Kas ir cilvēka šūnu cikls?

G1 posmā šūna aug, ražo olbaltumus un organellas. Tā beigās atrodas svarīgākais lēmuma punkts: ja apstākļi nav piemēroti vai DNS ir bojāta, šūna tālāk neiet. No šejienes tā var arī iziet no cikla mierīgā stāvoklī, ko apzīmē ar G0.

S posmā tiek pārkopēta DNS. Katra hromosoma kļūst par divām vienādām māsu hromatīdām, kas savienotas centromērā. Vienlaikus tiek ražoti histoni, ap kuriem DNS tiek satīta, un tiek pārdubultots centrosoms, kas vēlāk veidos dalīšanās vārpstu.

G2 posmā šūna pārbauda kopēšanas rezultātu, labo kļūdas un gatavo mitozei vajadzīgos olbaltumus. Tikai pēc tam sākas pati dalīšanās.

Profāzē hromatīns saspiežas redzamās hromosomās un veidojas dalīšanās vārpsta. Prometafāzē izjūk kodola apvalks un vārpstas pavedieni pieķeras hromosomām pie kinetohoriem. Metafāzē hromosomas sarindojas šūnas vidusplaknē.

Anafāzē māsu hromatīdas tiek atrautas viena no otras un aizvilktas uz pretējiem poliem. Telofāzē ap abiem hromosomu komplektiem atjaunojas kodola apvalks. Citokinēze pāršķeļ citoplazmu, un rodas divas šūnas ar tādu pašu hromosomu skaitu kā sākumā: 46 pārvēršas 46 un 46.

Ciklu virza ciklīni un no tiem atkarīgās kināzes. Ciklīnu daudzums ritmiski ceļas un krīt, un katrs pārejas solis notiek tikai tad, kad attiecīgais ciklīns ir savā maksimumā.

Pārbaudes notiek trijās galvenajās vietās. Pirms S posma tiek pārbaudīts, vai DNS nav bojāta un vai šūna vispār ir pietiekami liela. Pirms mitozes tiek pārbaudīts, vai kopēšana pabeigta bez kļūdām. Metafāzē tiek pārbaudīts, vai katra hromosoma ir pareizi pieķerta vārpstai no abām pusēm, un anafāze nesākas, kamēr tas nav izdarīts.

Šo pārbaužu galvenais izpildītājs ir olbaltums p53. Tas aptur ciklu, kamēr bojājums tiek labots, un, ja labojums neizdodas, novirza šūnu uz pašnāvību. Tieši tāpēc p53 gēna bojājums ir viena no biežākajām pārmaiņām ļaundabīgos audzējos.

Mejoze nav šūnu cikla posms. Tā ir īpašs dalīšanās veids, kas notiek tikai dzimumšūnu priekštečos sēkliniekos un olnīcās. Pēc vienas DNS kopēšanas seko divas dalīšanās, un rezultātā no vienas šūnas rodas četras ar pusi hromosomu skaita.

Galvenā atšķirība tomēr nav skaitlī. Mejozes pirmajā profāzē homologās hromosomas saliekas kopā un apmainās ar posmiem. Tieši šī krustmija, nevis pati dalīšanās, padara katru dzimumšūnu ģenētiski unikālu. Mitoze taisa kopijas, mejoze taisa jaunas kombinācijas.

Ļaundabīgs audzējs pēc būtības ir šūnu cikla vadības zudums. Šūna vairs neievēro apturēšanas signālus un arī nepārtrauc dalīšanos, saskaroties ar kaimiņiem, kā to dara vesela šūna.

No tā izriet arī ārstēšanas blakusparādības. Ķīmijterapija un staru terapija visspēcīgāk skar šūnas, kas dalās bieži. Audzējs ir viens no tiem, bet tādi paši ir kaulu smadzenes, zarnu gļotāda un matu sīpoliņi, un tieši tāpēc raksturīgās blakusparādības ir asins šūnu skaita krišanās, gļotādas iekaisums un matu izkrišana.

Patologs, izmeklējot audzēja paraugu, bieži nosaka rādītāju Ki-67, kas parāda, cik liela daļa šūnu attiecīgajā brīdī atrodas ciklā, nevis G0. Tas palīdz spriest par audzēja augšanas ātrumu.

Pie ārsta jāvēršas, ja parādās veidojums, kas aug, ilgstošs neizskaidrojams svara zudums, asiņošana bez skaidra iemesla vai brūce, kas nedzīst vairākas nedēļas. Pirmā pietura ir ģimenes ārsts.

Pieaugušā ķermenī lielākā daļa šūnu nemaz neatrodas ciklā. Tās sēž G0 stāvoklī un var tur palikt gadiem. Tāpēc pareizāk ir domāt nevis par nepārtrauktu riteni, bet par stāvvietu, no kuras daļa šūnu pēc vajadzības tiek izsauktas darbā.

Otrs, ko shēma nerāda: katrā S posmā hromosomu gali jeb telomēri kļūst mazliet īsāki, jo kopēšanas mehānisms nespēj pārkopēt pašu galu. Kad telomēri kļūst pārāk īsi, šūna pārstāj dalīties. Ferments telomerāze šo galu atjauno, bet pieaugušā organismā tas strādā galvenokārt dzimumšūnu priekštečos un daļā cilmes šūnu. Daudzas vēža šūnas telomerāzi ieslēdz atpakaļ, un tas ir viens no veidiem, kā tās apiet dalīšanās skaita robežu.