מחזור תאים: פונקציה, משימות, תפקיד ומחלות

מחזור התא הוא רצף המתרחש באופן קבוע של שלבים שונים בתא גוף. מחזור התא מתחיל תמיד לאחר שתא מתחלק ומסתיים לאחר השלמת חלוקת התא הבאה.

מהו מחזור התא?

מחזור התא מתחיל תמיד לאחר חלוקת התא ומסתיים לאחר השלמת חלוקת התא הבאה. מחזור התא מתחיל מיד לאחר חלוקת התא עם אינטראפאזה. Interphase ידוע גם בשם שלב G. הוא מורכב מהשלבים G1, G2, S ו- 0. בשלב G1, הנקרא גם שלב פער, צמיחת התאים היא המוקד העיקרי. רכיבים שונים של תאים, כמו הציטופלזמה וכמה אברונים של תאים, מתווספים לתא. שׁוֹנִים חלבונים ו- RNA, חומצה ריבונוקלאית, מיוצרים בתא. RNA ממלא תפקיד בתא כמוביל מידע גנטי. בשלב ה- G, מה שמכונה צנטריולות מתחלקות. מרכזים הם אברונים של תאי בעלי חיים הממוקמים בסמוך לגרעין. גרעין התא נראה כעת בבירור. בשלב G1, כל כרומוזום מורכב מכרומטיד אחד בלבד. שלב G1 נמשך בדרך כלל בין 1 ל 12 שעות. בתאים מנווונים, שלב זה עשוי להתקצר ביותר. שלב G1 ואחריו שלב S. בשלב זה, שכפול של DNA מתרחש בגרעין, כך שבסוף שלב סינתזה זה, ה- DNA משוכפל וכל כרומוזום נוצר משני כרומטידים. שלב ה- S נמשך בין 7 ל -8 שעות. שלב ה- G2 מייצג את המעבר למיטוזה, חלוקת גרעין התא. שלב זה נקרא גם מרווח פוסט-סינטטי או פרמטיטוטי. מגעי התא עם התאים הסמוכים נשברים, התא מקבל צורה מעוגלת והולך וגדל בגלל זרם מוגבר של נוזלים. בנוסף, רנ"א מוגבר מולקולות ו חלבונים מסונתזים לחלוקת תאים. תהליך זה אורך כארבע שעות. מה שמכונה גורם מגרה שלב M (MPF) מוביל לאחר מכן למעבר לשלב M, השלב המיטוטי. בתאי נבט נקרא גם שלב המיטוזה מיוזה. בשלב M, חלוקת התאים בפועל מתרחשת. ה הכרומוזומים מתחלקים כמו גם הגרעין והתא עצמו. שלב המיטוזה מחולק עוד לפרופאז, מטאפאזה, אנאפאזה וטלופאז. חלק מהתאים נכנסים לשלב G0 לאחר חלוקתם. בשלב G0, לא נוצרים יותר תאים. תאי עצב או תאי אפיתל נמצאים לעיתים בשלב G0. גורמי גדילה מיוחדים יכולים גם להפעיל מחדש תאים משלב ה- G0, כך שמחזור התא מתחיל שוב בשלב G1 גם עבור תאים אלה.

פונקציה ומשימה

מחזור התאים התקופתי מאפשר לגוף להחליף תאים בילויים ומתים בתאים חדשים. אורך החיים של תאים אנושיים משתנה מאוד. בעוד תאי עצב בתוך מוֹחַ לעולם אינם מוחלפים, תאי גוף מסוימים חיים רק כמה שעות. מדענים מעריכים שכ -50 מיליון תאים מתים בכל שנייה. באותו זמן, אותו מספר תאים נוצרו לאחרונה דרך מחזור התא, ומחליפים ישירות את התאים האבודים. לפיכך, הגוף מפצה על אובדן תאים גוססים דרך מחזור התאים המתרחש כל הזמן. מחזור התא ממלא תפקיד חשוב גם בהתפתחות הגופנית. תאים יכולים רק לגדול לגודל מסוים. לפיכך, על מנת שבני אדם יוכלו לגדול יש ליצור תאים גדולים יותר. מחזור התא הכרחי גם להתחדשות של חלקי גוף או רקמות פגומים. כאן, חלוקת תאים משמשת להחלפת תאים שניזוקו מפגיעה. פצעים, למשל, יכול להיסגר רק אם נוצרים תאים חדשים. לכן, במהלך ריפוי פצע, קצב חלוקת התאים באזור הפצע עולה בחדות.

מחלות ותלונות

מנקודת מבט פתולוגית, מחזור התא ממלא תפקיד חשוב בהתפתחות סרטן. בבני אדם בריאים, מחזור התא כפוף לשליטה על ידי מה שמכונה מחסומי מחזור תאים. הם משמשים להגנה על ה- DNA ועל החומר הגנטי ועל מנת למנוע ניוון תאים. בנוסף, הם מעכבים חלוקת תאים בתאים עם נזק ל- DNA. לתאים הנגועים יש אפשרות לתקן את הנזק או, במקרה של נזק בלתי הפיך, ליזום מוות מתוכנת של תאים. תאים ניאופלסטיים, כלומר סרטן תאים, פועלים באופן אוטונומי וכבר אינם כפופים למנגנוני בקרה אלה. שני גורמים תורמים כעת לצמיחת תאים בלתי מבוקרת. ראשית, מה שמכונה פרוטואונקוגנים משתנים לאונקוגנים. אלה מפעילים צמיחה מוגזמת של התא הפגוע. בנוסף, הגנים המדכאים את הגידול משתנים. במצבם הרגיל, אלה למעשה משפיעים על מעכב צמיחה. אולם לאחר המוטציה, תפקודיהם נפגעים ואפופטוזיס, כלומר מוות מתוכנת של תאים פגומים, אינו מופעל עוד. ה סרטן תאים יכולים להתרבות ללא הפרעה. הפרעות בשלבים של מיוזהכלומר חלוקה של תאי נבט, יכולה עוֹפֶרֶת לחלוקה לא נכונה של הכרומוזומים. מספר ה הכרומוזומים בתאי הבת שונה אז באופן פתולוגי. זה מכונה גם סטייה כרומוזומלית. הסטייה הכרומוזומלית הידועה ביותר היא בהחלט תסמונת דאון, המכונה גם טריזומיה 21, בה כרומוזום 21 קיים שלוש פעמים במקום פעמיים. במקום 46 כרומוזומים קיימים 47 כרומוזומים. המאפיינים של טריזומיה 21 הם עַפְעַף צירים ריצה כלפי חוץ, היפוטוניה בשרירים וארבעה-אצבע תֶלֶם. ברוב המקרים ההפרעה מובילה למנטלי פיגור. כמחצית מכל האנשים שנפגעו סובלים גם מ- לֵב פְּגָם. סטיות כרומוזומליות אחרות הנגרמות על ידי מחזור תאים פגום הן תסמונת טרנר or תסמונת קלינפלטר. כאן, כרומוזומי המין מושפעים. סטיות כרומוזומליות לעיתים קרובות אחראיות להפלות מוקדמות.