Διαφορά μεταξύ κυτταρικού κύκλου και κυτταρικής διαίρεσης

Κύρια διαφορά – Κυπαρικός κύκλος έναντι κυτταρικής διαίρεσης

Ο κυτταρικός κύκλος και η κυτταρική διαίρεση αποτελούνται από μια σειρά γεγονότων που λαμβάνουν χώρα διαδοχικά στη ζωή ενός κυττάρου. Ο κυτταρικός κύκλος περιλαμβάνει ολόκληρη τη σειρά των γεγονότων, τη μεσοφάση του κυττάρου που ακολουθείται από τη μιτωτική φάση, την οποία στη συνέχεια ακολουθεί η κυτταροκίνηση. Η ενδιάμεση φάση του κυτταρικού κύκλου μπορεί να χωριστεί σε τρεις διαδοχικές φάσεις:G₁ , S και G₂ . Η κυτταρική διαίρεση συμβαίνει κατά τη διάρκεια της μιτωτικής και κυτταροκινητικής περιόδου του κυτταρικού κύκλου. Η μιτωτική περίοδος μπορεί να χωριστεί σε τέσσερις φάσεις:πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Η κυτταροκίνηση είναι η διαίρεση του κυτταροπλάσματος. Η κύρια διαφορά μεταξύ του κυτταρικού κύκλου και της κυτταρικής διαίρεσης είναι ότι ο κυτταρικός κύκλος είναι η σειρά περιόδων στη ζωή του κυττάρου, ενώ η κυτταρική διαίρεση είναι η σειρά των φάσεων όπου το κύτταρο χωρίζεται για να αυξήσει τον αριθμό του στον πληθυσμό.

Αυτό το άρθρο εξηγεί,

1. Τι είναι ο Κυτταρικός Κύκλος
      – Φάσεις, Χαρακτηριστικά, Κανονισμός
2. Τι είναι η κυτταρική διαίρεση
      – Φάσεις, Χαρακτηριστικά, Κανονισμός
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Κυτταρικού Κύκλου και Κυτταρικής Διαίρεσης

Τι είναι ο Κυτταρικός Κύκλος

Ο κυτταρικός κύκλος είναι η σειρά γεγονότων που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια της ζωής του κυττάρου. Ο κύκλος των ευκαρυωτικών κυττάρων αποτελείται κυρίως από τρεις διαδοχικές περιόδους:τη μεσοφάση, τη μιτωτική φάση και την κυτταροκίνηση. Κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης, η κυτταρική ανάπτυξη λαμβάνει χώρα μέσω της σύνθεσης των απαιτούμενων πρωτεϊνών για τα μελλοντικά στάδια του κυττάρου και της αντιγραφής του DNA για να πραγματοποιηθεί η κυτταρική διαίρεση. Κατά τη μιτωτική φάση, ο πυρήνας χωρίζεται σε γενετικά πανομοιότυπους δύο θυγατρικούς πυρήνες, ξεκινώντας την κυτταρική διαίρεση. Η κυτταροκίνηση είναι η διαίρεση του κυτταροπλάσματος του γονικού κυττάρου. Τα σημεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου διασφαλίζουν τη σωστή διαίρεση των ευκαρυωτικών κυττάρων.

Ο προκαρυωτικός κυτταρικός κύκλος μπορεί να χωριστεί σε τρεις διαδοχικές περιόδους:B, C και D. Η αντιγραφή του DNA ξεκινά στην περίοδο Β και συνεχίζεται κατά τη διάρκεια της περιόδου C. Τελειώνει στην περίοδο Δ. Το βακτηριακό κύτταρο διασπάται επίσης σε θυγατρικά κύτταρα κατά τη διάρκεια της περιόδου D.

Περίοδοι κυτταρικού κύκλου

Ο κύκλος των ευκαρυωτικών κυττάρων αποτελείται από τρεις κύριες διαδοχικές φάσεις γνωστές ως μεσόφαση, φάση Μ και κυτταροκίνηση. Η ενδιάμεση φάση είναι η αρχική φάση του κυτταρικού κύκλου στους ευκαρυώτες. Πριν εισέλθει στην κυτταρική διαίρεση, το κύτταρο προετοιμάζεται για τη διαίρεση λαμβάνοντας όλα τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά στο κύτταρο, την πρωτεϊνοσύνθεση και την αντιγραφή του DNA κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης. Η ενδιάμεση φάση διαρκεί περίπου το 90% του συνολικού χρόνου του κυτταρικού κύκλου.

