Chu kỳ tế bào là một chuỗi xảy ra thường xuyên của các giai đoạn khác nhau trong tế bào cơ thể. Chu kỳ tế bào luôn bắt đầu sau khi một tế bào phân chia và kết thúc sau khi hoàn thành lần phân chia tế bào tiếp theo.
Chu kỳ tế bào là gì?
Chu kỳ tế bào luôn bắt đầu sau một lần phân chia tế bào và kết thúc sau khi hoàn thành lần phân chia tế bào tiếp theo. Chu kỳ tế bào bắt đầu ngay sau khi phân chia tế bào với khoảng thời gian. Interphase còn được gọi là pha G. Nó bao gồm các pha G1, G2, S và 0. Trong pha G1, còn được gọi là pha khoảng trống, sự phát triển của tế bào là trọng tâm chính. Các thành phần tế bào khác nhau, chẳng hạn như tế bào chất và một số bào quan của tế bào, được thêm vào tế bào. Đa dạng protein và RNA, axit ribonucleic, được sản xuất trong tế bào. RNA đóng một vai trò trong tế bào như một chất mang thông tin di truyền. Trong pha G, cái gọi là trung tâm phân chia. Trung tâm là bào quan của tế bào động vật nằm gần nhân. Nhân tế bào lúc này đã hiện rõ. Trong pha G1, mỗi nhiễm sắc thể chỉ bao gồm một nhiễm sắc thể. Giai đoạn G1 thường kéo dài từ 1 đến 12 giờ. Trong các tế bào thoái hóa, giai đoạn này có thể cực kỳ ngắn. Pha G1 được nối tiếp bởi pha S. Trong giai đoạn này, sự sao chép DNA diễn ra trong nhân, do đó ở cuối giai đoạn tổng hợp này, DNA được nhân đôi và mỗi nhiễm sắc thể được hình thành từ hai crômatit. Giai đoạn S kéo dài từ 7 đến 8 giờ. Pha G2 đại diện cho quá trình chuyển sang nguyên phân, phân chia nhân tế bào. Giai đoạn này còn được gọi là giai đoạn hậu tổng hợp hoặc giai đoạn tiền sinh sản. Tiếp xúc của tế bào với các tế bào lân cận bị phá vỡ, tế bào có hình dạng tròn và trở nên lớn hơn do lượng chất lỏng tăng lên. Ngoài ra, tăng RNA phân tử và protein được tổng hợp để phân chia tế bào. Quá trình này mất khoảng bốn giờ. Sau đó, cái gọi là yếu tố kích thích pha M (MPF) dẫn đến sự chuyển đổi sang pha M, giai đoạn phân bào. Ở tế bào mầm, giai đoạn nguyên phân còn được gọi là bệnh teo. Trong pha M diễn ra quá trình phân bào thực sự. Các nhiễm sắc thể phân chia cũng như nhân và tế bào. Giai đoạn nguyên phân tiếp tục được chia thành prophase, metaphase, anaphase và telophase. Một số tế bào bước vào pha G0 sau khi phân chia. Trong pha G0, không có thêm tế bào nào được hình thành. Tế bào thần kinh hoặc tế bào biểu mô thường ở pha G0. Các yếu tố tăng trưởng đặc biệt cũng có thể kích hoạt lại các tế bào từ pha G0, để chu kỳ tế bào sau đó bắt đầu lại ở pha G1 đối với các tế bào này.
