الآليات الممكنة لتنظيم عمليات الانتشار والتمايز والاستماتة في خلايا الورم الأرومي العصبي. البرنامج التعليمي: الآليات الجزيئية لنقاط فحص دورة الخلية المنظمة لدورة الخلية

لقاحات ولقاحات

تبدأ العمليات التكاثرية في الالتهاب الحاد بعد فترة وجيزة من تأثير عامل التكوُّن على الأنسجة وتكون أكثر وضوحًا على طول محيط منطقة الالتهاب. أحد شروط المسار الأمثل للانتشار هو التخفيف من عمليات التغيير والنضح.

الانتشار

تنتج البلعمات أيضًا وتفرز في السائل بين الخلايا عددًا من المواد النشطة بيولوجيًا التي تنظم تطور المناعة أو الحساسية أو حالة التسامح. وبالتالي ، يرتبط الالتهاب ارتباطًا مباشرًا بتكوين مناعة أو تفاعلات مناعية في الجسم.

التكاثر - أحد مكونات العملية الالتهابية ومرحلتها النهائية - يتميز بزيادة في عدد الخلايا اللحمية ، وكقاعدة عامة ، الخلايا المتني ، وكذلك تكوين مادة بين الخلايا في بؤرة الالتهاب. وهذه العمليات هي تهدف إلى تجديد و / أو استبدال عناصر الأنسجة التالفة. في هذه المرحلة من الالتهاب ، تعتبر العديد من المواد النشطة بيولوجيًا ذات أهمية كبيرة ، خاصة تلك التي تحفز تكاثر الخلايا (الميثوجينات).

تختلف أشكال ودرجة تكاثر الخلايا الخاصة بعضو معين ويتم تحديدها حسب طبيعة مجموعات الخلايا (انظر مقالة "عدد الخلايا" في الملحق "كتاب مرجعي").

في بعض الأعضاء والأنسجة (على سبيل المثال ، الكبد والجلد والجهاز الهضمي والجهاز التنفسي) ، تتمتع الخلايا بقدرة تكاثيرية عالية كافية لإزالة العيوب الهيكلية في بؤرة الالتهاب.

في الأعضاء والأنسجة الأخرى ، تكون هذه القدرة محدودة للغاية (على سبيل المثال ، في أنسجة الأوتار والغضاريف والأربطة والكلى وما إلى ذلك).

في عدد من الأعضاء والأنسجة ، لا تمتلك الخلايا المتنيّة عمليًا نشاطًا تكاثريًا (على سبيل المثال ، الخلايا العضلية العضلية القلبية ، الخلايا العصبية). في هذا الصدد ، في نهاية العملية الالتهابية في أنسجة عضلة القلب والجهاز العصبي ، تتكاثر خلايا السدى ، وخاصة الخلايا الليفية ، في موقع بؤرة الالتهاب ، والتي تشكل أيضًا هياكل غير خلوية. نتيجة لذلك ، تتشكل ندبة النسيج الضام. في الوقت نفسه ، من المعروف أن الخلايا المتنيّة لهذه الأنسجة لديها قدرة عالية على تضخم وتضخم الهياكل تحت الخلوية.

يرتبط تنشيط العمليات التكاثرية بتكوين مواد نشطة بيولوجيًا لها تأثير مضاد للالتهابات (نوع من الوسطاء المضاد للالتهابات). من بين أكثرها فعالية:

مثبطات hydrolase ، على وجه الخصوص البروتياز (على سبيل المثال ، antitrypsin) ، -microglobulin ، plasmin ، أو العوامل المكملة ؛

مضادات الأكسدة (على سبيل المثال ، سيرولوبلازمين ، هابتوغلوبين ، بيروكسيداز ، SOD) ؛

البولي أمينات (مثل بوتريسين ، سبيرمين ، كادافيرين) ؛

القشرانيات السكرية.

الهيبارين (قمع الالتصاق وتجميع الكريات البيض ، نشاط الكينين ، الأمينات الحيوية ، العوامل المكملة).

يُلاحظ استبدال عناصر الأنسجة الميتة والمتضررة أثناء الالتهاب بعد تدميرها والقضاء عليها (تسمى هذه العملية تطهير الجروح).

يتم تنظيم تفاعلات التكاثر لكل من الخلايا اللحمية والمتني بواسطة عوامل مختلفة. من بين أهمها:

العديد من وسطاء الالتهاب (على سبيل المثال ، عامل نخر الورم ، الذي يمنع الانتشار ؛ الليكوترين ، الأقارب ، الأمينات الحيوية ، التي تحفز انقسام الخلايا).

منتجات التمثيل الغذائي المحددة للكريات البيض (على سبيل المثال ، مونوكينات ، ليمفوكينات ، IL ، عوامل النمو) ، وكذلك الصفائح الدموية التي يمكن أن تنشط تكاثر الخلايا.

يتم إطلاق الببتيدات ذات الوزن الجزيئي المنخفض أثناء تدمير الأنسجة ، البولي أمينات (بوتريسين ، سبيرميدين ، سبيرمين) ، وكذلك منتجات تحلل الأحماض النووية التي تنشط تكاثر الخلايا.

الهرمونات (GH ، الأنسولين ، T 4 ، الكورتيكويدات ، الجلوكاجون) ، العديد منها قادر على تنشيط ومنع الانتشار حسب تركيزها ونشاطها وتفاعلاتها التآزرية والعدائية ؛ على سبيل المثال ، تمنع الجلوكوكورتيكويدات بجرعات منخفضة ، وتنشط القشرانيات المعدنية تفاعلات التجديد.

يؤثر عدد من العوامل الأخرى أيضًا على عمليات الانتشار ، على سبيل المثال ، الإنزيمات (كولاجيناز ، هيالورونيداز) ، والأيونات ، والناقلات العصبية ، وغيرها.

الخلية هي الوحدة الأساسية لجميع الكائنات الحية. لا توجد حياة خارج الزنزانة. يحدث تكاثر الخلية فقط عن طريق تقسيم الخلية الأصلية ، والتي يسبقها استنساخ مادتها الوراثية. يحدث تنشيط الانقسام الخلوي بسبب تأثير العوامل الخارجية أو الداخلية عليه. تسمى عملية انقسام الخلية منذ لحظة تفعيلها بالانتشار. بمعنى آخر ، التكاثر هو تكاثر الخلايا ، أي زيادة في عدد الخلايا (في الثقافة أو الأنسجة) التي تحدث عن طريق الانقسامات الانقسامية. يُشار عادةً إلى عمر الخلية على هذا النحو ، من الانقسام إلى الانقسام ، باسم دورة الخلية.

في جسم الإنسان البالغ ، تمتلك خلايا الأنسجة والأعضاء المختلفة قدرة غير متساوية على الانقسام. بالإضافة إلى ذلك ، مع تقدم العمر ، تقل شدة تكاثر الخلايا (أي تزداد الفترة الفاصلة بين التخفيف). هناك مجموعات من الخلايا فقدت تمامًا القدرة على الانقسام. هذه ، كقاعدة عامة ، خلايا في المرحلة النهائية من التمايز ، على سبيل المثال ، الخلايا العصبية الناضجة ، كريات الدم البيضاء الحبيبية ، خلايا عضلة القلب. في هذا الصدد ، الاستثناء هو خلايا الذاكرة B و T المناعية ، والتي تكون في المرحلة النهائية من التمايز ، عندما يظهر محفز معين في الجسم على شكل مستضد تمت مواجهته سابقًا ، يمكن أن تبدأ في التكاثر. يقوم الجسم بتجديد الأنسجة باستمرار - أنواع مختلفة من الأنسجة الظهارية والأنسجة المكونة للدم. في مثل هذه الأنسجة ، توجد مجموعة من الخلايا التي تنقسم باستمرار ، أو تحل محل أنواع الخلايا المستهلكة أو المحتضرة (على سبيل المثال ، خلايا التجويف المعوي ، وخلايا الطبقة القاعدية للظهارة المغلفة ، والخلايا المكونة للدم في نخاع العظم). يوجد أيضًا في الجسم خلايا لا تتكاثر في ظل الظروف العادية ، ولكنها تكتسب هذه الخاصية مرة أخرى في ظل ظروف معينة ، على وجه الخصوص ، عندما يكون من الضروري تجديد الأنسجة والأعضاء.
يتم تنظيم عملية تكاثر الخلايا بإحكام من قبل الخلية نفسها (تنظيم دورة الخلية ، وقف أو إبطاء تخليق عوامل النمو الذاتي ومستقبلاتها) وبيئتها المكروية (عدم وجود اتصالات محفزة مع الخلايا المجاورة والمصفوفة ، التوقف من إفراز و / أو تخليق عوامل النمو paracrine). يؤدي انتهاك تنظيم الانتشار إلى انقسام غير محدود للخلايا ، والذي بدوره يؤدي إلى تطوير عملية الأورام في الجسم.

تفعيل الانتشار

الوظيفة الرئيسية المرتبطة ببدء الانتشار يفترضها غشاء البلازما للخلية. على سطحه تحدث الأحداث المرتبطة بانتقال الخلايا المستقرة إلى حالة نشطة تسبق الانقسام. يدرك غشاء البلازما للخلايا ، بسبب جزيئات المستقبل الموجودة فيه ، مختلف إشارات الانقسام الخلوي خارج الخلية ويوفر النقل إلى الخلية للمواد الضرورية المشاركة في بدء الاستجابة التكاثرية. يمكن أن تكون إشارات Mitogenic جهات الاتصال بين الخلايا ، وبين الخلية والمصفوفة ، وكذلك تفاعل الخلايا مع المركبات المختلفة التي تحفز دخولها إلى دورة الخلية ، والتي تسمى عوامل النمو. تبدأ الخلية التي تلقت إشارة الانقسام الخيطي للتكاثر عملية الانقسام.

دورة الخلية

تتكون دورة الخلية بأكملها من 4 مراحل: ما قبل التركيب (G1) ،
الاصطناعية (S) ، ما بعد الاصطناعية (G2) والانقسام المناسب (M).
بالإضافة إلى ذلك ، هناك ما يسمى بفترة G0 ، والتي تتميز بها
حالة الراحة للخلية. في فترة G1 ، تكون الخلايا ثنائية الصبغة
محتوى الحمض النووي لكل نواة. خلال هذه الفترة ، يبدأ نمو الخلايا ،
ويرجع ذلك أساسًا إلى تراكم البروتينات الخلوية ، والذي يرجع إلى
زيادة كمية الحمض النووي الريبي لكل خلية. بالإضافة إلى ذلك ، تبدأ الاستعدادات لتخليق الحمض النووي. في الفترة S التالية ، تتضاعف كمية الحمض النووي ، وبالتالي يتضاعف عدد الكروموسومات. تسمى مرحلة ما بعد التخليق G2 أيضًا قبلية. في هذه المرحلة ، يحدث التوليف النشط لـ mRNA (messenger RNA). يتبع هذه المرحلة الانقسام الفعلي للخلية إلى قسمين أو الانقسام.

