Buněčný cyklus

Buněčný cyklus (BC) je nezbytnou součástí života eukaryotické tj. jaderné buňky. Tímto cyklem buňka prochází od vzniku po další dělění. Délka tohoto cyklu je různě dlouhá. Pro příklad uvádím délku buněčného cyklu, kterou označujeme téže termínem generační doba, u jednobuněčné kvasinky – 90 až 12Ominut a u lidské jaterní buňky (hepatocytu) – 1rok. Jedná se o nepřetržitý proces, který zahrnuje několik sledů pochodů od vzniku z mateřské buňky po rozdělení na buňky dceřinné.

Buněčný cyklus se skládá ze 4 oddělených kroků: G₁ – fáze, S- fáze, G₂ –fáze a M-fáze.

G₁ – fáze ( G z anglického „gap“ = mezera) obsahuje ragulační uzel buněčného cyklu. Má ze všech částí tedy nejvíce proměnlivou délku trvání dle působení vnějších podmínek, ve většině případů tvoří 30-40% z celého cyklu. Tuto fázi také označujeme jako první přípravnou fázi. Dochází ke zdvojení hmoty, buňka roste ( z důvodu zvýšených syntetických procesů), tvoří se RNA a proteiny, buduje se zásoba nukleotidů a enzymů pro budoucí replikaci DNA.

S-fáze (syntetická fáze – 30 až 50%) má konstatní délku trvání typickou pro konkrétní buňku. Jaderná DNA se zdvojnásobuje a každý chromozon je na konci S-fáze tvořen párem sestreských chromatid.K replikaci nejaderné DNA dochází během celého cyklu.

G₂ –fáze (10-20%)má taktéž typicky stejnou časovou délku. Organely zdvojnásobují své množství a dochází k tvorbě organel důležitých pro dělení buňky – př. mitotického vřeténka. Buňka se připravuje na M-fázi. G₂ –fáze obsahuje kontrolní uzly pro zahájení karyogeneze (dělení jádra) a cytogeneze (dělení buňky).

M – fáze (mitotická fáze – 5%) je nejkratší částí cyklu, ustává syntéza RNA a proteinů. Je zahájena kondenzací chromozomů. Probíhá karyogeneze, cytogeneze a vznikají dvě dceřinné buňky o stejném počtu chromozomů. Mitózu dělíme na 5 fází – profáze, prometafáze, metafáze, anafáze a telofáze.

Profáze: Rozestup centriolů k pólům buňky a vytváří se mitotické vřeténko.

Prometafáze: Zaniká jadérka a jaderný obal. Kondezace chromozomů je dokončena.

Metafáze: Chromozomy jsou seřazeny v ekvatoriální rovině buňky tj. v rovině kolmé na osu dělícího vřeténka.

Anafáze: Chromatidy chromozomu se dělí v oblasti centromery. Vznikají dceřinné chromozomy, každý je táhnut na opačný pól buňky.

Telofáze: Opětovná tvorba jaderného obalu, dekondenzace chromozomů a znovu se objevuje jadérko. Je tedy dokončena cytogeneze. Tyto nově vzniklé buňky jsou tedy ve stádiu počátečný interfáze – tedy v G₁ –fázi.

Vysvětlení pojmů:

DNA = deoxyribonukleová kyselina, nositelka genetické informace (dvojšroubovice)

RNA = ribonukleová kyselina, kopíruje gentickou informaci přepisem (transkripcí) z DNA a přenáší (translaci) na místo tvorby proteinu

Chromatida = podélná polovina chromozomu

Centriola = buněčná organela, pár centriol tvoří centrozóm