Šūnu cikls ir regulāri sastopama dažādu fāžu secība ķermeņa šūnā. Šūnu cikls vienmēr sākas pēc šūnu dalīšanās un beidzas pēc nākamās šūnu dalīšanas pabeigšanas.
Kāds ir šūnu cikls?
Šūnu cikls vienmēr sākas pēc šūnas dalīšanas un beidzas pēc nākamās šūnas dalīšanas pabeigšanas. Šūnu cikls sākas tūlīt pēc šūnu dalīšanās ar starpfāzēm. Starpfāze ir pazīstama arī kā G fāze. To veido fāzes G1, G2, S un 0. G1 fāzē, ko sauc arī par spraugas fāzi, galvenā uzmanība tiek pievērsta šūnu augšanai. Šūnai pievieno dažādus šūnu komponentus, piemēram, citoplazmu un dažus šūnu organoīdus. Dažādi proteīni un RNS, ribonukleīnskābe, tiek ražoti šūnā. RNS spēlē lomu šūnā kā ģenētiskās informācijas nesēju. G fāzē tā sauktās centrioles dalās. Centrioles ir dzīvnieku šūnu organelli, kas atrodas netālu no kodola. Šūnas kodols tagad ir skaidri redzams. G1 fāzē katra hromosoma sastāv tikai no viena hromatīda. G1 fāze parasti ilgst no 1 līdz 12 stundām. Deģenerētās šūnās šī fāze var būt ārkārtīgi saīsināta. Pēc G1 fāzes seko S fāze. Šajā fāzē DNS replikācija notiek kodolā, tā ka šīs sintēzes fāzes beigās DNS tiek dublēta un katra hromosoma veidojas no divām hromatīdām. S fāze ilgst no 7 līdz 8 stundām. G2 fāze apzīmē pāreju uz mitozi, šūnas kodola dalīšanos. Šo fāzi sauc arī par postsintētisko vai premitotisko intervālu. Šūnu kontakti ar kaimiņu šūnām ir sadalīti, šūna palielināta šķidruma pieplūduma dēļ iegūst apaļu formu un kļūst lielāka. Turklāt palielināta RNS molekulas un proteīni tiek sintezēti šūnu dalīšanai. Šis process ilgst apmēram četras stundas. Tā sauktais M fāzes stimulējošais faktors (MPF) pēc tam noved pie pārejas M fāzē, mitotiskajā fāzē. Dzimumšūnās tiek saukta arī mitozes fāze meioze. M fāzē notiek faktiskā šūnu dalīšanās. The hromosomas sadalīt, kā arī kodolu un pašu šūnu. Mitozes fāze tiek sīkāk sadalīta fāzēs, metafāzēs, anafāzēs un telofāzēs. Dažas šūnas pēc sadalīšanās nonāk G0 fāzē. G0 fāzē vairs neveidojas šūnas. Nervu šūnas vai epitēlija šūnas bieži atrodas G0 fāzē. Īpaši augšanas faktori var arī no jauna aktivizēt šūnas no G0 fāzes, tāpēc šūnu cikls atkal sākas G1 fāzē arī šīm šūnām.
Funkcija un uzdevums
Periodiskais šūnu cikls ļauj ķermenim nomainīt izlietotās un mirušās šūnas ar jaunām šūnām. Cilvēka šūnu dzīves ilgums ir ļoti atšķirīgs. Kamēr nervu šūnas smadzenes nekad netiek aizstātas, dažas ķermeņa šūnas dzīvo tikai dažas stundas. Zinātnieki lēš, ka katru sekundi mirst aptuveni 50 miljoni šūnu. Tajā pašā laikā šūnu ciklā tiek izveidots vienāds šūnu skaits, tieši aizstājot zaudētās šūnas. Tādējādi ķermenis kompensē mirstošo šūnu zaudējumus, pastāvīgi notiekot šūnu ciklam. Šūnu ciklam ir svarīga loma arī fiziskajā attīstībā. Šūnas var tikai augt līdz noteiktam izmēram. Tādējādi, lai cilvēki to izdarītu augt jāveido lielākas, jaunas šūnas. Šūnu cikls ir nepieciešams arī bojāto ķermeņa daļu vai audu reģenerācijai. Šūnu dalīšanās kalpo traumu bojāto šūnu aizstāšanai. Brūces, piemēram, var aizvērt tikai tad, ja tiek veidotas jaunas šūnas. Tāpēc laikā brūču dziedēšana, šūnu dalīšanās ātrums brūces zonā strauji palielinās.
Slimības un sūdzības
No patoloģiskā viedokļa šūnu attīstībai ir svarīga loma vēzis. Veseliem cilvēkiem šūnu ciklu kontrolē tā sauktie šūnu cikla kontrolpunkti. Tie kalpo DNS un ģenētiskā materiāla aizsardzībai un šūnu deģenerācijas novēršanai. Turklāt tie kavē šūnu dalīšanos šūnās ar DNS bojājumiem. Pēc tam skartajām šūnām ir iespēja vai nu novērst bojājumus, vai neatgriezenisku bojājumu gadījumā sākt ieprogrammētu šūnu nāvi. Neoplastiskās šūnas, ti vēzis šūnas, darbojas autonomi un vairs nav pakļauti šiem kontroles mehānismiem. Tagad nekontrolētu šūnu augšanu veicina divi faktori. Pirmkārt, tā sauktie protoonkogēni mutējas par onkogēniem. Tie izraisa pārmērīgu skartās šūnas augšanu. Turklāt audzēja nomācošie gēni mutējas. Normālā stāvoklī tiem faktiski ir augšanu kavējoša iedarbība. Pēc mutācijas to funkcijas tomēr tiek traucētas, un apoptoze, ti, bojāto šūnu ieprogrammētā šūnu nāve vairs netiek iedarbināta. The vēzis šūnas tādējādi var netraucēti vairoties. Traucējumi meioze, ti, cilmes šūnu dalīšanās, var vadīt līdz nepareizai sadalei hromosomas. Skaits hromosomas meitas šūnās pēc tam tiek patoloģiski izmainīta. To sauc arī par hromosomu aberāciju. Vispazīstamākā hromosomu aberācija noteikti ir Dauna sindroms, kas pazīstams arī kā 21. trisomija, kurā 21. hromosoma atrodas trīs reizes, nevis divas reizes. 46 hromosomu vietā ir 47 hromosomas. 21. trisomijas raksturojums ir plakstiņš asis ekspluatācijas muskuļu hipotonija un četrupirksts vaga. Vairumā gadījumu traucējumi noved pie garīga atpalicība. Apmēram puse no visiem skartajiem indivīdiem arī cieš no sirds defekts. Citas hromosomu aberācijas, ko izraisa defektīvs šūnu cikls, ir Tērnera sindroms or Klinefeltera sindroms. Šeit tiek ietekmētas dzimuma hromosomas. Hromosomu novirzes bieži ir arī atbildīgas par agrīnajiem abortiem.