يرتبط تقسيم جميع الخلايا حقيقية النواة بتكثيف الكروموسومات المضاعفة (المكررة). نتيجة للانقسام ، يتم نقل هذه الكروموسومات إلى الخلايا الوليدة. هذا النوع من انقسام الخلايا حقيقية النواة - الانقسام الفتيلي (من الميتوس اليوناني - الخيوط) - هو الطريقة الكاملة الوحيدة لزيادة عدد الخلايا. تنقسم عملية الانقسام الانقسامي إلى عدة مراحل: الطور الأولي ، الطور الأول ، الطور الطوري ، الطور الطوري ، الطور النهائي.

تنظيم دورة الخلية

الغرض من الآليات التنظيمية لدورة الخلية ليس تنظيم مرور دورة الخلية على هذا النحو ، ولكن لضمان التوزيع الخالي من الأخطاء للمادة الوراثية في عملية تكاثر الخلية. يعتمد تنظيم تكاثر الخلايا على التغيير في حالات الانتشار النشط والسكون التكاثري. يمكن تقسيم العوامل التنظيمية التي تتحكم في تكاثر الخلايا إلى مجموعتين: خارج الخلية (أو خارجية) أو داخل الخلايا (أو داخلية). تم العثور على العوامل الخارجية في البيئة المكروية للخلية وتتفاعل مع سطح الخلية. تشير إلى العوامل التي يتم تصنيعها من قبل الخلية نفسها والعمل داخلها
عوامل داخلية. هذا التقسيم الفرعي مشروط للغاية ، لأن بعض العوامل ، التي تكون داخلية فيما يتعلق بالخلية المنتجة لها ، يمكن أن تتركها وتعمل كمنظمات خارجية على الخلايا الأخرى. إذا تفاعلت العوامل التنظيمية مع نفس الخلايا التي تنتجها ، فإن هذا النوع من التحكم يسمى autocrine. تحت سيطرة paracrine ، يتم توليف المنظمات بواسطة خلايا أخرى.

المنظمون الخارجيون للانتشار

في الكائنات متعددة الخلايا ، يحدث تنظيم تكاثر أنواع مختلفة من الخلايا بسبب عمل ليس واحدًا من عوامل النمو ، ولكن مزيجها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن بعض عوامل النمو ، كونها محفزات لبعض أنواع الخلايا ، تتصرف كمثبطات بالنسبة إلى أنواع أخرى. عوامل النمو الكلاسيكية هي عديد الببتيدات بوزن جزيئي من 7-70 كيلو دالتون. حتى الآن ، هناك أكثر من مائة عامل نمو معروف. ومع ذلك ، سيتم النظر في عدد قليل منهم فقط هنا.

ربما تم تخصيص أكبر قدر من المؤلفات لعامل النمو المشتق من الصفائح الدموية (PDGF). يتم إطلاق PDGF عند تدمير جدار الأوعية الدموية ، وهو يشارك في عمليات التجلط والتئام الجروح. PDGF هو عامل نمو قوي لراحة الخلايا الليفية. جنبًا إلى جنب مع PDGF ، تمت دراسة عامل نمو البشرة (EGF) ، القادر أيضًا على تحفيز تكاثر الخلايا الليفية ، بتفاصيل لا تقل عن ذلك. ولكن بالإضافة إلى ذلك ، فإن لها أيضًا تأثيرًا محفزًا على أنواع أخرى من الخلايا ، لا سيما الخلايا الغضروفية.

مجموعة كبيرة من عوامل النمو هي السيتوكينات (إنترلوكينات ، عوامل نخر الورم ، عوامل تحفيز المستعمرات ، إلخ). جميع السيتوكينات متعددة الوظائف. يمكنهم إما تعزيز أو منع الاستجابات التكاثرية. وهكذا ، على سبيل المثال ، فإن مجموعات سكانية فرعية مختلفة من الخلايا الليمفاوية التائية CD4 + T ، Th1 و Th2 ، التي تنتج طيفًا مختلفًا من السيتوكينات ، هي مناهضة لبعضها البعض. وهذا يعني أن السيتوكينات Th1 تحفز تكاثر الخلايا التي تنتجها ، ولكنها في نفس الوقت تمنع انقسام خلايا Th2 والعكس صحيح. وهكذا ، عادة في الجسم ، يتم الحفاظ على توازن ثابت بين هذين النوعين من الخلايا اللمفاوية التائية. يؤدي تفاعل عوامل النمو مع مستقبلاتها على سطح الخلية إلى سلسلة كاملة من الأحداث داخل الخلية. نتيجة لذلك ، يحدث تنشيط عوامل النسخ والتعبير عن جينات الاستجابة التكاثرية ، والتي تبدأ في النهاية في تكرار الحمض النووي ودخول الخلية في الانقسام الفتيلي.

المنظمين الداخليين لدورة الخلية

في الخلايا حقيقية النواة الطبيعية ، يتم تنظيم مرور دورة الخلية بإحكام. سبب أمراض الأورام هو تحول الخلايا ، وعادة ما يرتبط بانتهاكات الآليات التنظيمية لدورة الخلية. تتمثل إحدى النتائج الرئيسية لدورة الخلية المعيبة في عدم الاستقرار الجيني ، حيث تفقد الخلايا ذات التحكم في دورة الخلية المعيبة القدرة على تكرار وتوزيع الجينوم بشكل صحيح بين الخلايا الوليدة. يؤدي عدم الاستقرار الجيني إلى اكتساب ميزات جديدة مسؤولة عن تطور الورم. kinases المعتمدة على Cyclin (CDKs) ووحداتها الفرعية التنظيمية (cyclins) هي المنظمين الرئيسيين لدورة الخلية. يتم تحقيق مرور دورة الخلية عن طريق التنشيط المتسلسل وإلغاء تنشيط مجمعات cyclin-CDK المختلفة. يتمثل عمل مجمعات cyclin-CDK في فسفرة عدد من البروتينات المستهدفة وفقًا لمرحلة دورة الخلية التي ينشط فيها مجمع cyclin-CDK أو آخر. على سبيل المثال ، يكون cyclin E-CDK2 نشطًا في المرحلة المتأخرة من G1 ويقوم ببروتينات الفوسفور اللازمة للمرور عبر المرحلة المتأخرة G1 والدخول إلى المرحلة S. Cyclin A-CDK2 نشط في مرحلتي S و G2 ، فهو يضمن مرور المرحلة S والدخول في الانقسام الفتيلي. Cyclin A و cyclin E هما المنظمان المركزيان لتكرار الحمض النووي. لذلك ، يؤدي سوء التنظيم في التعبير عن أي من هذه الأعاصير إلى عدم الاستقرار الجيني. تبين أن تراكم cyclin A النووي يحدث حصريًا في الوقت الذي تدخل فيه الخلية المرحلة S ، أي في وقت الانتقال G1 / S. من ناحية أخرى ، فقد تبين أن مستويات cyclin E زادت بعد تجاوز ما يسمى بالنقطة المحددة (R-point) في المرحلة G1 المتأخرة ، ثم انخفضت بشكل ملحوظ عندما دخلت الخلية المرحلة S.

مسارات تنظيم CDK

يتم تنظيم نشاط الكينازات المعتمدة على السيكلين (CDKs) بإحكام من خلال أربع آليات على الأقل:

1) الوضع الرئيسي لتنظيم CDK ملزم بـ cyclin ، أي في الشكل الحر ، لا يكون الكيناز نشطًا ، فقط المجمع الذي يحتوي على السيكلين المقابل له الأنشطة الضرورية.

2) يتم أيضًا تنظيم نشاط مجمع cyclin-CDK عن طريق الفسفرة العكسية. من أجل الحصول على النشاط ، فإن فسفرة CDK ضرورية ، والتي يتم تنفيذها بمشاركة مجمع تنشيط CDK (CAC) ، والذي يتكون من cyclin H و CDK7 و Mat1.

3) من ناحية أخرى ، في جزيء CDK ، في المنطقة المسؤولة عن
ربط الركيزة ، هناك مواقع تؤدي فسفرتها إلى تثبيط نشاط مجمع cyclin-CDK. هذه المواقع
يتم الفسفرة بواسطة مجموعة من الكينازات ، بما في ذلك Wee1 كيناز ، و dephosphorylated بواسطة Cdc25 phosphatases. يختلف نشاط هذه الإنزيمات (Wee1 و Cdc25) بشكل كبير استجابةً للأحداث المختلفة داخل الخلايا مثل تلف الحمض النووي.

4) في النهاية ، قد يتم تثبيط بعض مجمعات cyclin-CDK بسبب الارتباط بمثبطات CDK (CKIs). تتكون مثبطات CDK من مجموعتين من البروتينات INK4 و CIP / KIP. ترتبط مثبطات INK4 (p15 ، p16 ، p18 ، p19) بـ CDK4 و CDK6 وتعطيله ، مما يمنع التفاعل مع مثبطات cyclin D. CIP / KIP (p21 ، p27 ، p57) يمكن أن ترتبط بمجمعات cyclin-CDK التي تحتوي على CDK1 و CDK2 و CDK4 و CDK6. من الجدير بالذكر أنه في ظل ظروف معينة ، يمكن لمثبطات CIP / KIP أن تعزز نشاط كيناز لمجمعات cyclin D-CDK4 / 6.

تنظيم المرحلة G1

في المرحلة G1 ، عند ما يسمى بنقطة التقييد (قيود ، نقطة R) ، تقرر الخلية ما إذا كانت ستقسمها أم لا. نقطة التقييد هي النقطة في دورة الخلية التي تصبح بعدها الخلية محصنة ضد الإشارات الخارجية حتى نهاية دورة الخلية بأكملها. تقسم نقطة التقييد مرحلة G1 إلى خطوتين مميزتين وظيفيًا: G1pm (خطوة postmitotic) و G1ps (خطوة مسبقة الصنع). خلال G1pm ، تقيم الخلية عوامل النمو الموجودة في بيئتها. إذا كانت عوامل النمو الضرورية موجودة بكميات كافية ، فإن الخلية تنتقل إلى G1ps. تستمر الخلايا التي مرت في فترة G1ps في المرور الطبيعي لدورة الخلية بأكملها حتى في حالة عدم وجود عوامل النمو. إذا كانت عوامل النمو الضرورية غائبة في فترة G1pm ، فإن الخلية تنتقل إلى حالة السكون التكاثري (مرحلة G0).

