چرخه سلول
مراحل زندگی سلول یوکاریوتی را به صورت دایره یا چرخه نشان می‌دهند و آن را چرخه سلول می‌نامند (شکل ۱). چرخه سلول، از پایان یک تقسیم شروع می‌شود و تا پایان تقسیم بعدی ادامه می‌یابد. همان طور که در شکل ۱ می‌بینید بیشتر چرخه سلول به اینتر فاز اختصاص دارد. سلول در این مرحله بسته به نوع و محل آن در بدن، عملکرد معمول خود را انجام می‌دهد. مدت زمانی که سلول در اینترفاز به سر می‌برد در سلول‌های متفاوت، فرق می‌کند. بعضی سلول‌ها به طور مشخص در اینتر فاز باقی می‌مانند و تقسیم سلول در آنها برای همیشه متوقف می‌شود. در این حالت گفته می‌شود که سلول وارد مرحله G0 (جی صفر) شده است. چرخه سلول در سلول‌هایی که تقسیم می‌شوند، پنج مرحله دارد. این پنج مرحله در زیر خلاصه شده‌اند.
1- نخستین مرحله رشد (G): سلول در این مرحله به سرعت رشد می‌کند و بزرگ می‌شود.
شکل ۱- چرخه زندگی یک سلول یوکاریوتی
2- مرحله سنتز (S): طی این مرحله، DNA همانندسازی می‌کند. بنابراین در پایان مرحله S هر کروموزوم از دو کروماتید یکسان که در محل سانترومر به هم متصل‌اند تشکیل شده است.
کروماتیدها در این مرحله هنوز فشردگی و تراکم خود را پیدا نکرده‌اند. همانندسازی DNA فرایندی است که طی آن از یک مولکول DNA دو مولکول DNA که کاملاً شبیه یکدیگرند، ساخته می‌شود.
3- دومین مرحله رشد (G2): طی این مرحله، تمهیدات لازم برای تقسیم هسته فراهم می‌شود و همانندسازی میتوکندری و دیگر اندامک‌ها صورت می‌گیرد.
4- میتوز: میتوز فرایندی است که طی آن هسته سلول بدون کاهش تعداد کروموزوم‌ها به دو هسته تقسیم می‌شود. هسته‌های جدید، همان نوع و همان تعداد کروموزوم‌هایی را خواهند داشت که هسته اول (هسته سلول مادر) داشته است، اما از دو کروماتید هر کروموزوم تنها یکی را به ارث برده است.
5- سیتوکینز: فرایندی که طی آن سیتوپلاسم سلول تقسیم می‌شود، سیتوکینز نام دارد. سیتوکینز معمولاً پس از تقسیم هسته (میتوز) به وقوع می‌پیوندد. میتوز و سیتوکینز در مجموع سلول‌های جدیدی (سلول دختر) پدید می‌آورند که درست مثل سلول‌های مادر هستند. بنابراین امکان رشد و ترمیم بافت‌های آسیب دیده و در بعضی موارد، امکان تولید مثل غیر جنسی را فراهم می‌آورند.
چرخه سلول به دقت تنظیم می‌شود
سلول از کجا «می‌فهمد» که چه موقع باید تقسیم شود؟ چرخه سلول چگونه تنظیم می‌شود؟ همان‌گونه که چراغ راهنمایی و رانندگی، عبور از یک خیابان به خیابان دیگر را کنترل می‌کند، در سلول نیز سیستمی وجود دارد که عبور سلول را از یک مرحله به مرحله دیگر چرخه، کنترل می‌کند.
در چرخه سلول، زمان‌های حساسی وجود دارد که آنها را نقاط وارسی می‌نامیم. در این زمان‌ها، عبور سلول از یک مرحله به مرحله دیگر کنترل می‌شود و براساس مجموع پدیده‌هایی که در سلول به وقوع می‌پیوندد، اجازه عبور به مرحله بعد داده می‌شود (چراغ سبز)، یا داده نمی‌شود (چراغ قرمز). مثلاً، تا هنگامی که مرحله قبلی به پایان نرسیده باشد، از ورود سلول به مرحله بعدی جلوگیری می‌شود. تنظیم چرخه سلولی در سه زمان اصلی (نقاط وارسی) رخ می‌دهد (شکل ۲).
سرطان، اختلال در تنظیم چرخه سلولی: سرطان، تقسیم و رشد غیرعادی سلول‌هاست. سلول‌های سرطانی بدون توجه به مکانیسم‌های کنترل کننده سلامت بدن، همچنان به تقسیم خود ادامه می‌دهند. مثل راننده‌ای که بدون توجه به چراغ قرمزی که پیش رو دارد، پدال گاز را می‌فشارد و همچنان در مسیر جاده به پیش می‌رود.
شکل ۲- تنظیم چرخه سلول با کمک سه نقطه وارسی
پروتئین‌های متعددی در این نقاط فعالیت می‌کنند.
بعضی از تغییرات ناگهانی ژنی که در سلول‌ها به وجود می‌آیند (جهش) سبب تولید بیش از حد مولکول‌های محرک رشد و تقسیم سلول‌ها می‌شوند و از این طریق، سرطان ایجاد می‌کنند. مثل این است که این تغییرات ژنی (جهش‌ها)، «پدال گاز» چرخه سلولی را می‌فشارند و به آن شتاب می‌بخشند. بعضی دیگر از این جهش‌ها پروتئین‌هایی را که مسئول کُند یا متوقف کردن چرخه سلول هستند، غیرفعال می‌کنند و به این طریق «ترمز» چرخه سلول را مختل می‌کنند.
بسیاری از این جهش‌ها در نتیجه تأثیر عوامل محیطی ایجاد می‌شوند. به همین سبب، خطر ابتلا به سرطان، به شیوه زندگی بستگی دارد. مثلاً مصرف مواد مخدر و حتی دخانیات و قرار گرفتن در معرض پرتو فرابنفش و مصرف غذاها و هوای آلوده به آلاینده‌های شیمیایی، مانند سرب، خطر ابتلا به سرطان را افزایش می‌دهد. چندی است اثرات رژیم غذایی و تنش‌های روانی بر سرطان، توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود معطوف ساخته است.
خودآزمایی
1- چرخه سلول از چند مرحله تشکیل شده است؟ نام ببرید و در مورد هر کدام توضیح مختصری ارائه دهید.
2- چرا نمی‌توان کروموزوم‌های سلول را در مرحله اینترفاز مشاهده کرد؟
3- چرخه سلول چگونه تنظیم می‌شود؟
4- سرطان چگونه پدید می‌آید؟