Η ενδιάμεση φάση μπορεί να χωριστεί σε τρεις φάσεις, οι οποίες συμβαίνουν η μία μετά την άλλη. Είναι G₁ φάση, φάση S και G₂ φάση. Πριν εισέλθετε στο G₁ φάση, ένα κελί κανονικά υπάρχει στο G₀ φάση . Το G₀ φάση είναι η φάση ηρεμίας όπου το κύτταρο φεύγει από τον κυτταρικό κύκλο και σταματά τη διαίρεση του. Γενικά, τα μη διαιρούμενα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών, τα οποία βρίσκονται στο G₁ φάση εισαγάγετε αυτό το αδρανές G₀ φάση. Ορισμένα κύτταρα όπως οι νευρώνες παραμένουν μόνιμα αδρανείς. Ορισμένα κύτταρα όπως τα κύτταρα των νεφρών, του ήπατος και του στομάχου παραμένουν ημιμόνιμα στο G₀ φάση. Ορισμένα κύτταρα όπως τα επιθηλιακά κύτταρα δεν εισέρχονται στο G₀ φάση. Εισαγωγή των κελιών στο G₀ Η φάση φαίνεται στην εικόνα 1 .

Εικόνα 1:Είσοδος στη φάση G0

Το G₁ φάση ή η φάση ανάπτυξης είναι η πρώτη φάση του κυτταρικού κύκλου. Οι βιοσυνθετικές δραστηριότητες του κυττάρου λαμβάνουν χώρα ταχέως κατά τη διάρκεια του G₁ φάση. Η σύνθεση των πρωτεϊνών, καθώς και η αύξηση του αριθμού των οργανιδίων όπως τα μιτοχόνδρια και τα ριβοσώματα, συμβαίνουν στο G₁ φάση, αυξάνοντας το κύτταρο στο μέγεθός του. G₁ η φάση ακολουθείται από τη φάση S. Η αντιγραφή του DNA ξεκινά και ολοκληρώνεται κατά τη φάση S , σχηματίζοντας δύο αδελφές χρωματίδες ανά μεμονωμένο χρωμόσωμα. Η πλοειδία του κυττάρου παραμένει αμετάβλητη με τον διπλασιασμό της ποσότητας του DNA κατά τη διάρκεια της αντιγραφής. Η φάση S ολοκληρώνεται σε σύντομο χρονικό διάστημα προκειμένου να διασωθεί το DNA από εξωτερικούς παράγοντες όπως μεταλλαξιογόνους παράγοντες. Η φάση S ακολουθείται από το G₂ φάση. Το G₂ φάση είναι η δεύτερη φάση ανάπτυξης της ενδιάμεσης φάσης που επιτρέπει στο κύτταρο να ολοκληρώσει την ανάπτυξή του πριν από τη διαίρεση του.

Ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου από σύμπλοκα Cyclin-CDK

Η εμφάνιση του κυτταρικού κύκλου με διαδοχικό τρόπο ρυθμίζεται από δύο κατηγορίες ρυθμιστικών μορίων:τις κυκλίνες και τις εξαρτώμενες από κυκλίνη κινάσες (CDK). Οι κυκλίνες παράγουν ρυθμιστικές υπομονάδες ενώ οι CDK παράγουν καταλυτικές υπομονάδες. Τόσο οι κυκλίνες όσο και οι CDK λειτουργούν με διαδραστικό τρόπο. Η προετοιμασία του κυττάρου για τη φάση S που βρίσκεται στο G₁ η φάση γίνεται από το G₁ σύμπλοκο κυκλίνης-CDK προάγοντας την έκφραση μεταγραφικών παραγόντων που προάγουν τις S κυκλίνες. Το σύμπλοκο G1 κυκλίνης-CDK αποικοδομεί επίσης τους αναστολείς της φάσης S.

Ο χρονισμός του G₁ Η φάση ρυθμίζεται από την κυκλίνη D-CDK4/6, η οποία ενεργοποιείται από το G₁ σύμπλοκο κυκλίνης-CDK. Το σύμπλεγμα κυκλίνης E-CDK2 ωθεί το κύτταρο από το G₁ στη φάση S (G₁ /S μετάβαση). Η κυκλίνη A-CDK2 αναστέλλει την αντιγραφή του DNA της φάσης S αποσυναρμολογώντας το σύμπλεγμα αντιγραφής. Μια μεγάλη δεξαμενή κυκλίνης A-CDK2 ενεργοποιεί το G₂ φάση. Το Cyclin B-CDK2 ωθεί το G₂ φάση στη φάση Μ (G₂ /Μ μετάβαση).

Ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου μέσω των σημείων ελέγχου

Μπορούν να εντοπιστούν δύο σημεία ελέγχου κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης:G₁ Σημείο ελέγχου /S και σημείο ελέγχου G2/M. Η μετάβαση του G₁ /S, είναι το βήμα περιορισμού του ρυθμού του κυτταρικού κύκλου που είναι γνωστό ως σημείο περιορισμού . Από το G₁ /S checkpoint, ελέγχεται η παρουσία επαρκών πρώτων υλών για την αντιγραφή του DNA. Η ταυτόχρονη αντιγραφή του DNA σε ένα αναπτυσσόμενο έμβρυο ελέγχεται από το G₂ Σημείο ελέγχου /M, αποκτώντας μια συμμετρική κυτταρική κατανομή στο έμβρυο.

Εικόνα 2:Κυτταρικός κύκλος με Cyclin-CDK και σημεία ελέγχου

Τι είναι η κυτταρική διαίρεση

Η κυτταρική διαίρεση είναι η διαίρεση ενός γονικού κυττάρου σε δύο θυγατρικά κύτταρα. Αυτό περιλαμβάνει δύο περιόδους του κυτταρικού κύκλου:τη μιτωτική διαίρεση και την κυτταροκίνηση.

Περίοδοι κυτταρικής διαίρεσης

Οι τέσσερις φάσεις στη μιτωτική διαίρεση είναι η πρόφαση, η μετάφαση, η ανάφαση και η τελόφαση. Κατά τη διάρκεια της πρόφασης , οι χρωματίδες συμπυκνώνονται σε χρωμοσώματα, παρουσιάζοντας κοντές και παχιές δομές που μοιάζουν με νήματα. Αυτά τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στην ισημερινή πλάκα του κυττάρου με το σχηματισμό μιας συσκευής ατράκτου. Η συσκευή της ατράκτου αποτελείται από τρία συστατικά:μικροσωληνίσκους ατράκτου, μικροσωληνίσκους κινετοχόρης και σύμπλοκα πρωτεϊνών κινετοχόρης. Τα σύμπλοκα πρωτεΐνης kinetochore συνδέονται με τα κεντρομερή κάθε χρωμοσώματος. Όλοι οι μικροσωληνίσκοι σε ένα κύτταρο ελέγχονται από δύο κεντροσώματα διατεταγμένα στους αντίθετους πόλους του κυττάρου, σχηματίζοντας τη συσκευή της ατράκτου. Οι μικροσωληνίσκοι της ατράκτου συνδέονται με καθένα από τα δύο κεντροσώματα με τα δύο άκρα τους. Οι μικροσωληνίσκοι κινετοχόρης, ξεκινώντας από ένα κεντρόσωμα, συνδέονται στο κεντρομερίδιο μέσω του συμπλέγματος πρωτεΐνης κινετοχώρης.

Κατά τη μεταφάση , οι μικροσωληνίσκοι kinetochore συστέλλονται, ευθυγραμμίζοντας τα μεμονωμένα δισθενή χρωμοσώματα στον κυτταρικό ισημερινό. Δημιουργείται τάση στο κεντρομερίδιο που συγκρατεί τις δύο αδελφές χρωματίδες μαζί στην ανάφαση με περαιτέρω συστολή των μικροσωληνίσκων κινετοχώρης. Αυτή η τάση οδηγεί στη διάσπαση των συμπλεγμάτων πρωτεΐνης συνεσίνης στο κεντρομερίδιο, διαχωρίζοντας τις δύο αδελφές χρωματίδες, παράγοντας δύο θυγατρικά χρωμοσώματα. Κατά τη διάρκεια της telophase , αυτά τα θυγατρικά χρωμοσώματα έλκονται προς τους αντίθετους πόλους από τη συστολή των μικροσωληνίσκων της κινετοχώρης.

Μετά την ολοκλήρωση της μιτωτικής φάσης, το γονικό κύτταρο υφίσταται κυτταροπλασματική διαίρεση, με αποτέλεσμα γενετικά πανομοιότυπα δύο διαχωρισμένα κύτταρα. Ηκυτταροκίνηση ξεκινά στην όψιμη ανάφαση. Κατά τη διάρκεια της κυτταροκίνησης, τα οργανίδια, μαζί με το κυτταρόπλασμα, διαιρούνται μεταξύ δύο θυγατρικών κυττάρων από την κυτταρική μεμβράνη με περίπου ίσο τρόπο. Η κυτταροκίνηση των φυτικών κυττάρων λαμβάνει χώρα μέσω του σχηματισμού μιας κυτταρικής πλάκας στη μέση του γονικού κυττάρου. Η κυτταροκίνηση των ζωικών κυττάρων λαμβάνει χώρα από το αυλάκι διάσπασης που σχηματίζεται από την κυτταρική μεμβράνη. Η διαφορά μεταξύ της κυτταροκίνησης φυτικών και ζωικών κυττάρων είναι η απαίτηση σχηματισμού νέου κυτταρικού τοιχώματος που περιβάλλει το φυτικό κύτταρο.