النتيجة الرئيسية لسلسلة أحداث الإشارات التي تحدث بسبب ارتباط عامل النمو بالمستقبل على سطح الخلية هي تنشيط مجمع cyclin D-CDK4 / 6. يزداد نشاط هذا المجمع بشكل كبير بالفعل في أوائل فترة G1. هذا المركب يفسفر الأهداف اللازمة للمرور إلى المرحلة S. الركيزة الرئيسية لمجمع cyclin D-CDK4 / 6 هي نتاج جين الورم الأرومي الشبكي (pRb). يرتبط pRb غير الفسفوري وبالتالي يعطل عوامل النسخ لمجموعة E2F. ينتج عن الفسفرة لـ pRb بواسطة مجمعات cyclin D-CDK4 / 6 إطلاق E2F ، الذي يدخل النواة ويبدأ في ترجمة جينات البروتين المطلوبة لتكرار الحمض النووي ، ولا سيما جينات cyclin E و cyclin A. في نهاية المرحلة G1 ، هناك زيادة قصيرة المدى في كمية cyclin E ، والتي تنذر بتراكم cyclin A والانتقال إلى المرحلة S.

يمكن أن يحدث توقف دورة الخلية في المرحلة G1 بسبب العوامل التالية: زيادة في مستوى مثبطات CDK ، والحرمان من عوامل النمو ، وتلف الحمض النووي ، والتأثيرات الخارجية ، وتنشيط الأورام.

تنظيم المرحلة S.

المرحلة S هي مرحلة دورة الخلية عندما يحدث تخليق الحمض النووي. يجب أن تتلقى كل خلية من الخليتين الوليقتين اللتين تتشكلان في نهاية دورة الخلية نسخة طبق الأصل من الحمض النووي للخلية الأم. كل قاعدة من جزيئات الحمض النووي التي تشكل 46 كروموسومًا لخلية بشرية تحتاج إلى نسخها مرة واحدة فقط. هذا هو السبب في أن تخليق الحمض النووي منظم للغاية.

لقد ثبت أن الحمض النووي للخلايا في الطور G1 أو S فقط يمكن أن يتكاثر. يشير هذا إلى أنه يجب "ترخيص" الحمض النووي للتكاثر وأن قطعة الحمض النووي التي تم نسخها تفقد ذلك "الترخيص". يبدأ تكرار الحمض النووي في موقع ربط البروتين يسمى ORC (أصل مجمع النسخ المتماثل). ترتبط العديد من المكونات المطلوبة لتخليق الحمض النووي بـ ORC في أواخر M أو أوائل المرحلة G1 ، وتشكل مركبًا قبل التكرار ، والذي يمنح الحمض النووي في الواقع "ترخيصًا" للتكرار. في مرحلة الانتقال G1 / S ، يتم إضافة المزيد من البروتينات اللازمة لتكرار الحمض النووي إلى المركب السابق للنضوب ، وبالتالي تشكيل مجمع البدء. عندما تبدأ عملية النسخ المتماثل وتشكل شوكة النسخ المتماثل ، يتم فصل العديد من المكونات عن مجمع البدء ، وتبقى فقط مكونات مجمع ما بعد النسخ المتماثل في موقع بدء النسخ المتماثل.

أظهرت العديد من الدراسات أن نشاط cyclin A-CDK2 مطلوب للتشغيل الطبيعي لمجمع البدء. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الإكمال الناجح لمرحلة S يتطلب أيضًا نشاط مجمع cyclin A-CDK2 ، والذي يعد ، في الواقع ، الآلية التنظيمية الرئيسية التي تضمن إكمال تخليق الحمض النووي بنجاح. يمكن أن يحدث التوقيف في المرحلة S بسبب تلف الحمض النووي.

تنظيم المرحلة G2

المرحلة G2 هي مرحلة دورة الخلية التي تبدأ بعد الانتهاء من تخليق الحمض النووي ، ولكن قبل بدء التكثيف. المنظم الرئيسي لمرور المرحلة G2 هو مجمع cyclin B-CDK2. يحدث توقف دورة الخلية في المرحلة G2 بسبب تعطيل مجمع cyclin B-CDK2. يتم تنظيم انتقال G2 / M بواسطة مجمع cyclin B-CDK1 ؛ حيث تنظم عملية الفسفرة / نزع الفسفرة الدخول إلى المرحلة M. يمنع تلف الحمض النووي أو وجود مناطق غير متكررة الانتقال إلى المرحلة M.

تنظيم الانقسام

الانقسام الخيطي هو الانقسام الفعلي للخلية إلى قسمين. يتطلب الانقسام المبكر نشاط cyclin A. ومع ذلك ، فإن cyclin التنظيمي الرئيسي ، كما في المرحلة السابقة ، هو cyclin B في مركب مع CDK1. يؤدي نشاط مجمع cyclin B-CDK1 إلى تدهور الغلاف النووي ، وتكثيف الكروماتين ، وتشكيل لوحة الطور من الكروموسومات المكثفة. قبل أن تنتقل الخلية من الطور الفوقي إلى الطور الطوري ، يحدث تدهور لـ cyclin B. ويؤدي فقدان نشاط مجمع cyclin B-CDK1 إلى هجرة الكروموسوم إلى القطبين وانقسام الخلية إلى قسمين. في الطور الأولي ، يضمن مجمع cyclin B-CDK1 المنشط أن الانتقال من الطور البيني إلى الانقسام لا رجوع فيه عن طريق الفسفرة لأفراد عائلة cdc25. وبالتالي ، يتم تقليل التأثير المثبط لـ cdc25B و cdc25C على مجمع cyclin B-CDK1 ، والذي يشكل ما يسمى بحلقة التغذية الراجعة الإيجابية. لذلك ، يؤدي المركب النشط لـ cyclin B-CDK1 إلى خروج لا رجعة فيه من الطور البيني. في وقت مبكر من الطور ، يحدث تدهور لمركب cyclin B-CDK1 ، مما يؤدي لاحقًا إلى تكوين الغلاف النووي والتحرك الخلوي.

تلف الحمض النووي

من أجل الحفاظ على المعلومات الجينية وحمايتها ، طورت الخلايا حقيقية النواة شبكات إشارات أو اتصالات مسؤولة عن إصلاح تلف الحمض النووي والتحكم فيه. يمكن أن يحدث تلف الحمض النووي بواسطة العديد من العوامل ، بما في ذلك الإشعاع المؤين والجذور الحرة والمواد السامة. تعد فواصل الحمض النووي المزدوجة (DBS) أكثر أضرار الحمض النووي شيوعًا. يمكن أن يحدث ضرر مماثل أيضًا أثناء تكرار الحمض النووي ، ويمكن أن يؤدي الإصلاح غير المناسب للكسر إلى موت الخلايا ، والطفرات الجسدية ، وتشكيل الورم.

مسارات إصلاح كسر الحمض النووي المزدوج

هناك طريقتان على الأقل لإصلاح الانقطاعات المزدوجة: إعادة التركيب المتماثل (HR) والتضفير غير المتماثل (NHEJ). في حالة إصلاح الموارد البشرية ، يتم استخدام تسلسل الحمض النووي المتماثل كقالب لتركيب الإصلاح ، بينما في حالة NHEJ ، غالبًا ما يحدث الالتصاق النهائي البسيط عند الفواصل.
إصلاح الحمض النووي يخترق NHEJ يحدث على الفور طوال دورة الخلية. على الرغم من أن NHEJ فعال في ربط النهايات عند الفواصل ، إلا أن هذا المسار غالبًا ما يؤدي إلى فقدان المعلومات الجينية حيث تتم معالجة نهايات الكسر بواسطة نوكليازات. على عكس NHEJ ، تحدث الموارد البشرية بشكل أساسي في المرحلة المتأخرة S و G2 ، لأنها تعتمد على وجود كروماتيدات شقيقة لتوفير نموذج للإصلاح. نظرًا لأن الإصلاح بواسطة الموارد البشرية يتم من خلال توليف جديد باستخدام DNA متماثل كامل كقالب ، فإن هذا يسمح للخلية بإصلاح الحمض النووي بدقة عالية.

الاستجابة الخلوية لتلف الحمض النووي وتنظيمه

تلعب البروتينات ATM و NBS1 دورًا رئيسيًا في إصلاح فواصل الحمض النووي المزدوجة. ATM هو بروتين كيناز يتم تنشيطه مباشرة بعد حدوث فواصل الحمض النووي المزدوج. بالإضافة إلى ذلك ، لضمان الأداء الفعال لإصلاح الحمض النووي ومرور النقاط الرئيسية في دورة الخلية ، يجب تعديل الهيكل عالي الترتيب للكروماتين حقيقي النواة بشكل مناسب للسماح بالوصول إلى العوامل
إصلاح الحمض النووي. تسمى هذه التغييرات بإعادة ترتيب الكروماتين ويتم توسطها بواسطة مجمعات محددة مرتبطة بتعديلات هيستون.

لإصلاح الفواصل المزدوجة بشكل فعال ، تنشط الخلية العديد من المسارات المختلفة. يتكون تسلسل الإشارات الذي يتم إنشاؤه استجابةً لانقطاع الحمض النووي من البروتينات الحسية والوسيطة والمستجيبة ويتم تنظيمه بواسطة
التعديلات اللاحقة للترجمة للبروتينات ، أي الفسفرة والأستلة. تبدأ الاستجابة الخلوية لفواصل الحمض النووي المزدوجة من خلال التعرف على المنطقة التالفة من الجزيء بواسطة بروتينات الاستشعار. أجهزة الصراف الآلي و
يعمل NBS1 معًا كبروتينات حسية أولية. نظرًا للتعرف على تلف الحمض النووي بواسطة بروتينات المستشعر ، فإن الوسطاء مثل BRCA1 و MDC1 و 53BP1 يكتسبون تعديلات ما بعد الترجمة التي يتم إنشاؤها بواسطة بروتينات المستشعر. هؤلاء
تقوم البروتينات الوسيطة المعدلة بعد ذلك بتضخيم الإشارة من الحمض النووي التالف ونقلها إلى المؤثرات مثل RAD51 و Artemis و Chk2 و p53.

ATM هو أحد البروتينات الرئيسية المشاركة في الحفاظ على الاستقرار الجيني ، والتحكم في طول التيلومير ، وتفعيل نقاط فحص دورة الخلية. يشارك NBS1 في التنفيذ
نفس الوظائف. كما ذكر أعلاه ، تعمل هذه البروتينات بشكل تآزري. يشكل NBS1 معقدًا مع MRE11 و RAD50 ويسحب هذا المركب مباشرة إلى منطقة الحمض النووي التالفة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مجمع RAD50 / MRE11 / NBS1 (RMN) مطلوب لتوظيف أجهزة الصراف الآلي في موقع الفاصل المزدوج وللعمل بكفاءة
فسفرة ركائز أجهزة الصراف الآلي.

