하도록 지시됩니다. 따라서 셀의 기본 상태가 유지됩니다. 세포 사멸을 활성화하여 종양 성장을 억제하는 유전자의 발견은 일련의 연구를 자극했습니다. 암 보다 효과적인 치료 전략으로 이어질 수 있는 흥미로운 새로운 개발.

참조: genome.gov, ncbi.nlm.nih.gov, mayoclinic.org