Interphase

Interphase se vztahuje k úseku buněčného cyklu, který leží mezi dvěma buněčnými děleními. V této fázi buňka plní své normální funkce a připravuje se na další mitózu. Správný průběh buněčného cyklu je monitorován ve dvou kontrolních bodech mezifáze a jednom kontrolním bodě během mitózy.

Co je to mezifáze?

Interfáze je součástí buněčného cyklu, který se skládá z mitózy a fáze mezi buněčnými děleními. Buňka tráví více než 90 procent času v buněčném cyklu v mezifázi. Interfáza i mitóza jsou opět rozděleny do různých sekcí.

Buněčný cyklus je opakující se cyklický proces, který je rozdělen na buněčný růst a buněčné dělení. V tomto procesu je zabudováno několik řídicích mechanismů, aby se zabránilo poruchám v reprodukci buněk.

Reprodukce buněk a růst buněk musí být ve vzájemném vyváženém vztahu. V embryogenezi a ve fázích fyzického růstu dominuje v buněčném cyklu mitóza.

Interfáze je rozdělena do tří sekcí. Jedná se o fáze G1, GS a G2. Písmeno G znamená anglické slovo „gap“ pro „gap“. Po fázi G1 může v závislosti na typu buňky následovat delší klidová fáze, která se označuje jako GO.

Funkce a úkol

Po buněčném dělení (mitóza) vždy existuje fáze, která připravuje další buněčné dělení. To je mezifáze. Funkce těla je vždy závislá na tvorbě nových buněk a smrti starých buněk.

V průběhu života probíhá neustálý proces obnovy a regenerace. I když je organismus velmi starý, buněčný cyklus stále funguje, i když se buněčné dělení do té doby stále více zpomaluje.

Během mitózy jedna buňka vytvoří dvě nové buňky se stejným genetickým materiálem. Genetický materiál je přítomen jako DNA v chromozomech. Chromozomy se zase skládají z jednoho nebo dvou chromatidů. Chromatid je složen z dvouřetězcových DNA a chromatinových proteinů.

Ve stadiu G1 interfázy obsahují chromozomy pouze jeden chromatid, protože v rámci mitózy byly dva identické chromatidy chromozomu odděleny a každý byl rozdělen mezi tyto dvě nové buňky. G1 fáze interfázy je charakterizována hlavně růstem buněk a tvorbou nových buněčných organel. Dále probíhá biosyntéza proteinů a syntéza RNA.

V této fázi buňka dosáhne svého typického poměru jádra k plazmě. Pokud je tento poměr překročen, buňka již nemůže v této fázi plnit svou specifickou funkci. Buňka přejde do fáze GS nebo G0.

Během fáze GS (S pro syntézu) je buňka stále v buněčném cyklu a syntetizuje novou DNA pro replikaci identických chromatidů. Pro každý chromatid je vytvořena stejná kopie. Jsou navzájem propojeny v chromozomu prostřednictvím centromery. Chromozom tedy nyní sestává ze dvou chromatidů. Centrosomy se také zdvojnásobí. Tím se vytvoří základ pro další dělení buněk.

Po fázi G1 však může následovat i fáze G0. Během fáze G0 je buňka v reverzibilní klidové fázi, ve které není připravena na další mitózu. V závislosti na typu buňky pak buňka přebírá důležité funkce pro organismus. Zbytková fáze může mít různé délky. Například nervové buňky se obvykle již nerozdělují a kmenové buňky mohou také zůstat v tomto stádiu po velmi dlouhou dobu.

Pokud je však buňka již ve fázi GS, brzy dojde k dalšímu dělení buněk. Po fázi GS následuje fáze G2 po fázi. V této fázi pokračuje syntéza proteinů a RNA v přípravě na další mitózu. Současně se provádí kontrola, aby se zjistilo, zda replikace chromatidů byla bezchybná.

Celkově trvá fáze přibližně 23 hodin s přibližně 10 hodin pro fázi G1, 9 hodin pro fázi GS a 4 hodiny pro fázi G2. Následná mitóza je dokončena za pouhých 40 minut. Kompletní buněčný cyklus tedy trvá asi 24 hodin. Pokud je však fáze přerušena klidovými fázemi, jsou časy pro celý proces zcela odlišné. To se liší od typu buňky k typu buňky.

Nemoci a nemoci

Poruchy v průběhu buněčného cyklu mohou mít devastující zdravotní důsledky. Jak ve fázi růstu, tak ve stabilních fázích života je vždy důležitá správná rovnováha mezi obnovou buněk a smrtí starých buněk. Pokud je tento vztah narušen, mohou se vyvinout maligní nádory. Rakovina je vždy charakterizována nekontrolovaným buněčným růstem. Regulační mechanismus, který zastavuje probíhající dělení buněk, selhává v nádoru. Příčiny jsou různé.

V buněčném cyklu jsou však tři kontrolní body, které řídí správný průběh procesů a současně zajišťují správnou distribuci chromozomů. V interfázi jsou dva kontrolní systémy a jeden ve fázi dělení buněk. Během mitózy se provádí kontrola v kontrolním bodě metafázy, aby se určilo, zda jsou všechny vřeteny chromozomů připojeny k vřetenu. V mezifázi je kontrolní bod G1 a kontrolní bod G2. Zde se kontroluje, zda jsou podmínky prostředí příznivé pro dělení buněk. V kontrolním bodě G2 se kontroluje, zda mají chromozomy dva chromatidy. Dělení buněk je pak regulováno komplexem cyklin-dependentní kinázy a cyklinu.