على الرغم من حقيقة أن أجهزة الصراف الآلي تفسد العديد من العوامل المشاركة في مسار الموارد البشرية ، إلا أن دورها في تنظيم هذا المسار لا يزال غير واضح.
تتمثل وظيفة NBS1 كعامل رئيسي في عملية الموارد البشرية في تنظيم التوطين الخلوي لمجمع RMN. الوظيفة الرئيسية في
يتم تنفيذ تراكم معقد RMN في موقع فاصل الخيط المزدوج بواسطة مجال FHA / BRCT في جزيء NBS1. هذا المجال ضروري ليس فقط من أجل كفاءة عملية الموارد البشرية ، ولكن أيضًا من أجل سلامة
باستخدام الكروماتيدات الشقيقة كقالب. وبالتالي ، يمكن لـ NBS1 تنظيم كل من تماسك الكروماتيدات الشقيقة وخطوة التفكك الوسيطة أثناء تفاعل الموارد البشرية.

تتمثل وظائف أجهزة الصراف الآلي في عملية NHEJ في فسفرة نوكلياز أرتميس. يشارك NBS1 أيضًا بنشاط في الإصلاح بواسطة NHEJ. على الرغم من أن دور NBS1 في مسار NHEJ في خلايا الثدييات ليس كذلك
كما هو الحال في الخلايا الفطرية ، وجد أن NBS1 مطلوب لتفاعلات NHEJ بالقرب من فواصل الحمض النووي. NBS1
تشارك في مسار NHEJ بوساطة أرتميس ، ربما ل
حساب تفعيل ATM. استجابة لتلف الحمض النووي ، يحدث تفاعل بين مركب RMN و نوكلياز Artemis. لذا
وبالتالي ، قد تشارك RMN في مسارين لإصلاح كسر الحمض النووي بطريقة تعتمد على أجهزة الصراف الآلي ومستقلة عن أجهزة الصراف الآلي. تعزز RMN الإصلاح المتماثل إلى حد أكبر من المسارات
التضفير غير المتماثل للنهايات.

يتم تنظيم الاستجابات الخلوية لفواصل الحمض النووي المزدوجة من خلال التعديل اللاحق للبروتينات ، وتلعب أجهزة الصراف الآلي ومجمع RMN دورًا رئيسيًا في مثل هذا التعديل. هذه البروتينات
توفر أيضًا إصلاحًا كاملًا للحمض النووي التالف ، ونتيجة لذلك ، تعمل الخلية بشكل طبيعي.

تجديد الأنسجة

التجديد هو تكوين أنسجة جديدة في الموقع.
ميتا. في الجسم السليم السليم ، يحدث التجدد الفسيولوجي للخلايا طوال الوقت ؛ يتم تقشير الطبقة القرنية الميتة من البشرة باستمرار ، وفي مكانها تتكاثر خلايا جديدة في الطبقة الداخلية من الجلد. يحدث نفس تقشر الظهارة الغشائية على الأغشية المخاطية. في الأوعية الدموية ، تعيش خلايا الدم الحمراء عادة من 60 إلى 120 يومًا. لذلك ، يتم تحديثها بالكامل في غضون شهرين تقريبًا. بالطريقة نفسها ، يتم تجديد الكريات البيض وخلايا الدم الأخرى بشكل منهجي أثناء موتها أو موتها. في العمليات المرضية المختلفة ، يتم تدمير الخلايا والأنسجة بأعداد أكبر من المعتاد. تجديد الأنسجة
له أهمية كبيرة في عملية استعادة الأنسجة والأعضاء التالفة ("التجديد التجديدي"). بمعنى آخر ، بدون التجديد ، فإن أي شفاء سيكون مستحيلًا.

في التجديد ، توجد مفاهيم مثل شكل التجديد ، ومستوى التجديد ، وطريقة التجديد.

أشكال التجديد:

1. التجديد الفسيولوجي - استعادة خلايا الأنسجة بعد موتها الطبيعي (على سبيل المثال ، تكون الدم) ؛

2. التجديد التعويضي - إصلاح الأنسجة و
الأعضاء بعد تلفها (الصدمة ، الالتهاب ، التعرض الجراحي و
إلخ).

تتوافق مستويات التجديد مع مستويات تنظيم المادة الحية:

1. الخلوية (داخل الخلايا) ؛

2. النسيج.

3. الجهاز.

طرق التجديد:

1. الطريقة الخلوية (تكاثر (تكاثر) الخلايا) ؛

2. طريقة داخل الخلايا (داخل الخلايا
ترميم العضيات ، تضخم ، تعدد الصبغيات) ؛

3. طريقة الاستبدال (استبدال عيب الأنسجة أو
عضو مع نسيج ضام ، عادة مع تندب ، على سبيل المثال: تندب في عضلة القلب بعد احتشاء عضلة القلب).

العوامل المنظمة للتجديد:

1. الهرمونات - المواد النشطة بيولوجيا ؛

2. الوسطاء - مؤشرات عمليات التمثيل الغذائي.

3. Keylons هي مواد ذات طبيعة بروتين سكري ، والتي يتم تصنيعها بواسطة الخلايا الجسدية ، وتتمثل الوظيفة الرئيسية في تثبيط نضج الخلية ؛

4. مضادات Keylon - عوامل النمو.

5. البيئة المكروية لأي خلية.

تنظيم تجديد الأنسجة

يحدث تجديد الأنسجة نتيجة لتكاثر الخلايا غير المتمايزة التي لديها القدرة ليس فقط على الانقسام تحت تأثير المحفزات المناسبة ، ولكن أيضًا على التمايز إلى خلايا الأنسجة التي تتجدد
يحدث. تسمى هذه الخلايا بالخلايا الجذعية البالغة. تحتوي العديد من أنسجة الكائن البالغ ، مثل أنسجة الجهاز المكون للدم والظهارة الهضمية والدماغ والبشرة والرئتين ، على مجموعة من هذه الخلايا. تزود الخلايا الجذعية للأنسجة البالغة الجسم بخلايا ناضجة متمايزة
أثناء التوازن الطبيعي ، وكذلك أثناء تجديد وترميم الأنسجة والأعضاء. ميزتان فريدتان تميزان الخلايا الجذعية البالغة: القدرة على توليد خلايا جديدة (أي القدرة على التجديد الذاتي) والقدرة على إنتاج ذرية متمايزة تفقد قدرتها على التجديد الذاتي.

تظل معرفتنا بالآليات التي تحدد متى وأين ولماذا تتجدد الخلايا الجذعية ذاتيًا أو تتمايز محدودة للغاية ، ولكن مع ذلك ، فقد ثبت مؤخرًا أن البيئة الدقيقة (أو مكانة) الخلايا الجذعية
يوفر الإشارات اللازمة لمزيد من سلوك هذه الخلايا. علاوة على ذلك ، فإن فقدان السيطرة على سلوك هذه الخلايا يمكن أن يؤدي إلى تحول الخلايا والسرطان. متباينة
الخلايا ، إلى جانب أداء وظائفها المحددة ، قادرة على تصنيع مواد خاصة - كيلونس، مما يثبط شدة تكاثر الخلايا السلفية والخلايا الجذعية. إذا انخفض عدد الخلايا العاملة المتمايزة لسبب ما (على سبيل المثال ، بعد إصابة) ، فإن التأثير المثبط للكالونات يضعف ويضعف حجم السكان
يتم استعادته. بالإضافة إلى chalons (المنظمين المحليين) ، يتم التحكم في تكاثر الخلايا بواسطة الهرمونات ؛ في الوقت نفسه ، تنظم فضلات الخلايا نشاط الغدد الصماء. إذا خضعت أي خلايا لطفرات تحت تأثير عوامل ضارة خارجية ، فإنها
يتم التخلص منه من نظام الأنسجة بسبب ردود الفعل المناعية.

استنتاج

يتم إجراء البحوث في مجال دراسة آليات التحكم في دورة الخلية وتنظيم إصلاح الحمض النووي على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم. كان هذا الموضوع مناسبًا لعدة عقود ، نظرًا لأن العديد من الأمراض ، ولا سيما أمراض الأورام ، مرتبطة بانتهاكات عمليات انقسام الخلايا. بالإضافة إلى ذلك ، ترتبط عملية شيخوخة الجسم بشكل أساسي بعمليات شيخوخة الخلايا (هذا هو عدم قدرة الخلايا على التكاثر والتجديد الذاتي ، وعدم القدرة على الحفاظ على المعلومات واستعادتها في حالة "انهيار" المعلومات الوراثية).

لعب العالم البريطاني Paul Maxime Nurse دورًا كبيرًا في دراسة آليات تنظيم دورة الخلية. P. Nurse with Leland H. Harwell and R. Timothy Hunt في عام 2001 حصل على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لاكتشافه آليات تنظيم دورة الخلية عن طريق cyclins و kinases المعتمدة على cyclin. P. Nurse لديها عدد كبير من المنشورات حول تنظيم عمل الخلايا الفردية والجسم ككل.

عالم مشهور في مجال دراسة دورة الخلية وإصلاح الحمض النووي هو أستاذ في جامعة هارفارد ، عالم الوراثة ستيفن ج. S. Elledge يدرس تنظيم دورة الخلية والاستجابات الخلوية لتلف الحمض النووي. إليدج ، بعد الحائز على جائزة نوبل بول ممرضة في اكتشاف الجين الرئيسي لدورة الخلية cdc2في الفطريات ، وجد جينًا متماثلًا في خلايا الثدييات. وهكذا ، تمكن من اكتشاف الآليات التنظيمية الكامنة وراء الانتقال من المرحلة G1 إلى S من دورة الخلية ، بالإضافة إلى تحديد الأخطاء التي تحدث في هذه المرحلة ، والتي تؤدي إلى التحول الخبيث للخلايا. عزل إليدج وزميله ويد هاربر الجين ص 21، وهو مثبط cdc2. أظهروا أن الطفرات في هذا الجين لوحظت في ما يقرب من نصف حالات السرطان. اكتشف إيليد أيضًا الجين ص 57، عضو في الأسرة ص 21، الذي تحور في حالة تسمى متلازمة بيكويث فيدمان ، هو اضطراب وراثي يزيد بشكل كبير من خطر الإصابة بالسرطان. مجال آخر للدراسة الأستاذ. Elledge هي دراسة القضايا المتعلقة بالتعرف على تلف الحمض النووي وإصلاحه. منذ وقت ليس ببعيد ، كان قادرًا على تحديد إنزيم Chk2 ، الذي ينشط البروتين p53 (مثبط الورم) ، وبالتالي منع انقسام الخلايا مع تلف جزيء الحمض النووي. في دراسة أخرى ، أظهر Elledge أن بروتينًا يعرف باسم ATM متورط في إصلاح الحمض النووي. وتحدث الطفرات في الجين المشفر لهذا البروتين في 10٪ من حالات سرطان الثدي. بالإضافة إلى ذلك ، يطور ستيفن إليج التقنيات الجينية لإنشاء عقاقير جديدة.