Chức năng và nhiệm vụ
Chu kỳ tế bào tuần hoàn cho phép cơ thể thay thế các tế bào đã tiêu và chết bằng các tế bào mới. Tuổi thọ của tế bào con người rất khác nhau. Trong khi các tế bào thần kinh trong não không bao giờ được thay thế, một số tế bào cơ thể chỉ sống được vài giờ. Các nhà khoa học ước tính rằng có khoảng 50 triệu tế bào chết mỗi giây. Đồng thời, cùng một số lượng tế bào mới được hình thành thông qua chu kỳ tế bào, trực tiếp thay thế các tế bào bị mất. Do đó, cơ thể bù đắp sự mất mát của các tế bào chết thông qua chu kỳ tế bào liên tục xảy ra. Chu kỳ tế bào cũng đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển thể chất. Các ô chỉ có thể phát triển đến một kích thước nhất định. Vì vậy, để con người phát triển lớn hơn, các tế bào mới phải được hình thành. Chu kỳ tế bào cũng cần thiết cho việc tái tạo các bộ phận hoặc mô cơ thể bị tổn thương. Tại đây, phân chia tế bào làm nhiệm vụ thay thế các tế bào bị tổn thương do chấn thương. Vết thương, chẳng hạn, chỉ có thể đóng nếu các tế bào mới được hình thành. Do đó, trong quá trình làm lành vết thương, tốc độ phân chia tế bào ở vùng vết thương tăng mạnh.
Bệnh tật và phàn nàn
Theo quan điểm bệnh lý, chu kỳ tế bào đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của ung thư. Ở người khỏe mạnh, chu kỳ tế bào chịu sự kiểm soát của cái gọi là điểm kiểm tra chu kỳ tế bào. Chúng có nhiệm vụ bảo vệ DNA và vật chất di truyền và ngăn chặn sự thoái hóa của tế bào. Ngoài ra, chúng còn ức chế sự phân chia tế bào ở những tế bào bị tổn thương DNA. Các tế bào bị ảnh hưởng sau đó có tùy chọn sửa chữa thiệt hại hoặc, trong trường hợp không thể sửa chữa được, bắt đầu quá trình chết tế bào theo chương trình. Tế bào tân sinh, tức là ung thư tế bào, hoạt động tự chủ và không còn chịu sự điều chỉnh của các cơ chế kiểm soát này. Hai yếu tố hiện góp phần vào sự phát triển không kiểm soát của tế bào. Đầu tiên, cái gọi là protooncogenes đột biến thành ung thư, kích hoạt sự phát triển quá mức của tế bào bị ảnh hưởng. Ngoài ra, các gen ức chế khối u bị đột biến. Ở trạng thái bình thường, chúng thực sự có tác dụng ức chế tăng trưởng. Tuy nhiên, sau khi đột biến, các chức năng của chúng bị suy giảm và quá trình apoptosis, tức là tế bào chết theo chương trình của các tế bào bị tổn thương, không còn được kích hoạt nữa. Các ung thư do đó tế bào có thể tăng sinh mà không bị cản trở. Những xáo trộn trong các giai đoạn của bệnh teo, tức là sự phân chia của tế bào mầm, có thể dẫn để phân phối sai nhiễm sắc thể. Số lượng nhiễm sắc thể trong các tế bào con sau đó bị thay đổi bệnh lý. Đây cũng được gọi là quang sai nhiễm sắc thể. Quang sai nhiễm sắc thể được biết đến nhiều nhất chắc chắn là Hội chứng Down, còn được gọi là tam nhiễm sắc thể 21, trong đó nhiễm sắc thể 21 hiện diện ba lần thay vì hai lần. Thay vì 46 nhiễm sắc thể, có 47 nhiễm sắc thể. Đặc điểm của thể tam nhiễm 21 là mí mắt trục chạy ra bên ngoài, giảm trương lực cơ và bốnngón tay rãnh. Trong hầu hết các trường hợp, rối loạn dẫn đến tâm thần sự chậm phát triển. Khoảng một nửa số người bị ảnh hưởng cũng bị tim khiếm khuyết. Các sai lệch nhiễm sắc thể khác do chu kỳ tế bào bị lỗi gây ra là Hội chứng Turner or Hội chứng klinefelter. Tại đây, các nhiễm sắc thể giới tính bị ảnh hưởng. Sự sai lệch nhiễm sắc thể cũng thường là nguyên nhân dẫn đến sẩy thai sớm.