Φάσεις κυτταρικής διαίρεσης

Ρύθμιση της κυτταρικής διαίρεσης από συγκροτήματα και σημεία ελέγχου Cyclin-CDK

Το σύμπλεγμα κυκλίνης B-CDK2 ελέγχει το χρονισμό του G₂ φάση, που εισέρχεται στη μιτωτική διαίρεση. Μπορεί να εντοπιστεί ένα μόνο, αλλά κρίσιμο σημείο ελέγχου. Είναι γνωστό ως το σημείο ελέγχου μετάφασης καθώς λαμβάνει χώρα στην όψιμη μετάφαση. Κατά τη διάρκεια του σημείου ελέγχου μετάφασης, ελέγχεται η ευθυγράμμιση όλων των μεμονωμένων, δισθενών χρωμοσωμάτων στον κυτταρικό ισημερινό. Το σημείο ελέγχου μετάφασης επιτρέπει τον ίσο διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων. Το διαιρούμενο κελί στην όψιμη μετάφαση θα πρέπει να περάσει το μιτωτικό σημείο ελέγχου για να εισέλθει στην ανάφαση.

Διαφορά μεταξύ κυτταρικού κύκλου και κυτταρικής διαίρεσης

Ορισμός

Κυτταρικός κύκλος: Ο κυτταρικός κύκλος είναι η σειρά των περιόδων της ζωής του κυττάρου.

Διαίρεση κελιών: Η κυτταρική διαίρεση είναι ο διαχωρισμός ενός κυττάρου σε δύο θυγατρικά κύτταρα, αυξάνοντας τον αριθμό των κυττάρων στον πληθυσμό.

Περίοδοι

Κυτταρικός κύκλος: Ο κυτταρικός κύκλος αποτελείται από τρεις περιόδους:μεσόφαση, μιτωτική διαίρεση και κυτταροκίνηση.

Διαίρεση κυττάρων: Η κυτταρική διαίρεση συμβαίνει στις δύο τελευταίες περιόδους του κυτταρικού κύκλου, τη μιτωτική διαίρεση και την κυτταροκίνηση.

Ρύθμιση μέσω συμπλεγμάτων Cyclin-CDK

Κυτταρικός κύκλος: Η κυκλίνη D-CDK4/6, η κυκλίνη E-CDK2, η κυκλίνη A-CDK2 και η κυκλίνη B-CDK2 εμπλέκονται στη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου.

Διαίρεση κυττάρων: Η κυκλίνη B-CDK2 εμπλέκεται στη ρύθμιση της κυτταρικής διαίρεσης.

Ρύθμιση μέσω Σημείων Ελέγχου

Κυτταρικός κύκλος: Κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης μπορούν να εντοπιστούν δύο σημεία ελέγχου:G₁ Σημείο ελέγχου /S και G₂ /Μ σημείο ελέγχου.

Διαίρεση κυττάρων: Το μιτωτικό σημείο ελέγχου εμπλέκεται στη ρύθμιση της κυτταρικής διαίρεσης.

Συμπέρασμα

Τόσο ο κυτταρικός κύκλος όσο και η κυτταρική διαίρεση περιέχουν διαφορετικές αλλά διαδοχικές περιόδους της ζωής του κυττάρου. Ο κυτταρικός κύκλος αποτελείται από τρεις περιόδους. Είναι η μεσοφάση, η μιτωτική φάση και η κυτταροκίνηση. Η μιτωτική διαίρεση και η κυτταροκίνηση ονομάζονται συλλογικά ως κυτταρική διαίρεση. Η ενδιάμεση φάση του κυτταρικού κύκλου αποτελείται από G₁ , S και G₂ φάσεις. Η μιτωτική διαίρεση αποτελείται από τέσσερις φάσεις:πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Η τελοφάση ακολουθείται από την κυτταροκίνηση. Η κύρια διαφορά μεταξύ του κυτταρικού κύκλου και της κυτταρικής διαίρεσης είναι το γεγονός ότι η κυτταρική διαίρεση είναι μέρος του κυτταρικού κύκλου.