للحفاظ على توازن الجسم والحفاظ عليه ، من الضروري وجود أنظمة صارمة لتنظيم العمليات التي تحدث ليس فقط في الكائن الحي بأكمله ، ولكن أيضًا العمليات التي تحدث على المستويات الخلوية والجزيئية. لذلك ، من أجل تجنب تكوين الأورام الخبيثة ، تطورت آليات في كل خلية منقسمة في الجسم تتحكم في انقسامها. علاوة على ذلك ، يتم تنفيذ هذا التحكم بواسطة عوامل خارج الخلية وداخلها. في عملية شيخوخة الكائن الحي ، لا يتناقص النشاط التكاثري للخلايا فحسب ، بل تتعطل أيضًا العمليات التي تنظم هذا النشاط. هذا هو السبب في أن خطر الإصابة بالسرطان يزداد مع تقدم العمر. في هذا الصدد ، من الضروري إجراء دراسة مفصلة لآليات تنظيم الانتشار والتجديد من أجل منع و / أو منع عواقب العمليات غير المنضبطة التي تحدث في الخلية وفي الجسم ككل.

أندرياس شتورم كلاوديو فيوتشي وآلان د. ليفين

7. بيولوجيا الخلية: ما يجب أن تعرفه الخلية (ولكن قد لا تعرفه).

ويمكن اعتبار أن الأصل مثبت عنصر في نظام خلايا الدم بالكاملهي خلية جذعية ، متعددة القدرات ، قادرة على العديد من التمايزات المتنوعة وفي نفس الوقت تمتلك القدرة على الصيانة الذاتية ، أي الانتشار دون تمايز مرئي.

ويترتب على ذلك أن مبادئ إدارة النظام عملية تصنيع كريات الدميجب أن يضمن مثل هذا التنظيم ، ونتيجة لذلك ، مع تكوين الدم المستقر ، يتم استيفاء الشرطين الأساسيين التاليين: عدد الخلايا المنتجة من كل نوع يتوافق باستمرار وبشكل صارم مع عدد الخلايا الناضجة الميتة ؛ عدد الخلايا الجذعية ثابت ، وتكوين الخلايا الجذعية الجديدة يتوافق تمامًا مع عدد الخلايا الجذعية التي دخلت في التمايز.

حتى المهام الأكثر صعوبة عند استقرار النظامبعد الاضطراب. في هذه الحالة ، يجب أن يتجاوز عدد الخلايا الجذعية المتكونة عدد الخلايا الجذعية التي دخلت في التمايز حتى يصل حجم الانقسام إلى المستوى الأولي ، وبعد ذلك يجب أن تكون هناك علاقة متوازنة بين عدد الخلايا الجذعية المتكونة حديثًا والخلايا الجذعية المتمايزة أنشئ مرة أخرى.

من ناحية أخرى، تمايز الخلايا الجذعيةيجب تنظيمها لاستعادة عدد الخلايا الناضجة فقط من الصف الذي تبين أنه قد انخفض (على سبيل المثال ، خلايا الكريات الحمر بعد فقدان الدم) مع إنتاج مستقر للخلايا الأخرى. وهنا ، بعد الورم المعزز لهذه الفئة من الخلايا ، يجب تقليل إنتاجها إلى مستوى متوازن.

التنظيم الكمي عملية تصنيع كريات الدم، أي ضمان تكوين العدد المطلوب من الخلايا من النوع المطلوب في وقت معين ، يتم تنفيذه في الأقسام اللاحقة ، بشكل أساسي في قسم السلائف الملتزمة.

خلايا جذعيةلها خاصيتان رئيسيتان: القدرة على الصيانة الذاتية ، وهي طويلة جدًا ، يمكن مقارنتها بوقت وجود الكائن الحي متعدد الخلايا بأكمله ، والقدرة على التمايز. نظرًا لأن هذا الأخير لا رجوع فيه على ما يبدو ، فإن الخلية الجذعية التي "اتخذت قرارًا" بالتمييز بشكل لا رجوع فيه تترك القسم.

لذا فإن المشكلة الرئيسية اللائحةفي هذا القسم ، مع زيادة الطلب ، لن تخضع جميع الخلايا الجذعية للتمايز ، وبعد ذلك سيكون تجديد تكوين الدم مستحيلًا بسبب استنفاد عناصر الاكتفاء الذاتي ، نظرًا لأن خلايا جميع الأقسام اللاحقة ليست قادرة على البقاء لفترة طويلة - صيانة ذاتية. مثل هذا التنظيم في الكائن الحي موجود بالفعل. بعد التعرض للإشعاع بجرعات عالية ، يموت نظام المكونة للدم بالكامل تقريبًا. وفي الوقت نفسه ، على سبيل المثال ، في الفئران ، يكون التجدد ممكنًا بعد تدمير 99.9٪ من جميع الخلايا الجذعية عن طريق التشعيع (Bond EA ، 1965). على الرغم من الطلب الهائل على التمايز ، فإن نسبة 0.1٪ المتبقية من الخلايا الجذعية تستعيد عددها وتوفر زيادة حادة في تمايز الخلايا في الأقسام اللاحقة.

. الباب الثاني
تكاثر الخلايا. مشاكل تكاثر الخلايا في الطب.
2.1. دورة حياة الخلية.
تقول نظرية الخلية أن الخلايا تنشأ من الخلايا بتقسيم الأصل. يستثني هذا الحكم تكوين الخلايا من مادة غير خلوية. يسبق الانقسام الخلوي مضاعفة جهاز الكروموسوم الخاص بهم ، وتخليق الحمض النووي في كل من الكائنات حقيقية النواة والكائنات بدائية النواة.

يسمى وقت وجود الخلية من الانقسام إلى الانقسام بالخلية أو دورة الحياة. تختلف قيمته بشكل كبير: بالنسبة للبكتيريا تتراوح من 20 إلى 30 دقيقة ، وللحذاء 1-2 مرات في اليوم ، وللأميبا حوالي 1.5 يوم. تمتلك الخلايا متعددة الخلايا أيضًا قدرة مختلفة على الانقسام. في بداية التطور الجنيني ، ينقسمون بشكل متكرر ، وفي الكائن الحي البالغ ، يفقدون هذه القدرة في الغالب ، عندما يصبحون متخصصين. ولكن حتى في الكائن الحي الذي وصل إلى التطور الكامل ، يجب أن تنقسم العديد من الخلايا لتحل محل الخلايا البالية التي تتساقط باستمرار ، وفي النهاية ، هناك حاجة إلى خلايا جديدة لعلاج الجروح.

لذلك ، في بعض مجموعات الخلايا ، يجب أن يحدث الانقسام طوال الحياة. بالنظر إلى هذا ، يمكن تقسيم جميع الخلايا إلى ثلاث فئات:

1. بحلول وقت ولادة الطفل ، تصل الخلايا العصبية إلى حالة عالية التخصص ، وتفقد القدرة على التكاثر ، وفي عملية التكوّن ، يتناقص عددها باستمرار. هذا الظرف له جانب واحد جيد. إذا كانت الخلايا العصبية تنقسم ، فإن الوظائف العصبية العليا (الذاكرة ، التفكير) ستضطرب.

2. هناك فئة أخرى من الخلايا عالية التخصص أيضًا ، ولكن بسبب تقشرها المستمر ، يتم استبدالها بأخرى جديدة ، ويتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة خلايا من نفس الخط ، ولكنها ليست متخصصة بعد ولم تفقد القدرة على الانقسام. تسمى هذه الخلايا بالتجديد. ومن الأمثلة على ذلك الخلايا التي تتجدد باستمرار في الظهارة المعوية ، الخلايا المكونة للدم. حتى خلايا الأنسجة العظمية يمكن أن تتكون من خلايا غير متخصصة (يمكن ملاحظة ذلك أثناء التجديد الإصلاحي لكسور العظام). عادة ما تسمى مجموعات الخلايا غير المتخصصة التي تحتفظ بالقدرة على الانقسام بالخلايا الجذعية.

3. الفئة الثالثة من الخلايا هي استثناء ، عندما يمكن لخلايا عالية التخصص في ظل ظروف معينة أن تدخل الدورة الانقسامية. نحن نتحدث عن خلايا تتميز بعمر طويل وحيث نادراً ما يحدث انقسام الخلايا بعد النمو الكامل. مثال على ذلك خلايا الكبد. ولكن إذا تمت إزالة ثلثي الكبد من حيوان تجريبي ، فسيتم استعادته في أقل من أسبوعين إلى حجمه السابق. وكذلك خلايا الغدد التي تنتج الهرمونات: في ظل الظروف العادية ، القليل منها فقط قادر على التكاثر ، وفي ظل الظروف المتغيرة ، يمكن أن يبدأ معظمها في الانقسام.

تعني دورة الخلية التكرار المتكرر للأحداث المتتالية التي تستغرق فترة زمنية معينة. عادةً ما يتم تصوير العمليات الدورية بيانياً على أنها دوائر.

تنقسم دورة الخلية إلى جزأين: الانقسام والفاصل الزمني بين نهاية الانقسام الفتيلي وبداية المرحلة التالية - الطور البيني. أتاحت طريقة التصوير الشعاعي الذاتي إثبات أن الخلية في الطور البيني لا تؤدي وظائفها المتخصصة فحسب ، بل تصنع الحمض النووي أيضًا. كانت تسمى هذه الفترة من الطور البيني الاصطناعية (S). يبدأ بعد حوالي 8 ساعات من الانقسام وينتهي بعد 7-8 ساعات. كان يسمى الفاصل الزمني بين فترة S والانقسام ما قبل التخليق (G1 - 4 ساعات) بعد الاصطناعية ، قبل الانقسام نفسه - ما بعد التخليق (G2). على مدار حوالي ساعة.

وهكذا ، تتميز أربع مراحل في دورة الخلية للصلب ؛ الانقسام ، فترة G1 ، فترة S ، فترة G2.

إن إنشاء حقيقة المضاعفة في الطور البيني للحمض النووي يعني أنه أثناء ذلك لا يمكن للخلية أداء وظائف متخصصة ، فهي مشغولة ببناء الهياكل الخلوية ، وتوليف مواد البناء التي تضمن نمو الخلايا الوليدة ، وتراكم الطاقة المنفقة أثناء الانقسام نفسه ، وتوليف محدد إنزيمات لتكرار الحمض النووي. لذلك ، يجب على خلايا الطور البيني ، من أجل أداء وظائفها المحددة مسبقًا بواسطة البرنامج الجيني (لتصبح شديدة التخصص) ، أن تترك الدورة مؤقتًا أو بشكل دائم في فترة G0 ، أو تبقى في G1 الممتد (اختلافات كبيرة في حالة الخلايا من الفترتين G0 و G1 لم يتم ملاحظتهما ، حيث أن خلايا G0 يمكن أن تكون لكل دورة). وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى أنه في الكائنات الناضجة متعددة الخلايا ، من المعروف أن غالبية الخلايا موجودة في فترة G0.

كما ذكرنا سابقًا ، تحدث الزيادة في عدد الخلايا فقط بسبب انقسام الخلية الأصلية ، والتي تسبقها مرحلة التكاثر الدقيق للمادة الوراثية وجزيئات الحمض النووي والكروموسومات.

يتضمن الانقسام الانقسامي حالات خلوية جديدة: تتحول الكروموسومات الطور البيني ، والمفككة ، والمضاعفة بالفعل إلى شكل مضغوط من الكروموسومات الانقسامية ، ويتم تشكيل جهاز انقسام متباين يشارك في نقل الكروموسوم ، وتتباعد الكروموسومات إلى أقطاب متقابلة ، ويحدث التحريك الخلوي. عادة ما تنقسم عملية التقسيم غير المباشر إلى المراحل الرئيسية التالية: الطور الأولي ، الطور ، الطور ، الطور البعيدة. الانقسام مشروط ، لأن الانقسام هو عملية مستمرة ويحدث تغيير الطور تدريجياً. المرحلة الوحيدة التي لها بداية حقيقية هي الطور ، وفيها

تبدأ الكروموسومات في الانفصال. تختلف مدة المراحل الفردية (في المتوسط ، الطور الأولي والطور البعيدة - 30-40 "، الطور الطوري والطور الطوري - 7-15"). في بداية الانقسام الفتيلي ، تحتوي الخلية البشرية على 46 كروموسومًا ، كل منها يتكون من نصفين متطابقين - كروماتيدات (يسمى الكروماتيد أيضًا كروموسوم S ، والكروموسوم المكون من 2 كروموسوم هو كروموسوم د).

واحدة من أكثر الظواهر الملحوظة في الانقسام هو تشكيل مغزل الانشطار. يضمن محاذاة الكروموسومات d في مستوى واحد ، في منتصف الخلية ، وحركة الكروموسومات S إلى القطبين. يتم تشكيل مغزل الانقسام بواسطة مريكزات مركز الخلية. تتشكل الأنابيب الدقيقة في السيتوبلازم من بروتين توبولين.

في فترة G1 ، تحتوي كل خلية على مركزين ، وبحلول وقت الانتقال إلى فترة G2 ، يتم تكوين مركز ابنة بالقرب من كل مركز ويتم تكوين زوجين منهم في المجموع.

في الطور الأولي ، يبدأ زوج واحد من المريكزات في التحرك إلى قطب واحد ، والآخر إلى الآخر.

بين أزواج المريكزات تجاه بعضها البعض ، تبدأ مجموعة من الأنابيب الدقيقة بين القطبين والكروموسومات في التكون.

يتفكك الغلاف النووي في نهاية الطور ، وتختفي النواة من الوجود ، وتتصاعد الكروموسومات (د) ، ويتحرك مغزل الانقسام إلى منتصف الخلية ، وتكون الكروموسومات d في الفجوات بين الأنابيب الدقيقة للمغزل.

أثناء الطور ، تتكثف الكروموسومات D من الهياكل الخيطية إلى الهياكل على شكل قضيب. التقصير والسمك (تستمر الكروموسومات d لبعض الوقت في الطور الفوقي ، ونتيجة لذلك يكون للكروموسومات d الطورية كثافة كافية. يكون المركز مرئيًا بوضوح في الكروموسومات ، ويقسمها إلى أذرع متساوية أو غير متساوية ، تتكون من 2 متجاورة S - الكروموسومات (كروماتيدات): في بداية الطور الطور ، تبدأ الكروموسومات S (كروماتيدات) في الانتقال من المستوى الاستوائي إلى القطبين ، ويبدأ الطور مع انقسام المنطقة المركزية لكل من الكروموسومات ، ونتيجة لذلك يتم فصل اثنين من الكروموسومات S من كل كروموسوم d تمامًا عن بعضهما البعض ، ونتيجة لذلك ، تتلقى كل خلية ابنة مجموعة متطابقة من 46 كروموسوم S ، وبعد فصل السنتروميرات ، يبدأ نصف الكروموسومات 92 S في التحرك باتجاه قطب ، والنصف الآخر باتجاه آخر.

حتى اليوم ، لم يتم تأسيسها بدقة تحت تأثير ما يجبر حركة الكروموسومات على القطبين. هناك عدة إصدارات:

1. توجد خيوط تحتوي على الأكتين في مغزل الانقسام (بالإضافة إلى بروتينات العضلات الأخرى) ، ومن الممكن أن تتولد هذه القوة بنفس الطريقة كما في خلايا العضلات.

2. ترجع حركة الكروموسومات إلى انزلاق الأنابيب الدقيقة الصبغية على طول الأنابيب الدقيقة المستمرة (بين القطبية) ذات القطبية المعاكسة (Mak-Itosh ، 1969 ، Margolis ، 1978).

3. يتم تنظيم سرعة حركة الكروموسوم بواسطة الأنابيب الدقيقة الحركية لضمان الفصل المنظم للكروماتيدات. على الأرجح ، تتعاون جميع الآليات المذكورة أعلاه لتنفيذ التوزيع الدقيق رياضيًا للمادة الوراثية بين الخلايا الوليدة.

بحلول نهاية الطور الطوري وبداية الطور النهائي ، في منتصف الخلية الممدودة ، يبدأ تكوين انقباض ، ويشكل ما يسمى الأخدود السحق ، والذي يقسم الخلية إلى خليتين ابنتيتين. تشارك خيوط الأكتين في تكوين الأخدود. ولكن مع تعمق الأخدود ، تترابط الخلايا ببعضها بواسطة حزمة من الأنابيب الدقيقة ، تسمى الجسم المتوسط ، والباقي منها موجود أيضًا في الطور البيني لبعض الوقت. بالتوازي مع الحركية الخلوية ، في كل كروموسومات قطب تتفكك بترتيب عكسي من الكروموسومات إلى المستوى النووي. أخيرًا ، تأخذ المادة الوراثية شكل كتل من الكروماتين ، إما معبأة بكثافة أو غير مكثفة. يتم إعادة تشكيل النواة ، الغشاء النووي المحيط بالكروماتين والكاريوبلازم. وبالتالي ، نتيجة لانقسام الخلايا الانقسامية ، تكون الخلايا الوليدة حديثًا متطابقة مع بعضها البعض وهي نسخة من الخلية الأم ، وهو أمر مهم للنمو والتطور والتمايز اللاحق للخلايا والأنسجة.
2.2. آلية تنظيم النشاط الانقسامي
يضمن الحفاظ على عدد الخلايا عند مستوى معين وثابت التوازن العام. على سبيل المثال ، عدد كريات الدم الحمراء والكريات البيض في الجسم السليم مستقر نسبيًا ، على الرغم من حقيقة أن هذه الخلايا تموت ، إلا أنها تتجدد باستمرار. لذلك ، يجب تنظيم معدل تكوين الخلايا الجديدة لمطابقة معدل موت الخلية.

للحفاظ على التوازن ، من الضروري أن يكون عدد الخلايا المتخصصة المختلفة في الجسم والوظائف التي يجب أن تؤديها تحت سيطرة آليات تنظيمية مختلفة تحافظ عليها جميعًا في حالة مستقرة.

في كثير من الحالات ، تُعطى الخلايا إشارة مفادها أنه يجب عليها زيادة نشاطها الوظيفي ، وقد يتطلب ذلك زيادة في عدد الخلايا. على سبيل المثال ، إذا انخفض محتوى الكالسيوم في الدم ، فإن خلايا الغدة الجار درقية تزيد من إفراز الهرمون ، ويصل مستوى الكالسيوم إلى القاعدة. أما إذا كان النظام الغذائي للحيوان يفتقر إلى الكالسيوم ، فلن يؤدي الإنتاج الإضافي للهرمون إلى زيادة محتوى هذا العنصر في الدم ، وفي هذه الحالة تبدأ خلايا الغدة الدرقية في الانقسام بشكل مكثف ، بحيث تؤدي الزيادة في عددها إلى زيادة أخرى في تخليق الهرمون. وبالتالي ، يمكن أن يؤدي انخفاض وظيفة أو أخرى إلى زيادة عدد الخلايا التي توفر هذه الوظائف.

في الأشخاص الذين يدخلون المرتفعات ، يزداد عدد خلايا الدم الحمراء بشكل حاد (على ارتفاع أقل من 02) من أجل تزويد الجسم بالكمية اللازمة من الأكسجين. تستجيب خلايا الكلى لانخفاض الأكسجين وتزيد من إفراز الإريثروبويتين ، مما يعزز تكون الدم. بعد تكوين عدد كافٍ من كريات الدم الحمراء الإضافية ، يختفي نقص الأكسجة وتقلل الخلايا التي تنتج هذا الهرمون من إفرازه إلى المستوى المعتاد.

لا يمكن للخلايا المتمايزة تمامًا أن تنقسم ، ولكن يمكن مع ذلك زيادتها بواسطة الخلايا الجذعية التي تُشتق منها. لا يمكن أن تنقسم الخلايا العصبية تحت أي ظرف من الظروف ، لكن يمكنها زيادة وظيفتها عن طريق زيادة عملياتها ومضاعفة الروابط بينها.

وتجدر الإشارة إلى أن نسبة الأحجام الإجمالية للأعضاء المختلفة عند البالغين تظل ثابتة إلى حد ما. مع حدوث انتهاك مصطنع للنسبة الحالية لحجم العضو ، فإنه يميل إلى الوضع الطبيعي (يؤدي إزالة كلية واحدة إلى زيادة في الأخرى).

أحد المفاهيم التي تشرح هذه الظاهرة هو أن تكاثر الخلايا ينظمه مواد خاصة - كالونات. من المفترض أن لديهم خصوصية فيما يتعلق بالخلايا من أنواع مختلفة ، أنسجة الأعضاء. يُعتقد أن انخفاض عدد الكالونات يحفز تكاثر الخلايا ، على سبيل المثال ، أثناء التجديد. حاليًا ، تتم دراسة هذه المشكلة بعناية من قبل العديد من المتخصصين. تم الحصول على بيانات تفيد بأن الكالونات عبارة عن بروتينات سكرية ذات وزن جزيئي يتراوح بين 30.000 - 50000.

2.3 أنواع غير منتظمة من تكاثر الخلايا
أميتوسيس. يوصف الانقسام المباشر ، أو amitosis ، قبل الانقسام الانقسامي ، ولكنه أقل شيوعًا. Amitosis هو انقسام خلوي تكون فيه النواة في حالة الطور البيني. في هذه الحالة ، لا يوجد تكاثف للكروموسومات وتشكيل مغزل انقسام. بشكل رسمي ، يجب أن يؤدي التصلب إلى ظهور خليتين ، ولكن في أغلب الأحيان يؤدي إلى انقسام النواة وظهور خليتين أو خلايا متعددة النواة.

يبدأ الانقسام amitotic بتفتيت النواة ، يليها انقسام النواة عن طريق الانقباض (أو الانقلاب). قد يكون هناك انقسام متعدد للنواة ، وعادة ما يكون حجمها غير متساو (في العمليات المرضية). أظهرت العديد من الملاحظات أن amitosis يحدث دائمًا تقريبًا في الخلايا التي عفا عليها الزمن ، والمنحلة وغير قادرة على إنتاج عناصر قيمة في المستقبل. لذلك ، عادةً ما يحدث الانقسام amitotic في الأغشية الجنينية للحيوانات ، في الخلايا الجرابية للمبيض ، في الخلايا العملاقة للأرومة الغاذية. Amitosis له قيمة إيجابية في عملية تجديد الأنسجة أو الأعضاء (amitosis التجديدي). يقترن التصلب في الخلايا الشائخة باضطرابات في عمليات التخليق الحيوي ، بما في ذلك النسخ ، وإصلاح الحمض النووي ، وكذلك النسخ والترجمة. تتغير الخصائص الفيزيائية والكيميائية لبروتينات الكروماتين في نواة الخلية ، وتكوين السيتوبلازم ، وبنية ووظائف العضيات ، مما يؤدي إلى اضطرابات وظيفية على جميع المستويات اللاحقة - الخلوية والأنسجة والعضو والكائن الحي. مع زيادة التدمير وتلاشي الاستعادة ، يحدث موت الخلايا الطبيعي. في كثير من الأحيان يحدث amitosis في العمليات الالتهابية والأورام الخبيثة (amitosis المستحث).

بطانة الرحم.عندما تتعرض الخلايا لمواد تدمر الأنابيب الدقيقة للمغزل ، يتوقف الانقسام ، وتستمر الكروموسومات في دورة تحولاتها: التكاثر ، مما يؤدي إلى التكوين التدريجي للخلايا متعددة الصيغ الصبغية - 4 ص .8 ص ، إلخ. تسمى عملية التحول هذه بإنتاج داخلي. تُستخدم قدرة الخلايا على الانتباذ البطاني في تربية النباتات للحصول على خلايا بمجموعة متعددة من الكروموسومات. لهذا ، يتم استخدام الكولشيسين ، فينبلاستين ، والتي تدمر خيوط مغزل الأكروماتين. الخلايا متعددة الصيغ الصبغية (ثم النباتات البالغة) هي أعضاء نباتية كبيرة من هذه الخلايا كبيرة ، مع إمداد كبير من العناصر الغذائية. في البشر ، يحدث التكاثر الداخلي في بعض خلايا الكبد وخلايا عضلة القلب.

نتيجة أخرى أكثر ندرة لداء البطانة هي الخلايا متعددة الخطوط. مع تعدد الأضلاع في الفترة S ، نتيجة لتكرار وعدم انفصال خيوط الكروموسوم ، يتم تكوين بنية متعددة الشعيرات. وهي تختلف عن الكروموسومات الانقسامية بأحجام كبيرة (200 مرة أطول). تم العثور على هذه الخلايا في الغدد اللعابية للحشرات dipteran ، في النوى الكبيرة من ciliates. تظهر الانتفاخات والنفثات (مواقع النسخ) على الكروموسومات متعددة الخطوط - تعبير عن النشاط الجيني. هذه الكروموسومات هي أهم شيء في البحث الجيني.
2.4 مشاكل تكاثر الخلايا في الطب.
كما هو معروف ، فإن الأنسجة ذات المعدل المرتفع لتجديد الخلايا تكون أكثر حساسية لتأثيرات الطفرات المختلفة من الأنسجة التي تتجدد الخلايا فيها ببطء. ومع ذلك ، على سبيل المثال ، قد لا يظهر الضرر الإشعاعي على الفور ولا يضعف بالضرورة مع العمق ، بل إنه في بعض الأحيان يضر الأنسجة العميقة أكثر من الأنسجة السطحية. عندما يتم تشعيع الخلايا بالأشعة السينية أو أشعة جاما ، تحدث انتهاكات جسيمة في دورة حياة الخلايا: الكروموسومات الانقسامية تغير شكلها ، وتنكسر ، يليها اتصال غير صحيح للشظايا ، وأحيانًا تختفي الأجزاء الفردية من الكروموسومات تمامًا. قد تحدث حالات شذوذ في المغزل (لم يتم تكوين قطبين في الخلية ، ولكن ثلاثة) ، مما يؤدي إلى فصل الكروماتيد غير المتكافئ. أحيانًا يكون تلف الخلايا (الجرعات الكبيرة من الإشعاع) أمرًا بالغ الأهمية لدرجة أن جميع محاولات الخلية لبدء الانقسام لا تنجح ويتوقف الانقسام.

يفسر التأثير المماثل للإشعاع ، جزئيًا ، استخدامه في علاج الأورام. الغرض من التشعيع ليس قتل الخلايا السرطانية في الطور البيني ، ولكن جعلها تفقد قدرتها على الانقسام ، مما يؤدي إلى إبطاء نمو الورم أو إيقافه. يمكن أن يتسبب الإشعاع بجرعات غير قاتلة للخلايا في حدوث طفرات ، مما يؤدي إلى زيادة تكاثر الخلايا المتغيرة ويؤدي إلى نمو خبيث ، كما يحدث غالبًا لأولئك الذين عملوا مع الأشعة السينية ، دون علمهم بخطرها.

يتأثر تكاثر الخلايا بالعديد من المواد الكيميائية ، بما في ذلك الأدوية. على سبيل المثال ، كان الكولشيسين القلوي (تحتوي عليه كورمات الكولشيكوم) هو أول دواء يخفف آلام المفاصل الناتجة عن النقرس. اتضح أن له أيضًا تأثيرًا آخر - لوقف الانقسام عن طريق الارتباط ببروتينات التوبولين التي تتكون منها الأنابيب الدقيقة. وهكذا ، فإن الكولشيسين ، مثل العديد من الأدوية الأخرى ، يمنع تكوين مغزل الانشطار.

على هذا الأساس ، تُستخدم القلويدات مثل فينبلاستين وفينكريستين لعلاج أنواع معينة من الأورام الخبيثة ، التي تدخل ترسانة الأدوية الحديثة المضادة للسرطان للعلاج الكيميائي. وتجدر الإشارة إلى أن قدرة المواد مثل الكولشيسين على وقف الانقسام الفتيلي تستخدم كطريقة لتحديد الكروموسومات لاحقًا في علم الوراثة الطبية.

من الأهمية بمكان للطب قدرة الخلايا المتمايزة (علاوة على ذلك ، الجنس) على الحفاظ على قدرتها على الانتشار ، مما يؤدي أحيانًا إلى تطور أورام في المبيض ، حيث تظهر طبقات الخلايا والأنسجة والأعضاء ، وهي "فوضى". يتم الكشف عن شظايا من الجلد ، وبصيلات الشعر ، والشعر ، والأسنان المشوهة ، وقطع العظام ، والغضاريف ، والأنسجة العصبية ، وشظايا العين ، وما إلى ذلك ، الأمر الذي يتطلب تدخل جراحي عاجل.

2.5 علم أمراض تكاثر الخلايا
شذوذ الدورة الانقسامية.. يمكن تغيير الإيقاع الانقسامي ، الذي عادة ما يكون مناسبًا للحاجة إلى استعادة الخلايا الميتة الشيخوخة ، في ظل الظروف المرضية. لوحظ تباطؤ إيقاع في الشيخوخة أو الأنسجة منخفضة الأوعية الدموية ، لوحظ زيادة في الإيقاع في الأنسجة مع أنواع مختلفة من الالتهابات ، والتأثيرات الهرمونية ، والأورام ، إلخ.

مقدمة 3
الفصل الأول.الانتشار 4
دورة الخلية 5
تنظيم دورة الخلية 6
المنظمون الخارجيون للانتشار 7
المنظمون الداخليون للانتشار 7
مسارات تنظيم CDK 8
اللائحة G1 المرحلة 10
تنظيم المرحلة 11
اللائحة G2 المرحلة 12
تنظيم الانقسام 12
تلف الحمض النووي 13
1.10.1 مسارات إصلاح كسر الشريط المزدوج للحمض النووي 13
1.10.2 الاستجابة الخلوية لتلف الحمض النووي وتنظيمه 14
1.11. تجديد الأنسجة 15
1.11.1 أشكال التجديد 16
1.11.2. تنظيم تجديد الأنسجة 17
الباب الثاني. 18- التهاب المفاصل الروماتويدي
2.1. العلامات المميزة للاستماتة 19
2.2. آلية موت الخلايا المبرمج 19
2.3 دور الاستماتة في الحماية من السرطان 20
2.4 تنظيم موت الخلايا المبرمج 21
المراجع 24

يحتوي العمل على ملف واحد

سميت الجامعة التربوية الحكومية الروسية على اسم أ. آي. هيرزن

كلية الأحياء

عمل الدورة

تكاثر خلوي

SPb 2010
جدول المحتويات

المقدمة 3

الفصل الأول الانتشار 4

دورة الخلية 5
تنظيم دورة الخلية 6
المنظمون الخارجيون للانتشار 7
المنظمون الداخليون للانتشار 7
مسارات تنظيم CDK 8
تنظيم المرحلة G1 10
تنظيم المرحلة S. 11
تنظيم المرحلة G2 12
تنظيم الانقسام 12
تلف الحمض النووي 13

1.10.1 مسارات إصلاح كسر الشريط المزدوج للحمض النووي 13

1.10.2 الاستجابة الخلوية لتلف الحمض النووي وتنظيمه 14

1.11. تجديد الأنسجة 15

1.11.1 أشكال التجديد 16

1.11.2. تنظيم تجديد الأنسجة 17

الباب الثاني. موت الخلايا المبرمج 18

2.1. العلامات المميزة لموت الخلايا المبرمج 19

2.2. آلية موت الخلايا المبرمج 19

2.3 دور موت الخلايا المبرمج في الحماية من السرطان 20

2.4 تنظيم موت الخلايا المبرمج 21

فهرس 24

مقدمة

الخلية هي الوحدة الأساسية لجميع الكائنات الحية. لا توجد حياة خارج الزنزانة. يحدث تكاثر الخلية فقط عن طريق تقسيم الخلية الأصلية ، والتي يسبقها استنساخ مادتها الوراثية. يحدث تنشيط الانقسام الخلوي بسبب تأثير العوامل الخارجية أو الداخلية عليه. تسمى عملية انقسام الخلية من لحظة تنشيطهاالانتشار. بعبارة أخرى ، الانتشار - هذا هو تكاثر الخلية ، أي زيادة في عدد الخلايا (في الثقافة أو الأنسجة) التي تحدث عن طريق الانقسامات الانقسامية. يشار إلى عمر الخلية على هذا النحو ، من الانقسام إلى الانقسام ، على أنهدورة الخلية.

في جسم الإنسان البالغ ، تمتلك خلايا الأنسجة والأعضاء المختلفة قدرة غير متساوية على الانقسام. بالإضافة إلى ذلك ، مع تقدم العمر ، تقل شدة تكاثر الخلايا (أي الفترة الفاصلة بينيخفف ). هناك مجموعات من الخلايا فقدت تمامًا القدرة على الانقسام. هذه عادة ما تكون خلايا طرفية.التفاضلعلى سبيل المثال ناضجةالخلايا العصبية ، كريات الدم البيضاء الحبيبية، عضلات القلب . في هذا الصدد ، فإن جهاز المناعة هو استثناء.خلايا الذاكرة B و T.، والتي تكون في المرحلة الأخيرة من التمايز ، عندما يظهر منبه معين في الجسم على شكل منبه سابقًامولد المضاد قادرة على التكاثر. يقوم الجسم بتجديد الأنسجة باستمرار - أنواع مختلفة من الأنسجة الظهارية والأنسجة المكونة للدم. في مثل هذه الأنسجة ، توجد مجموعة من الخلايا التي تنقسم باستمرار ، لتحل محل أنواع الخلايا المستهلكة أو المحتضرة (على سبيل المثال ،خلايا القبو المعوية، خلايا الطبقة القاعدية من النسيج الطلائي ، الخلايا المكونة للدمنخاع العظم ). يوجد أيضًا في الجسم خلايا لا تتكاثر في ظل الظروف العادية ، ولكنها تكتسب هذه الخاصية مرة أخرى في ظل ظروف معينة ، على وجه الخصوص ، إذا لزم الأمر.تجديد الأنسجة والأعضاء.

يتم تنظيم عملية تكاثر الخلايا بشكل صارم من قبل الخلية نفسها (تنظيم دورة الخلية ، وقف أو تباطؤ التوليفمستبد عوامل النمو ومستقبلاتها) وبيئتها المكروية (عدم وجود اتصالات محفزة مع الخلايا المجاورة والمصفوفة ، توقف الإفراز و / أو التوليفباراكرين عوامل النمو). يؤدي انتهاك تنظيم الانتشار إلى انقسام غير محدود للخلايا ، والذي بدوره يؤدي إلى تطوير عملية الأورام في الجسم.

الانتشار

يتم تنفيذ الوظيفة الرئيسية المرتبطة ببدء الانتشار بواسطةغشاء بلازميالخلايا. على سطحه تحدث الأحداث المرتبطة بانتقال الخلايا المستقرة إلى حالة نشطة تسبق الانقسام. يدرك غشاء البلازما للخلايا ، بسبب جزيئات المستقبل الموجودة فيه ، مختلف إشارات الانقسام الخلوي خارج الخلية ويوفر النقل إلى الخلية للمواد الضرورية المشاركة في بدء الاستجابة التكاثرية. يمكن أن تكون إشارات Mitogenic جهات الاتصال بين الخلايا ، وبين الخلية والمصفوفة ، بالإضافة إلى تفاعل الخلايا مع المركبات المختلفة التي تحفز دخولها إلىدورة الخلية والتي تسمى عوامل النمو. تبدأ الخلية التي تلقت إشارة الانقسام الخيطي للتكاثر عملية الانقسام.

دورة الخلية

دورة الخلية الكاملة يتكون من 4 مراحل: ما قبل التصنيع (G1) ،
الاصطناعية (S) ، ما بعد الاصطناعية (G2) والانقسام المناسب (M).
بالإضافة إلى ذلك ، هناك ما يسمى بفترة G0 ، والتي تتميز بها
حالة الراحة للخلية. في فترة G1 ، تحتوي الخلايا علىثنائي الصيغة الصبغية
محتوى الحمض النووي لكل نواة. خلال هذه الفترة ، يبدأ نمو الخلايا ،
ويرجع ذلك أساسًا إلى تراكم البروتينات الخلوية ، والذي يرجع إلى
زيادة كمية الحمض النووي الريبي لكل خلية. بالإضافة إلى ذلك ، تبدأ الاستعدادات لتخليق الحمض النووي. في فترة S التالية ، هناك مضاعفة للمبلغالحمض النووي وبالتالي يتضاعف عدد الكروموسومات. تسمى مرحلة ما بعد التخليق G2 أيضًا قبلية. في هذه المرحلة ، يحدث التوليف النشطمرنا (رسول RNA). يتبع هذه المرحلة الانقسام الفعلي للخلية إلى قسمين أو الانقسام.

تقسيم كل شيء الخلايا حقيقية النواةالمرتبط بتكثيف مضاعف (منسوخة) الكروموسومات. نتيجة الانقسام ، هؤلاءالكروموسومات إلى الخلايا الوليدة. هذا النوع من انقسام الخلايا حقيقية النواة - الانقسام الفتيلي (من الميتوس اليوناني - الخيوط) - هو الطريقة الكاملة الوحيدة لزيادة عدد الخلايا. تنقسم عملية الانقسام الانقسامي إلى عدة مراحل: الطور الأولي ، الطور الأولي ، الطور الطوري ، الطور الطوري ، الطور النهائي.

تنظيم دورة الخلية

الغرض من الآليات التنظيمية لدورة الخلية ليس تنظيم مرور دورة الخلية على هذا النحو ، ولكن لضمان التوزيع الخالي من الأخطاء للمادة الوراثية في عملية تكاثر الخلية. يعتمد تنظيم تكاثر الخلايا على التغيير في حالات الانتشار النشط والسكون التكاثري. يمكن تقسيم العوامل التنظيمية التي تتحكم في تكاثر الخلايا إلى مجموعتين: خارج الخلية (أو خارجية) أو داخل الخلايا (أو داخلية).عوامل خارجيةموجودة في البيئة المكروية للخلية وتتفاعل مع سطح الخلية. تشير إلى العوامل التي يتم تصنيعها من قبل الخلية نفسها والعمل داخلها
عوامل داخلية. هذا التقسيم الفرعي مشروط للغاية ، لأن بعض العوامل ، التي تكون داخلية فيما يتعلق بالخلية المنتجة لها ، يمكن أن تتركها وتعمل كمنظمات خارجية على الخلايا الأخرى. إذا تفاعلت العوامل التنظيمية مع نفس الخلايا التي تنتجها ، فإن هذا النوع من التحكم يسمى autocrine. تحت سيطرة paracrine ، يتم توليف المنظمات بواسطة خلايا أخرى.

المنظمون الخارجيون للانتشار

في الكائنات متعددة الخلايا ، يحدث تنظيم تكاثر أنواع مختلفة من الخلايا بسبب عمل ليس واحدًا من عوامل النمو ، ولكن مزيجها. بالإضافة إلى بعضعوامل النموكونها منشطات لبعض أنواع الخلايا ، تتصرف كمثبطات بالنسبة للآخرين. كلاسيكعوامل النمويمثلبولي ببتيدات بوزن جزيئي 770 كيلو دالتون. حتى الآن ، هناك أكثر من مائة عامل نمو معروف.

PDGF الصفائح. يتم إطلاق PDGF عند تدمير جدار الأوعية الدموية ، وهو يشارك في عمليات التجلط والتئام الجروح. PDGF هو عامل نمو قوي للراحةالليفية . جنبا إلى جنب مع PDGF ، تمت دراسة عامل نمو البشرة (EGF) بتفاصيل لا تقل ( EGF ) ، وهو قادر أيضًا على تحفيز تكاثر الخلايا الليفية. ولكن بالإضافة إلى ذلك ، فإن لها أيضًا تأثيرًا محفزًا على أنواع أخرى من الخلايا ، ولا سيما علىغضروفية.

مجموعة كبيرة من عوامل النموالسيتوكينات (إنترلوكينات ، عوامل نخر الورم, عوامل تحفيز المستعمرةإلخ.). جميع السيتوكينات متعددة الوظائف. يمكنهم إما تعزيز أو منع الاستجابات التكاثرية. على سبيل المثال ، مجموعات سكانية فرعية مختلفة من CD4 + T-lymphocytes ، Th1 و Th2 ، تنتج طيفًا مختلفًا من السيتوكينات ، فيما يتعلق ببعضها البعض ، فإن الخصوم. وهذا يعني أن السيتوكينات Th1 تحفز تكاثر الخلايا التي تنتجها ، ولكنها في نفس الوقت تمنع انقسام خلايا Th2 والعكس صحيح. وهكذا ، عادة في الجسم ، يتم الحفاظ على توازن ثابت بين هذين النوعين من الخلايا اللمفاوية التائية. يؤدي تفاعل عوامل النمو مع مستقبلاتها على سطح الخلية إلى سلسلة كاملة من الأحداث داخل الخلية. نتيجة لذلك ، يحدث تنشيط عوامل النسخ والتعبير عن جينات الاستجابة التكاثرية ، والتي تبدأ في النهاية في تكرار الحمض النووي ودخول الخلية في الانقسام الفتيلي.

المنظمين الداخليين لدورة الخلية

في الخلايا حقيقية النواة الطبيعية ، يتم تنظيم مرور دورة الخلية بإحكام. سببأمراض الأورام هو تحول الخلايا ، وعادة ما يرتبط بانتهاكات الآليات التنظيمية لدورة الخلية. تتمثل إحدى النتائج الرئيسية لدورة الخلية المعيبة في عدم الاستقرار الجيني ، حيث تفقد الخلايا ذات التحكم في دورة الخلية المعيبة قدرتها على تكرار وتوزيعها بشكل صحيحالجينوم . يؤدي عدم الاستقرار الجيني إلى اكتساب ميزات جديدة مسؤولة عن تطور الورم.